機械設(shè)計基礎(chǔ)

前言

　　本書依據(jù)教育部高職高專機械設(shè)計課程教學(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)容編排上進行了一定的探索和改革創(chuàng)新。　　本書內(nèi)容突出實用性，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型一線工程人員為目標，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)，加強機械零件設(shè)計的實踐訓(xùn)練，突出技能和能力的培養(yǎng)。　　全書內(nèi)容包括機械設(shè)計基礎(chǔ)概論、平面機構(gòu)的運動簡圖和自由度、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺紋連接、鍵連接、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系傳動、帶傳動、鏈傳動、軸、滾動軸承、滑動軸承、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?！　”窘滩挠山鞴I(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，編寫時間倉促，書中難免有缺點甚至是錯誤之處，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目教學(xué)模式編寫，全書共分4個項目，項目一為機械設(shè)計基礎(chǔ)概論，項目二為機構(gòu)設(shè)計，項目三為連接，項目四為傳動裝置設(shè)計。每個項目下設(shè)若干任務(wù)，每個任務(wù)由若干知識點、案例、學(xué)生設(shè)計題、思考題、練習(xí)題等組成。其中案例與機械設(shè)計實際相貼近，而其中任務(wù)3-2鍵連接的選型設(shè)計、任務(wù)3-3單級減速器軸的設(shè)計、任務(wù)3-4軸承的選型設(shè)計、任務(wù)3-5聯(lián)軸器的選型設(shè)計、任務(wù)4-1帶傳動裝置中一級減速器齒輪設(shè)計的5個案例的數(shù)據(jù)相串聯(lián)，可構(gòu)成一個帶傳動一級減速器設(shè)計說明書的主體框架，使學(xué)生在初次進行機械零件設(shè)計“有章可循”，可以減輕學(xué)生進行機械零件設(shè)計實訓(xùn)的心理壓力。全書內(nèi)容包括機械設(shè)計基礎(chǔ)概論、平面機構(gòu)的運動簡圖和自由度、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺紋連接、鍵連接、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系傳動、帶傳動、鏈傳動、軸、滾動軸承、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類或非機類各專業(yè)機械設(shè)計基礎(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

項目一　機械設(shè)計概論
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
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　機械設(shè)計概述
1.機械概述
2.機械設(shè)計的內(nèi)容與要求
3.零件的失效形式及設(shè)計準則
思考題與習(xí)題
項目二　機構(gòu)設(shè)計
任務(wù)2－1　繪制雨傘或太陽傘支撐機構(gòu)運動簡圖
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
2.1平面機構(gòu)運動簡圖
1.運動副
2.平面運動簡圖
【案例】：顎式破碎機主體結(jié)構(gòu)運動簡圖的繪制
【學(xué)生設(shè)計題】：繪制雨傘或太陽傘支撐機構(gòu)運動簡圖
任務(wù)2－2　牛頭刨床主體運動機構(gòu)自由度的計算
2.2機構(gòu)具有確定運動的條件
1.構(gòu)件的自由度
2.平面運動對構(gòu)件的約束
3.平面機構(gòu)的自由度
4.平面機構(gòu)具有確定運動的條件
5. 計算平面機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的幾個問題
【案例】：機構(gòu)自由度的計算案例
【學(xué)生設(shè)計題】P79牛頭刨床主體運動機構(gòu)自由度的計算
任務(wù)2－3縫紉機踏板機構(gòu)設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
2.3平面平面連桿機構(gòu)傳動
1.平面平面連桿機構(gòu)類型和應(yīng)用
2.鉸鏈四桿機構(gòu)的基本特性
3.鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件
4.四桿機構(gòu)的演化
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計題】縫紉機踏板機構(gòu)設(shè)計
【習(xí)題】：
任務(wù)２－4內(nèi)燃機配氣機構(gòu)凸輪的設(shè)計（或?qū)π募忭斖馆啓C構(gòu)設(shè)計）
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
2.4凸輪機構(gòu)傳動
1.凸輪機構(gòu)的組成及類型
2.從動件的運動規(guī)律
3.圖解法設(shè)計盤形凸輪機構(gòu)
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計題】內(nèi)燃機配氣機構(gòu)凸輪的設(shè)計（或包裝機械自動給料對心尖頂凸輪機構(gòu)的設(shè)計）（給定參數(shù)的對心尖頂凸輪機構(gòu)設(shè)計）
項目三　連接
任務(wù)３－１螺栓連接的選型設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
3.1螺紋連接選型計算及強度校核
1.螺紋連接的主要參數(shù)、類型、特點和應(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.螺紋的強度計算
5.螺紋連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計題】帶輸送機中聯(lián)軸器螺栓的選型計算
任務(wù)3－2 鍵連接的選型設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
3.2鍵、銷聯(lián)結(jié)選型及強度校核
1.鍵連接的類型、特點和應(yīng)用
2.普通平鍵連接的尺寸選擇和強度計算
3.圓柱銷的尺寸選擇和強度計算
【案例】：減速器中軸上用鍵的選型計算
【學(xué)生設(shè)計題】減速器中軸上用鍵的選型計算
任務(wù)3－3單級減速器軸的設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
3.3軸的設(shè)計
1. 軸的概述（分類、材料）
2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.轉(zhuǎn)軸受力分析及強度計算
【案例】：給定參數(shù)的單級減速器軸的設(shè)計計算
【學(xué)生設(shè)計題】給定參數(shù)的單級減速器軸的設(shè)計
任務(wù)3－4軸承的選型設(shè)計
【任務(wù)分析】1）軸承的壽命計算、2）軸承的選型設(shè)計
【相關(guān)知識】
3.4.1滾動軸承
1.滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型、特性和選擇
2. 滾動軸承的工作能力計算
3.滾動軸承的組合設(shè)計
3.4.2滑動軸承
1滑動軸承的特點、應(yīng)用和分類
2滑動軸承的結(jié)構(gòu)和材料
3軸瓦結(jié)構(gòu)及軸承襯
4滑動軸承的潤滑
【案例】：給定參數(shù)的單級減速器軸上的滾動軸承的選型設(shè)計
【學(xué)生設(shè)計題】給定參數(shù)的單級減速器軸上的滾動軸承的選型設(shè)計
任務(wù)3－5聯(lián)軸器和離合器的選型設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
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)的單級減速器軸上聯(lián)軸器的選型設(shè)計（帶式運輸機帶輪與減速器之間的聯(lián)軸器的選型設(shè)計）。
【學(xué)生設(shè)計題】給定參數(shù)的單級減速器軸上聯(lián)軸器的選型設(shè)計（帶式運輸機帶輪與減速器之間的聯(lián)軸器的選型設(shè)計）。
項目四傳動裝置設(shè)計
任務(wù)4－1帶輸送機裝置中一級減速器齒輪設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.1.1齒輪傳動概述
1.齒輪傳動的特點、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.漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸的計算
5.漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
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)計準則和主要參數(shù)的選擇
8.齒輪的傳動精度
9.齒輪材料及熱處理
10.漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的受力分析和強度計算
11.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和齒輪傳動的潤滑
4.1.2一級直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計
1.主要參數(shù)的選擇
2.設(shè)計步驟
【案例一】：閉式傳動軟齒面齒輪的設(shè)計
【案例二】：閉式傳動硬齒面齒輪的設(shè)計
【學(xué)生設(shè)計題】給定參數(shù)的單級減速器齒輪的設(shè)計
任務(wù)4－2斜齒圓柱齒輪齒輪設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.2斜齒圓柱齒輪齒輪的設(shè)計
1.齒廓曲面的形成和嚙合特點
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算
3. 斜齒圓柱齒輪的嚙合
1）正確嚙合條件
2）斜齒輪傳動的重合度
4.斜齒輪的當量齒數(shù)
5.斜齒輪的強度計算
1）斜齒輪的受力分析
2）強度計算
【案例】：斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計
【學(xué)生設(shè)計題】給定參數(shù)的減速器斜齒輪的設(shè)計
任務(wù)4－3給定參數(shù)的直齒圓錐齒輪傳動設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.3直齒圓錐齒輪
1.直齒圓錐齒輪的傳動比和幾何尺寸的計算
2. 直齒圓錐齒輪的當量齒數(shù)
3.直齒圓錐齒輪的強度計算
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計題】給定參數(shù)的直齒圓錐齒輪傳動設(shè)計
任務(wù)4－4給定參數(shù)的蝸桿傳動設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.4蝸桿傳動設(shè)計
1.蝸桿傳動的類型和特點
2.普通蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸的計算
3.蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準則和材料的選擇
4.蝸桿傳動的強度計算
5.蝸桿傳動的效率和熱平衡計算
【案例】給定參數(shù)的蝸桿傳動設(shè)計
【學(xué)生設(shè)計題】給定參數(shù)的蝸桿傳動設(shè)計
任務(wù)4－5輪系傳動比的計算
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.5齒輪系的傳動比計算
1.定軸輪系
2行星輪系傳動比計算
3組合輪系傳動比計算
4.輪系的應(yīng)用
【案例】
【學(xué)生計算題】
習(xí)題
任務(wù)4－6一級減速器綜合設(shè)計（減速器箱體機構(gòu)設(shè)計）
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.6箱體零件圖的設(shè)計與繪制
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計題】
任務(wù)4-7離心機普通V帶傳動系統(tǒng)設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.7帶傳動
1.帶傳動的類型和特點
2.帶傳動的受力分析和應(yīng)力分析
4、失效形式和設(shè)計準則
５. V帶和帶輪
６.帶傳動的張緊和維護
【案例】：
【學(xué)生設(shè)計題】
任務(wù)4－8輸送機用鏈傳動設(shè)計
【任務(wù)分析】
【相關(guān)知識】
4.8鏈傳動
1. 鏈傳動的組成、特點和分類
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】：輸送機用鏈傳動設(shè)計
【學(xué)生設(shè)計題】

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，有時甚至無法編程。 (1) 圖樣上的圖線位置模糊或尺寸標注不清，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)仔細計算后卻為相交(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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