機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

前言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)制造業(yè)得到了飛速發(fā)展。中國(guó)已成為世界制造業(yè)大國(guó)，正面臨從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。培養(yǎng)大批適應(yīng)中國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的優(yōu)秀工程技術(shù)人才，是實(shí)現(xiàn)這一重大轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。遵循高等教育、人才培養(yǎng)和社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的規(guī)律，圍繞《上海優(yōu)先發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)行動(dòng)方案》，緊貼區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)需求的發(fā)展，上海工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院抓住“上海市機(jī)械制造及其自動(dòng)化本科教育高地建設(shè)”這一機(jī)遇，把握先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)互補(bǔ)、融合的趨向，把打造工程本位的復(fù)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地作為高地建設(shè)的核心，把培養(yǎng)具有深厚的科學(xué)理論基礎(chǔ)和一定的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的優(yōu)秀的復(fù)合應(yīng)用型人才——生產(chǎn)一線工程師，作為高地建設(shè)的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。正是基于上述考慮，本編寫(xiě)委員會(huì)聯(lián)合清華大學(xué)出版社推出“上海市本科教育高地建設(shè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化系列教材”，希望根據(jù)“以生為本，以師為重，以教為基，以訓(xùn)為媒，突出工程實(shí)踐”的教育思想理念和當(dāng)前的科技水平及社會(huì)發(fā)展的需求，精心策劃和編寫(xiě)本系列教材，培養(yǎng)出更多視野寬、基礎(chǔ)厚、素質(zhì)高、能力強(qiáng)和富于創(chuàng)造性的工程技術(shù)人才。本系列教材的編寫(xiě)，注重文字通順，深入淺出，圖文并茂，表格清晰，符合國(guó)家與部門(mén)標(biāo)準(zhǔn)。在編寫(xiě)時(shí)，作者重視基礎(chǔ)性知識(shí)，精選傳統(tǒng)內(nèi)容，使傳統(tǒng)內(nèi)容與新知識(shí)之間建立起良好的知識(shí)構(gòu)架；重視處理好教材各章節(jié)間的內(nèi)部邏輯關(guān)系，力求符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，使學(xué)習(xí)過(guò)程變得順理成章；重視工程實(shí)踐與教學(xué)實(shí)驗(yàn)，改變?cè)滩倪^(guò)于偏重理論知識(shí)的傾向，力圖引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練，發(fā)展自己的工程實(shí)踐能力；倡導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。本系列教材的編寫(xiě)和出版，是上海市本科教育高地建設(shè)課程和教材改革中的一種嘗試，教材中一定會(huì)存在不足之處，希望全國(guó)同行和廣大讀者不斷提出寶貴意見(jiàn)，使我們編寫(xiě)出的教材能更好地為教育教學(xué)改革服務(wù)，更好地為培養(yǎng)高質(zhì)量的人才服務(wù)。

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹了常用機(jī)構(gòu)與機(jī)器動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，及連接、機(jī)械傳動(dòng)、軸系零部件、彈簧等典型機(jī)械零件的設(shè)計(jì)。    全書(shū)共分19章，第1章緒論；第2～7章常用機(jī)構(gòu)的基本工作原理和應(yīng)用；第8章和第9章機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)和速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)及回轉(zhuǎn)件的平衡；第10章機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論；第11章常用連接；第12～14章機(jī)械傳動(dòng)；第15～18章軸系零部件；第19章彈簧。    本書(shū)可作為高等工科院校機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教材，也可供職工大學(xué)、電視大學(xué)、業(yè)余及函授大學(xué)等有關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生和工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

1　緒論　1.1　“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的性質(zhì)和內(nèi)容　1.2　“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程在教學(xué)中的地位　1.3　機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過(guò)程2　平面機(jī)構(gòu)的自由度與速度分析　2.1　研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的目的　2.2　構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)　2.3　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制　2.4　平面機(jī)構(gòu)自由度分析　　2.4.1　平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算　　2.4.2　機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件　　2.4.3　計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)　2.5　速度瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用　　2.5.1　速度瞬心的概念　　2.5.2　機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目　　2.5.3　速度瞬心位置的確定　　2.5.4　速度瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用　習(xí)題3　連桿機(jī)構(gòu)　3.1　平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及演化　3.2　平面四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件和幾個(gè)基本概念　3.3　平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)　習(xí)題4　凸輪機(jī)構(gòu)　4.1　凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型　4.2　從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律　4.3　凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角　4.4　圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓　　4.4.1　直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓的繪制　　4.4.2　擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓的繪制　4.5　解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓　習(xí)題5　齒輪機(jī)構(gòu)　5.1　齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和類(lèi)型　5.2　齒廓嚙合基本定律　5.3　漸開(kāi)線齒廓　5.4　漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸　5.5　漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合及連續(xù)平穩(wěn)傳動(dòng)條件　5.6　漸開(kāi)線齒廓的加工及根切　5.7　變位齒輪　5.8　平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)　5.9　蝸桿機(jī)構(gòu)　　5.9.1　蝸桿的形成　　5.9.2　蝸桿的主要參數(shù)和幾何尺寸　　5.9.3　蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)　5.10　圓錐齒輪機(jī)構(gòu)　習(xí)題6　輪系　6.1　輪系的類(lèi)型　6.2　定軸輪系及其傳動(dòng)比　6.3　周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比　6.4　復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比　6.5　輪系的主要功能　6.6　幾種特殊的行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介　習(xí)題7　間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)　7.1　棘輪機(jī)構(gòu)　7.2　槽輪機(jī)構(gòu)　7.3　不完全齒輪機(jī)構(gòu)　7.4　凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)8　機(jī)械的平衡9　機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)和速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)10　機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論11　連接12　齒輪傳動(dòng)13　蝸桿傳動(dòng)14　撓性傳動(dòng)15　軸16　滑動(dòng)軸承17　滾動(dòng)軸承18　聯(lián)軸器與離合器19　彈簧附錄A參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：過(guò)盈連接的裝配方法有壓入法和溫差法兩種。壓入法是在常溫下用壓力機(jī)等將被包容件直接壓入包容件中。壓人過(guò)程中，配合表面易被擦傷，從而降低連接的可靠性。過(guò)盈量不大時(shí)，一般采用壓入法裝配。溫差法就是加熱包容件或者冷卻被包容件，以形成裝配間隙進(jìn)行裝配。采用溫差法不易擦傷配合表面，連接可靠。過(guò)盈量較大或者對(duì)連接質(zhì)量要求較高時(shí)，宜采用溫差法裝配。過(guò)盈連接的過(guò)盈量不大時(shí)，允許拆卸，但多次拆卸會(huì)影響連接的質(zhì)量。過(guò)盈量很大時(shí)，一般不能拆卸，否則會(huì)損壞配合表面或者整個(gè)零件。過(guò)盈連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同軸性好，對(duì)軸的削弱小，抗沖擊、振動(dòng)性能好，但對(duì)裝配面的加工精度要求高。其承載能力主要取決于過(guò)盈量的大小。必要時(shí)，可以同時(shí)采用過(guò)盈連接和鍵連接，以保證連接的可靠性。11.8螺旋傳動(dòng)在機(jī)械中，有時(shí)需要將轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橹本€移動(dòng)，螺旋傳動(dòng)是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變經(jīng)常采用的一種傳動(dòng)方式。例如，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中采用螺旋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具或工作臺(tái)的直線進(jìn)給；又如，螺旋壓力機(jī)和螺旋千斤頂（圖11.31）工作部分的直線運(yùn)動(dòng)都是利用螺旋傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。11.8.1螺旋傳動(dòng)的類(lèi)型螺旋傳動(dòng)由螺桿和螺母組成，其分類(lèi)方法有多種。1.按用途分類(lèi)（1）傳力螺旋：以傳遞動(dòng)力為主，一般要求用較小的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿（或螺母）而使螺母（或螺桿）產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)和較大的軸向推力，例如螺旋千斤頂?shù)?。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，通常為間歇性工作，每次工作時(shí)間較短，工作速度不高，而且需要自鎖。（2）傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，要求能在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，因此要求較高的傳動(dòng)精度，如精密車(chē)床的走刀螺桿。（3）調(diào)整螺旋：用于調(diào)整并固定零部件之間的相對(duì)位置。它不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般在空載下調(diào)整，要求有可靠的自鎖性能和精度，用于測(cè)量?jī)x器及各種機(jī)械的調(diào)整裝置，如千分尺中的螺旋。2.按摩擦性質(zhì)分類(lèi)（1）滑動(dòng)螺旋：螺旋副作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦的螺旋?；瑒?dòng)螺旋結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，螺母和螺桿的嚙合是連續(xù)的，工作平穩(wěn)，易于自鎖，這對(duì)起重設(shè)備、調(diào)節(jié)裝置等很有意義。但螺紋之間摩擦大、磨損大、效率低（一般在0.25～0.70之間，自鎖時(shí)效率小于50％），不適宜用于高速和大功率傳動(dòng)。

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