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第1章 绪论 1

1.1 机械基本知识 1

1.1.1 机器与机构 1

1.1.2 零件与构件 2

1.1.3 机械、机器、机构、构件、零件的关系 3

1.2 机械设计的基本内容与要求 4

1.2.1 机械设计的基本要求 4

1.2.2 机械设计的类型 5

1.2.3 机械设计的一般过程 5

1.2.4 本课程的学习内容与任务 5

1.3 现代机械设计方法简介 7

1.3.1 传统机械设计的局限性 7

1.3.2 现代机械设计思想 7

1.3.3 现代机械设计方法 7

思考与练习 9

第2章 平面机构运动的基本知识 10

2.1 运动副及其分类 10

2.1.1 低副 10

2.1.2 高副 11

2.1.3 低副机构和高副机构 12

2.2 平面机构的运动简图 12

2.2.1 运动副的简图表示 12

2.2.2 构件的表示方法 13

2.2.3 构件的分类 13

2.2.4 机构运动简图的绘制 14

2.3 平面机构产生确定运动的条件 15

2.4 计算机构的自由度时应注意的问题 17

2.4.1 复合铰链 17

2.4.2 局部自由度 18

2.4.3 虚约束 19

思考与练习 21

第3章 平面连杆机构的设计 23

3.1 平面四杆机构的基本形式 24

3.2 平面连杆机构的应用 27

3.3 平面四杆机构的演化 27

3.4 四杆机构存在曲柄的条件 30

3.5 平面四杆机构的工作特性 31

3.6 平面四杆机构的传力特性 32

3.7 任务实施：平面四杆机构的设计 34

3.7.1 图解法 34

3.7.2 解析法 36

思考与练习 37

第4章 凸轮的设计 39

4.1 凸轮机构的组成 40

4.2 凸轮机构的特点 40

4.3 凸轮机构的种类 41

4.3.1 按凸轮的形状分类 41

4.3.2 按从动件的形式分类 42

4.3.3 按从动件的相对位置分类 43

4.3.4 凸轮轮廓与从动件运动的关系 43

4.4 凸轮机构从动件运动规律 44

4.5 图解法设计凸轮轮廓 47

4.6 其他类型凸轮轮廓曲线设计简介 48

4.7 凸轮机构设计中的几个问题 50

4.7.1 压力角及其许用值 50

4.7.2 基圆半径的确定 52

4.7.3 滚子半径的确定 53

4.8 任务实施：凸轮轮廓曲线设计 54

思考与练习 55

第5章 其他常用机构和组合机构 57

5.1 组合设计的目的与内容 58

5.2 机构组合的基本方式及其效用 58

5.3 其他常用机构简介 59

5.3.1 棘轮机构 59

5.3.2 槽轮机构 61

5.3.3 不完全齿轮机构 62

5.3.4 螺旋机构 62

5.4 任务实施：冷镦机传动系统设计 65

思考与练习 68

第6章 机械零件设计概论 70

6.1 机械零件设计概述 70

6.1.1 机械零件设计应满足的基本要求 70

6.1.2 零件设计的方法 71

6.1.3 机械零件设计的步骤 71

6.2 零件的常见失效形式 72

6.3 零件的设计准则 72

6.4 机械零件常用材料及其选择 73

6.4.1 机械零件的常用材料 73

6.4.2 选用材料的原则 74

6.5 机械零件的结构工艺性及标准化 75

思考与练习 76

第7章 带传动的设计 77

7.1 带传动的类型和特点 78

7.2 V带和V带轮 79

7.2.1 V带的分类和V带轮 79

7.2.2 V带轮的材料和结构 84

7.3 带传动的工作情况分析 85

7.3.1 带传动的工作原理 85

7.3.2 带传动的应力分析 86

7.3.3 带传动的弹性滑动和打滑 88

7.4 普通V带传动的设计计算 88

7.4.1 带传动的设计准则和设计任务 88

7.4.2 设计步骤及参数选择 88

7.5 带传动的张紧和维护 97

思考与练习 99

第8章 链传动的设计 100

8.1 链传动的类型和特点 100

8.2 滚子链的结构和规格 101

8.3 链轮的结构和材料 103

8.4 链传动的运动特性 104

8.5 滚子链传动的设计与计算 106

8.6 链传动的润滑及布置 111

思考与练习 113

第9章 齿轮传动的设计 114

9.1 齿轮传动的类型 115

9.2 渐开线的性质及渐开线齿廓的啮合特性 117

9.2.1 渐开线的形成 117

9.2.2 渐开线的性质 117

9.2.3 渐开线齿廓的啮合特性 118

9.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动 119

9.3.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 119

9.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 121

9.4 渐开线齿轮的切齿原理 124

9.4.1 渐开线齿轮的加工方法 124

9.4.2 根切 125

9.4.3 变位齿轮 125

9.5 直齿圆柱齿轮的传动设计 126

9.5.1 齿轮的失效形式和常用材料 126

9.5.2 齿轮传动的精度及其选择 129

9.5.3 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 129

9.5.4 齿轮传动设计步骤和参数选择 134

9.5.5 齿轮结构设计 134

9.6 斜齿圆柱齿轮传动 136

9.6.1 斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特点 136

9.6.2 斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算 137

9.6.3 斜齿圆柱齿轮的工作能力分析 139

9.7 标准直齿圆锥齿轮传动 140

9.7.1 直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成及特点 140

9.7.2 圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算 141

9.8 齿轮传动的润滑和维护 142

9.8.1 润滑 142

9.8.2 维护 143

思考与练习 145

第10章 蜗杆传动的设计 147

10.1 蜗杆传动的类型、特点及应用 147

10.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 149

10.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择 149

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 152

10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 154

10.4 蜗杆传动的受力分析 155

10.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 157

思考与练习 159

第11章 轮系的设计 161

11.1 轮系种类及功用 161

11.1.1 轮系的分类 161

11.1.2 轮系的功用 163

11.2 轮系的传动比 165

11.2.1 定轴轮系传动比的计算 165

11.2.2 行星轮系传动比的计算 167

11.2.3 混合轮系传动比的计算 171

思考与练习 172

第12章 螺纹连接 175

12.1 常用螺纹的类型特点及应用 175

12.2 螺纹连接类型、结构尺寸及应用场合 177

12.3 标准螺纹连接件 178

12.4 螺纹连接的预紧和防松 179

12.5 螺纹连接件工作能力分析 182

12.6 螺纹连接结构设计应注意的问题 185

思考与练习 187

第13章 轴毂连接 188

13.1 轴毂连接类型 188

13.1.1 键连接 188

13.1.2 销连接 191

13.1.3 其他常用连接 193

13.2 平键的选择 195

13.3 平键的强度计算 196

13.4 键槽尺寸及公差 197

13.5 任务实施：链连接的设计 197

思考与练习 199

第14章 轴的设计 200

14.1 轴的分类 200

14.2 材料及设计准则 202

14.2.1 轴的常用材料 202

14.2.2 轴的失效形式、设计准则和设计步骤 202

14.3 轴的结构设计 204

14.3.1 轴上零件的定位 205

14.3.2 提高轴的强度的常用措施 207

14.3.3 轴的结构工艺性 209

14.4 轴的计算 210

14.5 任务实施：低速轴的设计 212

思考与练习 217

第15章 轴承的选用 218

15.1 滑动轴承的分类、特点及应用 220

15.2 滑动轴承的失效形式及常用材料 220

15.3 滑动轴承的结构类型 221

15.4 不完全液体润滑滑动轴承设计计算 222

15.4.1 计算准则和设计步骤 222

15.4.2 径向滑动轴承的计算 223

15.4.3 止推滑动轴承的计算 223

15.5 滚动轴承的特点、结构、类型及材料 224

15.5.1 滚动轴承的特点 224

15.5.2 滚动轴承的结构 225

15.5.3 滚动轴承的基本类型及结构特性 225

15.5.4 滚动轴承的材料 227

15.6 滚动轴承的代号 227

15.6.1 前置代号和后置代号 228

15.6.2 基本代号 229

15.7 滚动轴承类型选择 231

15.8 滚动轴承的组合结构设计 232

15.9 滚动轴承的失效形式及计算准则 237

15.10 滚动轴承的寿命计算 238

15.11 当量动载荷的计算 238

15.12 向心角接触轴承实际轴向载荷的计算 239

15.13 滚动轴承的静强度计算 240

15.14 滚动轴承的极限转速 241

15.15 轴承的润滑与密封 242

15.15.1 轴承的润滑 242

15.15.2 轴承的密封 242

思考与练习 250

第16章 联轴器和离合器的选用 251

16.1 概述 251

16.2 联轴器 252

16.2.1 联轴器的性能要求 252

16.2.2 联轴器的分类及特点 252

16.2.3 联轴器的选择及计算 255

16.3 离合器 256

16.4 特殊功用联轴器和离合器 258

16.5 任务实施：联轴器的选择及设计 259

思考与练习 259

第17章 弹簧的设计 260

17.1 概述 260

17.2 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的特性及参数 263

17.3 任务实施：圆柱螺旋压缩弹簧的设计 269

思考与练习 270

第18章 机械的平衡及速度波动和调节 271

18.1 回转件的平衡 271

18.2 回转件的平衡试验 274

18.3 机械产生速度波动的原因及其调节方法 276

18.3.1 机器速度波动的原因及类型 276

18.3.2 机械运转的平均速度和不均匀系数 277

18.3.3 机器速度波动的调节 277

18.3.4 飞轮的设计方法 278

思考与练习 280

第19章 减速器和变速器的设计 281

19.1 减速器 281

19.2 变速器 287

19.3 摩擦轮传动简介 291

思考与练习 292

第20章 机械创新简介 293

20.1 机械创新设计 293

20.2 机构形式设计的原则 296

20.3 机械结构创新设计 301

20.4 结构的宜人化设计 309

思考与练习 314

参考文献 315