精密机械设计

第1章精密机械零件的受力分析与平衡1
1.1力学的基本概念1
1.1.1力的概念1
1.1.2刚体的概念2
1.1.3平衡的概念2
1.1.4静力学公理2
1.2约束、约束反力与受力图4
1.2.1约束与约束反力4
1.2.2机械零件中常见的约束类型及其反力4
1.2.3受力图6
1.3精密机械零件的受力平衡7
1.3.1共线力的平衡7
1.3.2平面力系的平衡8
1.3.3空间力系的平衡8
习题12
第2章精密机械零件受力变形与应力分析14
2.1精密机械零件的强度与刚度14
2.2杆件的拉伸与压缩15
2.2.1拉伸与压缩时的内力与应力15
2.2.2拉伸与压缩时的强度计算17
2.3机械零件的剪切19
2.3.1剪切时的内力与应力19
2.3.2剪切的强度计算21
2.4机械零件的扭转22
2.4.1轴类零件的扭转内力和应力22
2.4.2轴类零件的扭转强度和刚度计算25
2.5梁类零件的平面弯曲27
2.5.1梁类零件的类型27
2.5.2梁类零件弯曲时的内力与应力28
2.5.3梁类零件弯曲的强度计算32
习题34
第3章平面连杆机构的运动简图与自由度计算36
3.1运动副及其分类36
3.1.1机构的组成及其分类36
3.1.2运动副及其分类39
3.2平面机构运动简图41
3.3平面机构的自由度计算43
3.3.1机构自由度的计算43
3.3.2机构具有确定性运动的条件44
3.3.3计算机构自由度的注意事项46
习题48
第4章平面连杆机构49
4.1平面四杆机构的基本形式和特性49
4.1.1铰链四杆机构的基本形式50
4.1.2铰链四杆机构的主要特性51
4.2平面四杆机构曲柄存在的条件55
4.3铰链四杆机构的演化56
4.4平面四杆机构的设计61
4.4.1按照给定的行程速比系数设计四杆机构61
4.4.2按照给定连杆位置设计四杆机构63
习题64
第5章凸轮机构65
5.1凸轮机构的应用和分类65
5.1.1凸轮机构的应用65
5.1.2凸轮机构的分类66
5.2从动件的常用规律67
5.2.1凸轮机构的运动过程和基本参数67
5.2.2凸轮从动件常用运动规律68
5.3图解法设计盘形凸轮轮廓72
5.3.1图解法设计盘形凸轮轮廓72
5.3.2解析法设计盘形凸轮轮廓73
5.4凸轮机构基本尺寸的确定75
习题77
第6章齿轮机构79
6.1齿轮机构的特点和分类79
6.2齿廓啮合基本定理79
6.3渐开线齿廓81
6.3.1渐开线的形成及其性质81
6.3.2渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律82
6.3.3渐开线齿廓的其他啮合特性82
6.4齿轮各部分名称及渐开线标准直齿
圆柱齿轮的几何尺寸计算83
6.4.1齿轮各部分名称83
6.4.2标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算85
6.5渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动86
6.5.1齿轮传动的正确啮合条件86
6.5.2标准中心距86
6.5.3连续传动条件87
6.6渐开线齿轮的切齿原理与根切现象89
6.6.1渐开线齿轮的切齿原理89
6.6.2根切现象和最小齿数91
6.6.3变位齿轮92
6.7斜齿圆柱齿轮机构93
6.7.1斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点93
6.7.2斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算94
6.7.3斜齿轮的正确啮合条件和重合度96
6.7.4斜齿轮的当量齿数97
6.7.5斜齿轮的优缺点97
6.8圆锥齿轮机构98
6.8.1直齿圆锥齿轮的传动比98
6.8.2直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数98
6.8.3直齿圆锥齿轮几何尺寸计算100
6.9蜗杆蜗轮机构101
6.9.1蜗杆蜗轮机构的传动特点101
6.9.2蜗杆蜗轮传动的类型101
6.9.3蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件102
6.9.4蜗杆蜗轮传动的主要参数和几何尺寸102
习题106
第7章轮系107
7.1轮系的类型107
7.1.1定轴轮系107
7.1.2周转轮系107
7.2定轴轮系传动比计算107
7.3周转轮系传动比计算109
7.3.1周转轮系的组成109
7.3.2周转轮系传动比的计算110
7.4复合轮系传动比计算112
7.5轮系的功能113
7.6几种特殊的行星齿轮传动简介116
7.6.1少齿差行星齿轮传动116
7.6.2谐波齿轮传动117
习题118
第8章精密机械设计概论119
8.1精密机械设计的要求、程序与方法119
8.1.1精密机械设计的基本要求119
8.1.2精密机械设计的一般程序120
8.1.3精密机械设计方法121
8.2精密机械零件的强度122
8.2.1载荷和应力122
8.2.2静应力作用下零件的强度123
8.2.3变应力作用下零件的强度124
8.2.4零件的接触疲劳强度125
8.3精密机械零件的常用材料及钢的热处理126
8.3.1常用材料126
8.3.2钢的热处理128
8.3.3材料的选用原则130
8.4精密机械零件的结构工艺性131
8.5精密机械零件的刚度132
习题133
第9章齿轮传动134
9.1齿轮传动的失效形式及设计准则134
9.1.1齿轮传动的失效形式134
9.1.2齿轮传动的设计准则136
9.2齿轮材料及热处理136
9.2.1齿轮材料136
9.2.2齿轮的热处理方法137
9.3齿轮传动精度138
9.4直齿圆柱齿轮传动的强度计算139
9.4.1受力分析139
9.4.2计算载荷140
9.4.3齿面接触强度计算140
9.4.4齿根弯曲强度计算143
9.5斜齿圆柱齿轮传动强度计算146
9.5.1受力分析146
9.5.2强度计算147
9.6直齿圆锥齿轮传动148
9.6.1受力分析148
9.6.2强度计算148
9.7蜗杆传动149
9.7.1受力分析149
9.7.2蜗杆传动的失效形式和材料的选择150
9.7.3强度计算151
9.8齿轮传动链的设计152
9.8.1齿轮传动形式的选择152
9.8.2传动比的分配152
9.8.3齿数、模数的确定154
9.8.4齿轮传动的空回及消除方法155
9.8.5齿轮传动链的结构设计156
习题160
第10章带传动162
10.1带传动的类型和应用162
10.2带传动的受力分析164
10.3带传动中带的应力分析166
10.4带传动的弹性滑动和打滑168
10.5普通V带传动的设计计算169
10.5.1单根普通V带的许用功率170
10.5.2普通V带的型号和根数的确定172
10.5.3主要参数的选择173
10.6V带轮设计及带传动张紧装置174
10.6.1V带轮设计174
10.6.2V带传动的张紧装置175
10.7同步带传动简介178
10.7.1概述178
10.7.2带轮181
10.7.3同步带传动的设计计算181
习题184
第11章螺旋传动185
11.1螺旋传动的类别185
11.1.1螺纹的生成185
11.1.2螺纹的主要参数186
11.1.3螺纹的牙形及种类186
11.1.4螺旋传动的基本形式及其特点187
11.2螺旋传动的计算192
11.2.1螺旋副材料的选择192
11.2.2螺旋副常用的计算192
11.3螺旋机构误差分析196
11.4提高螺旋传动精度的措施200
习题202
第12章轴203
12.1轴的概述203
12.2轴的结构设计205
12.2.1轴上零件的固定206
12.2.2轴的结构工艺性209
12.3轴的强度计算212
12.3.1按许用切应力计算估算轴的最小直径212
12.3.2弯曲应力校核计算213
12.4轴的刚度计算216
习题218
第13章轴承219
13.1轴承的分类219
13.2滑动轴承的结构形式与轴承材料219
13.2.1圆柱形滑动轴承220
13.2.2圆锥形滑动轴承226
13.2.3顶尖或轴尖支承227
13.3滚动轴承的基本类型和特点229
13.4滚动轴承的代号231
13.5滚动轴承的选择计算236
13.5.1滚动轴承选择的考虑因素236
13.5.2滚动轴承选择的基本计算237
13.6滚动轴承的组合设计242
13.6.1滚动轴承的轴向固定242
13.6.2滚动轴承组合的轴向固定及调整243
13.6.3轴承的密封244
习题246
第14章弹性元件247
14.1弹性元件的类型、功能及材料247
14.1.1弹性元件的分类247
14.1.2弹性元件的功能248
14.1.3弹性元件的特性249
14.1.4弹性元件的材料252
14.2螺旋弹簧253
14.2.1压缩弹簧253
14.2.2拉伸弹簧254
14.2.3扭转弹簧255
14.2.4螺旋弹簧的设计计算255
14.3片簧和热敏双金属片簧258
14.4其他类型的弹性元件简介260
习题262
第15章导轨和基座263
15.1导轨的作用、特点和分类263
15.2导轨设计的基本要求264
15.2.1导向精度264
15.2.2刚度265
15.2.3耐磨性265
15.2.4低速运动平稳性266
15.2.5结构简单、工艺性好266
15.3导轨导向设计266
15.3.1按运动学原理设计266
15.3.2按误差平均原理设计267
15.4滚动导轨268
15.4.1分类268
15.4.2结构特点269
15.5基座270
15.5.1基座的结构特点及主要技术要求270
15.5.2基座与支承件的结构设计272
15.5.3基座与支承件的材料选择275
习题275
第16章精密机械中的常用机构276
16.1微动机构276
16.1.1螺旋微动机构276
16.1.2差动螺旋微动机构277
16.1.3螺旋——斜面微动机构277
16.1.4螺旋——杠杆微动机构278
16.1.5齿轮——杠杆微动机构279
16.2示数装置279
16.2.1标尺指针（指标）示数装置280
16.2.2标尺及指针280
16.2.3示数装置的误差281
16.3记录装置281
16.3.1连续记录282
16.3.2间歇记录283
16.4计数装置284
16.5锁紧装置285
16.6减振器287
16.6.1减振系统设计原理287
16.6.2减振器的类型及选用290
习题291
第17章连接292
17.1概述292
17.2螺纹的基本知识292
17.2.1螺纹的分类及特点292
17.2.2螺纹的主要参数294
17.3螺纹连接的主要类型及应用295
17.4螺纹连接的预紧与防松296
17.4.1螺纹连接的预紧296
17.4.2螺纹连接的防松297
17.5键连接和花键连接299
17.5.1键连接的类型299
17.5.2花键连接301
17.6销连接302
习题302
参考文献303