现代机械设计基础pdf/txt下载_在线阅读全文

编辑推荐

《现代机械设计基础》结构清晰、图例丰富、综合性强，可作为普通高等工科院校近机类和非机类专业的基础课教材使用，也可供有关工程技术人员参考。

内容简介

《现代机械设计基础》是编写团队根据近年来相关课程教学改革的实践经验，并参照教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会制定的“机械设计基础课程教学基本要求”组织编写的。内容编排上，注重理论与实际应用相结合，注重学生能力的培养与职业素质的养成。《现代机械设计基础》共14章，内容包括：绪论，平面机构运动简图和自由度，平面连杆机构，凸轮机构，间歇运动机构，带传动和链传动，齿轮传动，蜗杆传动，轮系，轴，轴承，联轴器、离合器和制动器，螺纹连接，键和销。每章后均附有习题以供选用，书后还配有相应的习题参考答案，以便学生参考学习。另外，《现代机械设计基础》还可为任课教师提供电子课件，以便教学使用。

作者简介

目　　录

目录
前言
绪论 1
0.1 机械的组成 2
0.1.1 机器和机构 2
0.1.2 零件、部件和构件 5
0.1.3 机器的分类、功能组成及发展 6
0.2 机械设计的任务、要求和一般程序 8
0.3 机械设计方法简介 10
0.3.1 传统机械设计方法 10
0.3.2 现代机械设计方法 10
0.4 本课程的性质、任务和学习内容 11
习题 12
扩展阅读：汽车的发展史 13

目录 
前言 
绪论 1 
0.1 机械的组成 2 
0.1.1 机器和机构 2 
0.1.2 零件、部件和构件 5 
0.1.3 机器的分类、功能组成及发展 6 
0.2 机械设计的任务、要求和一般程序 8 
0.3 机械设计方法简介 10 
0.3.1 传统机械设计方法 10 
0.3.2 现代机械设计方法 10 
0.4 本课程的性质、任务和学习内容 11 
习题 12 
扩展阅读：汽车的发展史 13 
第1章 平面机构运动简图和自由度 14 
1.1 平面机构的组成 15 
1.2 平面机构运动简图 16 
1.2.1 平面机构运动简图及其作用 16 
1.2.2 平面机构运动简图的符号 17 
1.2.3 平面机构运动简图的绘制 18 
1.3 平面机构的自由度 19 
1.3.1 平面机构自由度计算公式 19 
1.3.2 计算平面机构自由度的注意事项 20 
1.3.3 机构具有确定运动的条件 22 
1.4 工程应用案例：惯性筛 23 
习题 24 
扩展阅读：多自由度的混沌摆 26 
第2章 平面连杆机构 27 
2.1 平面连杆机构的特点和应用 28 
2.2 铰链四杆机构的基本形式及其演化 30 
2.2.1 铰链四杆机构的基本类型 30 
2.2.2 铰链四杆机构的演化 32 
2.3 平面四杆机构的基本特性 35 
2.3.1 铰链四杆机构存在曲柄的条件 35 
2.3.2 急回特性 37 
2.3.3 压力角和传动角 38 
2.3.4 死点位置 39 
2.4 平面四杆机构的设计 40 
2.4.1 给定行程速比系数的设计问题 41 
2.4.2 给定连杆位置的设计问题 41 
2.4.3 给定两连架杆对应位置的设计问题 42 
2.4.4 给定某点运动轨迹的设计问题 42 
2.4.5 基于MATLAB的四杆机构优化设计 43 
2.5 平面多杆机构简介 47 
2.6 工程应用案例：多功能自动翻身床 49 
习题 51 
扩展阅读：连杆机构与现代社会动力之源 53 
第3章 凸轮机构 54 
3.1 凸轮的应用、分类和特点 55 
3.1.1 凸轮机构的应用 55 
3.1.2 凸轮机构的分类 56 
3.1.3 凸轮机构的特点 57 
3.2 常用从动件的运动规律 57 
3.2.1 几个基本概念 57 
3.2.2 常用运动规律 58 
3.3 凸轮轮廓曲线设计图解法 61 
3.3.1 “反转法”原理 61 
3.3.2 直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 62 
3.3.3 摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 64 
3.4 凸轮结构设计 65 
3.4.1 压力角 65 
3.4.2 凸轮基本尺寸的确定 66 
3.4.3 凸轮的结构及其与轴的连接 68 
3.5 工程应用案例：缝纫机 69 
习题 71 
扩展阅读：达芬奇与中国古代科技 72 
第4章 间歇运动机构 73 
4.1 棘轮机构 74 
4.1.1 棘轮的工作原理和类型 74 
4.1.2 棘爪的工作条件 75 
4.1.3 棘轮和棘爪的几何尺寸 76 
4.1.4 棘轮机构的应用 76 
4.2 槽轮机构 77 
4.2.1 槽轮机构的工作原理 77 
4.2.2 槽轮机构的主要参数 78 
4.2.3 槽轮机构的其他几何尺寸 79 
4.3 不完全齿轮机构 80 
4.4 工程应用案例：蜂窝煤压制机 81 
习题 81 
扩展阅读：电影放映机的历史 82 
第5章 带传动和链传动 83 
5.1 带传动类型、特点和应用 84 
5.2 V带和带轮 86 
5.2.1 V带的结构和规格 86 
5.2.2 V带轮 88 
5.3 带传动工作情况分析 91 
5.3.1 带传动的主要参数 91 
5.3.2 带传动受力分析 91 
5.3.3 带的应力分析 93 
5.3.4 带传动运动学特性 95 
5.4 普通V带传动设计 96 
5.4.1 单根普通V带的基本额定功率 96 
5.4.2 带传动设计计算步骤和参数选择 98 
5.5 带传动的张紧与维护 101 
5.6 同步带传动简介 102 
5.7 链传动的分类、特点和应用 103 
5.8 滚子链和链轮 105 
5.8.1 滚子链的结构和规格 105 
5.8.2 滚子链的链轮 106 
5.9 链传动工作情况分析 108 
5.9.1 链传动的运动特性分析 108 
5.9.2 链传动的受力分析 109 
5.10 滚子链传动设计 109 
5.10.1 链传动的主要失效形式 109 
5.10.2 功率曲线图 110 
5.10.3 链传动设计计算步骤和参数选择 111 
5.11 链传动的使用和维护 113 
5.12 工程应用案例：输送机 115 
5.12.1 带传动设计 116 
5.12.2 链传动设计 118 
习题 120 
扩展阅读：中国古代机械传动机构 121 
第6章 齿轮传动 122 
6.1 齿轮机构的特点和分类 123 
6.2 渐开线齿廓 124 
6.2.1 渐开线的性质 124 
6.2.2 渐开线齿廓的啮合特性 125 
6.3 齿轮各部分名称参数和渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 127 
6.3.1 齿轮各部分名称参数 127 
6.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 127 
6.4 渐开线标准齿轮啮合传动 128 
6.4.1 正确啮合条件 128 
6.4.2 正确安装条件 129 
6.4.3 连续传动条件 130 
6.5 渐开线齿轮的切齿原理 131 
6.6 渐开线齿轮的根切、最少齿数和变位齿轮 133 
6.6.1 根切与最少齿数 133 
6.6.2 变位齿轮 134 
6.7 齿轮的失效形式和设计准则 135 
6.7.1 齿轮的失效形式 135 
6.7.2 齿轮的设计准则 137 
6.8 齿轮材料和精度等级 138 
6.8.1 齿轮的材料及其选择 138 
6.8.2 齿轮传动的精度等级 140 
6.9 标准直齿圆柱齿轮传动设计计算 140 
6.9.1 标准直齿圆柱齿轮轮齿的受力分析 140 
6.9.2 标准直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 142 
6.9.3 标准直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 143 
6.9.4 标准直齿圆柱齿轮传动设计参数的选择 145 
6.10 斜齿圆柱齿轮传动 145 
6.10.1 斜齿轮齿廓的形成和特点 145 
6.10.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数 146 
6.10.3 平行轴斜齿轮传动的重合度 147 
6.10.4 平行轴斜齿轮传动的当量齿轮和当量齿数 147 
6.10.5 斜齿圆柱齿轮传动设计计算 148 
6.11 直齿锥齿轮传动 150 
6.11.1 圆锥齿轮传动的特点和应用 150 
6.11.2 直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数 151 
6.11.3 直齿锥齿轮传动设计计算 152 
6.12 齿轮的结构设计、润滑和效率 153 
6.12.1 齿轮的结构设计 153 
6.12.2 齿轮的润滑 155 
6.12.3 齿轮的效率 156 
6.13 工程应用案例：减速器 156 
6.13.1 高速级齿轮传动设计 157 
6.13.2 低速级齿轮传动设计 159 
习题 161 
扩展阅读：中国古代齿轮的历史 163 
第7章 蜗杆传动 164 
7.1 蜗杆传动的类型、特点和应用 165 
7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 167 
7.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数 167 
7.2.2 圆柱蜗杆的几何尺寸计算 169 
7.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 170 
7.4 圆柱蜗杆传动的设计计算 172 
7.4.1 圆柱蜗杆传动的受力分析 172 
7.4.2 圆柱蜗杆传动的强度计算 173 
7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 175 
7.6 工程应用案例：减速器 177 
习题 180 
扩展阅读：电梯的发展历史 181 
第8章 轮系 182 
8.1 轮系的类型 182 
8.2 定轴轮系传动比计算 184 
8.2.1 定轴轮系传动比大小的计算 184 
8.2.2 首、末轮转向关系的确定 184 
8.3 周转轮系传动比计算 186 
8.3.1 周转轮系的组成 186 
8.3.2 转化轮系及传动比计算 186 
8.4 复合轮系传动比计算 189 
8.5 轮系的作用 190 
8.6 工程应用案例：龙门刨床工作台 192 
习题 193 
扩展阅读：手表的发展史 196 
第9章 轴 197 
9.1 轴的作用和分类 198 
9.2 轴的常用材料 199 
9.3 轴的结构设计 199 
9.3.1 轴上零件的定位和固定 200 
9.3.2 轴的各段直径和长度确定 201 
9.3.3 改善轴的受力状况和结构工艺性 202 
9.4 轴的强度计算 203 
9.4.1 轴的扭转强度计算 203 
9.4.2 轴的弯扭合成强度计算 204 
9.5 轴的刚度计算 205 
9.6 工程应用案例：矿用凿井绞车 205 
习题 208 
扩展阅读：轴的磨损和修复 210 
第10章 轴承 211 
10.1 滚动轴承的结构、类型和代号 212 
10.1.1 滚动轴承的结构 212 
10.1.2 滚动轴承的类型和性能 212 
10.1.3 滚动轴承的代号 215 
10.2 滚动轴承的选择计算 216 
10.2.1 主要失效形式 216 
10.2.2 轴承寿命 217 
10.2.3 角接触向心轴承轴向载荷的计算 219 
10.3 滚动轴承的组合设计 220 
10.3.1 轴承的固定 220 
10.3.2 轴承组合的调整 221 
10.4 滑动轴承结构和特点 223 
10.5 滑动轴承常用材料 224 
10.6 滑动轴承的润滑 225 
10.7 非液体摩擦滑动轴承的计算 226 
10.7.1 径向滑动轴承的计算 226 
10.7.2 止推滑动轴承的计算 227 
10.8 工程应用案例：带式输送机和纺织机 227 
10.8.1 带式输送机 227 
10.8.2 纺织机 228 
习题 229 
扩展阅读：宝石轴承 230 
第11章 联轴器、离合器和制动器 231 
11.1 联轴器 232 
11.1.1 固定式刚性联轴器 232 
11.1.2 可移式刚性联轴器 232 
11.1.3 联轴器的选择 233 
11.2 离合器 236 
11.3 制动器 238 
11.4 工程应用案例：卷扬机 241 
习题 242 
扩展阅读：宝马xDrive全时四驱系统 243 
第12章 螺纹连接 245 
12.1 螺纹的类型、参数和标注 246 
12.1.1 螺纹的类型和应用 246 
12.1.2 螺纹的参数 248 
12.1.3 螺纹的标注 249 
12.2 螺纹连接的基本类型和螺纹紧固件 250 
12.2.1 螺纹连接的基本类型 250 
12.2.2 螺纹紧固件 251 
12.3 螺纹连接的预紧和防松 252 
12.3.1 螺纹连接的预紧 252 
12.3.2 螺纹连接的防松 254 
12.4 螺栓的强度计算 256 
12.4.1 螺栓的失效形式和设计准则 256 
12.4.2 松螺栓连接 257 
12.4.3 紧螺栓连接 257 
12.4.4 单个螺栓的强度计算总结 260 
12.4.5 螺纹连接件的材料 260 
12.4.6 螺纹连接件的许用应力 261 
12.5 螺栓连接的结构设计 262 
12.5.1 螺栓组连接的结构 262 
12.5.2 螺栓组连接的受力分析 263 
12.6 提高螺纹连接强度的措施 268 
12.7 工程应用案例：卷扬机和法兰结构 270 
12.7.1 卷扬机 270 
12.7.2 法兰结构 271 
习题 271 
扩展阅读：截止阀 274 
第13章 键和销 275 
13.1 键连接 276 
13

显示全部信息

前　　言

媒体评论

在线试读部分章节

绪论
现如今，我们的生活离不开各种机械，无数复杂的机械走进了寻常百姓的生活中，小到随身携带的腕式手表，大到上班用以代步的汽车，如图0-1 所示，都离不开机械的默默工作。你是否思考过：究竟什么是机械？为了让我们的生活更加便利，机械按怎样的程序进行设计，又通过怎样的方式运转？作为21 世纪的青年，想要更清晰地认识我们的世界，就应该了解和掌握一些机械设计基本知识。这需要学习哪些知识呢？通过本章的学习，你会找到答案。
（a）手表（b）公共汽车
图0-1 日常生活中的机械
（1）机械、机器、机构、构件、零件和部件的概念与分类。
（2）传统设计方法和现代设计方概述。
（3）机器应满足的要求和设计程序。
（4）本书的内容、性质和任务。
观察日常生活中各种机器的组成和工作过程，例如，洗衣机、自行车、汽车等。
（1）机器除了完成相应功能外，还需要一定的使用寿命，影响机器寿命的因素有哪些，如何提高机器工作的可靠性，延长其工作寿命？
（2）现如今，国内外依据的机械设计理论和方法基本一致，为什么生产出来的机器质量差距很大？例如，手表几乎已成为瑞士的某种象征，不仅为瑞士带来了无尽的商机，也为瑞士带来了荣誉；欧洲机床以其高精密度、高效率和高可靠性赢得了中国用户的普遍青睐。
请预先复习前期学过的工程制图知识，尤其是剖视图、局部放大图和零件图。
2 现代机械设计基础
0.1 机械的组成
人类很早就开始使用简单机械，使用各种机械就如同延长了人类的臂膀，增强了人类的工作能力。机械就是可以减轻或代替人们的劳动，提高生产率、产品质量和生活水平的工具装置，像筷子、扫帚和钳子等物品都可以称为机械，它们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成的。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。

绪论 
现如今，我们的生活离不开各种机械，无数复杂的机械走进了寻常百姓的生活中，小到随身携带的腕式手表，大到上班用以代步的汽车，如图0-1 所示，都离不开机械的默默工作。你是否思考过：究竟什么是机械？为了让我们的生活更加便利，机械按怎样的程序进行设计，又通过怎样的方式运转？作为21 世纪的青年，想要更清晰地认识我们的世界，就应该了解和掌握一些机械设计基本知识。这需要学习哪些知识呢？通过本章的学习，你会找到答案。 
（a）手表 （b）公共汽车 
图0-1 日常生活中的机械 
（1）机械、机器、机构、构件、零件和部件的概念与分类。 
（2）传统设计方法和现代设计方概述。 
（3）机器应满足的要求和设计程序。 
（4）本书的内容、性质和任务。 
观察日常生活中各种机器的组成和工作过程，例如，洗衣机、自行车、汽车等。 
（1）机器除了完成相应功能外，还需要一定的使用寿命，影响机器寿命的因素有哪些，如何提高机器工作的可靠性，延长其工作寿命？ 
（2）现如今，国内外依据的机械设计理论和方法基本一致，为什么生产出来的机器质量差距很大？例如，手表几乎已成为瑞士的某种象征，不仅为瑞士带来了无尽的商机，也为瑞士带来了荣誉；欧洲机床以其高精密度、高效率和高可靠性赢得了中国用户的普遍青睐。 
请预先复习前期学过的工程制图知识，尤其是剖视图、局部放大图和零件图。 
2 现代机械设计基础 
0.1 机械的组成 
人类很早就开始使用简单机械，使用各种机械就如同延长了人类的臂膀，增强了人类的工作能力。机械就是可以减轻或代替人们的劳动，提高生产率、产品质量和生活水平的工具装置，像筷子、扫帚和钳子等物品都可以称为机械，它们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成的。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。 
随着科学技术和工业生产的飞速发展，计算机技术、电子技术与机械技术有机结合，实现了机电一体化，促使机械产品向着高速、高效、多功能、精密、自动化和轻量化方向发展。机械产品的水平已成为衡量一个国家技术水平和现代化程度的重要标志之一，机械工业肩负着为国民经济各个部门提供装备和促进技术改造的重任。 
0.1.1 机器和机构 
人们在生产和生活中，广泛地使用着各种类型的机器，常见的如内燃机、机床、发电机、火车、轮船、洗衣机等，如图0-2 所示。什么是机器，其定义如何？下面根据图0-3 所示的实例进行分析。 
（a）内燃机 （b）数控机床 （c）发电机（d）火车 （e）轮船 （f）洗衣机 
图0-2 常见的各类机器 
实体结构图 
图0-3 汽车总成 
总成结构关系 
图0-3 汽车总成（续） 
图0-3所示为前置前驱汽车总成图，当我们驾驶汽车行走时，汽油发动机将燃烧汽油的热能转化为动能来驱动汽车行驶。具体过程为燃料在气缸内燃烧，产生巨大压力推动活塞上下运动，通过连杆把力传给曲轴，最终转化为旋转运动，再通过变速器和传动轴，把动力传递到驱动车轮上，从而推动汽车前进。汽车是一部机器。 
图0-3（a）所示发动机为汽车的心脏，对汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性和环保性。简单来说，发动机就是一个能量转换机构，即将燃烧汽油（柴油）或天然气的热能转变为机械能。发动机也是一部机器。 
这种能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功或完成能量、物料与信息转换和传递的装置，称为机器。 
发动机实现的确定机械运动是靠多个机械传动装置的综合作用实现的。这种只能用来传递运动和力或改变运动形式的机械传动装置，称为机构。 
不论机器还是机构，最基本的一点，是都能实现确定的机械运动。从结构和运动观点看，二者之间并无区别，所以统称为机械。 
汽车发动机由两大机构、五大系统组成。其中，两大机构为曲柄连杆机构和配气机构。曲柄连杆机构的主运动装置如图0-4（a）所示，其属于连杆机构，第2章重点讲述平面连杆机构；配气机构包括凸轮机构和带传动，如图0-4（b）所示，第3章重点讲述凸轮机构，第5章重点讲述带传动与链传动。 
（a）汽车曲柄连杆机构主运动装置 （b）汽车配气机构 
图0-4 发动机两大机构 
0.1.2 零件、部件和构件 
从制造的角度看，若干个零件组成了机构，若干个机构组成了机器。零件是制造单元，是机器的基本组成要素。概括地讲，机械零件可分为两大类：一类是在各种机器中都能用到的零件，叫通用零件，如齿轮、螺栓、轴承、带和带轮[图0-4（b）]等；另一类则是在特定类型的机器中才能用到的零件，叫专用零件，如发动机的曲轴和活塞[图0-4（a）]、起重机的吊钩、汽轮机的叶轮等。 
部件是指由一组协同工作的零件组成的独立制造装配的组合件，如离合器、变速器、制动器等，如图0-3（b）、（c）、（d）所示，部件是装配单元。 
从机械实现预期运动和功能角度看，机构中形成相对运动的各个运动单元称为构件。构件可以是单一的零件，也可以是由若干零件组成的运动单元，图0-4（a）中的连杆就是由连杆体、轴瓦、连杆盖、垫片、定位销和螺栓等多个零件组成的构件，如图0-5所示。 
0.1.3 机器的分类、功能组成及发展 
1．机器的分类 
按照用途的不同，机器可分为以下三类。 
（1）动力机器：将自然界中的能量转换为机械能而做功的机械装置。如风力机、水轮机、蒸汽机等，如图0-6所示。 
（2）工作机器：是指能够代替人的劳动，完成有用的机械功或搬运物品的机械装置。如起重机、飞机、印刷机等，如图0-7所示。 
（3）信息机器：是指完成信息传递或变换的机械装置，如电话机、传真机、编码器等，如图0-8所示。 
（a）风力机 （b）水轮机 （c）蒸汽机 
图0-6 动力机器 
（a）起重机 （b）飞机 （c）印刷机 
图0-7 工作机器

显示全部信息

现代机械设计基础下载

现代机械设计基础

发布书评

相关图书推荐