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第一章 总论 1

第一节 机械的组成 1

第二节 机械设计的基本要求和一般过程 2

一、本课程的内容、性质和学习方法 2

二、机械设计的基本要求 3

三、机械设计的一般过程 3

四、机械零件设计的一般步骤 4

第三节 机械零件的工作能力和计算准则 5

一、强度 5

二、刚度 5

三、耐磨性 5

四、振动稳定性 6

五、耐热性 6

第四节 许用应力和安全系数 6

一、机械零件的载荷分类 7

二、机械零件的应力分类 7

三、许用应力 9

第五节 机械设计中常用材料及选择原则 9

第六节 机械零件的工艺性和标准化 11

一、机械零件的工艺性 11

二、机械零件的标准化 12

三、机械设计的新发展 12

思考题 13

第二章 平面机构的自由度和速度分析 14

第一节 运动副及其分类 14

一、构件的自由度及其约束 14

二、运动副及其分类 14

第二节 平面机构运动简图 15

第三节 平面机构自由度的计算 17

一、平面机构的自由度 17

二、计算平面机构自由度的注意事项 18

第四节 速度瞬心及其在平面机构中的应用 20

一、瞬心的定义 20

二、瞬心的位置 21

三、三心定理 21

思考题 23

习题 24

第三章 平面连杆机构 27

第一节 平面连杆机构概述 27

一、铰链四杆机构 27

二、含一个移动副的四杆机构 28

三、含两个移动副的四杆机构 30

第二节 铰链四杆机构的基本知识 31

一、曲柄存在的条件 31

二、急回特性和行程速比系数 32

三、压力角和传动角 33

四、死点位置 33

第三节 平面四杆机构的设计 34

一、按给定的行程速比系数设计四杆机构 34

二、按给定连杆的两个位置（或三个位置）设计四杆机构 35

三、解析法设计四杆机构 36

思考题 39

习题 40

第四章 凸轮机构 42

第一节 凸轮机构的应用和分类 42

一、凸轮机构的组成和应用 42

二、凸轮机构的分类 42

第二节 从动件的常用运动规律 44

一、等速运动规律 44

二、等加速等减速运动规律 45

三、简谐运动规律 46

第三节 凸轮机构的设计 47

一、盘形凸轮轮廓曲线的设计 47

二、滚子半径的选择 49

三、压力角的选择 50

四、基圆半径的选择 51

五、解析法设计凸轮轮廓 52

第四节 其他常用机构 54

一、棘轮机构 54

二、槽轮机构 55

思考题 56

习题 56

第五章 齿轮传动 58

第一节 齿轮传动的特点和类型 58

一、齿轮传动的特点 58

二、齿轮传动的类型 58

第二节 齿廓啮合基本定律 61

第三节 渐开线齿廓 62

一、渐开线的形成及其特性 62

二、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律 63

三、渐开线齿轮传动的啮合线、啮合角 63

四、渐开线齿廓的优越性 64

第四节 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何参数 64

一、直齿圆柱齿轮各部分名称 64

二、标准直齿圆柱齿轮的基本参数 65

三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式 67

第五节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 68

一、渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件 68

二、渐开线齿轮连续传动的条件 69

第六节 渐开线圆柱齿轮轮齿切削原理和齿轮精度选择 70

一、渐开线齿轮轮齿切削原理 70

二、渐开线圆柱齿轮传动的精度等级及其选择 72

第七节 渐开线圆柱齿轮的切齿干涉现象及变位齿轮简介 73

一、切齿干涉现象及最少齿数 73

二、变位齿轮简介 73

第八节 齿轮的失效形式和设计准则 75

一、齿轮传动的失效形式 75

二、齿轮传动的设计准则 77

第九节 齿轮的材料和许用应力 77

一、齿轮材料 77

二、齿轮轮齿许用应力 79

第十节 直齿圆柱齿轮传动的承载能力计算 81

一、受力分析 81

二、计算载荷 82

三、齿面接触疲劳承载能力计算 82

四、轮齿弯曲疲劳承载能力的计算 84

五、齿轮传动参数的选择与调整 86

第十一节 斜齿圆柱齿轮传动 89

一、斜齿圆柱齿轮的齿面形成原理及啮合特点 89

二、斜齿圆柱齿轮的几何参数及几何尺寸计算 91

三、斜齿圆柱齿轮的当量直齿圆柱齿轮 92

四、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 93

五、斜齿圆柱齿轮传动的承载能力计算 94

第十二节 直齿圆锥齿轮传动 96

一、圆锥齿轮传动的特点 96

二、直齿圆锥齿轮齿廓形成原理和当量齿轮 96

三、直齿圆锥齿轮传动的几何关系和尺寸计算 97

四、圆锥齿轮传动的受力分析 99

五、直齿圆锥齿轮承载能力的计算 99

第十三节 齿轮的结构及润滑 101

一、齿轮的结构 101

二、齿轮传动的润滑 102

思考题 103

习题 104

第六章 蜗杆传动 106

第一节 蜗杆传动的类型和特点 106

一、蜗杆传动的类型 106

二、蜗杆传动的特点 107

第二节 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 107

一、蜗杆传动的基本参数 107

二、圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 111

第三节 蜗杆传动的失效形式、设准则、材料和结构 112

一、蜗杆传动的失效形式和设计准则 112

二、蜗杆、蜗轮的材料和结构 112

第四节 蜗杆传动的强度计算 114

一、蜗杆传动的受力分析 114

二、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 114

三、蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算 115

第五节 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 116

一、蜗杆传动的效率 116

二、蜗杆传动的润滑 117

三、蜗杆传动的热平衡计算 117

思考题 119

习题 120

第七章 轮系和减速器 122

第一节 轮系的分类 122

一、定轴轮系 122

二、周转轮系 123

第二节 轮系传动比的计算 124

一、定轴轮系传动比的计算 125

二、周转轮系传动比的计算 126

三、混合轮系传动比的计算 128

第三节 轮系的应用及其他类型的行星传动 129

一、轮系的应用 129

二、其他类型的行星传动 132

第四节 减速器 134

一、减速器的主要形式 134

二、通用标准减速器 137

思考题 138

习题 139

第八章 带传动和链传动 141

第一节 带传动的主要类型、特点和应用 141

一、带传动的特点和应用 141

二、带传动的类型 141

第二节 V带传动的结构及尺寸参数 142

一、普通V带的结构及规格 142

二、V带轮的材料和结构 144

第三节 带传动工作情况分析、使用及维护 145

一、作用力分析 145

二、带的应力 146

三、带的弹性滑动和打滑 147

四、带传动的张紧 148

五、带传动的安装与维护 149

第四节 V带传动设计计算 149

一、V带传动的失效形式和设计准则 149

二、单根V带的基本额定功率 149

三、V带传动的设计与计算 152

第五节 链传动的特点和应用 155

第六节 链传动的结构 156

一、链条的结构 156

二、链轮的齿形 158

三、链轮的结构及材料 158

第七节 链传动的运动特性和受力分析 159

一、传动比与链速的不均匀性 159

二、链传动的受力分析 160

第八节 链传动的正确使用和维护 161

一、链传动的布置 161

二、链传动的张紧 161

三、链传动的润滑 161

四、链传动的维护 162

第九节 滚子链传动的设计计算简介 162

一、链传动的主要失效形式 162

二、功率曲线图 163

三、链传动的设计计算 164

四、链传动主要参数的选择 165

思考题 167

习题 167

第九章 螺纹 168

第一节 螺纹的形成、主要参数和常用螺纹 168

一、螺纹的形成与分类 168

二、螺纹的主要参数 169

三、常用螺纹 169

第二节 螺旋副的受力分析、效率和自锁 172

一、螺旋副的受力分析 172

二、效率和自锁 173

三、影响效率和自锁性能的几何因素 174

第三节 螺纹连接和螺纹连接件 174

一、螺纹连接的基本类型 174

二、螺纹连接件的主要类型 175

第四节 螺纹连接的预紧和防松 177

一、螺纹连接的预紧和拧紧力矩 177

二、螺纹连接的防松 178

第五节 螺纹连接的强度计算简介 180

一、松螺栓连接 180

二、紧螺栓连接 180

三、螺栓材料和许用应力 184

四、提高螺纹连接强度的措施 185

第六节 螺旋传动简介 187

一、传动螺旋 187

二、传导螺旋 187

三、调整螺旋 188

思考题 188

习题 189

第十章 轴和轴毂连接 191

第一节 概述 191

一、轴的分类 191

二、设计轴应解决的主要问题 192

三、轴的材料 192

第二节 轴的结构设计 193

一、轴上零件的固定 194

二、安装和加工要求 195

第三节 轴的强度计算简介 195

一、按扭矩作初步计算 196

二、按弯扭合成强度计算 196

第四节 轴毂连接 198

一、键连接的类型 198

二、平键连接设计 200

三、花键连接 201

思考题 202

习题 203

第十一章 轴承 205

第一节 概述 205

第二节 滑动轴承的结构 205

一、向心滑动轴承 205

二、推力滑动轴承 207

三、轴承材料 207

四、滑动轴承的润滑 208

第三节 非液体摩擦滑动轴承的计算 209

一、轴承比压p的验算 210

二、轴承pv值的验算 210

第四节 滚动轴承的结构、类型和代号 211

一、滚动轴承的结构 211

二、滚动轴承的类型 211

三、滚动轴承的代号 214

四、滚动轴承类型的选择 215

第五节 滚动轴承的计算 215

一、滚动轴承的失效形式 215

二、滚动轴承的计算 216

三、当量动载荷的计算 217

四、角接触轴承轴向载荷的计算 217

五、滚动轴承的静载荷计算 218

第六节 滚动轴承组合设计 220

一、滚动支承结构形式 220

二、滚动轴承的轴向固定 220

三、滚动轴承的调整 221

四、轴承的配合与装拆 221

五、轴承的润滑和密封 222

思考题 223

习题 223

第十二章 联轴器和离合器 225

第一节 联轴器 225

一、刚性联轴器 225

二、无弹性元件挠性联轴器 226

三、非金属弹性元件挠性联轴器 229

四、联轴器的选择 229

第二节 离合器 230

一、牙嵌离合器 230

二、摩擦离合器 231

思考题 232

第十三章 弹簧 233

第一节 概述 233

一、弹簧的功用 233

二、弹簧的类型 233

三、圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的结构 234

第二节 弹簧的材料与制造 235

一、弹簧的材料 235

二、圆柱螺旋弹簧的制造 236

思考题 237

第十四章 现代设计理论与方法概论 238

第一节 现代设计 238

一、现代设计内涵及发展历程 238

二、现代设计与传统设计 238

第二节 现代设计理论和方法的主要内容及特点 239

一、现代设计理论和方法的主要内容 239

二、现代设计方法的特点 240

第三节 有限元法 240

一、概述 240

二、单元特性的推导方法 242

三、工程应用案例 243

第四节 动态设计 248

一、概述 248

二、动态设计的有关概念和基本原理 249

三、工程应用案例 251

第五节 绿色设计 253

一、概述 253

二、绿色设计的内容和方法 255

三、工程应用案例 259

思考题 260

第十五章 机械创新设计基础 261

第一节 创新设计的实质、特点、类型和概念 261

一、创新设计的实质 261

二、创造性思维的特点 261

三、创造性思维的类型 262

四、机械创新设计的概念 263

第二节 常用创新方法简介 264

一、到何处去搜寻题材 264

二、创新的主要方法 265

第三节 机械创新设计应用 269

一、常见机构分析 270

二、各类机构简介 271

思考题 276

参考文献 277