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项目1 概论 1

1.1 机器的概念 1

1.1.1 机器的组成及其特征 1

1.1.2 零件、部件和构件 4

1.2 机器设计的基本要求 5

1.3 机械零件的失效形式 6

1.4 机械零件的设计计算准则 7

1.5 机械零件设计的标准化、通用化及系列化 8

【实训任务】说明 9

思考与练习题 10

项目2 电动机类型及型号的选择 11

2.1 确定工作机的功率 12

2.2 确定电动机的功率 12

2.3 确定电动机的转速 13

2.4 电动机参数 13

2.5 传动装置总传动比的计算和分配 15

【实训任务一】电动机选型及总传动比分配 16

思考与练习题 18

项目3 带传动设计 19

3.1 带传动概述 19

3.2 普通V带与V带轮 20

3.2.1 普通V带 20

3.2.2 V带轮 22

3.3 带传动工作能力分析 24

3.3.1 带传动中的受力分析 24

3.3.2 带传动中的应力分析 26

3.3.3 带传动的弹性滑动和传动比 28

3.4 普通V带传动设计 29

3.4.1 带传动的主要失效形式 29

3.4.2 带传动的设计准则和单根V带的额定功率 29

3.4.3 带传动的设计步骤和参数选择 30

3.5 带传动的安装、维护和张紧 35

3.5.1 V带传动的安装和维护 35

3.5.2 V带传动的张紧 35

【实训任务二】带传动设计 36

思考与练习题 39

项目4 齿轮传动设计 40

4.1 齿轮传动的特点及基本类型 40

4.1.1 齿轮传动的特点 40

4.1.2 齿轮传动的类型 40

4.2 渐开线齿廓 43

4.2.1 渐开线的形成 43

4.2.2 渐开线的基本性质 43

4.2.3 渐开线齿廓的啮合特点 45

4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 46

4.3.1 齿轮各部分名称及计算公式 46

4.3.2 标准齿轮 49

4.4 渐开线标准齿轮的啮合传动 50

4.4.1 正确啮合条件 50

4.4.2 连续传动条件 51

4.4.3 中心距与啮合角 53

4.5 渐开线齿轮的切齿原理和根切现象 54

4.5.1 渐开线齿轮的切齿原理 54

4.5.2 根切现象和最少齿数 56

4.6 变位齿轮传动 57

4.6.1 变位齿轮 57

4.6.2 最小变位系数 58

4.6.3 变位齿轮的几何尺寸和传动类型 59

4.7 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 61

4.7.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成及啮合特点 61

4.7.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 62

4.7.3 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件和重合度 65

4.7.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮和最少齿数 66

4.7.5 斜齿圆柱齿轮传动的特点 68

4.8 直齿锥齿轮传动 68

4.8.1 直齿锥齿轮传动的特点及应用 68

4.8.2 直齿锥齿轮传动的主要参数和几何尺寸计算 69

4.8.3 直齿锥齿轮的正确啮合条件 71

4.9 渐开线圆柱齿轮传动的设计 71

4.9.1 齿轮传动的失效形式 71

4.9.2 齿轮材料 74

4.9.3 直齿圆柱齿轮传动的受力分析与计算载荷 77

4.9.4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 79

4.9.5 斜齿圆柱齿轮传动的强度设计 86

4.10 齿轮的结构设计 87

4.11 齿轮传动的润滑和效率 89

【实训任务三】齿轮传动设计 91

思考与练习题 96

项目5 直齿圆柱齿轮精度设计 97

5.1 齿轮传动的基本要求 97

5.2 齿轮精度评定 98

5.2.1 齿轮精度评定指标 98

5.2.2 齿轮精度等级 101

5.2.3 精度等级的选择 101

5.2.4 齿轮偏差的允许值（公差） 103

5.2.5 齿轮检验项目的确定 103

5.3 齿轮精度检测 104

5.3.1 单个齿轮精度检测 104

5.3.2 齿轮副精度检测 108

5.4 有关齿轮精度的几个问题 109

5.4.1 关于齿轮偏差的允许值 109

5.4.2 关于齿轮坯的精度 109

5.4.3 关于轮齿齿面粗糙度 111

5.4.4 关于齿轮副精度 111

5.5 齿轮精度的图样标注 112

5.6 尺寸公差与配合 113

5.7 形位公差 118

5.8 公差原则 118

【实训任务四】直齿圆柱齿轮精度设计 120

思考与练习题 129

项目6 齿轮系和减速器 130

6.1 齿轮系概述 130

6.2 定轴轮系传动比及计算 132

6.3 行星轮系传动比及计算 134

6.4 组合轮系传动比计算 137

6.5 减速器 137

6.5.1 常见减速器的主要类型、特点及应用 137

6.5.2 减速器的结构和附件 139

【实训任务五】一级直齿圆柱齿轮减速器总成设计 145

思考与练习题 154

项目7 连接 155

7.1 机械制造中常用的螺纹 156

7.1.1 螺纹的形成 156

7.1.2 螺纹的主要参数 156

7.1.3 螺纹的类型、特点及应用 158

7.2 普通螺纹连接 160

7.3 常用螺纹连接标准件 160

7.4 螺纹连接的预紧、防松及结构设计 164

7.4.1 螺纹连接的预紧 164

7.4.2 螺纹连接的防松 165

7.5 键连接 167

7.5.1 键连接的类型、标准及应用 167

7.5.2 平键的选择及强度计算 171

7.6 花键连接 173

7.7 销连接 174

思考与练习题 175

项目8 轴 176

8.1 轴的分类及材料选择 176

8.1.1 轴的分类 176

8.1.2 轴设计应满足的要求及设计步骤 179

8.1.3 轴的材料及选择 180

8.2 轴的结构设计 181

8.2.1 最小轴径的估算 181

8.2.2 设计要求及设计步骤 182

8.2.3 轴上零件的定位与固定 185

8.2.4 轴的工艺性 186

8.3 轴的强度设计 187

8.3.1 轴的计算简图 187

8.3.2 轴的强度计算 188

8.3.3 轴的刚度校核 191

8.4 轴间连接件 192

8.4.1 联轴器的类型 192

8.4.2 常见联轴器 193

8.4.3 离合器 199

【实训任务六】轴的强度校核计算 201

思考与练习题 208

项目9 轴承 209

9.1 滚动轴承的基本知识 209

9.1.1 滚动轴承的构造 209

9.1.2 滚动轴承结构特性 210

9.1.3 滚动轴承的类型和特点 211

9.1.4 滚动轴承代号的基本规定 211

9.1.5 常用滚动轴承的代号及特性 213

9.2 滚动轴承的选择与应用 216

9.2.1 滚动轴承的失效形式及计算准则 216

9.2.2 滚动轴承的尺寸选择 217

9.2.3 滚动轴承的组合设计 222

9.2.4 滚动轴承的润滑与密封 227

9.3 滑动轴承 230

9.3.1 两摩擦表面的摩擦状态 230

9.3.2 滑动轴承的主要类型 231

9.4 滑动轴承的结构和材料 231

9.4.1 滑动轴承的结构 231

9.4.2 轴瓦结构和材料 233

【实训任务七】轴承寿命校核计算 236

思考与练习题 239

项目10 平面连杆机构 240

10.1 项目导入 240

10.1.1 缝纫机踏板机构运动 240

10.1.2 单缸汽油机曲柄滑块机构的运动 241

10.2 平面机构运动简图及自由度 241

10.2.1 平面机构的组成 242

10.2.2 平面机构运动简图 245

10.2.3 平面机构的自由度 245

10.3 平面连杆机构 249

10.3.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化 250

10.3.2 平面四杆机构的基本特性 253

10.3.3 平面四杆机构的设计 257

小结 259

项目11 凸轮机构 260

11.1 项目导入 260

11.1.1 凸轮机构的应用 260

11.1.2 凸轮机构的分类 261

11.2 常用的从动件运动规律 263

11.2.1 等速运动规律 264

11.2.2 等加速、等减速运动规律 265

11.2.3 简谐（余弦加速度）运动规律 266

11.3 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线 267

11.3.1 绘制原理 267

11.3.2 对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制 268

11.3.3 对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制 268

11.3.4 对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制 269

11.3.5 偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制 269

11.4 设计凸轮机构应注意的问题 270

11.4.1 滚子半径的选择 270

11.4.2 压力角的选择和检验 271

11.4.3 基圆半径的确定 272

小结 273

附录 275

参考文献 278