精密机械设计

随着生产和科学技术的发展，精密机械已经广泛地应用于国民经济和国防工业的许多部门，如各种精密仪器仪表、精密加工机床、医疗器械、机器臂、卫星及雷达通信设备。各行业对精密机械及其产品无论在质量还是在数量和品种上，都提出更新和更高的要求。同时，这也为精密机械设计这一门学科的发展，创造了更好的条件，开辟了更加广阔的途径。“精密机械设计”课程是测控技术与仪器及机电类专业本科生传统的必修专业课程，编者根据其特点，以精密机械中常用机构和零部件为研究对象，从设计机构和零部件时应具备的基础理论、基本技能和基本方法等几方面组织编写，从机构分析、工作能力、精度和结构等诸方面来研究这些机构和零部件，并介绍其工作原理、特点、应用范围、选型、材料、精度以及设计计算的一般原理和方法，因此，本书作为大学教材具有科学性、可读性和新颖性。本书在编写过程中力求达到内容的科学性、前沿性、针对性、时效性等方面的统一。本书包括平面机构的自由度与速度分析、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、精密机械设计概论、连接、齿轮传动、带传动和链传动、轴、轴承、联轴器和离合器、弹性元件、零件的精度设计与互换性等。在材料组织上，力求概念阐述准确严密，内容安排深入浅出、循序渐进，并注意各章内容的相互依托与交叉，便于教师教学和学生自学。本书可作为测控技术与仪器及机电类专业等工科本科生的教材与参考书，在使用本书作教材时，教师可根据培养方案实际情况，在达到课程大纲基本要求的前提下，对内容进行取舍，也可对相关知识的讲授顺序进行调整。本书也可作为工程技术人员的自学参考书。本书共十五章，主要由武汉科技大学机械自动化学院组织编写。其中，陶波、李公法和杨丹担任主编，熊禾根、孙瑛、江都和童锡良担任副主编。本书得到了武汉科技大学教材建设立项项目基金资助及武汉科技大学机械自动化学院的支持与帮助。同时本书参考和引用了若干文献的内容，在此一并表示衷心的感谢。限于水平，虽经努力，书中疏漏与不妥之处仍在所难免，诚恳欢迎读者批评、指正。

本书除绪论外共十四章，包括平面机构机构的自由度与速度分析、平面机构机构的自由度与速度分析、凸轮机构、齿轮机构、轮系、精密机械设计概论、连接、齿轮传动、带传动和链传动、轴、轴承、联轴器和离合器、弹性元件、零件的精度设计与互换性等，向读者介绍了各类常用机构和通用零件常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。本书适合作为测控技术与仪器及机电类专业精密机械设计课程的教材，也可供相关专业师生和工程技术人员参考使用。

李公法，男，博士，教授，博导，冶金装备及其控制*重点实验室副主任，测控技术与仪器系教工党支部书记。英国朴茨茅斯大学访问学者。荣获湖北省科技进步一等奖2项，共发表论文200余篇，其中SCI收录20余篇，EI收录140余篇，授权发明专利10余项。

第1章绪论(1)

1.1精密机械的基本概念(1)

1.2精密机械设计课程的地位和作用(3)

1.3精密机械设计的基本要求和任务(3)

1.4精密机械设计的目标和一般方法(4)

第2章平面机构的自由度与速度分析(6)

2.1概述(6)

2.2机构运动简图(9)

2.3平面机构自由度及其计算(11)

2.4机构的组成(15)

2.5平面机构的高副低代(18)

2.6平面机构速度瞬心及其在速度分析中的应用(19)

习题(22)

第3章平面连杆机构(28)

3.1平面连杆机构的类型(28)

3.2平面四杆机构的运动特性(31)

3.3平面四杆机构的演化(34)

3.4平面四杆机构的设计(37)

3.5机构综合的代数式法(44)

习题(49)

第4章凸轮机构(55)

4.1凸轮机构的应用和分类(55)

4.2从动件的运动规律及其选择(58)

4.3图解法设计凸轮的轮廓曲线(64)

4.4解析法设计凸轮的轮廓曲线(67)

4.5凸轮设计中的几个问题(70)

习题(72)

第5章齿轮机构(74)

5.1齿轮机构的应用和分类(74)

5.2渐开线及其特性(75)

5.3齿轮的基本参数(78)

5.4齿廓啮合基本定律(81)

5.5渐开线齿廓及齿轮传动的特性(82)

5.6齿轮加工(85)

5.7齿轮机构的几何尺寸计算(91)

5.8齿轮机构的传动设计(94)

5.9斜齿圆柱齿轮机构(101)

5.10蜗轮蜗杆(108)

5.11圆锥齿轮机构(111)

习题(117)

第6章轮系(120)

6.1定轴轮系及其传动比计算(120)

6.2周转轮系及其传动比计算(122)

6.3复合轮系及其传动比计算(125)

6.4轮系的功用(128)

*6.5行星轮系的效率及选型(131)

*6.6行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择(134)

*6.7渐开线少齿差行星传动、摆线针轮传动及谐波齿轮传动(136)

习题(142)

第7章精密机械设计概论(148)

7.1精密机械设计的要求(148)

7.2精密机械零件的常用材料(148)

7.3精密机械零件的热处理(152)

7.4精密机械零件的强度(155)

7.5精密机械零件的刚度(160)

7.6精密机械零件的工艺性(161)

习题(161)

第8章连接(162)

8.1螺纹概述(162)

8.2螺旋副的受力、效率与自锁(163)

8.3常用螺纹的基本类型和特点(166)

8.4螺纹连接的基本类型和螺纹连接件(169)

8.5螺纹连接的预紧和放松(171)

8.6螺纹连接的强度计算(174)

8.7螺纹的材料和许用应力(177)

8.8提高螺纹连接强度的措施(178)

8.9键连接和销连接(180)

习题(187)

第9章齿轮传动(189)

9.1齿轮传动的失效形式及设计准则(189)

9.2齿轮常用材料及热处理、传动精度和设计参数与许用应力(191)

9.3标准直齿圆柱齿轮传动设计计算(199)

9.4标准斜齿圆柱齿轮传动设计计算(207)

9.5直齿圆锥齿轮传动设计计算(211)

9.6齿轮的结构形式及选择(212)

9.7齿轮传动的效率及润滑(214)

9.8蜗杆传动的类型和特点(216)

9.9蜗杆传动的主要参数与几何尺寸计算(218)

9.10蜗杆传动的失效形式、材料和结构(221)

9.11蜗杆传动的受力分析(222)

9.12蜗杆传动的设计(223)

习题(226)

第10章带传动和链传动(229)

10.1带传动的类型及应用(229)

10.2带传动的工作情况分析(231)

10.3V带和V带轮(235)

10.4V带传动的设计计算(238)

10.5V带传动的张紧(245)

10.6链传动(246)

习题(251)

第11章轴(252)

11.1轴的类型和应用(252)

11.2轴的结构设计(254)

11.3轴的强度设计(258)

11.4轴的刚度计算(260)

11.5轴的振动及临界转速的概念(261)

11.6轴的设计计算与实例分析(261)

习题(265)

第12章轴承(267)

12.1滚动轴承的结构、类型及代号(267)

12.2滚动轴承类型的选择(271)

12.3滚动轴承的失效形式和承载能力计算(272)

12.4滚动轴承的组合设计(278)

12.5滑动辅承的结构、类型(282)

12.6滑动轴承的材料(284)

12.7滑动轴承的润滑(286)

12.8非液体摩擦滑动辅承设计(288)

12.9液体摩擦滑动轴承简介(290)

12.10滚动轴承与滑动轴承的比较(292)

习题(293)

第13章联轴器和离合器(294)

13.1联轴器的类型及选型(294)

13.2离合器类型及选型(300)

习题(304)

第14章弹性元件(306)

14.1弹性元件的类型、功能及材料(306)

14.2螺旋弹簧(307)

14.3片簧和热敏双金属片簧(312)

14.4其他类型的弹性元件简介(314)

习题(317)

参考文献(318) 

本书除绪论外共十四章，包括平面机构机构的自由度与速度分析、平面机构机构的自由度与速度分析、凸轮机构、齿轮机构、轮系、精密机械设计概论、连接、齿轮传动、带传动和链传动、轴、轴承、联轴器和离合器、弹性元件、零件的精度设计与互换性等，向读者介绍了各类常用机构和通用零件常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。本书适合作为测控技术与仪器及机电类专业精密机械设计课程的教材，也可供相关专业师生和工程技术人员参考使用。

李公法，男，博士，教授，博导，冶金装备及其控制*重点实验室副主任，测控技术与仪器系教工党支部书记。英国朴茨茅斯大学访问学者。荣获湖北省科技进步一等奖2项，共发表论文200余篇，其中SCI收录20余篇，EI收录140余篇，授权发明专利10余项。