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第1章　绪论 1

1.1　机械设计概述 1

1.1.1　引言 1

1.1.2　机械设计概述 1

目录 1

1.2.1　本课程的主要内容 3

习题 3

1.2.2　本课程的学习方法 3

1.2　本课程的主要内容和学习方法 3

1.1.3　机器的组成 3

第2章　平面机构的自由度及机构运动简图 4

2.1 平面运动副及其分类 4

2.1.1　低副 4

2.1.2　高副 5

2.2 平面机构运动简图 6

2.2.1　构件的表示方法 6

2.2.2　平面机构运动简图的绘制 7

2.3.1　平面运动副对构件的约束 9

2.3　平面机构的自由度及其具有确定运动的条件 9

2.3.2　平面机构的自由度 10

2.3.3　平面机构具有确定运动的条件 10

2.3.4　计算平面机构自由度时应注意的事项 11

习题 13

第3章　平面连杆机构 15

3.1 平面四杆机构的类型 15

3.1.1　平面四杆机构的基本型式 15

3.1.2　铰链四杆机构的演化型式 17

3.2 平面四杆机构的一些基本特性 20

3.2.1　铰链四杆机构曲柄存在的条件 20

3.2.2　急回运动特性和行程速比系数 22

3.2.3　压力角和传动角 22

3.2.4　“死点”位置 23

3.3　平面四杆机构的设计 24

3.3.1　按给定行程速比系数k设计四杆机构 24

3.3.2　按给定连杆预定位置设计铰链四杆机构 25

3.3.3　给定两连架杆对应位置设计铰链四杆机构 26

习题 28

第4章　凸轮机构 30

4.1　凸轮机构的应用和分类 30

4.1.1　凸轮机构的应用 30

4.1.2　常用凸轮机构的分类 31

4.2　从动件的常用运动规律 33

4.2.1　匀速运动规律 34

4.2.2　匀加速匀减速运动规律 35

4.2.3　简谐运动规律（余弦加速度运动规律） 36

4.3 凸轮轮廓设计 37

4.3.1　尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 37

4.3.2　滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 38

4.3.3　平底对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 38

4.3.4　偏置移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 39

4.4 凸轮机构设计中的几个问题 40

4.4.1　滚子半径的选择 40

4.4.2 凸轮机构的压力角 40

4.5.1 凸轮和从动件的常用材料及技术要求 42

4.5　凸轮机构的结构设计 42

4.5.2　结构设计 43

习题 44

第5章　间歇机构 46

5.1 间歇运动机构简介 46

5.2　棘轮机构 46

5.2.1　棘轮机构的工作原理和类型 46

5.2.2　棘轮机构的尺寸计算 48

5.3.1　槽轮机构的工作原理和类型 49

5.3　槽轮机构 49

5.2.3　棘轮机构的特点 49

5.3.2　槽轮机构的运动特性 50

5.3.3　槽轮机构的特点及应用 51

5.4　其他间歇机构 51

5.4.1　不完全齿轮机构 51

5.4.2 凸轮式间歇运动机构 52

习题 52

6.1.1　带传动的工作原理及主要类型 53

6.1 带传动的工作原理、特点和主要类型 53

第6章　带传动 53

6.1.2　带传动的类型及特点 54

6.1.3　摩擦带传动的特点 55

6.2　V带和V带轮 55

6.2.1　V带的结构与标准 55

6.2.2　普通V带轮的材料与结构 57

6.3　带传动的受力分析和应力分析 59

6.3.1　带传动的受力分析 59

6.3.2　带的应力分析 60

6.3.3　带传动的弹性滑动和打滑 61

6.4　V带传动的失效形式和计算准则 63

6.4.1　V带传动的失效形式 63

6.4.2　带传动的设计准则 63

6.5　V带传动的设计计算 63

6.5.1 单根V带的额定功率 63

6.5.2　V带传动的设计步骤和方法 65

习题 71

7.1.2　常用的分类是按其功能和外形特点来分类 72

7.1.1　齿轮可按齿廓曲线的种类进行分类 72

第7章　直齿圆柱齿轮传动 72

7.1　齿轮传动概述 72

7.1.3　按齿轮传动的工作条件分类 74

7.2　渐开线齿廓啮合的几个重要性质 74

7.2.1　渐开线的特性 74

7.2.2　渐开线齿廓能实现定传动比 75

7.2.3　渐开线齿轮传动的可分离性 76

7.2.4　一对齿轮传动相当于两节圆相切作纯滚动 76

7.2.5　渐开线齿轮传动的啮合角为常数 77

7.2.6　渐开线齿廓间有相对滑动 77

7.3　渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数与几何尺寸 78

7.3.1 齿轮各部分名称和5个主要参数 78

7.3.2　渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸 81

7.4　渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合传动 82

7.4.1 正确啮合条件 82

7.4.2　连续传动条件 83

7.5.1 齿轮齿廓加工方法 84

7.5　渐开线齿廓的加工方法与根切现象 84

7.5.2　根切现象和最少齿数 87

7.6　齿轮传动的精度 88

7.6.1　齿轮传动精度分类 88

7.6.2　圆柱齿轮传动精度等级选择 88

7.7　渐开线齿轮传动强度计算基础 89

7.7.1　齿轮的失效形式及设计准则 89

7.7.2　齿轮材料及热处理 91

7.8　直齿圆柱齿轮的强度计算 93

7.8.1　直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷 93

7.8.2　齿面接触疲劳强度计算 94

7.8.3　齿根弯曲疲劳强度计算 98

7.8.4　圆柱齿轮传动参数的选择和设计步骤 101

7.9　齿轮传动的润滑 104

习题 105

8.1.1　直齿圆柱齿轮齿廓的形成 107

8.1.2　斜齿圆柱齿轮齿廓的形成和啮合特点 107

第8章　斜齿圆柱齿轮传动 107

8.1　斜齿圆柱齿轮概述 107

8.2　斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算和正确啮合条件 108

8.2.1　斜齿圆柱齿轮的基本参数 108

8.2.2　斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 109

8.2.3　渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 111

8.3　斜齿圆柱齿轮的当量齿轮 112

8.4　斜齿圆柱齿轮传动的优缺点、人字齿轮 112

8.4.1　斜齿圆柱齿轮传动的优缺点 112

8.5.1　齿面接触疲劳强度计算 113

8.4.2　人字齿轮 113

8.5　斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 113

8.5.2　齿根弯曲疲劳强度计算 114

习题 117

第9章　直齿锥齿轮机构 119

9.1　锥齿轮概述 119

9.2　直齿锥齿轮的背锥和当量齿数 120

9.3　直齿锥齿轮的几何尺寸计算和正确啮合条件 121

9.3.1　直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸 121

9.4　直齿锥齿轮传动设计 122

9.3.2　直齿锥齿轮的正确啮合条件 122

9.4.1　齿面接触疲劳强度 123

9.4.2　齿根弯曲疲劳强度 124

习题 124

第10章　蜗杆传动 125

10.1　蜗杆传动概述 125

10.1.1　蜗杆传动的特点 125

10.1.2　蜗杆传动类型 125

10.1.3　蜗杆传动布置形式 126

10.2　蜗杆传动的主要参数、几何尺寸 127

10.2.1　主要参数及其选择 127

10.2.2　几何尺寸 130

10.3　蜗杆与蜗轮的结构 131

10.4　蜗杆传动的强度计算 132

10.4.1　蜗杆传动的受力分析 132

10.4.2　蜗杆传动的强度计算 132

10.5.1　蜗杆传动的效率 134

10.5　蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 134

10.5.2　蜗杆传动的润滑 135

10.5.3　蜗杆传动的热平衡计算 136

习题 137

第11章　轮系 139

11.1　轮系的分类 139

11.2　定轴轮系的传动比计算 140

11.2.1　平面定轴轮系传动比计算 141

11.2.2　空间定轴轮系传动比计算 142

11.3　周转轮系 144

11.4　混合轮系 147

11.5　轮系的应用 148

习题 150

第12章　螺纹联接 152

12.1　螺纹的形成、分类及主要参数 152

12.1.1　螺纹的形成 152

12.1.2　螺纹的类型和应用 152

12.1.3　螺纹的主要参数 154

12.2.1　螺纹联接的基本类型 155

12.2　螺纹联接的基本类型和螺纹联接件 155

12.2.2　标准螺纹联接件 156

12.3　螺栓联接的预紧与防松 157

12.3.1　螺栓联接的预紧 157

12.3.2　螺纹联接的防松 158

12.4　螺栓的强度计算 160

12.4.1 单个螺栓联接的受力分析和强度计算 160

12.4.2　螺栓组联接的设计与受力分析 164

12.5.1　螺栓联接件的性能等级和材料 168

12.5　螺栓联接件的性能等级、材料和许用应力 168

12.5.2　螺纹联接材料的许用应力 169

12.6　提高螺纹联接强度的措施 169

12.6.1　减小附加弯曲应力 169

12.6.2　改善螺纹牙上载荷分布不均现象 170

12.6.3　减小应力集中 170

12.6.4　改进工艺措施 171

12.7　螺旋传动 171

12.7.1　螺旋机构的工作原理和类型 171

12.7.2　螺旋机构的特点和应用 172

习题 173

第13章　键、花键及销联接 175

13.1　键联接的类型和特点 175

13.1.1　平键联接 175

13.1.2　半圆键联接 176

13.1.3　楔键联接与切向键联接 176

13.2　平键联接的尺寸选择和强度验算 177

13.2.1 平键联接的尺寸选择 177

13.2.2 平键的强度验算 177

13.3.1　花键联接的类型、特点和应用 179

13.3　花键联接 179

13.3.2　花键联接的计算 180

13.4　销联接 181

13.5　成形联接 182

习题 183

第14章　轴 184

14.1　轴的分类和设计要求 184

14.1.1　轴的分类、特点和应用 184

14.2　轴的材料及选择 185

14.1.2　轴的设计要求 185

14.3.1　轴上主要零件的布置 186

14.3　轴的结构设计 186

14.3.2　轴上零件的定位和固定 187

14.3.3　轴的结构工艺性 188

14.4　轴的强度校核计算 189

14.4.1　轴径的初步估算 189

14.4.2　轴的弯扭合成强度计算 190

14.4.3　轴的设计步骤 191

14.5.1　轴的弯曲刚度校核计算 195

14.5　轴的刚度校核计算 195

14.5.2　轴的扭转刚度校核计算 196

习题 196

第15章　滑动轴承 197

15.1　滑动轴承的种类与摩擦状态 197

15.1.1　滑动轴承的分类 197

15.1.2　滑动轴承的摩擦状态 198

15.2　滑动轴承的结构及材料 198

15.2.1　滑动轴承的结构 198

15.2.2　滑动轴承材料 200

15.3　非液体摩擦滑动轴承的计算 204

15.3.1 向心滑动轴承的计算 205

15.3.2　推力滑动轴承的计算 205

15.4　滑动轴承的润滑 206

15.4.1　润滑剂及其选用原则 206

15.4.2　常用润滑方法及装置 207

15.4.3　润滑方法的选择 208

15.5.1　动压承载机理 209

15.5　液体摩擦滑动轴承简介 209

15.5.2　液体动压向心轴承 210

习题 210

第16章　滚动轴承 212

16.1　滚动轴承概述 212

16.2　滚动轴承的类型和代号 213

16.2.1　滚动轴承的常用类型 213

16.2.2　滚动轴承的代号 218

16.2.3　滚动轴承类型的选择 219

16.3.1　滚动轴承的失效形式及计算准则 221

16.3　滚动轴承的设计计算 221

16.3.2　滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷 222

16.3.3　滚动轴承的寿命计算公式 226

16.3.4　滚动轴承的当量动载荷 227

16.3.5　角接触轴承的轴向载荷计算 229

16.3.6　滚动轴承的静强度计算 231

16.4　滚动轴承的组合结构设计 233

16.4.1　轴承的轴向定位和固定 233

16.4.2　滚动轴承组的支承配置形式 234

16.4.3　轴系的轴向调整 235

16.4.4　轴承的安装和拆卸 236

16.4.5　滚动轴承的预紧 236

16.4.6　滚动轴承的润滑和密封 237

习题 240

第17章　联轴器和离合器 242

17.1　联轴器和离合器的作用 242

17.1.1　联轴器的类型 242

17.1.2　联轴器的选用计算 242

17.2.1　刚性联轴器 243

17.2　常用联轴器 243

17.2.2　无弹性元件挠性联轴器 244

17.2.3　弹性联轴器 246

17.3　常用离合器 247

17.3.1　牙嵌离合器 247

17.3.2　摩擦离合器 248

习题 249

第18章　弹簧 250

18.1　弹簧概述 250

18.1.1　弹簧的主要功用 250

18.1.2　弹簧种类 250

18.2　圆柱形螺旋压缩、拉伸弹簧的设计 251

18.2.1　压缩弹簧的受力与变形 251

18.2.2　圆柱形螺旋压缩弹簧的主要参数及主要几何尺寸 252

18.2.3　圆柱形螺旋拉伸弹簧的计算 254

习题 255

参考文献 256