本书是以机械分析为主线,整合“机械原理”、“机械设计”、“互换性与测量技术基础”及“工程力学”等传统学科的相关内容而成,并融入相关工程常识和创新思维与方法。全书以机械或机械传动系统及其所涉及的常用传动机构和通用零部件为对象,按其运动分析、结构分析、工作能力分析、精度分析的要求,介绍机械分析的基本理论、基本知识、基本方法与技术。全书共计十一章。包括:绪论、机械传动系统运动分析、机构静力分析基础、常用机构、机械零件工作能力分析基础、挠性传动、齿轮传动、轴、轴承、连接、机械零部件精度分析。
本书可供高职高专机械类、近机类各专业教学使用,也可供有关工程技术人员参考。
出版说明
前言
第1章绪论1
1.1机械的组成1
1.1.1机器和机构1
1.1.2构件和零件3
1.2机械零件常用材料及其性能3
1.2.1材料的力学性能3
1.2.2常用材料及牌号4
1.2.3常用热处理方法6
1.3机械分析的一般程序和基本方法7
1.3.1机械分析的一般程序8
1.3.2机械分析的基本方法8
1.4本课程的性质、任务和学习方法8
1.4.1本课程的性质和任务8
1.4.2本课程的学习方法9
思考与习题9
第2章机械传动系统的运动分析10
2.1机构的组成及运动简图10
2.1.1构件的运动形式10
2.1.2运动副及其分类11
2.1.3运动链与机构12
2.1.4平面机构运动简图13
2.2平面机构具有确定运动的条件17
2.2.1平面机构自由度的计算17
2.2.2运动链的可动性及运动确定性的
条件18
2.2.3平面机构自由度计算中的特殊
情况18
2.3机械传动系统概述21
2.3.1机械传动的运动和动力参数21
2.3.2机械传动系统的基本功能26
2.3.3机械传动系统运动方案分析
实例27
思考与习题 29
第3章机构静力分析基础32
3.1静力分析的基本概念32
3.1.1力及其性质32
3.1.2力矩及其性质36
3.1.3力偶及其性质38
3.1.4力的平移定理40
3.2平面机构中约束类型及约束反力41
3.2.1柔性约束42
3.2.2运动副约束42
3.2.3固定端约束45
3.2.4构件的受力分析与受力图45
3.3平面机构中约束反力的求解47
3.3.1平面力系的简化与平衡47
3.3.2应用平衡方程求解约束反力49
3.4运动副的摩擦与自锁56
3.4.1滑动摩擦56
3.4.2滚动摩擦57
3.4.3运动副中的自锁现象58
3.4.4机构中摩擦问题的实例分析58
3.5回转件平衡的动态静力分析 62
3.5.1回转件平衡的目的62
3.5.2回转件平衡的类型63
3.5.3回转件的平衡计算63
思考与习题65
第4章常用机构72
4.1平面连杆机构72
4.1.1铰链四杆机构及其演化72
4.1.2平面四杆机构的基本特性75
4.1.3实现运动要求的机构参数图解
法实例80
4.1.4构件和运动副的结构81
4.2凸轮机构83
4.2.1凸轮机构应用及分类83
4.2.2从动件的常用运动规律85
4.2.3凸轮轮廓的图解法87
4.2.4基本尺寸的确定90
4.2.5凸轮机构的材料与结构 91
4.3螺旋机构93
4.3.1螺纹93
4.3.2螺旋机构的类型及应用95
4.4间歇运动机构99
4.4.1棘轮机构99
4.4.2槽轮机构101
4.4.3不完全齿轮机构102
4.4.4凸轮式间歇运动机构103
思考与习题104
第5章机械零件工作能力分析基础106
5.1零件轴向拉(压)变形时工作能力
分析106
5.1.1轴向拉伸或压缩的概念106
5.1.2内力分析与应力分析107
5.1.3材料的力学性能108
5.1.4轴向拉(压)强度分析实例111
5.1.5轴向拉(压)变形简介113
5.1.6压杆稳定性的概念114
5.1.7应力集中的概念116
5.2零件剪切与挤压变形时工作能力
分析116
5.2.1剪切与挤压的概念116
5.2.2剪切与挤压强度分析实例117
5.3零件弯曲变形时工作能力分析120
5.3.1平面弯曲的概念120
5.3.2内力分析与应力分析121
5.3.3梁的弯曲强度分析实例126
5.3.4弯曲刚度简介127
5.3.5提高零件弯曲强度和刚度的措
施129
5.4零件扭转变形时工作能力分析131
5.4.1扭转的概念131
5.4.2内力分析与应力分析132
5.4.3轴的扭转强度分析实例135
5.4.4扭转刚度简介136
5.5零件组合变形时工作能力分析137
5.5.1拉伸(压缩)与弯曲组合时强
度分析实例137
5.5.2弯扭组合时强度分析实例138
5.6零件疲劳强度简介140
5.6.1交变应力的概念140
5.6.2交变应力的循环特性140
5.6.3疲劳破坏142
5.6.4提高疲劳强度的措施142
思考与习题142
第6章挠性传动147
6.1带传动概述147
6.1.1带传动的类型、特点和应用147
6.1.2V带及V带轮148
6.2带传动的失效分析151
6.2.1带传动的受力分析151
6.2.2带的应力分析153
6.2.3带传动的弹性滑动与传动比154
6.3普通V带传动的工作能力计算154
6.3.1工作能力计算准则154
6.3.2工作能力计算方法和步骤156
6.4V带传动的张紧、使用与维护160
6.4.1张紧方法及预紧力F0的控制160
6.4.2V带传动的使用与维护162
6.5其他带传动简介162
6.5.1同步带传动162
6.5.2高速带传动162
6.6链传动简介163
6.6.1链传动的类型、特点和应用163
6.6.2滚子链及链轮164
6.6.3链传动的运动特性167
6.6.4滚子链传动的工作能力计算准则 … 168
6.6.5链传动的使用与维护170
思考与习题172
第7章齿轮传动173
7.1概述173
7.1.1齿轮传动的特点及类型173
7.1.2齿轮传动的基本要求174
7.2渐开线直齿圆柱齿轮175
7.2.1渐开线齿廓及其啮合特性175
7.2.2渐开线齿轮及基本参数和几何
尺寸177
7.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传
动180
7.4渐开线齿轮切齿原理及变位齿轮简
介182
7.4.1轮齿切制原理与方法182
7.4.2根切现象和最少齿数184
7.4.3变位齿轮的概念184
7.4.4齿轮齿厚的检测项目185
7.5齿轮传动的失效分析、计算准则和
材料选择186
7.5.1主要失效形式186
7.5.2工作能力计算准则186
7.5.3齿轮材料的选择186
7.5.4配对齿轮齿面硬度的组合及应
用189
7.6标准直齿圆柱齿轮传动的工作能力
计算189
7.6.1轮齿的受力分析和计算载荷189
7.6.2齿轮传动的强度计算191
7.6.3齿轮主要参数对齿轮传动的影
响194
7.7标准斜齿圆柱齿轮传动及工作能力
计算197
7.7.1斜齿圆柱齿轮传动的特点197
7.7.2斜齿圆柱齿轮的基本参数和几
何尺寸198
7.7.3斜齿圆柱齿轮的啮合传动200
7.7.4斜齿圆柱齿轮传动的强度计算200
7.8直齿锥齿轮传动简介203
7.8.1直齿锥齿轮的齿廓和当量齿数203
7.8.2直齿锥齿轮的基本参数和几何
尺寸204
7.8.3直齿锥齿轮传动的受力分析205
7.9蜗杆传动简介206
7.9.1蜗杆传动的特点及类型206
7.9.2蜗杆传动的基本参数和几何
尺寸207
7.9.3蜗杆传动工作能力计算准则209
7.9.4蜗杆和蜗轮的材料210
7.9.5蜗杆传动的润滑与散热211
7.10齿轮的结构和齿轮传动的使用与
维护211
7.10.1齿轮的结构211
7.10.2齿轮传动的使用与维护214
7.11轮系215
7.11.1轮系的类型216
7.11.2定轴轮系的传动比计算216
7.11.3周转轮系的传动比计算218
7.11.4复合轮系的传动比计算220
7.11.5轮系的功用简介221
思考与习题223
第8章轴226
8.1轴的功用及分类226
8.2轴的失效形式、计算准则和材料
选择227
8.2.1主要失效形式227
8.2.2工作能力计算准则227
8.2.3轴的材料选择228
8.3轴的结构分析229
8.3.1轴上零件的装配方案230
8.3.2轴上零件的定位与固定231
8.3.3各轴段的直径和长度231
8.3.4轴的结构工艺性232
8.3.5提高轴的强度和刚度的常用措
施233
8.4轴的工作能力计算234
8.4.1抗扭强度计算234
8.4.2弯扭合成强度计算235
8.4.3轴的刚度计算236
8.4.4轴的振动稳定性概念237
8.5轴的使用与维护237
思考与习题242
第9章轴承244
9.1概述244
9.2滚动轴承的类型、代号及选用244
9.2.1滚动轴承的基本结构244
9.2.2滚动轴承的结构特性及分类245
9.2.3滚动轴承的类型246
9.2.4滚动轴承代号248
9.2.5滚动轴承的选择250
9.3滚动轴承的失效形式和选择计算251
9.3.1失效形式和计算准则251
9.3.2滚动轴承的寿命计算252
9.3.3滚动轴承的静强度计算257
9.4轴承装置的结构分析259
9.4.1轴系支承结构形式259
9.4.2轴承的定位与固定259
9.4.3轴系的调整260
9.4.4轴承的装拆261
9.4.5保证支承部分的刚度和同轴度262
9.4.6滚动轴承的润滑与密封262
9.5滑动轴承简介264
9.5.1滑动轴承的类型264
9.5.2滑动轴承的典型结构265
9.5.3滑动轴承的材料267
9.5.4滑动轴承的润滑269
思考与习题270
第10章连接272
10.1轴毂连接272
10.1.1轴毂连接方法及其特点272
10.1.2键连接的类型、特点和应用273
10.1.3平键的选择和强度计算275
10.2轴间连接276
10.2.1联轴器的类型、特点和应用277
10.2.2离合器的类型和应用280
10.2.3联轴器、离合器的使用与维
护283
10.3螺纹连接283
10.3.1螺纹连接的类型、特点和
应用283
10.3.2螺纹连接件的类型、特点和应
用284
10.3.3螺纹连接的预紧和防松286
10.3.4螺栓连接的受力分析及选用计
算288
10.3.5螺栓组连接的结构分析292
10.3.6螺纹连接的使用与维护293
思考与习题294
第11章机械零部件精度分析295
11.1概述295
11.1.1几何精度与互换性295
11.1.2标准化与优先数系296
11.1.3几何参数的误差与公差297
11.2尺寸精度及选用298
11.2.1极限与配合的术语和定义298
11.2.2极限与配合国家标准300
11.2.3极限与配合的选用308
11.3几何公差及选用310
11.3.1基本术语和定义310
11.3.2几何公差带定义、标注和解
释313
11.3.3几何公差数值及应用318
11.3.4公差原则简介321
11.4表面粗糙度及选用323
11.4.1表面结构的概念323
11.4.2表面粗糙度对零件功能的影
响323
11.4.3表面粗糙度参数值324
11.4.4表面粗糙度选用举例324
11.5典型零部件精度分析325
11.5.1滚动轴承精度分析及实例325
11.5.2平键连接精度分析及实例329
11.5.3圆柱齿轮精度分析及实例331
11.5.4轴的精度分析及实例342
思考与习题345
参考文献347