本書是編寫團隊根據(jù)近年來相關課程教學改革的實踐經驗，并參照教育部高等學校機械基礎課程教學指導分委員會制定的《高等學校機械基礎系列課程調查分析報告暨機械基礎系列課程教學基本要求》組織編寫的。在內容編排上，注重理論與實際應用相結合，注重學生能力的培養(yǎng)與職業(yè)素質的養(yǎng)成，并融入思政要素，強化素質教育。
本書共13章，內容包括：緒論、平面機構的組成及分析、平面連桿機構、凸輪機構、其他常用機構、齒輪傳動、蝸桿傳動、輪系、帶傳動與鏈傳動、連接、軸、軸承以及聯(lián)軸器和離合器。每章均安排有企業(yè)應用案例內容，有助于學生將理論知識與實際工程問題相結合，提升實踐能力。各章后附有適量習題以供選用，并附有必要的數(shù)據(jù)和資料以供查閱。
本書結構清晰、圖例豐富、綜合性強，可作為普通高等院校機械類專業(yè)以及近機類專業(yè)的基礎課教材，也可供有關工程技術人員參考。
第1章 緒論 1
本章知識導圖 1
本章學習目標 2
1.1 本課程的研究對象 2
1.2 本課程中的基本概念和研究內容 2
1.2.1 基本概念 2
1.2.2 本課程研究的內容 4
1.3 本課程在教學中的地位及學習方法 4
1.3.1 本課程在教學中的地位 4
1.3.2 本課程的學習方法 5
思考題與習題 5
第2章 平面機構的組成及分析 6
本章知識導圖 6
本章學習目標 7
2.1 機構的組成 7
2.1.1 運動副的概念 7
2.1.2 運動副的分類 7
2.2 平面機構的運動簡圖 8
2.2.1 機構運動簡圖的概念 8
2.2.2 平面機構運動簡圖的繪制 9
2.3 平面機構的自由度 10
2.3.1 平面機構的自由度計算 10
2.3.2 平面機構自由度計算的注意事項 11
2.4 平面機構運動分析的速度瞬心法 14
2.4.1 速度瞬心 14
2.4.2 瞬心的求法 14
2.5 企業(yè)應用案例——牛頭刨床的運動分析 16
思考題與習題 17
第3章 平面連桿機構 19
本章知識導圖 19
本章學習目標 20
3.1 平面連桿機構及其傳動特點 20
3.2 平面連桿機構的基本形式及演化 20
3.2.1 平面連桿機構的基本形式 20
3.2.2 平面四桿機構的演化 23
3.3 平面四桿機構的運動特性 25
3.3.1 鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件 25
3.3.2 急回特性和行程速比系數(shù) 26
3.3.3 壓力角與傳動角 27
3.3.4 死點位置 28
3.4 平面四桿機構的運動設計 29
3.4.1 按給定連桿位置設計平面四桿機構 29
3.4.2 按給定行程速比系數(shù)K設計平面四桿機構 30
3.5 企業(yè)應用案例——熱處理加熱爐的爐門啟閉機構設計 31
思考題與習題 32
第4章 凸輪機構 34
本章知識導圖 34
本章學習目標 35
4.1 凸輪機構的組成及分類 35
4.1.1 凸輪機構的組成及應用 35
4.1.2 凸輪機構的分類 36
4.2 從動件常用的運動規(guī)律 38
4.2.1 凸輪機構中的基本名詞術語 38
4.2.2 等速運動規(guī)律 39
4.2.3 等加速等減速運動規(guī)律 39
4.3 圖解法設計盤形凸輪輪廓 40
4.3.1 反轉法原理 40
4.3.2 直動從動件盤形凸輪輪廓設計 41
4.3.3 擺動從動件盤形凸輪輪廓設計 43
4.4 凸輪機構設計中應注意的幾個問題 44
4.4.1 壓力角 44
4.4.2 基圓半徑的確定 45
4.4.3 滾子半徑的確定 45
4.5 企業(yè)應用案例——凸輪分割器 46
思考題與習題 47
第5章 其他常用機構 49
本章知識導圖 49
本章學習目標 50
5.1 棘輪機構 50
5.1.1 棘輪機構的組成及其工作特點 50
5.1.2 棘輪機構的類型與應用 50
5.1.3 棘輪機構設計中的主要問題 53
5.2 槽輪機構 54
5.2.1 槽輪機構的組成及工作原理 54
5.2.2 槽輪機構的類型、特點及應用 54
5.3 不完全齒輪機構 55
5.3.1 不完全齒輪機構的工作原理 55
5.3.2 不完全齒輪機構的類型、特點及應用 56
5.4 企業(yè)應用案例——棘輪扳手 57
思考題與習題 57
第6章 齒輪傳動 58
本章知識導圖 58
本章學習目標 59
6.1 齒輪傳動的特點和類型 59
6.1.1 齒輪傳動的特點 59
6.1.2 齒輪傳動的類型 59
6.2 漸開線齒廓及其嚙合特性 60
6.2.1 漸開線的形成及其特性 60
6.2.2 漸開線齒廓的嚙合特性 61
6.3 漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 62
6.3.1 齒輪各部分的名稱和符號 62
6.3.2 標準齒輪的基本參數(shù) 63
6.3.3 漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸 64
6.4 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 64
6.4.1 漸開線齒輪正確嚙合條件 64
6.4.2 漸開線齒輪連續(xù)傳動條件 65
6.4.3 輪齒的相對滑動及齒輪傳動的標準中心距 66
6.5 漸開線齒輪輪齒的切削加工與變位齒輪的概念 67
6.5.1 輪齒的切削加工原理 67
6.5.2 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象和最小齒數(shù) 68
6.5.3 變位齒輪的概念 69
6.6 齒輪傳動的失效形式、設計準則與材料選擇 69
6.6.1 齒輪傳動的失效形式 69
6.6.2 齒輪傳動設計準則 71
6.6.3 齒輪的常用材料 72
6.7 漸開線標準直齒圓柱齒輪強度計算 73
6.7.1 輪齒的受力分析和計算載荷 73
6.7.2 齒輪的強度計算 74
6.7.3 齒輪傳動設計參數(shù)的選擇 78
6.8 斜齒圓柱齒輪傳動 79
6.8.1 斜齒圓柱齒輪齒廓的形成及其嚙合 79
6.8.2 斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸 79
6.8.3 斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件 81
6.8.4 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 81
6.9 直齒錐齒輪傳動 83
6.9.1 錐齒輪傳動的特點和應用 83
6.9.2 直齒錐齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸 83
6.9.3 背錐和當量齒數(shù) 84
6.9.4 直齒錐齒輪傳動的強度計算 85
6.10 齒輪的結構 86
6.11 企業(yè)應用案例——帶式運輸機減速器齒輪傳動設計 89
思考題與習題 91
第7章 蝸桿傳動 93
本章知識導圖 93
本章學習目標 94
7.1 蝸桿傳動的特點與類型 94
7.2 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算 96
7.2.1 蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇 96
7.2.2 蝸桿傳動的幾何尺寸計算 99
7.3 蝸桿傳動的工作情況分析及結構設計 99
7.3.1 蝸桿傳動的失效形式、設計準則及常用材料 99
7.3.2 蝸桿傳動的轉向判定及受力分析 100
7.3.3 蝸桿傳動的自鎖 101
7.3.4 圓柱蝸桿和蝸輪的結構設計 102
7.4 普通圓柱蝸桿傳動的強度計算 103
7.4.1 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算 103
7.4.2 蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算 104
7.5 普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算 104
7.5.1 蝸桿傳動的效率 104
7.5.2 蝸桿傳動的潤滑 106
7.5.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 106
7.6 企業(yè)應用案例——混料機用蝸桿傳動設計 107
思考題與習題 109
第8章 輪系 111
本章知識導圖 111
本章學習目標 112
8.1 輪系的類型 112
8.2 定軸輪系傳動比計算 113
8.3 周轉輪系傳動比計算 115
8.4 復合輪系傳動比計算 118
8.5 輪系的功用 119
8.6 企業(yè)應用案例——精密傳動領域的RV減速器 122
思考題與習題 123
第9章 帶傳動與鏈傳動 125
本章知識導圖 125
本章學習目標 126
9.1 帶傳動的特點、類型及幾何參數(shù) 126
9.1.1 帶傳動的特點 126
9.1.2 帶傳動的類型 126
9.1.3 帶傳動的主要幾何參數(shù) 128
9.2 V帶及帶輪 128
9.2.1 V帶的類型與結構 128
9.2.2 V帶輪 130
9.3 帶傳動的工作情況分析 130
9.3.1 帶傳動的受力分析 130
9.3.2 帶傳動的最大有效拉力及其主要影響因素 132
9.3.3 帶傳動的應力分析 133
9.3.4 帶傳動的彈性滑動和打滑 134
9.4 V帶傳動的設計計算 135
9.4.1 失效形式和設計準則 135
9.4.2 單根V帶所能傳遞的功率 135
9.4.3 設計計算和參數(shù)選擇 139
9.4.4 V帶傳動的張緊設計、使用與維護 143
9.5 鏈傳動概述 145
9.6 鏈傳動的運動特性分析 147
9.7 滾子鏈傳動的設計計算 148
9.7.1 鏈運動的主要失效形式 148
9.7.2 鏈傳動的承載能力 149
9.7.3 鏈傳動主要參數(shù)的選擇 150
9.7.4 鏈傳動的布置 152
9.8 企業(yè)應用案例——帶式輸送機 153
思考題與習題 155
第10章 連接 156
本章知識導圖 156
本章學習目標 157
10.1 螺紋連接的基本知識 157
10.1.1 螺紋的類型、應用及主要參數(shù) 157
10.1.2 螺紋連接的類型 159
10.1.3 標準螺紋連接件 161
10.2 螺紋連接的預緊和防松 162
10.2.1 螺紋連接的預緊 162
10.2.2 螺紋連接的防松 163
10.3 螺紋連接的強度計算 164
10.3.1 螺栓的失效形式及計算準則 164
10.3.2 單個螺栓連接的強度計算 165
10.3.3 螺紋連接件的材料及許用應力 171
10.4 螺栓組連接的設計 172
10.4.1 螺栓組連接的結構設計 172
10.4.2 螺栓組連接的受力分析 173
10.4.3 提高螺栓連接強度的措施 176
10.5 螺旋傳動 180
10.5.1 螺旋傳動的類型和應用 180
10.5.2 滑動螺旋傳動螺桿及螺母的材料 180
10.5.3 滑動螺旋傳動的失效形式和設計準則 180
10.6 鍵連接和花鍵連接 182
10.6.1 鍵連接類型和結構特點 182
10.6.2 平鍵連接的尺寸選擇強度校核 184
10.6.3 花鍵連接 184
10.7 銷連接 186
10.8 企業(yè)應用案例——卷揚機 187
思考題與習題 188
第11章 軸 190
本章知識導圖 190
本章學習目標 191
11.1 軸的分類及材料 191
11.1.1 軸的分類 191
11.1.2 軸的材料 193
11.2 軸的結構設計 194
11.2.1 軸上零件的裝配方案 194
11.2.2 軸上零件的固定 195
11.2.3 軸結構的工藝要求 197
11.2.4 提高軸的強度的常用措施 198
11.3 軸的性能分析與計算要點 200
11.3.1 軸的失效形式及設計準則 200
11.3.2 軸的強度計算 200
11.3.3 軸的剛度計算 204
11.3.4 軸的振動計算 204
11.4 軸的使用與維護 205
11.4.1 軸的使用 205
11.4.2 軸的維護 205
11.5 企業(yè)應用案例——化工設備輸送裝置 205
思考題與習題 210
第12章 軸承 212
本章知識導圖 212
本章學習目標 213
12.1 軸承的分類與應用 213
12.2 滑動軸承的類型、結構和材料 213
12.2.1 滑動軸承的類型 213
12.2.2 滑動軸承的結構 213
12.2.3 滑動軸承的材料 217
12.3 滾動軸承的類型、代號及選用 218
12.3.1 滾動軸承的基本構造 218
12.3.2 滾動軸承的材料 219
12.3.3 滾動軸承的重要結構特性 219
12.3.4 滾動軸承的主要類型 219
12.3.5 滾動軸承的代號 221
12.3.6 滾動軸承類型的選擇 223
12.4 滾動軸承的工作能力計算 224
12.4.1 滾動軸承的失效形式和計算準則 224
12.4.2 基本額定壽命和基本額定動載荷 225
12.4.3 滾動軸承的壽命計算公式 226
12.4.4 滾動軸承的當量動載荷 227
12.4.5 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa 229
12.4.6 滾動軸承的靜強度計算 230
12.5 滾動軸承裝置設計 233
12.5.1 軸承的配置 233
12.5.2 滾動軸承的軸向緊固 235
12.5.3 滾動軸承的配合 236
12.5.4 滾動軸承的潤滑 236
12.5.5 滾動軸承的密封裝置 237
12.6 企業(yè)應用案例——帶式輸送機減速器高速軸軸承選型 239
思考題與習題 240
第13章 聯(lián)軸器和離合器 242
本章知識導圖 242
本章學習目標 243
13.1 聯(lián)軸器 243
13.1.1 聯(lián)軸器的分類和特性 243
13.1.2 聯(lián)軸器的選擇 247
13.2 離合器 248
13.2.1 離合器的分類 248
13.2.2 常用離合器的結構和特點 249
13.3 企業(yè)應用案例——起重機 252
思考題與習題 252
參考文獻 253
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