機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

前言

　　本書依據(jù)教育部高職高專機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求，結(jié)合高職教育的課程改革及工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，采用項(xiàng)目式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的方式而編寫。在課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容編排上進(jìn)行了一定的探索和改革創(chuàng)新?！　”緯鴥?nèi)容突出實(shí)用性，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型一線工程人員為目標(biāo)，以“必需、夠?qū)W、夠用為度”，精選教學(xué)內(nèi)容，把握理論深度，刪減不必要的公式推導(dǎo)，加強(qiáng)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的實(shí)踐訓(xùn)練，突出技能和能力的培養(yǎng)。　　全書內(nèi)容包括機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)概論、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖和自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺紋連接、鍵連接、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪系傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、軸、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承、聯(lián)軸器和離合器等內(nèi)容?！　”緯山鞴I(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院姚明、廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院趙華、湖南永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院羅輝任主編，由江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院文穎、廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院陶素連、南昌職業(yè)學(xué)院江濤、湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉紅芳、湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院馮琴、廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉松任副主編，參加本書編寫的還有江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳虎、陳永亮。具體分工如下：任務(wù)1-1由姚明編寫，任務(wù)1-2由羅輝編寫，項(xiàng)目二由趙華、劉松編寫，任務(wù)3-1、3-2、3-3由陶素連編寫，任務(wù)3-4由姚明編寫，任務(wù)3-5由江濤編寫，任務(wù)4-1由姚明編寫，任務(wù)4-2由劉紅芳編寫，任務(wù)4-3由馮琴編寫，任務(wù)4-4陳虎，任務(wù)4-5文穎，任務(wù)4-6陳永亮，任務(wù)4-7由文穎編寫。全書由姚明統(tǒng)稿定稿。　　本教材由江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉小群副教授主審。限于編者的水平和經(jīng)驗(yàn)，編寫時(shí)間倉促，書中難免有缺點(diǎn)甚至是錯(cuò)誤之處，敬請廣大讀者批評指正?！　【? 者　　2012年7月

內(nèi)容概要

　　內(nèi)容簡介本教材采用項(xiàng)目教學(xué)模式編寫，全書共分4個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目一為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)概論，項(xiàng)目二為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，項(xiàng)目三為連接，項(xiàng)目四為傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。每個(gè)項(xiàng)目下設(shè)若干任務(wù)，每個(gè)任務(wù)由若干知識(shí)點(diǎn)、案例、學(xué)生設(shè)計(jì)題、思考題、練習(xí)題等組成。其中案例與機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際相貼近，而其中任務(wù)3-2鍵連接的選型設(shè)計(jì)、任務(wù)3-3單級(jí)減速器軸的設(shè)計(jì)、任務(wù)3-4軸承的選型設(shè)計(jì)、任務(wù)3-5聯(lián)軸器的選型設(shè)計(jì)、任務(wù)4-1帶傳動(dòng)裝置中一級(jí)減速器齒輪設(shè)計(jì)的5個(gè)案例的數(shù)據(jù)相串聯(lián)，可構(gòu)成一個(gè)帶傳動(dòng)一級(jí)減速器設(shè)計(jì)說明書的主體框架，使學(xué)生在初次進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計(jì)“有章可循”，可以減輕學(xué)生進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)的心理壓力。全書內(nèi)容包括機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)概論、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖和自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺紋連接、鍵連接、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪系傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、軸、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器和離合器等內(nèi)容。本書可作為普通高職院校近機(jī)類或非機(jī)類各專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教材，也可供其他有關(guān)專業(yè)的師生和工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

　　姚明，江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師

書籍目錄

項(xiàng)目一　機(jī)械設(shè)計(jì)概論
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
任務(wù)1－1　本課程的性質(zhì)和研究對象、主要內(nèi)容與任務(wù)
1.本課程的性質(zhì)
2.本課程的對象
3.本課程的內(nèi)容與任務(wù)
任務(wù)1－2　機(jī)械設(shè)計(jì)概述
1.機(jī)械概述
2.機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求
3.零件的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
思考題與習(xí)題
項(xiàng)目二　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
任務(wù)2－1　繪制雨傘或太陽傘支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
2.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖
1.運(yùn)動(dòng)副
2.平面運(yùn)動(dòng)簡圖
【案例】：顎式破碎機(jī)主體結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】：繪制雨傘或太陽傘支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖
任務(wù)2－2　牛頭刨床主體運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算
2.2機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件
1.構(gòu)件的自由度
2.平面運(yùn)動(dòng)對構(gòu)件的約束
3.平面機(jī)構(gòu)的自由度
4.平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件
5. 計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題
【案例】：機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算案例
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】P79牛頭刨床主體運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算
任務(wù)2－3縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
2.3平面平面連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)
1.平面平面連桿機(jī)構(gòu)類型和應(yīng)用
2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性
3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件
4.四桿機(jī)構(gòu)的演化
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
【習(xí)題】：
任務(wù)２－4內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)凸輪的設(shè)計(jì)（或?qū)π募忭斖馆啓C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
2.4凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)
1.凸輪機(jī)構(gòu)的組成及類型
2.從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
3.圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪機(jī)構(gòu)
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)凸輪的設(shè)計(jì)（或包裝機(jī)械自動(dòng)給料對心尖頂凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）（給定參數(shù)的對心尖頂凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）
項(xiàng)目三　連接
任務(wù)３－１螺栓連接的選型設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
3.1螺紋連接選型計(jì)算及強(qiáng)度校核
1.螺紋連接的主要參數(shù)、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用
2.螺紋連接的類型和螺紋緊固件
3.螺紋連接的預(yù)緊和防松
4.螺紋的強(qiáng)度計(jì)算
5.螺紋連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】帶輸送機(jī)中聯(lián)軸器螺栓的選型計(jì)算
任務(wù)3－2 鍵連接的選型設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
3.2鍵、銷聯(lián)結(jié)選型及強(qiáng)度校核
1.鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用
2.普通平鍵連接的尺寸選擇和強(qiáng)度計(jì)算
3.圓柱銷的尺寸選擇和強(qiáng)度計(jì)算
【案例】：減速器中軸上用鍵的選型計(jì)算
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】減速器中軸上用鍵的選型計(jì)算
任務(wù)3－3單級(jí)減速器軸的設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
3.3軸的設(shè)計(jì)
1. 軸的概述（分類、材料）
2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.轉(zhuǎn)軸受力分析及強(qiáng)度計(jì)算
【案例】：給定參數(shù)的單級(jí)減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】給定參數(shù)的單級(jí)減速器軸的設(shè)計(jì)
任務(wù)3－4軸承的選型設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】1）軸承的壽命計(jì)算、2）軸承的選型設(shè)計(jì)
【相關(guān)知識(shí)】
3.4.1滾動(dòng)軸承
1.滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型、特性和選擇
2. 滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算
3.滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)
3.4.2滑動(dòng)軸承
1滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)、應(yīng)用和分類
2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和材料
3軸瓦結(jié)構(gòu)及軸承襯
4滑動(dòng)軸承的潤滑
【案例】：給定參數(shù)的單級(jí)減速器軸上的滾動(dòng)軸承的選型設(shè)計(jì)
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】給定參數(shù)的單級(jí)減速器軸上的滾動(dòng)軸承的選型設(shè)計(jì)
任務(wù)3－5聯(lián)軸器和離合器的選型設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
3.5.1 聯(lián)軸器
1.固定式剛性聯(lián)軸器
2.可移式剛性聯(lián)軸器
3.可移式彈性聯(lián)軸器
4.聯(lián)軸器的選擇
3.5.2離合器
1.牙嵌式離合器
2.摩擦離合器
3.離合器的選擇
【案例】：給定參數(shù)的單級(jí)減速器軸上聯(lián)軸器的選型設(shè)計(jì)（帶式運(yùn)輸機(jī)帶輪與減速器之間的聯(lián)軸器的選型設(shè)計(jì)）。
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】給定參數(shù)的單級(jí)減速器軸上聯(lián)軸器的選型設(shè)計(jì)（帶式運(yùn)輸機(jī)帶輪與減速器之間的聯(lián)軸器的選型設(shè)計(jì)）。
項(xiàng)目四傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
任務(wù)4－1帶輸送機(jī)裝置中一級(jí)減速器齒輪設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.1.1齒輪傳動(dòng)概述
1.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型和基本要求
2.齒廓嚙合基本定律
3.漸開線的形成和性質(zhì)
4.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸的計(jì)算
5.漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)
6.漸開線齒輪的加工方法和跟切現(xiàn)象
7.齒輪的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和主要參數(shù)的選擇
8.齒輪的傳動(dòng)精度
9.齒輪材料及熱處理
10.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算
11.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和齒輪傳動(dòng)的潤滑
4.1.2一級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1.主要參數(shù)的選擇
2.設(shè)計(jì)步驟
【案例一】：閉式傳動(dòng)軟齒面齒輪的設(shè)計(jì)
【案例二】：閉式傳動(dòng)硬齒面齒輪的設(shè)計(jì)
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】給定參數(shù)的單級(jí)減速器齒輪的設(shè)計(jì)
任務(wù)4－2斜齒圓柱齒輪齒輪設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.2斜齒圓柱齒輪齒輪的設(shè)計(jì)
1.齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn)
2.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)、正確嚙合條件和幾何尺寸的計(jì)算
3. 斜齒圓柱齒輪的嚙合
1）正確嚙合條件
2）斜齒輪傳動(dòng)的重合度
4.斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)
5.斜齒輪的強(qiáng)度計(jì)算
1）斜齒輪的受力分析
2）強(qiáng)度計(jì)算
【案例】：斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】給定參數(shù)的減速器斜齒輪的設(shè)計(jì)
任務(wù)4－3給定參數(shù)的直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.3直齒圓錐齒輪
1.直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)比和幾何尺寸的計(jì)算
2. 直齒圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)
3.直齒圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】給定參數(shù)的直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
任務(wù)4－4給定參數(shù)的蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.4蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1.蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)
2.普通蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸的計(jì)算
3.蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和材料的選擇
4.蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算
5.蝸桿傳動(dòng)的效率和熱平衡計(jì)算
【案例】給定參數(shù)的蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】給定參數(shù)的蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)
任務(wù)4－5輪系傳動(dòng)比的計(jì)算
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.5齒輪系的傳動(dòng)比計(jì)算
1.定軸輪系
2行星輪系傳動(dòng)比計(jì)算
3組合輪系傳動(dòng)比計(jì)算
4.輪系的應(yīng)用
【案例】
【學(xué)生計(jì)算題】
習(xí)題
任務(wù)4－6一級(jí)減速器綜合設(shè)計(jì)（減速器箱體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.6箱體零件圖的設(shè)計(jì)與繪制
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】
任務(wù)4-7離心機(jī)普通V帶傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.7帶傳動(dòng)
1.帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)
2.帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析
4、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
５. V帶和帶輪
６.帶傳動(dòng)的張緊和維護(hù)
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】
任務(wù)4－8輸送機(jī)用鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識(shí)】
4.8鏈傳動(dòng)
1. 鏈傳動(dòng)的組成、特點(diǎn)和分類
2. 滾子鏈的結(jié)構(gòu)
3.鏈輪的結(jié)構(gòu)
4.鏈輪的布置和潤滑
【案例】：輸送機(jī)用鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)
【學(xué)生設(shè)計(jì)題】

章節(jié)摘錄

　　2.1分析零件圖分析零件圖樣是制定加工工藝的首要工作，直接影響零件加工程序的編制及加工結(jié)果。此項(xiàng)工作包括以下內(nèi)容： 1．分析構(gòu)成加工輪廓的幾何條件是否正確、充分由于設(shè)計(jì)等多方面的原因，可能在圖樣上出現(xiàn)構(gòu)成加工輪廓的數(shù)據(jù)不充分、尺寸模糊不清及尺寸封閉等缺陷，增加了編程工作的難度，有時(shí)甚至無法編程。 (1) 圖樣上的圖線位置模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程工作無從下手。如圖1-5a所示兩圓弧的圓心位置是不確定的，不同的理解將得到完全不同的結(jié)果。再如圖1-5b所示圓弧與斜線的關(guān)系要求為相切，但經(jīng)仔細(xì)計(jì)算后卻為相交(割)關(guān)系，而并非相切。 (2) 圖樣上漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到圖樣輪廓的構(gòu)成。例如，在圖1-5c中，漏掉了倒角尺寸就屬于這種缺陷。 (3) 圖樣上所給定的幾何條件不合理，造成數(shù)學(xué)處理困難。 (4) 圖樣上給定幾何條件自相矛盾。例如，在圖1-5c中，所示出的各段長度之和不等于其總長尺寸即為這種缺陷。 (5) 圖樣上所給定幾何條件造成尺寸鏈封閉，這不僅給數(shù)學(xué)處理造成困難，還可能產(chǎn)生不必要的計(jì)算誤差。例如，在圖1-5d中，其圓錐體的各構(gòu)成尺寸已經(jīng)封閉?！　?hellip;…

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