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第1章 绪论 1

1.1 本课程的性质和任务 1

1.2 本门课程的研究对象 1

1.3 机械设计的基本要求和一般过程 3

思考与练习 4

第2章 平面机构及自由度 5

2.1 平面机构的组成 5

2.1.1 运动副及其分类 5

2.1.2 运动链 6

2.1.3 机构 7

2.2 平面机构的运动简图 7

2.2.1 平面机构的表示方法 7

2.2.2 平面机构运动简图的绘制 8

2.3 平面机构的自由度 10

2.3.1 平面机构自由度的计算公式 10

2.3.2 平面机构具有确定运动的条件 10

2.3.3 计算平面机构的自由度时应注意的问题 11

思考与练习 14

第3章 平面连杆机构 16

3.1 平面连杆机构及其应用 16

3.1.1 铰链四杆机构的类型 16

3.1.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件和基本类型的判别 18

3.2 铰链四杆机构的演化 19

3.2.1 曲柄滑块机构 20

3.2.2 取不同的构件为机架 21

3.2.3 偏心轮机构 22

3.3 四杆机构的工作特性 22

3.3.1 急回特性 22

3.3.2 传力特性 23

3.4 平面四杆机构的设计 24

3.4.1 按给定的连杆位置设计平面四杆机构 25

3.4.2 按给定的两连架杆的对应位置设计平面四杆机构 25

3.4.3 按给定的速度变化系数K设计平面四杆机构 26

思考与练习 28

第4章 凸轮机构 30

4.1 凸轮机构的组成、分类和应用 30

4.1.1 凸轮机构的应用 30

4.1.2 凸轮机构的分类 31

4.2 从动件常用的运动规律 33

4.2.1 凸轮机构的工作过程分析 33

4.2.2 从动件常用的运动规律 34

4.2.3 从动件运动规律的选择 39

4.3 设计凸轮的轮廓曲线 40

4.3.1 用作图法设计凸轮的轮廓曲线 41

4.3.2 用解析法设计凸轮的轮廓曲线 45

4.3.3 用计算机设计和检验凸轮轮廓 46

4.4 凸轮机构设计中的几个问题 47

4.4.1 滚子半径的选择 47

4.4.2 压力角的选择和检验 48

4.4.3 基圆半径的选择 49

4.4.4 凸轮的常用材料和结构 51

思考与练习 53

第5章 其他常用机构 54

5.1 棘轮机构 54

5.1.1 棘轮机构的工作原理及类型 54

5.1.2 棘轮转角的调节方法 56

5.1.3 棘轮机构的特点及应用 56

5.1.4 棘轮机构的参数及几何尺寸计算 57

5.2 槽轮机构 58

5.2.1 槽轮机构的工作原理及类型 58

5.2.2 槽轮机构的特点及应用 59

5.2.3 外啮合槽轮机构的运动参数及几何尺寸计算 60

5.3 不完全齿轮机构 61

5.3.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型 61

5.3.2 不完全齿轮机构的特点和应用 62

5.4 螺旋机构 62

5.4.1 螺纹的参数、类型和应用 62

5.4.2 螺纹的主要参数 63

5.4.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁 64

5.4.4 螺旋机构的工作原理及类型 65

5.4.5 螺旋机构的特点和应用 66

思考与练习 67

第6章 齿轮传动 68

6.1 齿轮机构的组成特点、类型及应用 68

6.1.1 齿轮传动的特点 68

6.1.2 齿轮传动的基本类型 68

6.2 渐开线直齿圆柱齿轮 69

6.2.1 渐开线的形成及其特性 69

6.2.2 渐开线齿廓的啮合特性 70

6.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮 72

6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和符号 72

6.3.2 直齿圆柱齿轮的基本参数 73

6.3.3 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式 73

6.3.4 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件 74

6.3.5 渐开线齿轮连续传动的条件及重合度 75

6.3.6 渐开线齿轮的正确安装条件 75

6.4 齿轮的加工 76

6.4.1 渐开线齿轮的切齿原理与加工方法 76

6.4.2 渐开线齿廓的根切现象及最小齿数 78

6.5 渐开线变位齿轮 80

6.5.1 变位的概念 80

6.5.2 变位齿轮的特点及主要应用 81

6.6 直齿圆柱齿轮的传动设计 82

6.6.1 齿轮的失效形式和常用材料 82

6.6.2 齿轮的传动精度 83

6.6.3 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算 84

6.6.4 齿轮参数的选择和传动设计步骤 89

6.7 渐开线斜齿圆柱齿轮传动 92

6.7.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点 92

6.7.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数及其几何尺寸的计算 93

6.7.3 渐开线斜齿轮正确啮合的条件 95

6.7.4 斜齿圆柱齿轮传动的重合度及当量齿数 95

6.7.5 斜齿圆柱齿轮的传动设计 96

6.8 直齿圆锥齿轮传动 98

6.8.1 直齿圆锥齿轮传动的特点及应用 98

6.8.2 直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸计算 98

6.8.3 当量齿轮与当量齿数 100

6.8.4 直齿圆锥齿轮的受力分析 101

6.8.5 强度计算 101

6.9 齿轮的结构与润滑 102

6.9.1 齿轮的结构 102

6.9.2 齿轮的润滑 104

思考与练习 105

第7章 蜗杆传动 108

7.1 蜗杆传动的特点和类型 108

7.1.1 蜗杆传动的特点、应用 108

7.1.2 蜗杆传动的类型 108

7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 109

7.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择 110

7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸 113

7.2.3 蜗杆和蜗轮的结构 114

7.3 蜗杆传动的设计 116

7.3.1 齿面间的滑动速度 116

7.3.2 蜗杆传动的失效形式 116

7.3.3 蜗杆传动的设计准则 116

7.3.4 蜗杆传动的材料 117

7.3.5 蜗杆传动的受力分析 117

7.3.6 蜗杆传动的强度计算 118

7.3.7 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 120

7.3.8 普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及其安装维护 123

思考与练习 124

第8章 带传动 126

8.1 带传动的组成、工作原理、类型、特点和应用 126

8.1.1 带传动的组成和工作原理 126

8.1.2 带传动的类型 126

8.1.3 带传动的特点和应用 127

8.2 普通V带与带轮 128

8.2.1 普通V带的构造和标准 128

8.2.2 V带轮的常用材料、结构和轮槽尺寸 130

8.3 带传动的设计 132

8.3.1 带的受力分析 132

8.3.2 带的应力分析 134

8.3.3 带传动的失效形式和设计准则 135

8.3.4 单根普通V带的基本额定功率 136

8.3.5 带传动的参数选择和设计的计算方法 138

8.4 带传动的使用 143

8.4.1 带传动的弹性滑动和传动比 143

8.4.2 带的张紧、安装和维护 144

8.5 同步齿形带传动简介 147

8.5.1 同步带的结构、工作原理、类型、特点和运用 147

8.5.2 同步带的基本参数、尺寸和标记 149

8.5.3 同步齿形带常见的失效形式和设计准则 152

8.5.4 橡胶同步带的储藏、安装和使用 152

思考与练习 152

第9章 链传动 154

9.1 链传动的组成、工作原理、类型和特点 154

9.1.1 链传动的组成、工作原理和类型 154

9.1.2 链传动的特点和应用 155

9.2 滚子链和链轮 155

9.2.1 套筒滚子链的结构和标准 155

9.2.2 链轮的材料和结构 157

9.3 滚子链的设计 159

9.3.1 链传动的主要失效形式 159

9.3.2 链传动的设计要点 159

9.4 链传动的使用 164

9.4.1 链传动的不均匀性分析 164

9.4.2 链传动的布置、张紧及润滑 166

思考与练习 169

第10章 轮系 171

10.1 轮系的类型 171

10.2 定轴轮系的传动比计算 172

10.2.1 定轴轮系的传动比 172

10.2.2 定轴轮系传动比符号的确定方法 173

10.3 周转轮系的传动比计算 174

10.3.1 周转轮系的传动比 174

10.3.2 周转轮系传动比符号的确定方法 175

10.4 混合轮系传动比的计算 176

10.5 轮系的应用 177

思考与练习 179

第11章 联接零部件 181

11.1 键、花键和销联接 181

11.1.1 键联接的类型、构造与工作原理 181

11.1.2 花键联接的类型、特点与应用 183

11.1.3 销联接 184

11.1.4 键的选择与强度计算 184

11.2 螺纹连接 186

11.2.1 螺纹联接的基本类型 186

11.2.2 螺纹联接的预紧和防松 187

11.2.3 螺栓联接的设计 188

11.2.4 螺栓的材料及许用应力 191

思考与练习 193

第12章 轴 195

12.1 概述 195

12.1.1 轴的功用及分类 195

12.1.2 轴的材料 196

12.1.3 轴设计的基本要求 197

12.2 轴的结构设计 197

12.3 轴的强度设计 199

12.3.1 轴的强度校核计算 199

12.3.2 轴的刚度 204

思考与练习 204

第13章 轴承 206

13.1 滑动轴承的类型及结构 206

13.1.1 滑动轴承的类型与摩擦状态 206

13.1.2 滑动轴承的结构 207

13.1.3 轴瓦的结构及材料 208

13.1.4 滑动轴承的润滑 210

13.2 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 212

13.2.1 心滑动轴承的计算 212

13.2.2 推力滑动轴承的计算 213

13.3 滚动轴承的结构、特点及类型 213

13.3.1 滚动轴承的结构 213

13.3.2 滚动轴承的主要类型及特点 214

13.4 滚动轴承的类型代号及类型选择 216

13.4.1 滚动轴承的类型代号 216

13.4.2 滚动轴承类型的选择 219

13.5 滚动轴承的寿命计算 219

13.5.1 失效形式 219

13.5.2 滚动轴承疲劳寿命的计算 220

13.5.3 角接触向心轴承轴向载荷Fa的计算 223

13.5.4 滚动轴承静载荷的计算 224

13.6 滚动轴承的组合设计 226

13.6.1 滚动轴承的支承结构形式 226

13.6.2 轴承内外圈的轴向固定 227

13.6.3 轴承组合的调整 228

13.6.4 滚动轴承的配合与拆装 229

13.7 滚动轴承的润滑与密封 229

13.7.1 轴承的润滑 229

13.7.2 滚动轴承的密封 230

思考与练习 231

第14章 其他常用零部件 234

14.1 联轴器 234

14.1.1 联轴器的功用和分类 234

14.1.2 刚性联轴器 234

14.1.3 无弹性元件的挠性联轴器 235

14.1.4 有弹性元件的挠性联轴器 237

14.1.5 联轴器的选择 239

14.2 离合器 240

14.2.1 离合器的功用和分类 240

14.2.2 离合器的选择 243

14.3 弹簧 243

14.3.1 弹簧的功用 243

14.3.2 弹簧的类型 243

思考与练习 244

第15章 回转体的平衡与机器的调速 245

15.1 回转体平衡的目的和分类 245

15.1.1 回转体平衡的目的 245

15.1.2 回转体平衡的分类 245

15.1.3 回转体平衡的计算 245

15.2 回转体平衡的检测 248

15.2.1 回转体的静平衡试验 248

15.2.2 回转体的动平衡试验 248

15.3 机器速度波动调节的目的和方法 248

15.3.1 机器速度波动的原因及波动的分类 248

15.3.2 速度波动的调节 249

15.3.3 机器运转的平均角速度和速度不均匀系数 250

15.4 飞轮设计的近似方法简介 250

思考与练习 253

第16章 机械创新设计简介 255

16.1 常用的创新技法 255

16.1.1 群体集智法 255

16.1.2 系统分析法 256

16.1.3 联想创新法 257

16.2 机构创新设计 258

16.2.1 根据组合原理创新 258

16.2.2 根据机构的演化与变异原理创新 260

16.3 结构方案的创新设计 261

16.3.1 结构方案的变异设计 262

16.3.2 提高性能的设计 264

思考与练习 265

第17章 课程设计指导 266

17.1 概述 266

17.1.1 课程设计的目的 266

17.1.2 课程设计的内容和任务 266

17.2 传动装置的总体设计 267

17.2.1 拟定传动方案 267

17.2.2 选择原动机 268

17.2.3 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 271

17.2.4 计算传动装置的运动和动力参数 272

17.3 减速器结构 273

17.3.1 减速器箱体的结构 274

17.3.2 减速器附件设计 278

17.3.3 减速器的润滑及密封 281

17.4 传动零件的设计 283

17.4.1 减速箱外传动零件——带传动设计 283

17.4.2 减速器内传动零件——一级圆柱齿轮传动设计 283

17.4.3 联轴器选择 284

17.5 减速器装配图设计 284

17.5.1 装配图绘制前的准备 284

17.5.2 装配图设计的第一阶段 285

17.5.3 装配图设计的第二阶段 289

17.5.4 装配图设计的第三阶段 290

17.5.5 装配工作图设计 290

17.6 零件工作图设计 297

17.6.1 轴类零件 297

17.6.2 齿轮类零件 298

17.6.3 箱体零件工作图的设计要点 300

17.7 设计计算说明书 301

17.7.1 设计计算说明书的要求 301

17.7.2 设计计算说明书的内容 301

17.7.3 设计计算说明书的书写示例 302

参考文献 304