機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)

前言

　　根據(jù)教育部對普通高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求和《高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃》有關(guān)文件的精神，為培養(yǎng)普通應(yīng)用型大學(xué)近機(jī)類和非機(jī)類寬口徑專業(yè)學(xué)生的綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，從而適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的需要而編寫了本教材?！　≡诒窘滩木帉懼?，主要考慮了以下幾個方面?！　?.重點突出、側(cè)重設(shè)計和應(yīng)用。在本書編寫過程中，充分吸取了各院校近幾年機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的經(jīng)驗，側(cè)重以設(shè)計為主線，加強(qiáng)了基本理論及其有關(guān)設(shè)計方法的應(yīng)用。全書強(qiáng)調(diào)“能分析”、“能設(shè)計”，力求在應(yīng)用性方面有所突破。本書在教學(xué)課時和篇幅所限的情況下，力求少而精，突出重點，精選內(nèi)容，側(cè)重設(shè)計和應(yīng)用?！　?.本書結(jié)合教學(xué)實踐經(jīng)驗，在內(nèi)容編排上注重以設(shè)計為主線的思想，力求內(nèi)容新穎，圖文并茂，講解通俗易懂，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)與設(shè)計思維能力。書中帶“*”的章節(jié)為選學(xué)內(nèi)容，便于教師組織教學(xué)和學(xué)生自學(xué)?！　?.本書在結(jié)構(gòu)順序的編排和教學(xué)語言的陳述等方面都考慮較合理；力求概念把握準(zhǔn)確，敘述深入淺出、詳略得當(dāng)；每章后設(shè)有小結(jié)、思考與習(xí)題，便于學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)?！　?.為了適應(yīng)當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，本書增設(shè)了計算機(jī)輔助設(shè)計（包含CAXA）等內(nèi)容，目的是突出機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計的新方法，加強(qiáng)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)?！　?.本書采用的工程符號、專業(yè)術(shù)語、單位等均為國家最新標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn)，力求使用成熟的、簡便易行的設(shè)計規(guī)范。

內(nèi)容概要

　　《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是根據(jù)教育部對普通高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求和《高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃》有關(guān)文件的精神，為培養(yǎng)普通應(yīng)用型大學(xué)近機(jī)類和非機(jī)類寬口徑專業(yè)學(xué)生的綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，從而適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的需要編寫而成的。全書共18章，第1章至第8章主要講述了常用機(jī)構(gòu)的工作原理、特點、設(shè)計及機(jī)械動力學(xué)的基本知識；第9章至第17章講述了常用的機(jī)械傳動、常用聯(lián)接、軸系零部件等的工作原理、基本設(shè)計理論和設(shè)計方法；第18章介紹了計算機(jī)輔助設(shè)計的知識。　　為了便于學(xué)習(xí)，每章設(shè)有小結(jié)、思考與習(xí)題，書中帶“*”的章節(jié)為選學(xué)內(nèi)容。

書籍目錄

第l章 緒論1.1 本課程的研究對象1.1.1 本課程的研究對象1.1.2 基本概念1.2 本課程的主要內(nèi)容和任務(wù)1.2.1 本課程的主要內(nèi)容1.2.2 本課程的主要任務(wù)1.3 機(jī)械設(shè)計的基本要求與一般過程1.3.1 對機(jī)器設(shè)計的基本要求1.3.2 機(jī)械設(shè)計的一般過程1.4 機(jī)械設(shè)計的方法1.4.1 機(jī)械傳統(tǒng)設(shè)計的方法1.4.2 機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計方法簡介小結(jié)思考與習(xí)題第2章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2.1 平面機(jī)構(gòu)的組成2.1.1 構(gòu)件與自由度的約束2.1.2 運動副的分類2.2 平面機(jī)構(gòu)的運動簡圖2.2.1 平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的概念2.2.2 平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度2.3.1 平面機(jī)構(gòu)自由度的計算公式2.3.2 機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件2.3.3 計算平面機(jī)構(gòu)自由度時的注意事項小結(jié)思考與習(xí)題第3章 平面連桿機(jī)構(gòu)3.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型3.1.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)3.1.2 四桿機(jī)構(gòu)的演化3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性3.2.1 曲柄存在的條件3.2.2 急回特性與行程速比系數(shù)3.2.3 壓力角和傳動角3.2.4 死點位置3.3 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計3.3.1 按作圖法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)3.3.2 用實驗法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)3.3.3 用解析法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)小結(jié)思考與習(xí)題第4章 凸輪機(jī)構(gòu)4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的特點和類型4.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的特點及應(yīng)用4.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的類型4.2 從動件常用的運動規(guī)律4.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語4.2.2 從動件常用的運動規(guī)律4.2.3 選擇從動件運動規(guī)律應(yīng)考慮的問題4.3 圖解法設(shè)計凸輪輪廓4.3.1 對心移動從動件盤形凸輪輪廓的繪制4.3.2 偏置尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓的繪制4.3.3 尖頂擺動從動件盤形凸輪輪廓的繪制4.4 解析法設(shè)計凸輪輪廓4.4.1 偏置滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)理論輪廓線方程4.4.2 偏置滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)實際輪廓線方程4.4.3 刀具中心運動軌跡方程4.5 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的問題4.5.1 滾子半徑的選擇4.5.2 平底長度L的確定4.5.3 壓力角與傳力性能4.5.4 基圓半徑rb的確定4.5.5 凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)小結(jié)思考與習(xí)題第5章 齒輪機(jī)構(gòu)5.1 齒輪機(jī)構(gòu)的特點和類型5.1.1 齒輪機(jī)構(gòu)的特點及應(yīng)用5.1.2 齒輪機(jī)構(gòu)的類型5.2 漸開線齒輪的齒廓與嚙合特性5.2.1 齒廓嚙合基本定律5.2.2 漸開線的形成與特性5.2.3 漸開線齒廓的嚙合特性5.3 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸5.3.1 外齒輪各部分名稱和主要參數(shù)5.3.2 內(nèi)齒輪5.3.3 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算5.3.4 齒條5.3.5 徑節(jié)制簡介5.4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動5.4.1 正確嚙合條件5.4.2 連續(xù)傳動條件5.4.3 標(biāo)準(zhǔn)中心距5.5 漸開線齒輪的加工5.5.1 加工方法5.5.2 根切與最少齒數(shù)5.5.3 齒輪測量5.6 變位齒輪的簡介5.6.1 變位齒輪的提出5.6.2 變位原理和變位齒輪的類型5.6.3 變位齒輪的特點5.6.4 變位齒輪傳動的類型5.7 斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)5.7.1 齒廓形成及嚙合特點5.7.2 基本參數(shù)及幾何尺寸的計算5.7.3 標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪的嚙合傳動5.7.4 當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)5.7.5 斜齒輪傳動的主要優(yōu)缺點5.8 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)5.8.1 圓錐齒輪及傳動特點5.8.2 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸的計算5.8.3 當(dāng)量齒輪5.9 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)5.9.1 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的特點5.9.2 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的類型5.9.3 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件5.9.4 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)和幾何尺寸小結(jié)思考與習(xí)題第6章 輪系6.1 輪系的類型6.1.1 平行軸輪系和非平行軸輪系6.1.2 定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系6.2 定軸輪系傳動比的計算6.2.1 定軸輪系傳動比的計算公式6.2.2 計算時的注意事項6.3 周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算6.3.1 周轉(zhuǎn)輪系的組成6.3.2 周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算公式6.3.3 計算時的注意事項6.4 復(fù)合輪系傳動比計算6.5 輪系的應(yīng)用6.6 幾種特殊的行星傳動簡介6.6.1 漸開線少齒差行星傳動6.6.2 擺線針輪行星齒輪傳動6.6.3 諧波齒輪傳動小結(jié)思考與習(xí)題第7章 其他常用機(jī)構(gòu)7.1 棘輪機(jī)構(gòu)7.1.1 棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理及特點7.1.2 齒式棘輪機(jī)構(gòu)類型及其應(yīng)用7.1.3 摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)7.1.4 棘輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)和幾何尺寸7.2 槽輪機(jī)構(gòu)7.2.1 槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理和基本型式7.2.2 槽輪機(jī)構(gòu)的特點和應(yīng)用7.2.3 槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計要點7.2.4 槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸計算7.3 不完全齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪式間歇機(jī)構(gòu)簡介7.3.1 不完全齒輪機(jī)構(gòu)7.3.2 凸輪式間歇機(jī)構(gòu)小結(jié)思考與習(xí)題第8章 回轉(zhuǎn)件的平衡與機(jī)械速度波動調(diào)節(jié)8.1 回轉(zhuǎn)件的平衡8.1.1 平衡的目的與分類8.1.2 剛性回轉(zhuǎn)件的平衡8.2 機(jī)械速度波動調(diào)節(jié)8.2.1 周期性速度波動的調(diào)節(jié)8.2.2 非周期性速度波動的調(diào)節(jié)小結(jié)思考與習(xí)題第9章 機(jī)械零件設(shè)計概論第10章帶傳動機(jī)設(shè)計第11章 鏈傳動設(shè)計第12章 齒輪傳動設(shè)計第13章 聯(lián)接第14章 滾動軸承第15章 滑動軸承第16章 軸的設(shè)計第17章 其他常用零部件第18章 計算機(jī)輔助設(shè)計

章節(jié)摘錄

　　1.優(yōu)化設(shè)計方法　　優(yōu)化設(shè)計是指根據(jù)最優(yōu)化原理，建立數(shù)學(xué)模型，采用最優(yōu)化數(shù)學(xué)方法，以人機(jī)配合方式或自動搜索方式，在計算機(jī)上應(yīng)用計算程序進(jìn)行半自動或自動設(shè)計，選出工程設(shè)計中最佳設(shè)計方案的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。近些年來，優(yōu)化設(shè)計還與可靠性設(shè)計、模糊設(shè)計等其他一些設(shè)計方法結(jié)合起來，形成了可靠性優(yōu)化設(shè)計、模糊優(yōu)化設(shè)計等一些新的優(yōu)化設(shè)計方法?！　?.計算機(jī)輔助設(shè)計　　計算機(jī)輔助設(shè)計簡稱CAD，它是利用計算機(jī)運算快速準(zhǔn)確、存儲量大、邏輯判斷功能強(qiáng)等特點進(jìn)行設(shè)計信息處理，并通過人機(jī)對話形式完成機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計工作的一種設(shè)計方法。一個完備的CAD系統(tǒng)，由科學(xué)計算、圖形系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫三方面組成。它與計算機(jī)輔助制造（CAM）相結(jié)合可形成CAD／CAM系統(tǒng)。　　3.機(jī)械可靠性設(shè)計 機(jī)械可靠性設(shè)計是將概率論、數(shù)理統(tǒng)計、失效物理和機(jī)械學(xué)相結(jié)合而形成的一種設(shè)計方法。其主要特點是將傳統(tǒng)設(shè)計方法中視為單值而實際上具有多值性的設(shè)計變量（如載荷、應(yīng)力、壽命等）。看成服從某種分布規(guī)律的隨機(jī)變量，用概率統(tǒng)計方法設(shè)計出符合機(jī)械產(chǎn)品可靠性指標(biāo)要求的零部件和整機(jī)的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。　　4.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計是應(yīng)用系統(tǒng)的觀點進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的一種方法。一般傳統(tǒng)設(shè)計只注重機(jī)械內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計，且以改善零部件的特性為重點，對于各零部件之間、內(nèi)部與外部系統(tǒng)之間的相互作用和影響考慮較少。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計則是遵循系統(tǒng)的觀點，研究內(nèi)、外系統(tǒng)和各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，通過各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，取長補(bǔ)短地來實現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳的總功能。　　5.機(jī)械動態(tài)設(shè)計機(jī)械動態(tài)設(shè)計是根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的動載工況，以及對該產(chǎn)品提出的動態(tài)性能要求與設(shè)計準(zhǔn)則，按動力學(xué)方法進(jìn)行分析計算、優(yōu)化與試驗，并反復(fù)進(jìn)行的一種設(shè)計方法。該方法的基本思路是：把機(jī)械產(chǎn)品看成是一個內(nèi)部情況不明的黑箱，通過外部觀察，根據(jù)其功能對黑箱與周圍不同的信息聯(lián)系進(jìn)行分析，求出機(jī)械產(chǎn)品的動態(tài)特性參數(shù)，然后進(jìn)一步尋求它們的機(jī)理和結(jié)構(gòu)。

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