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普通高等院校机电工程类规划教材机械设计基础/郭润兰 版权信息
- ISBN：9787302500544
- 条形码：9787302500544 ; 978-7-302-50054-4
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
普通高等院校机电工程类规划教材机械设计基础/郭润兰 本书特色
《机械设计基础》是普通高等院校机电工程类规划教材，内容全面实用，既有基础性的互换性与测量技术，也有综合性的机械系统运动方案设计。
普通高等院校机电工程类规划教材机械设计基础/郭润兰 内容简介
《机械设计基础》是根据高等院校人才培养目标、教育部制定的机械设计基础课程教学基本要求和很新国家标准，并总结多年的教学经验和教改实践经验编写而成。 全书共分15章，较详尽地介绍了机械设计常用的基础知识，包括： 常用机构的类型、特点、功用及其在实践中的应用，以及常用机构设计的基本知识及其运动学与力学特性的分析方法； 常用机械零件设计的基本知识及选用原则； 互换性与测量技术基础知识； 机械系统方案设计。本书针对我国“很好工程师教育培养计划”的实施，在体系和章节内容的安排上作了精心地编排。各章中配有相应的例题、习题以及必要的数据资料。 本书主要作为高等工科院校近机械类各专业机械设计基础课程的教材，较适宜的授课学时为80学时左右。也可供有关专业的教师、学生和工程技术人员参考使用。
普通高等院校机电工程类规划教材机械设计基础/郭润兰 目录
第1章绪论
1.1机械设计基础课程的研究对象及内容
1.1.1机械设计基础课程的研究对象
1.1.2机械设计基础课程的内容、特点和任务
1.2机械设计的基本要求和一般程序
1.2.1机械设计的基本要求
1.2.2机械设计的主要内容
1.2.3机械设计的一般程序
1.3机械零件的主要失效形式和设计准则
1.3.1机械零件的主要失效形式
1.3.2机械零件的设计准则
1.3.3机械零件设计的一般步骤
习题
第2章平面机构的结构分析
2.1机构的组成
2.2平面机构的运动简图
2.2.1机构运动简图
2.2.2机构运动简图的绘制
2.3平面机构的自由度
2.3.1平面机构自由度计算公式
2.3.2计算平面机构自由度时的注意事项
2.3.3机构具有确定运动的条件
习题
第3章平面连杆机构
3.1概述
3.2平面四杆机构的基本类型及其演化
3.2.1铰链四杆机构的基本类型
3.2.2铰链四杆机构的演化
3.3平面四杆机构的基本特性
3.3.1铰链四杆机构存在曲柄的条件
3.3.2急回特性
3.3.3传力分析
3.4平面四杆机构的图解法设计
3.4.1按给定连杆位置设计四杆机构
3.4.2按给定行程速比系数K设计四杆机构
3.4.3给定两连架杆的对应位置设计四杆机构
3.5平面四杆机构的解析法设计
3.5.1按给定连杆位置设计四杆机构
3.5.2按给定行程速比系数K设计四杆机构
3.5.3给定两连架杆的对应位置设计四杆机构
3.6多杆机构简介
习题
第4章凸轮机构
4.1凸轮机构的应用和分类
4.1.1凸轮机构的组成
4.1.2凸轮机构的应用
4.1.3凸轮机构的分类
4.2凸轮机构从动件常用的运动规律
4.2.1凸轮机构中的相关名词术语
4.2.2凸轮机构从动件常用的运动规律
4.2.3凸轮机构从动件运动规律的选择
4.3盘形凸轮轮廓曲线的图解法设计
4.3.1盘形凸轮轮廓曲线设计的基本原理
4.3.2盘形凸轮轮廓曲线图解法设计
4.4盘形凸轮轮廓曲线的解析法设计
4.5凸轮机构设计应注意的问题
4.5.1凸轮机构压力角
4.5.2凸轮基圆半径的确定
4.5.3滚子半径的确定
习题
第5章其他机构
5.1棘轮机构
5.1.1棘轮机构的工作原理及类型
5.1.2棘轮机构的特点及应用
5.1.3棘轮机构的主要参数
5.2槽轮机构
5.2.1槽轮机构的工作原理及类型
5.2.2槽轮机构的特点及应用
5.2.3槽轮机构的主要参数
5.3螺旋机构
5.3.1螺旋机构的组成及工作原理
5.3.2螺旋机构的特点及应用
5.4不完全齿轮机构
5.4.1不完全齿轮机构的组成及工作原理
5.4.2不完全齿轮机构的特点及应用
5.5非圆齿轮机构
5.5.1非圆齿轮机构的组成及工作原理
5.5.2非圆齿轮机构的特点及应用
5.6凸轮式间歇运动机构
5.6.1凸轮式间歇运动机构的组成及工作原理
5.6.2凸轮式间歇运动机构的特点及应用
5.7万向联轴器
5.7.1万向联轴器的组成及工作原理
5.7.2万向联轴器的特点及应用
习题
第6章连接
6.1概述
6.1.1铆接
6.1.2焊接
6.1.3胶接
6.2螺纹
6.2.1螺纹的形成和类型
6.2.2螺纹的参数
6.3螺旋副的受力分析、效率与自锁
6.3.1矩形螺纹
6.3.2三角形螺纹
6.4螺纹连接的主要类型和螺纹连接件
6.4.1螺纹连接的类型
6.4.2螺纹连接件的种类
6.4.3螺纹连接件的材料和许用应力
6.5螺纹连接的预紧和防松
6.5.1螺纹连接的预紧
6.5.2螺纹连接的防松
6.6螺纹连接的强度计算
6.6.1普通螺栓的强度计算
6.6.2铰制孔螺栓连接的强度计算
6.7螺栓连接的结构设计
6.8螺旋传动
6.8.1螺旋传动机构的类型
6.8.2滚动螺旋传动
6.9键连接和花键连接
6.9.1键连接的类型和工作原理
6.9.2键的选择和强度校核
6.9.3花键连接
6.10销连接和过盈连接
6.10.1销连接
6.10.2过盈连接
习题
第7章几何量公差基础
7.1概述
7.1.1互换性与公差
7.1.2标准化与优先数系
7.2孔、轴公差与配合
7.2.1基本术语及其定义
7.2.2常用尺寸孔、轴极限与配合标准
7.2.3常用尺寸孔、轴公差与配合的选择
7.3几何公差
7.3.1概述
7.3.2几何公差的标注
7.3.3几何公差带
7.3.4几何公差的选择
7.4表面粗糙度轮廓
7.4.1表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响
7.4.2表面粗糙度轮廓的评定
7.4.3表面粗糙度符号及其标注
7.4.4示例
7.5典型零件的公差与配合
7.5.1平键连接的互换性
7.5.2滚动轴承的互换性
7.5.3齿轮传动的精度及互换性
7.5.4综合举例
习题
第8章带传动与链传动
8.1带传动类型及其应用
8.1.1带传动的组成
8.1.2带传动的特点
8.1.3带传动的类型
8.2V带结构与V带轮的设计
8.2.1V带结构
8.2.2V带轮的设计
8.3带传动工作情况分析
8.3.1带传动的受力分析
8.3.2带传动的应力分析
8.3.3带的弹性滑动与打滑
8.4普通V带传动的设计计算
8.4.1带传动的失效形式和设计准则
8.4.2单根普通V带的基本额定功率
8.4.3V带传动的设计计算和参数选择
8.5链传动
8.5.1链传动的组成
8.5.2链传动的特点和应用
8.5.3链条
8.5.4链轮
8.5.5链传动的运动不均匀性
习题
第9章齿轮传动
9.1齿轮传动概述
9.2齿廓啮合基本定律
9.3渐开线齿廓及其啮合特性
9.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的名称及基本尺寸
9.5渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合和连续传动的条件
9.6渐开线齿轮的切齿原理
9.7轮齿的失效和齿轮材料
9.8直齿圆柱齿轮强度计算
9.9斜齿圆柱齿轮传动
9.10直齿锥齿轮传动
9.11齿轮结构
习题
第10章蜗杆传动
10.1蜗杆传动的类型和特点
10.2普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算
10.3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算
10.3.1蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料
10.3.2蜗杆传动的强度计算
10.3.3普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择
10.4普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
10.4.1蜗杆传动的效率
10.4.2蜗杆传动的热平衡计算
10.5普通圆柱蜗杆和蜗轮结构
10.6齿轮传动和蜗杆传动的润滑
10.6.1齿轮传动润滑
10.6.2润滑油黏度的选择
习题
第11章轮系
11.1轮系的分类
11.2定轴轮系传动比的计算
11.3周转轮系传动比的计算
11.4混合轮系传动比的计算
11.5轮系的应用
习题
第12章轴承
12.1滑动轴承
12.1.1滑动轴承的基本类型
12.1.2滑动轴承材料和轴瓦结构
12.1.3滑动轴承的润滑和动压润滑基本原理
12.2滚动轴承
12.2.1滚动轴承的组成
12.2.2滚动轴承的类型及主要性能
12.2.3滚动轴承代号
12.2.4滚动轴承的选择计算
12.2.5滚动轴承的组合设计、润滑与密封
习题
第13章轴
13.1轴的功用及分类
13.1.1轴的功用
13.1.2轴的分类
13.1.3设计轴时需解决的主要问题
13.2轴的常用材料
13.3轴的结构设计
13.3.1制造安装要求
13.3.2轴向定位和周向定位
13.3.3轴的各段直径和长度的确定
13.3.4强度要求
13.4轴的强度计算
13.4.1按弯曲强度计算
13.4.2按弯扭合成强度计算
13.5轴的刚度计算
13.5.1弯曲变形计算
13.5.2扭转变形计算
习题
第14章联轴器、离合器
14.1联轴器
14.1.1刚性联轴器
14.1.2弹性联轴器
14.2离合器
习题
第15章机械系统运动方案设计
15.1概述
15.1.1机械系统的组成
15.1.2机械设计的一般程序
15.1.3机械运动方案设计的一般程序
15.2功能原理设计
15.2.1功能原理的创造性设计
15.2.2功能原理设计的步骤
15.3执行系统运动规律设计
15.4执行机构型式设计
15.4.1执行机构型式设计的原则
15.4.2机构的选型
15.4.3机构的构型
15.5执行系统协调设计
15.6总体方案评价与决策
15.7机械传动系统方案设计
15.7.1传动机构的类型和特点
15.7.2拟定机械传动系统方案的一般原则
15.7.3机械传动系统方案设计的过程
15.7.4传动链的方案设计
15.8系统运动方案设计举例
习题
参考文献
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普通高等院校机电工程类规划教材机械设计基础/郭润兰 节选
第1章绪论 1.1机械设计基础课程的研究对象及内容 1.1.1机械设计基础课程的研究对象 1. 机械 本课程的研究对象是机械，机械是机器和机构的总称。 机械是伴随人类社会的不断进步逐渐发展与完善的。机械已经成为现代社会生产和服务的五大要素(人、资金、能量、材料、机械)之一。从广义角度讲，凡是能完成一定机械运动的装置都是机械。 工程中，常把每一个具体的机械称为机器。即谈到具体的机械时，常使用机器这个名词，泛指时则用机械来统称。现代机器的含义是： 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。坦克、导弹、汽车、飞机、轮船、车床、起重机、织布机、印刷机、包装机等大量具有不同外形、不同性能和用途的设备都是具体的机器。 图1.1(a)所示为一单缸四冲程内燃机，它是一种动力机械，通过使燃料在机器内部燃烧，将其放出的热能直接转换为动力； 通过完成进气、压缩、燃烧、排气的循环过程，把热能转换为机械能。 图1.1内燃机及其机构简图 1—气缸； 2—曲轴； 3—连杆； 4—活塞； 5—排气阀门推杆； 6—火花塞； 7—进气阀门推杆； 8，12—凸轮； 9，10，11—减速齿轮 气缸1中的活塞4向下移动，排气阀门推杆5关闭，进气阀门推杆7在凸轮8的控制下开启，将气体吸入气缸，此过程为进气冲程； 活塞4向上移动时，进、排气阀门均关闭，气体受压缩，此过程为压缩冲程； 压缩冲程结束后，火花塞6利用高压放电，使燃气在气缸中燃烧、膨胀，产生压力推动活塞4向下移动，此过程为爆炸冲程； 活塞4向下移动的同时，通过连杆3推动曲轴2转动，向外输出机械能； 当活塞4再次上移时，进气阀门推杆7继续处于关闭状态，排气阀门推杆5在凸轮12的控制下打开，将废气排出，这一过程称为排气冲程。图1.1(b)所示为内燃机的机构简图，利用机构简图对内燃机进行分析和设计，大大简化了设计工作。 活塞4的往复移动通过连杆3推动曲轴2连续旋转，这种把活塞往复移动转化为曲轴连续转动的装置为连杆机构。控制进、排气阀运动的装置称为凸轮机构，把凸轮8、12的连续转动变换为推杆7、5的往复移动。在四冲程的内燃机中，活塞往复移动四次，曲轴转动两周，进气阀和排气阀各启闭一次，所以凸轮的转数是曲轴转数的1/2。即在曲轴和凸轮轴之间要设置减速齿轮9、10、11，称为齿轮机构，可实现减速转动的运动变换。 2. 机器 1) 机器的特征 由上述分析可以看出，从组成、运动和功能来看，机器具有以下共同的特征： (1) 是一种通过加工制造和装配而成的构件组合体； (2) 各个构件之间都具有确定的相对运动； (3) 能实现能量的转换，并做有用的机械功。 凡同时具备上述三个特征的构件组合体就称为机器。 2) 机器的组成 机器是执行机械运动的装置，用来完成有用的机械功或转换其他能量为机械能。利用机械能来完成有用功的机器称为工作机，如各种机床、轧钢机、印刷机、纺织机、包装机等。将化学能、水力、电能、风力等能量转换为机械能的机器称为原动机，如内燃机、电动机、涡轮机等。机器中还要有机械运动的传递装置或机械运动形态的变换装置，称为机械传动系统和工作执行系统，统称机械运动系统； 现代机器还必须有控制系统。图1.2所示为机器的组成示意框图。 图1.2机器的组成示意框图 3. 机构与构件 机构是传递运动和动力的构件系统，由若干个构件通过一定连接方式组成，且各构件之间有确定的相对运动。每部机器又可分为一个或多个由若干构件(如齿轮、凸轮、连杆、曲轴等)组成的特定组合体，用来实现某种运动的传递或运动形式的变换。例如图1.1中内燃机的连杆机构、凸轮机构和齿轮机构。 由此可见，机构是机器的重要组成部分，机构具有机器的前两个特性，即： (1) 是一种通过加工制造和装配而成的构件组合体。 (2) 各个构件之间都具有确定的相对运动。 综上所述，机构是组成机器的主体。机器是由一个或多个各种不同机构所组成，它可以完成能量的转换或做有用的机械功，而机构则仅仅起着运动和动力的传递和变换的作用。或者说，机构是实现预期的机械运动的机件组合体，而机器则是由各种机构组成的，能实现预期机械运动并完成有用机械功或转换机械能的机构系统。机构与机器的共同点都是实现机械运动的装置，传递运动和动力，所以从运动学的观点看，二者是一样的； 不同点是机构没有能量的转换和信息的传递。所以从机械运动的观点看，机构与机器没有本质区别，工程中将机构与机器统称为机械。 图1.3连杆 1—连杆体； 2—连接螺栓； 3—螺母； 4—连杆头 构件是机构中的运动单元体，既可以是单一的整体，又可以是由几个元素组合在一起形成的刚性构件。内燃机中，由气缸1、曲轴2、活塞4和连杆3四个构件组成连杆机构，如图1.1(b)所示。曲轴2是一个构件，也是一个零件； 而连杆3是一个构件，是由连杆体1、连接螺栓2、螺母3、连杆头4等多个零件刚性连接而成的组成体，形成一个刚性整体（如图1.3所示），组成一个构件的各零件之间没有相对运动。 机构中固接于定参考系的构件称为机架(或固定件)； 可相对于机架运动的构件称为活动构件，其中按照给定运动规律独立运动的构件称为原动件(主动件)，而其余活动构件称为从动件。如图1.1(b)所示连杆机构中，气缸1为机架，活塞4为原动件，而连杆3和曲轴2为从动件。 需要说明的是，从现代机器发展趋势来看，机构中的各构件可以是刚性的，某些构件也可以是挠性的或弹性的，或是由液压、气动、电磁件构成的。所以说，现代机器中的机构也不再是纯刚性构件的机构。 4. 零件 零件是组成构件或机构的制造单元。如内燃机曲轴，在内燃机的曲柄滑块机构中是一个运动单元，也是一个制造单元，是构件，也是零件。而组成连杆的连杆体、连杆头、连接螺栓及螺母则分别是不同的制造单元，均属于零件，各零件之间没有相对运动。零件是制造后没有经过组装的物体，因而是组成机器的*小制造单元。构件可以是若干零件的刚性组合体，也可以是单个零件，如一个齿轮既是一个零件，又是一个构件。 机械零件有通用零件和专用零件两大类。通用零件是各类机械中常用的、按同一标准制造的零件，例如齿轮、轴承、螺栓、螺母等。专用零件是为特定机械特别制造的零件，例如，内燃机中的曲轴、活塞均属于专用零件。 综上所述，机器由机构组成，机构由构件组成，构件可以是单一的整体，也可以由若干个零件组成。机器和机构统称为机械。构件和零件之间的主要区别是： 构件是运动单元，零件是制造单元。 1.1.2机械设计基础课程的内容、特点和任务 机械设计基础是研究有关“机械”基本理论的一门课程，其研究对象为机械。而机械又是机器和机构的总称，所以说机械设计基础是研究机器和机构基本理论的科学。随着科学技术的飞速发展和各学科之间的融合与渗透，机械的内容不断丰富，微小机械、微型机械、仿生机械、生物机械的出现，使机械设计基础研究对象的含义不断拓展。 1. 机械设计基础课程的内容 (1) 机械传动。平面机构的自由度、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、轮系、带传动。 (2) 机械连接。螺纹连接、键连接、销连接。 (3) 轴系。滑动轴承、滚动轴承、轴、联轴器、离合器。 (4) 机械系统运动方案设计。 2. 机械设计基础课程的主要特点 (1) 机械设计基础课程是一门技术基础课程，与基础课程相比，它更接近工程实际； 与专业课程相比，它有更宽的研究面和更广的适应性。该课程起到承上启下的作用。 (2) 多学科知识的综合运用。机械设计基础是数学、物理学、理论力学、材料力学、工程图学、机械制造基础、金属材料及热处理、公差配合与技术测量等有关的技术基础课程知识的综合运用。 (3) 设计步骤和设计结果的多样性。考虑到机械设计的综合性，设计者采用的设计步骤和设计结果都具有多样性。 (4) 设计方法的多样性。在设计机构和零件的过程中，常常需要通过刚度、强度等方面的计算确定构件或零件的一些几何尺寸参数，但计算并非设计的唯一方法和手段。根据给定的运动条件设计机构，常用的设计方法有解析法、实验法和图解法。设计机械、机构、部件和零件的过程中，还需综合考虑结构、工艺、材料选择和经济性等各方面的因素。 3. 机械设计基础课程的主要任务 (1) 掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用、分析基本机构的能力。 (2) 掌握通用机械零件的工作原理、特点、应用和简单设计计算方法，并初步具有选用和分析简单机械传动装置的能力。 (3) 具备运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。 (4) 培养创新、总结归纳、综合运用所学的知识的能力。 1.2机械设计的基本要求和一般程序 1.2.1机械设计的基本要求
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