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第1章 机械设计概论 1

1.1 课程概论 1

1.1.1 本课程的研究对象与内容 1

1.1.2 本课程的性质和学习本课程的目的 3

1.2 机械设计的基本要求与一般设计程序 4

1.2.1 机械设计的基本要求 4

1.2.2 机械设计一般设计程序 4

1.3 机械零件的主要失效形式与零件的强度 5

1.3.1 机械零件的主要失效形式 5

1.3.2 零件的强度 5

1.4 机械零件的设计准则和一般设计步骤 7

1.4.1 机械零件的设计准则 7

1.4.2 机械零件的一般设计步骤 8

1.5 机械零件的常用材料及其热处理 8

1.5.1 机械零件的常用材料 8

1.5.2 金属材料的热处理 9

1.5.3 材料选择原则 10

1.6 摩擦和磨损基础 11

1.6.1 摩擦 11

1.6.2 磨损 12

思考题及习题 13

第2章 平面机构的结构分析 14

2.1 机构的组成 14

2.1.1 构件的自由度与约束 14

2.1.2 运动副和运动链 14

2.1.3 运动链 18

2.2 平面机构运动简图 18

2.2.1 平面机构运动简图及其作用 18

2.2.2 平面机构运动简图的绘制 18

2.3 平面机构的自由度 20

2.3.1 机构具有确定运动的条件 20

2.3.2 平面机构自由度的计算 20

2.3.3 计算平面机构自由度应注意的事项 20

思考题及习题 23

第3章 平面连杆机构 25

3.1 连杆机构类型及传动特点 25

3.2 平面四杆机构的类型及演化 26

3.2.1 铰链四杆机构的类型 26

3.2.2 平面四杆机构的演化型式 29

3.3 平面四杆机构的基本特性 34

3.3.1 平面四杆机构有曲柄的条件 34

3.3.2 平面四杆机构的急回特性和行程速比系数 36

3.3.3 平面四杆机构的传动角与压力角 36

3.3.4 死点位置 37

3.4 平面连杆机构的运动设计 38

3.4.1 连杆机构设计的基本问题 38

3.4.2 四杆机构的设计方法 39

思考题及习题 44

第4章 凸轮机构 46

4.1 凸轮机构的类型和应用 46

4.1.1 凸轮机构的特点和应用 46

4.1.2 凸轮机构的类型 47

4.2 从动件常用运动规律 49

4.2.1 基本名词术语 49

4.2.2 从动件常用运动规律及选择 50

4.2.3 常用运动规律的选择与比较 54

4.3 盘形凸轮轮廓设计 54

4.3.1 凸轮廓线设计方法的基本原理——反转法 54

4.3.2 用图解法设计凸轮廓线 55

4.4 凸轮机构基本尺寸的确定 58

4.4.1 凸轮机构中作用力与凸轮机构的压力角 58

4.4.2 凸轮基圆半径的确定 59

4.4.3 滚子半径的选择 59

思考题及习题 60

第5章 间歇运动机构 62

5.1 棘轮机构 62

5.1.1 棘轮机构的工作原理及特点 62

5.1.2 棘轮机构的类型及其应用 63

5.2 槽轮机构 65

5.2.1 槽轮机构的工作原理及特点 65

5.2.2 槽轮机构的类型及其应用 66

5.3 凸轮式间歇运动机构及不完全齿轮机构简介 67

5.3.1 凸轮式间歇运动机构 67

5.3.2 不完全齿轮机构 68

思考题及习题 69

第6章 带传动和链传动 70

6.1 带传动的类型和特点 70

6.1.1 带传动的类型 70

6.1.2 带传动的特点 71

6.2 带传动的受力分析和应力分析 72

6.2.1 带传动的受力分析 72

6.2.2 带传动的应力分析 73

6.3 带传动的弹性滑动与失效形式 75

6.4 V带规格、带轮结构和带传动张紧装置 76

6.4.1 V带规格 76

6.4.2 带轮结构 78

6.4.3 带传动的张紧及维护 79

6.5 V带传动设计计算 80

6.5.1 设计准则和单根普通V带的许用功率 80

6.5.2 V带传动设计计算步骤及实例 84

6.6 同步带传动简介 90

6.7 链传动 90

6.7.1 链传动的特点和应用 90

6.7.2 滚子链和链轮 91

6.7.3 链传动的运动和受力分析 95

6.7.4 链传动的设计计算及实例 97

6.7.5 链传动的布置、张紧和润滑 102

思考题及习题 104

第7章 齿轮传动 106

7.1 齿轮传动的类型和特点 106

7.1.1 齿轮传动类型 106

7.1.2 齿轮传动的特点 107

7.2 齿廓啮合基本定律与渐开线齿廓 108

7.2.1 齿廓啮合基本定律 108

7.2.2 渐开线齿廓 108

7.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算 110

7.3.1 齿轮各部分的名称和符号 110

7.3.2 渐开线齿轮的基本参数 112

7.3.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 112

7.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 114

7.4.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件 114

7.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准传动及标准中心距 114

7.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动及连续传动条件 115

7.5 渐开线齿形的加工和齿轮传动精度 116

7.5.1 渐开线齿形的切制原理 116

7.5.2 渐开线圆柱齿轮传动的精度 119

7.6 变位齿轮传动 120

7.6.1 渐开线齿廓的根切现象与标准外齿轮的最少齿数 120

7.6.2 变位齿轮传动及其类型和特点 120

7.7 斜齿圆柱齿轮传动 121

7.7.1 齿廓曲面的形成 121

7.7.2 斜齿圆柱齿轮传动的基本参数和啮合传动 122

7.7.3 斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算 123

7.7.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数和不根切的最少齿数 124

7.7.5 斜齿圆柱齿轮的主要优缺点 125

7.8 直齿圆锥齿轮传动 125

7.8.1 圆锥齿轮传动概述 125

7.8.2 直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数 125

7.8.3 直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸计算 127

7.9 齿轮传动设计 128

7.9.1 轮齿的失效形式及齿轮传动设计准则 128

7.9.2 齿轮的材料及热处理 130

7.9.3 直齿圆柱齿轮传动设计 132

7.9.4 斜齿圆柱齿轮传动设计 138

7.9.5 直齿圆锥齿轮传动设计 140

7.10 齿轮结构与齿轮传动的润滑和效率 141

7.10.1 齿轮的结构 141

7.10.2 齿轮传动的润滑 143

7.10.3 齿轮传动的效率 144

7.11 蜗杆传动 145

7.11.1 蜗杆传动特点和类型 145

7.11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 147

7.11.3 蜗杆传动的承载能力计算 150

7.11.4 蜗杆和蜗轮的结构及精度等级 154

7.11.5 蜗杆传动的效率、润滑与热平衡计算 155

7.12 齿轮传动的设计计算实例 158

7.12.1 设计计算步骤 158

7.12.2 设计计算实例 158

思考题及习题 164

第8章 轮系 169

8.1 轮系及其类型 169

8.2 定轴轮系传动比的计算 170

8.3 周转轮系传动比的计算 172

8.4 复合轮系及其传动比 175

8.5 轮系的应用 176

8.6 减速器 178

8.6.1 减速器的主要类型 179

8.6.2 通用标准减速器 179

思考题及习题 181

第9章 轴承 185

9.1 轴承的作用和类型 185

9.2 滑动轴承 185

9.2.1 滑动轴承的结构型式和特点 185

9.2.2 滑动轴承的材料和润滑 188

9.2.3 非全液体润滑滑动轴承的计算 193

9.2.4 全液体润滑滑动轴承简介 195

9.3 滚动轴承 197

9.3.1 滚动轴承的结构、类型和特点 197

9.3.2 滚动轴承的代号及类型选择 200

9.3.3 滚动轴承的寿命计算及实例 203

9.3.4 滚动轴承的组合设计 209

思考题及习题 213

第10章 轴 215

10.1 轴的功用、分类及设计主要内容 215

10.1.1 轴的功用及分类 215

10.1.2 轴设计主要内容 216

10.2 轴的结构设计 216

10.2.1 拟定轴上零件的装配方案 216

10.2.2 轴上零件的定位和固定 216

10.2.3 各轴段直径和长度的确定 218

10.2.4 提高轴强度的常用措施 218

10.3 轴的材料与工作能力计算 219

10.3.1 轴的材料 219

10.3.2 轴的强度计算及实例 220

10.3.3 轴的刚度计算 225

思考题及习题 226

第11章 键连接与销连接 227

11.1 键连接 227

11.1.1 键连接的功用、分类、结构型式及应用 227

11.1.2 键连接的选择和平键连接的强度校核 229

11.2 花键连接 231

11.2.1 花键连接的类型、特点和应用 231

11.2.2 花键连接强度计算 232

11.3 销连接 232

思考题及习题 233

第12章 其他连接零部件 234

12.1 联轴器 234

12.2 离合器 239

12.3 制动器 242

12.4 弹簧 243

思考题及习题 246

第13章 螺纹连接与螺旋传动 247

13.1 螺纹的类型与参数 247

13.1.1 螺纹的类型 247

13.1.2 螺纹的主要参数 249

13.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 250

13.2.1 矩形螺纹的受力分析 250

13.2.2 非矩形螺纹的受力分析 250

13.2.3 螺旋副的自锁条件 252

13.2.4 螺旋副的效率 252

13.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 253

13.3.1 螺纹连接的基本类型 253

13.3.2 标准螺纹连接件 254

13.4 螺纹连接的预紧和防松 257

13.4.1 螺纹连接的预紧 257

13.4.2 螺纹连接的防松 258

13.5 螺栓组连接的结构设计 260

13.6 螺栓连接的强度计算及实例 262

13.6.1 松螺栓连接 262

13.6.2 紧螺栓连接 263

13.7 螺旋传动 266

13.7.1 螺旋传动的类型、特点及应用 266

13.7.2 滑动螺旋副的结构和材料 267

思考题及习题 268

第14章 机械的调速与平衡 269

14.1 机械运转速度波动的调节 269

14.1.1 机械运转速度波动调节的目的与方法 269

14.1.2 机械运转的平均角速度和不均匀系数 271

14.1.3 飞轮设计的基本原理 271

14.1.4 飞轮主要尺寸确定 272

14.2 机械的平衡 273

14.2.1 机械平衡的目的与内容 273

14.2.2 刚性回转构件的平衡计算 274

14.2.3 刚性回转构件的平衡实验 276

思考题及习题 276

参考文献 278