機械設計原理與方法

《機械設計原理與方法》是為了適應21世紀人才培養的需要而編寫的，是21世紀高等學校機械設計製造及其自動化專業系列教材之一。

基本介紹

• 書名：21世紀高等學校機械設計製造及其自動化專業系列教材--機械設計原理與方法(上冊)
• 又名：機械設計原理與方法
• 作者：鐘毅芳等
• 出版社：華中科技大學出版社

基本信息

書名:21世紀高等學校機械設計製造及其自動化專業系列教材--機械設計原理與方法(上冊)

出版社:華中科技大學出版社

定價:32.8

條形碼:9787560925585

ISBN:ISBN 7-5609-2558-8

作者:鐘毅芳等

印刷日期:2004-1-1

出版日期:2004-1-1

精裝平裝_開本_頁數:平裝16開,426頁

中圖法:

中圖法一級分類:

中圖法二級分類:

書號:

簡 介

本書分為四篇共25章，第一篇機械設計總論（二至五章）主要介紹 有關機械設計中的基礎知識，如機械系統和機構的組成、機械設計中的強度和剛度問題及有關的精度設計基礎等；第二篇機械零部件和機構設計（六至十八章）主要闡述機械零、部件和機構的參數設計和運動設計；第三篇機械零部件的結構設計（十九至二十一章）主要闡述機械零、部件的結構設計及密封結構；第四篇機械系統設計和系統動力學設計（二十二至二十五章）主要闡述機械系統的方案設計、系統動力學設計和尺寸鏈等。

前 言

本教材是為了適應21世紀人才培養的需要而編寫的，是21世紀高等學校機械設計製造及其自動化專業系列教材之一。

本教材以機械類大專業的學生為對象，以機械系統的運動設計，參數設計、結構設計、方案設計和幾何精度設計為主線，突出機械設計的本質特徵(綜合性、多解性、再設計、創造性等)和機械設計中的共性內容；從培養學生的創新能力出發，加強機械系統總體方案設計、運動設計、結構設計和幾何精度設計方面的內容；強調設計思想、設計方法的培養，對某些經驗公式、條件性計算(如對某些係數的選擇)等，只要求定性概念的準確，不追求定量的精確；為了適應計算機技術的發展，在機構的分析與設計中，用解析法代替傳統的圖解法；從機械設計的總體要求和培養學生機械設計基本素質和能力出發，將傳統的《機械原理》、《機械設計》和《互換性與技術測量》三門課程的主要內容有機結合，相互滲透，並注意取材的先進性，實用性和適度拓寬基礎，對教學內容進行合理的取捨和重新組合，形成了一種全新的體系結構。

整合後，本教材在體系結構、內容的取捨與安排等方面，均形成了自己的特色，主要體現在以下幾個方面：

(1)三位一體，相互融合：將原《機械原理》、《機械設計》、《互換性與技術測量》合而為一，實現了課程內容的相互融合。例如，互換性與標準化的概念，融合於機械設計概述之中，使學生從一開始接觸機械設計，就對互換性與標準化的問題給以足夠的重視；螺旋機構的設計，在傳統的《機械原理》和《機械設計》中，都安排了一定篇幅的內容，有些是明顯的重複。在本教材中，將其合而為一，使之相互滲透、相互補充；齒輪傳動機構的設計，歷來是《機械原理》和《機械設計》的重點內容，由這兩門課程分別講授，不但有些內容重複，而且，從設計的思維過程來看，有些內容本來是緊密聯繫的(如參數選擇的原則和參數選擇的限制條件)，卻被兩門課程所分割，這不利於學生系統地掌握齒輪傳動機構設計的基本原理和方法，為此，我們將這兩部分的相關內容，重新作了合理的安排，使之有機地融合在一起，形成了齒輪傳動機構設計的新體系；機械系統方案設計，也是編寫的《機械原理》和《機械設計》中都涉及到的內容之一，相互間也有不少重複的內容，在本教材中，將它們統一在一起，形成了一個有機的整體；典型結合件的幾何精度設計與零部件和機構的設計有密切的關係，以往都是安排在三門課程中分別講授，相互脫節，本教材將它們作了統一、合理的安排，使之達到相互聯繫、互為補充；

(2)以機械設計為主線：整個內容的安排，以設計思想、設計理論、設計方法和精度設計、運動設計、參數設計、結構設計、方案設計為主線。首先，在 "機械設計概述"中，概要地介紹有關設計思想、理論和方法的內容，然後在後續各章中，結合具體零部件和機構的設計，不斷重複和深化這些思想。理論和方法；在教材內容的安排上，按精度設計、運動設計、參數設計、結構設計、方案設計為主線展開，使學生更加便於系統地掌握機械設計的全過程：

(3)適用面廣：以高等學校機械類大專業的學生為對象，面向國內各種類型高校，適用於機械設計與製造自動化及相應專業；注重共性問題的論述，著重培養學生的綜合素質和機械設計的能力；

(4)以傳統內容為核心：原三門課程傳統的核心內容，如零部件參數設計、機構的運動參數設計、機械零部件的結構設計、幾何精度設計等，經精選後，保留其精華內容作為本教材的核心，這樣處理，既可以保證教學質量，又可以進一步精簡教學內容；

(5)注意培養學生的創新能力：強調設計過程中創造性思維能力的培養，強調設計的多方案性和最佳化設計的思想，強調在方案設計、結構設計中創新能力的培養：

(6)加強機械系統總體方案設計能力的培養：機械系統總體方案設計最具創造性，因此，在本教材中，用較大的篇幅，集中介紹機械系統總體方案設計的基本思想、設計原理和設計方法及機械系統的剛性動力學設計的基本思想、設計原理和設計方法，特彆強調總體方案設計中的創新思想；

(7)加強結構設計能力的培養：將機械設計中有關的結構設計問題集中講授，提煉出一些共同的特點，講清結構設計的原則；結合典型的零部件和機構(輪類零件、箱體類零件、連桿機構、軸承部件等)，突出重點，通過實例，講清機械結構設計的基本原理和方法；

(8)反映機械設計領域的新成果：在本教材中涉及的所有標準，全部採用最新的國家標準：引入新技術(如為了適應計算機技術的發展，在機構的分析和設計中，用分析法代替圖解法)；增加新內容(為了適應機械類大專業的需要，教材中增加了一些新的內容，如同步齒形帶傳動，彈性環聯接、碟形彈簧、圓弧面蝸桿設計、行星輪機構強度設計等)。

本教材分4篇，共25章。參加本書編寫工作的有：鐘毅芳(第一章、第二章、第六章、第七章，第十章、第二十一章)，程德雲(第三章、第四章、第五章、第十一章、第二十四章和6-1節之四、6-2節之一中的(三)、6-2節之二中的(三)、20-4節之五中的(二))、楊家軍、傅祥志、蒙運紅(第八章、第十三章、第十八章、第二十二章、第二十三章)、吳丕蘭(第九章、第十三章、第二十五章)、姜柳林(第十二章、第十四章、第十七章)、張衛國(第十五章、第十六章、第十九章、第二十章)等。全書由鐘毅芳、楊家軍、程德雲、張衛國。傅祥志擔任主編。

作為教學改革的嘗試，一定會有某些不足之處，編者殷切希望廣大讀者對書中不妥之處提出批評和改進意見。

編 者

2001年5月於華中科技大學

目錄

(上冊)

第一章 緒 論(1)

1-1 《機械設計原理與方法》課程的研究對象(1)

1-2 《機械設計原理與方法》課程的性質、任務與作用(2)

1-3 《機械設計原理與方法》課程的學習方法(3)

第一篇 機械設計總論

第二章 機械設計概述(4)

2-1 機械系統的組成和功能結構(4)

2-2 機構的組成及運動簡圖(14)

2-3 機械設計的概念及其特點(19)

2-4 機械設計中的互換性和標準化(27)

2-5 機械設計中的強度問題(31)

2-6 機械設計中的剛度問題(39)

2-7 機械設計中的摩擦、磨損和潤滑(40)

習題(46)

第三章 光滑圓柱體結合的尺寸精度設計(48)

3-1 《極限與配合》GB/T1800的基本內容(48)

3-2 光滑圓柱體結合尺寸精度設計的基本方法(71)

3-3 未注公差尺寸的精度(89)

習題(90)

第四章 形狀及位置精度設計基礎(92)

4-1 概述(92)

4-2 基本術語(93)

4-3 形狀精度設計基礎(95)

4-4 位置精度設計基礎(100)

4-5 公差原則(113)

4-6 形狀與位置精度設計的基本方法(122)

習題(128)

第五章 機械設計中微觀幾何形狀精度設計基礎(131)

5-1 概述(131)

5-2 表面粗糙度的評定(133)

5-3 對零件表面規定粗糙度要求的基本方式(138)

5-4 表面粗糙度的符號、代號及其注寫(144)

習題(148)

第二篇 機械零部件和機構設計

第六章 聯接(149)

6-1 螺紋聯接(149)

6-2 鍵和花鍵聯接(176)

6-3 其他聯接簡介(187)

習題(192)

第七章 螺旋傳動機構(194)

7-1 螺旋傳動機構及其套用(194)

7-2 螺旋傳動機構的效率(197)

7-3 螺旋傳動機構強度設計要點(201)

7-4 滾動螺旋傳動機構概述(203)

習題(204)

第八章 平面連桿機構及其設計(206)

8-1 平面四桿機構的基本形式及其演化(206)

8-2 機構設計中的一些共性問題(210)

8-3 平面連桿機構設計(219)

8-4 空間連桿機構簡介(244)

8-5 平面機構的運動分析(246)

8-6 平面機構力分析(261)

習題(273)

第九章 凸輪機構及其設計(281)

9-1 概述(281)

9-2 從動件運動規律的設計(288)

9-3 盤形凸輪輪廓曲線的設計(296)

9-4 盤形凸輪機構基本尺寸的設計(306)

9-5 空間凸輪機構簡介(310)

習題(313)

第十章 齒輪傳動機構參數設計(316)

10-1 概述(316)

10-2 齒輪齒廓(318)

10-3 漸開線圓柱齒輪傳動機構的嚙合特性(321)

10-4 漸開線齒輪傳動機構的基本參數和尺寸計算(323)

10-5 齒輪傳動機構的失效形式(346)

10-6 齒輪傳動機構的受力分析(349)

10-7 齒輪傳動機構的強度條件(353)

10-8 齒輪材料和許用應力(364)

10-9 齒輪傳動機構強度條件計算實例(369)

10-10 齒輪傳動機構的設計(370)

10-11 齒輪傳動設計實例(380)

10-12 其他齒輪傳動機構簡介(384)

習題(389)

第十一章 齒輪傳動機構的精度設計-(391)

11-1 概述(391)

11-2 齒輪傳動機構的使用要求(392)

11-3 漸開線圓柱齒輪的加工誤差(394)

11-4 漸開線圓柱齒輪精度及側隙的評定指標(397)

11-5 漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計基礎(410)

習題(425)