機械設計基礎

本書是根據高職高專教育機械設計基礎課程教學基本要求並在總結基於工作過程的教學改革的經驗的基礎上編寫而成的。

本書共分為常用機構、常用機械傳動、通用機械零部件和機械傳動系統的設計4篇，每篇設有知識目標和能力目標。全書包括12個模塊，即平面機構的運動簡圖、平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、其他常用機構、齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動、連接、軸承、軸和輪系，每個模塊設有模塊導入、學習建議、拓展提高、小結、實訓、習題與訓練題。

本書可作為高職高專院校機械、機電及近機類專業的教學用書，也可供社會職業教育培訓使用，還可作為相關技術人員的參考書。本書封面貼有清華大學出版社防偽標籤，無標籤者不得銷售。版權所有，侵權必究。

緒論1一、機械及其組成1

二、機械設計的基本要求和一般程序3

三、本課程的研究任務與基本要求4第一篇 常 用 機 構

模塊一 平面機構的運動簡圖7

一、平面構件的自由度8

二、平面機構運動簡圖10

三、平面機構的自由度11

四、拓展提高14

實訓一 機構運動簡圖的測繪和分析15

習題與訓練題一16

模塊二 平面連桿機構18

一、鉸鏈四桿機構的基本類型19

二、鉸鏈四桿機構的其他形式22

三、鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件及基本特性24

四、平面四桿機構的設計27

五、拓展提高29

實訓二 鉸鏈四桿機構的製作30

習題與訓練題二30

模塊三 凸輪機構32

一、凸輪機構的應用與分類33

二、常用的從動件運動規律34

三、用圖解法設計盤形凸輪輪廓曲線37

四、設計凸輪機構應注意的問題40

五、拓展提高43

習題與訓練題三44模塊四 齒輪機構46

一、齒輪機構的特點、類型和齒廓嚙合的基本規律46

二、漸開線齒廓49

三、漸開線標準齒輪各部分名稱、參數和幾何尺寸50

四、漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動53

五、漸開線齒廓的切制原理與根切現象54

六、齒輪的結構設計57

七、拓展提高58

實訓三 漸開線齒輪基本參數的測定60

習題與訓練題四61

模塊五 其他常用機構63

一、棘輪機構64

二、槽輪機構65

三、不完全齒輪機構67

四、螺旋機構68

五、拓展提高69

習題與訓練題五70第二篇 常用機械傳動

模塊六 齒輪傳動73

一、齒輪傳動的失效形式及設計準則74

二、齒輪傳動的精度及齒輪的常用材料75

三、標準直齒圓柱齒輪傳動的設計計算77

四、標準斜齒圓柱齒輪傳動82

五、標準直齒圓錐齒輪傳動88

六、齒輪傳動的潤滑和維護92

七、拓展提高93

習題與訓練題六94

模塊七 蝸桿傳動97

一、蝸桿傳動的類型和特點97

二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸計算99

三、蝸桿傳動的失效形式、設計準則、材料和結構102

四、蝸桿傳動的強度計算104

五、蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算106

六、拓展提高109

習題與訓練題七110

模塊八 帶傳動和鏈傳動112

一、帶傳動的基本知識112

二、普通 V帶和V帶輪113

三、普通V帶傳動工作能力分析120

四、普通V帶傳動的設計123

五、帶傳動的安裝、張緊和維護130

六、鏈傳動的基本知識132

七、拓展提高136

實訓四 帶傳動特性的測定與分析137

習題與訓練題八140第三篇 通用機械零部件

模塊九 連接145

一、螺紋連接145

二、鍵連接154

三、軸間連接158

四、彈性165

五、拓展提高167

習題與訓練題九168

模塊十 軸承173

一、滑動軸承簡介173

二、滾動軸承的結構和類型179

三、滾動軸承類型的選擇182

四、滾動軸承的工作能力分析183

五、滾動軸承的組合設計188

六、拓展提高195

習題與訓練題十196

模塊十一 軸198

一、軸的類型與材料198

二、軸的結構設計201

三、軸的工作能力分析204

四、拓展提高209

習題與訓練題十一210第四篇 機械傳動系統的設計

模塊十二 輪系215

一、定軸輪系傳動比的計算215

二、動軸輪系傳動比的計算217

三、複合輪系傳動比的計算220

四、輪系的應用221

五、減速器簡介224

六、拓展提高227

實訓五 減速器的拆裝228

習題與訓練題十二230附錄A 課程設計任務書233附錄B 課程設計指導書242附錄C 深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承的國家標準節選247參考文獻252

第一部分 塑料模具設計指導

第1章 概述3

1.1 課程設計的目的4

1.2 課程設計的題目和內容4

1.3 課程設計的步驟5

1.4 課程設計應注意的問題8

1.5 模具設計任務主要形式和主要方法9

1.6 本書特點和使用說明9

第2章 注塑模具結構設計13

2.1 模具結構設計的主要內容與步驟13

2.2 塑件分析14

2.3 擬定模具結構形式16

2.4 初選注射機規格20

2.4.1 注射機與模具設計的關係20

2.4.2 注射機的有關性能及規格參數20

2.4.3 初選注射機21

2.5 模具結構尺寸的設計26

2.5.1 模具結構設計概述26

2.5.2 模具結構尺寸設計要點和步驟28

2.5.3 型腔外形尺寸設計29

2.5.4 主要動模（零件）相關尺寸設計31

2.5.5 頂出機構尺寸計算32

2.5.6 動、定模固定板尺寸確定33

2.5.7 不同模具結構的尺寸調整方法33

2.5.8 模具結構外形尺寸的圓整35

2.6 注射機參數校核及確定與模具結構尺寸調整36

2.6.1 注射機參數校核及確定36

2.6.2 注射機規格對模具設計的影響41第3章 模具零件設計43

3.1 模具零件及諸系統的設計思想43

3.1.1 模具設計的依據43

3.1.2 塑件質量與模具質量的關係44

3.1.3 模具零件設計的主要內容46

3.1.4 模具設計步驟49

3.2 模具零件設計中的主要工藝性50

3.2.1 塑件外觀質量、塑料成型工藝與模具設計工藝性關係50

3.2.2 模具設計中主要工藝性問題52

3.2.3 模具零件的精度要求66

3.3 模具設計中常用計算69

3.3.1 模具設計的常用計算項目69

3.3.2 主要零件的強度與剛度計算70

3.3.3 模具成型零件尺寸設計計算74

3.3.4 成型零件的工作尺寸計算76

3.3.5 模具包緊力計算與產品脫模（抽拔）問題79

3.3.6 其他計算80

3.4 模具型腔設計80

3.4.1 模具型腔設計的主要內容80

3.4.2 模具型腔設計的步驟81

3.4.3 典型沿口分型面、擊穿面形式81

3.4.4 一模多腔的型腔分佈及關料口問題83

3.4.5 型腔的澆注系統設計問題84

3.4.6 型腔局部鑲塊結構形式設計85

3.4.7 型腔中導柱定位機構、冷卻水路和排氣系統等問題85

3.5 動模的主要零件設計87

3.5.1 動模主要零件87

3.5.2 動模主要零件設計內容87

3.5.3 動模典型結構設計87

3.5.4 動模設計與其他系統關係88

3.6 模具分型面設計91

3.6.1 分型面的定義及表示方法91

3.6.2 分型面在模具設計與製造中的地位92

3.6.3 有關分型面的模具術語92

3.6.4 模具分型面的設計92

3.7 澆注系統的設計100

3.7.1 模具澆注系統知識100

3.7.2 澆注系統設計要點和內容101

3.7.3 澆注系統設計102

3.7.4 澆口的位置與數量103

3.7.5 澆口形式選擇104

3.7.6 澆口尺寸設計104

3.8 頂出機構的設計108

3.8.1 頂出機構作用及組成108

3.8.2 頂出機構的設計原則及要點109

3.8.3 頂出機構設計內容111

3.8.4 頂出元件選用111

3.8.5 頂出元件固定和複位裝置112

3.9 導向定位機構的設計113

3.9.1 模具導向及定位機構的種類113

3.9.2 模具導向與定位作用114

3.9.3 模具導向與定位設計要求114

3.10 冷卻系統及排氣系統的設計115

3.11 側向抽芯機構的設計118

3.11.1 側向分型與抽芯機構的分類118

3.11.2 斜導柱抽芯機構、要素及工作原理119

3.11.3 斜導柱側抽芯機構設計120

3.11.4 其他典型側向抽芯機構125

第4章 模具典型特殊結構及三維軟體設計介紹129

4.1 模具中典型的特殊結構129

4.1.1 模具中典型的特殊結構及作用129

4.1.2 典型二次頂出機構130

4.1.3 頂出機構的先複位機構134

4.1.4 模具的定距分型與拉緊機構136

4.2 三維軟體在模具設計中的應用138

4.2.1 現代模具設計的途徑138

4.2.2 三維軟體設計的主要方法138

4.2.3 三維軟體曲面設計步驟139

4.2.4 三維軟體曲面設計的注意事項139

第5章 模具圖紙設計141

5.1 概述141

5.2 模具裝配圖設計142

5.2.1 模具裝配圖的主要內容142

5.2.2 裝配圖各視圖的主要內容143

5.2.3 繪製模具裝配圖的主要步驟143

5.3 模具零件圖設計144

5.3.1 模具零件圖的主要內容144

5.3.2 模具主要零件圖的設計要求145

5.3.3 繪製模具主要零件圖的設計步驟145

5.3.4 模具材料的選擇146

第6章 技術總結與設計說明書編寫148

6.1 編寫設計說明書149

6.2 答辯準備150

第7章 注射模具設計範例151

7.1 案例一：電源接線板外殼上蓋注塑模具設計151

7.2 案例二：一出二肥皂盒注射模設計167

第8章 塑料模具課程設計要求與題目181

8.1 設計任務書181

8.2 設計要求182

8.3 設計時間及進程安排183

8.4 主要參考資料184

8.5 設計題目184

8.6 選題與分組189第二部分 模具設計常用標準和規範

第9章 常規機械設計一般標準193

9.1 一般標準193

9.2 常用配合公差、形位公差、表面粗糙度203

第10章 常用塑料及成型設備參數212

第11章 塑料注射模零件242第12章 塑料注射模架標準263第13章 模具零件材料及型腔壁厚推薦值279