本教材为河南省高等学校规划教材，配套电子课件、机械运动FLASH、在线课程教学录像，以及课内例题和课后习题，并附有习题答案。本教材在充分总结机械设计基础课程改革的研究与实践的成果和经验的基础上编写，对教材的内容和体系进行一定的改革，以培养工程设计能力、应用能力、机械系统运动方案创新能力为目标。全书贯穿以机械总体设计为主线的思想，在版的基础上，将增加方案设计的内容。本教材从满足教学基本要求出发，以机械设计的基本理论、基本知识、基本技能为基础，并加强设计能力的培养，力求做到精选内容，适当拓宽知识面，反映机械设计领域的新成果，采用新国际或国家标准规范。在内容的取舍和阐述方面，着重于机械原理和机械设计的基本概念、基本理论和基本方法，并做到条理清晰、层次分明，循序渐进、言简意赅，方便教学。为适应“双语教学”的需要，书中各章列出了常用名词术语的中英文对照。
本书为河南省“十二五” 普通高等教育规划教材, 是在教育部教指委最新颁布的“机械设计基础课程教学指南” 的基础上, 经过充分吸取我校及兄弟院校七年多的实际使用经验及分析广大读者的反馈意见后编写而成。在本书的编写过程中, 编者试图从满足课程教学基本要求、贯彻少而精的原则出发, 力求做到精选内容、适当拓宽知识面、反映学科新成就, 但深度适中、篇幅不大, 使其保持简明、实用的特色。本书的主要特点为:(1) 为体现以机械总体设计为主线的思想, 增加了“机械系统的方案设计” 的内容。
(2) 梳理“齿轮传动机构设计” 的内容, 使整章内容更加系统条理, 同时增添了相应的图表, 以备查用。
(3) 为适应“双语教学” 的需要, 书中各章列出了常用的名词术语的中英文对照。
(4) 删去了对非机械类专业较深的内容, 如速度瞬心、变位齿轮传动的相关计算。
本书由河南理工大学机械与动力工程学院组织编写, 具体编写分工为: 第一章由杨现卿编写; 第二章、第七章、第十章第九节~第十一节由张跃敏编写; 第三章、第五章、第六章第一节~第五节由吴雪峰编写; 第四章、第十二章第一节~ 第三节、第十七章由曹军编写;第六章第六节~第十四节由张会端编写; 第八章、第十二章第四节~ 第八节、第十八章由王福荣编写; 第九章、第十三章由周洪亮编写; 第十章第一节~第八节、第十五章由向道辉编写; 第十一章、第十四章由贾志宏编写; 第十六章由薛铜龙编写; 全书由杨现卿、薛铜龙、张会端修改统稿, 由杨现卿担任主编。
本书广泛吸取了有关院校的教学经验, 在此对所用参考资料的提供单位和作者表示衷心的感谢。
由于编者水平有限, 书中错误之处在所难免, 敬请各位读者不吝赐教。
编 者
前言
第一章 绪论 1
第二章 平面机构的运动简图及自由度
计算 7
第一节 运动副及其分类 7
第二节 平面机构运动简图 9
第三节 平面机构的自由度及其具有确定
运动的条件 13
习题 18
第三章 平面连杆机构设计 20
第一节 铰链四杆机构的类型和应用 20
第二节 铰链四杆机构的基本知识 23
第三节 铰链四杆机构的演化 26
第四节 平面四杆机构的设计 31
习题 34
第四章 凸轮机构设计 36
第一节 凸轮机构的应用及分类 36
第二节 从动件的运动规律 38
第三节 凸轮机构基本尺寸的确定 43
第四节 盘形凸轮轮廓曲线的设计 45
第五节 凸轮的材料和结构 48
习题 49
第五章 间歇运动机构设计 50
第一节 棘轮机构 50
第二节 槽轮机构 51
第三节 不完全齿轮机构 53
第四节 凸轮式间歇运动机构 54
习题 54
第六章 齿轮传动机构设计 55
第一节 概述 55
第二节 齿廓啮合基本定律 58
第三节 渐开线及渐开线齿廓 59
第四节 标准直齿圆柱齿轮各部分名称及
几何尺寸计算 61
第五节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合
传动 65
第六节 齿轮加工方法和变位原理 70
第七节 齿轮传动的失效形式及计算准则 75
第八节 齿轮材料及热处理 78
第九节 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和
计算载荷 81
第十节 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 85
第十一节 斜齿圆柱齿轮传动设计 98
第十二节 直齿锥齿轮传动设计 107
第十三节 齿轮的结构设计 112
第十四节 齿轮传动的润滑 114
习题 116
第七章 蜗杆传动机构设计 118
第一节 概述 118
第二节 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和
几何尺寸计算 122
第三节 蜗杆和蜗轮的常用材料和结构 125
第四节 蜗杆传动的受力分析和强度计算 126
第五节 蜗杆传动的润滑、效率和热平衡
计算 129
习题 132
第八章 轮系设计 133
第一节 轮系的分类 133
第二节 定轴轮系的传动比计算 134
第三节 周转轮系的传动比计算 136
第四节 复合轮系的传动比计算 138
第五节 轮系的功用 139
习题 142
第九章 带传动和链传动 143
第一节 带传动概述 143
第二节 带传动的工作情况分析 147
第三节 普通V 带传动设计 150
第四节 带传动的结构设计 157
Ⅳ
第五节 链传动概述 161
第六节 链传动的工作情况分析 164
第七节 链传动的设计计算 167
第八节 链传动的合理布置和润滑 171
习题 174
第十章 连接设计 175
第一节 螺纹 175
第二节 螺旋副的受力分析、效率和自锁 177
第三节 螺纹连接的基本元件和类型 179
第四节 螺纹连接的预紧和防松 182
第五节 螺栓组连接的设计和受力分析 184
第六节 单个螺栓的强度计算 189
第七节 提高螺栓连接强度的措施 194
第八节 螺旋传动简介 197
第九节 键连接 198
第十节 销连接 201
第十一节 无键连接 202
习题 204
第十一章 轴的设计 205
第一节 概述 205
第二节 轴的结构设计 208
第三节 轴的强度计算 214
习题 221
第十二章 轴承 223
第一节 滚动轴承的结构、类型和代号 223
第二节 滚动轴承的寿命计算 229
第三节 滚动轴承装置的设计 234
第四节 滑动轴承的类型与结构形式 240
第五节 滑动轴承的材料与轴瓦结构 243
第六节 非液体摩擦滑动轴承设计 245
第七节 滑动轴承的润滑 247
第八节 液体摩擦滑动轴承简介 250
习题 252
第十三章 联轴器和离合器 255
第一节 联轴器 255
第二节 离合器 262
习题 265
第十四章 机械系统的方案设计 266
第一节 概述 266
第二节 机械工作原理及运动方案的拟定 267
第三节 原动机的选择和机械传动机构 268
第四节 执行机构的运动设计 271
第五节 机构的选型和机构的组合 274
第六节 机械系统方案拟定举例 279
习题 283
第十五章 减速器设计 284
第一节 减速器类型 284
第二节 减速器的典型结构 288
第三节 减速器的润滑与密封设计 293
第四节 减速器设计的一般步骤 294
习题 300
第十六章 弹簧设计 301
第一节 概述 301
第二节 圆柱螺旋压缩(拉伸) 弹簧的设计
计算 303
习题 306
第十七章 机械的平衡与调速 307
第一节 机械平衡的目的、分类及方法 307
第二节 刚性回转体的平衡计算 308
第三节 刚性回转体的平衡试验 311
第四节 机械速度波动产生的原因及调节
方法 312
第五节 飞轮的设计原理 314
习题 315
第十八章 煤矿机械简介 316
第一节 采煤机械 316
第二节 综采工作面支护设备———液压
支架 317
第三节 矿井运输设备 319
第四节 矿井提升设备 322
第五节 矿井排水设备 324
第六节 矿井通风设备 326
第七节 压缩空
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