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绪论 1

0.1 机器的组成及其特征 1

0.1.1 机器与机构 1

0.1.2 构件与零件 2

0.2 本课程的性质和研究对象 2

0.2.1 本课程的性质 2

0.2.2 本课程的研究对象 3

0.3 本课程的基本要求和学习方法 3

0.3.1 本课程的基本要求 3

0.3.2 本课程的学习方法 3

第1章 平面机构的运动简图和自由度 4

1.1 机构的组成 4

1.1.1 自由度、运动副与约束 4

1.1.2 运动副及其分类 5

1.1.3 运动链与机构 6

1.2 平面机构的运动简图 6

1.2.1 运动副及构件的表示方法 6

1.2.2 平面机构运动简图的绘制 8

1.3 运动确定性的概念 9

1.3.1 平面机构的自由度 10

1.3.2 计算机构的自由度时应注意的问题 11

1.3.3 机构具有确定运动的条件 13

第2章 平面连杆机构 16

2.1 概述 16

2.1.1 平面连杆机构的特点 16

2.1.2 平面连杆机构的应用和分类 17

2.2 铰链四杆机构 17

2.2.1 铰链四杆机构的组成 17

2.2.2 铰链四杆机构的基本形式 17

2.2.3 铰链四杆机构曲柄存在的条件 20

2.3 含有一个移动副的平面四杆机构 20

2.3.1 曲柄滑块机构 20

2.3.2 导杆机构 21

2.4 平面四杆机构的工作特性 23

2.4.1 急回特性及行程速度变化系数 23

2.4.2 压力角和传动角 24

2.4.3 死点 26

2.5 平面四杆机构的设计 27

2.5.1 四杆机构设计条件 27

2.5.2 四杆机构的设计方法 27

第3章 凸轮机构 32

3.1 凸轮机构的应用和分类 32

3.1.1 凸轮机构的组成、应用和特点 32

3.1.2 凸轮机构的分类 33

3.2 凸轮机构的基本参数和从动件常用运动规律 35

3.2.1 平面凸轮机构的基本参数和工作过程 36

3.2.2 从动件常用运动规律 37

3.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计 38

3.3.1 “反转法”原理 39

3.3.2 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制 39

3.3.3 直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制 40

3.4 凸轮设计中的几个问题 41

3.4.1 凸轮机构的压力角问题 41

3.4.2 基圆半径的确定 42

3.4.3 滚子半径的选择 42

第4章 齿轮机构 45

4.1 概述 45

4.1.1 齿轮机构的特点 45

4.1.2 齿轮机构的基本类型 45

4.2 渐开线的形成和基本性质 47

4.2.1 渐开线的形成 47

4.2.2 渐开线的性质 47

4.2.3 渐开线方程 48

4.2.4 渐开线齿廓啮合基本定律 49

4.2.5 渐开线齿廓啮合的特点 50

4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算 50

4.3.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和符号 50

4.3.2 标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 53

4.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 54

4.4.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件 54

4.4.2 渐开线齿轮的标准中心距 55

4.4.3 渐开线齿轮连续传动的条件 55

4.5 渐开线齿轮的加工原理与根切现象 56

4.5.1 渐开线齿轮的加工原理 56

4.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数 58

4.5.3 公法线长度和固定弦齿厚 59

4.6 变位齿轮传动 61

4.6.1 概述 61

4.6.2 变位齿轮传动的类型和特点 62

4.6.3 变位齿轮的几何尺寸计算 62

4.7 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 63

4.7.1 齿廓曲面的形成及啮合特点 63

4.7.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 64

4.7.3 斜齿轮传动正确啮合的条件和重合度 66

4.7.4 斜齿轮的当量齿轮和当量齿数 67

4.8 直齿圆锥齿轮机构 68

4.8.1 直齿圆锥齿轮机构的类型和传动比 68

4.8.2 直齿圆锥齿轮机构的主要参数和几何尺寸计算 69

4.8.3 锥齿轮机构齿廓的形成、背锥和当量齿轮 70

4.9 蜗杆蜗轮机构 72

4.9.1 蜗杆蜗轮机构的组成和类型 72

4.9.2 蜗杆蜗轮机构的特点 73

4.9.3 蜗杆蜗轮机构的主要参数和几何尺寸计算 73

第5章 齿轮系 80

5.1 定轴齿轮系传动比的计算 80

5.1.1 平面定轴齿轮系传动比的计算 81

5.1.2 空间定轴齿轮系传动比的计算 81

5.2 行星齿轮系传动比的计算 82

5.2.1 行星齿轮系的分类 82

5.2.2 行星齿轮系传动比的计算 84

5.2.3 复合齿轮系传动比的计算 85

5.3 齿轮系应用 87

5.3.1 实现分路传动 87

5.3.2 获得大的传动比 87

5.3.3 实现换向传动 87

5.3.4 实现变速传动 88

5.3.5 用于对运动进行合成与分解 88

第6章 间歇运动机构 92

6.1 棘轮机构 92

6.1.1 棘轮机构的工作原理 92

6.1.2 棘轮机构的类型 93

6.1.3 棘轮机构的应用 95

6.2 槽轮机构 96

6.2.1 槽轮机构的工作原理 96

6.2.2 槽轮机构的类型 97

6.2.3 槽轮机构的特点和应用 98

6.3 不完全齿轮机构 99

第7章 刚性回转件的平衡 101

7.1 概述 101

7.1.1 刚性回转件平衡的目的 101

7.1.2 刚体回转件平衡的种类 102

7.2 刚性回转件的平衡计算 102

7.2.1 静平衡计算 102

7.2.2 动平衡的计算 104

7.3 刚性回转件的平衡试验 106

7.3.1 静平衡试验 106

7.3.2 动平衡试验 107

第8章 键联接和销联接 109

8.1 概述 109

8.2 键连接的类型 110

8.2.1 松键联接 110

8.2.2 紧键联接 112

8.3 平键联接的尺寸选择和强度校核 114

8.3.1 平键的类型选择 114

8.3.2 平键的尺寸选择 114

8.3.3 平键联接的失效形式和强度校核计算 115

8.4 花键联接 117

8.4.1 花键联接的特点 117

8.4.2 花键联接的类型 117

8.4.3 花键联接的选择和强度校核 118

8.5 销联接 120

8.5.1 销联接的类型、特点及应用 120

8.5.2 销联接的强度计算 121

第9章 螺纹联接和螺旋传动 124

9.1 螺纹的类型和主要参数 124

9.1.1 螺纹的类型及应用 124

9.1.2 螺纹的主要参数 125

9.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率 126

9.2.1 牙型角等于零的螺纹（矩形螺纹） 126

9.2.2 牙型角不等于零的螺纹（非矩形） 128

9.3 螺纹联接的基本类型和螺纹联接件 129

9.3.1 螺纹联接的基本类型 129

9.3.2 螺纹联接件 131

9.4 螺纹联接设计应注意的几个基本问题 133

9.4.1 螺纹联接的预紧 133

9.4.2 螺纹联接的防松 134

9.4.3 螺栓组联接结构设计注意事项 136

9.5 螺栓联接的强度计算 139

9.5.1 普通螺栓联接的强度计算 139

9.5.2 铰制孔用螺栓联接的强度计算 142

9.6 螺旋传动 146

9.6.1 螺旋传动的运动形式 146

9.6.2 螺旋传动的类型和应用 147

9.6.3 滚动螺旋传动 149

9.6.4 滑动螺旋传动螺杆及螺母材料 150

9.6.5 滑动螺旋传动的计算 150

第10章 带传动 156

10.1 概述 156

10.1.1 带传动的类型及应用 156

10.1.2 带传动的特点 158

10.1.3 V带的结构和型号 158

10.2 带传动的工作情况分析 160

10.2.1 带传动的受力分析 160

10.2.2 带传动工作时的应力分析 162

10.2.3 带传动的弹性滑动和传动比 163

10.3 普通V带传动的设计计算 164

10.3.1 带传动的失效形式和设计准则 164

10.3.2 单根普通V带所能传递的功率 164

10.3.3 普通V带传动的设计方法和步骤 167

10.4 V带轮的设计 172

10.4.1 V带轮的要求 172

10.4.2 V带轮的材料 173

10.4.3 V带轮的结构 173

10.5 带传动的张紧、安装和维护 175

10.5.1 带传动的张紧装置 175

10.5.2 带传动的安装与维护 176

第11章 链传动 179

11.1 概述 179

11.1.1 链传动的组成、特点和应用 179

11.1.2 链传动的类型 180

11.2 滚子链和链轮 181

11.2.1 滚子链的结构 181

11.2.2 滚子链的标准 182

11.2.3 链轮 183

11.3 链传动的运动特性和主要参数 184

11.3.1 链传动的运动特性 184

11.3.2 链传动主要参数的选择 185

11.4 链传动的布置、张紧及维护 185

11.4.1 链传动的布置 185

11.4.2 链传动的张紧 185

11.4.3 链传动的润滑 186

第12章 齿轮传动 188

12.1 轮齿的失效形式和设计准则 188

12.1.1 轮齿的失效形式 188

12.1.2 齿轮传动的设计准则 190

12.2 齿轮常用的材料及热处理 191

12.2.1 齿轮对材料的基本要求 191

12.2.2 常用材料及热处理选择 192

12.2.3 齿面硬度差 194

12.3 齿轮传动的精度简介 195

12.3.1 齿轮传动精度分类 195

12.3.2 圆柱齿轮传动精度等级选择 195

12.4 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷 196

12.4.1 齿轮受力分析 196

12.4.2 计算载荷 197

12.5 直齿圆柱齿轮传动强度计算 199

12.5.1 齿面接触疲劳强度计算 199

12.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算 203

12.6 直齿圆柱齿轮传动设计 206

12.7 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 209

12.7.1 斜齿圆柱齿轮轮齿受力分析 209

12.7.2 斜齿圆柱齿轮强度计算 211

12.7.3 斜齿圆柱齿轮传动设计 212

12.8 直齿锥齿轮传动 214

12.8.1 直齿锥齿轮传动受力分析 214

12.8.2 强度计算 215

12.9 蜗杆传动 219

12.9.1 蜗杆传动的受力分析 219

12.9.2 蜗杆传动的失效形式及设计准则 221

12.9.3 蜗杆传动的材料选择及蜗轮常用材料的许用应力 222

12.9.4 蜗杆传动的强度计算 222

12.9.5 蜗杆传动的热平衡计算 223

12.9.6 圆柱蜗杆传动的参数选择 226

12.9.7 蜗杆传动设计步骤 226

12.10 齿轮结构与润滑 228

12.10.1 圆柱齿轮结构 228

12.10.2 锥齿轮结构 230

12.10.3 蜗轮蜗杆结构 231

12.10.4 齿轮传动、蜗杆传动的润滑 232

第13章 轴 236

13.1 概述 236

13.1.1 分类 236

13.1.2 材料与毛坯 238

13.2 轴的结构设计 240

13.2.1 轴结构的组成 240

13.2.2 零件在轴上的定位 240

13.2.3 轴及轴上零件结构的工艺性 242

13.2.4 轴结构的设计步骤 245

13.3 轴的强度计算 247

13.3.1 轴的扭转强度计算 247

13.3.2 轴的弯扭合成强度计算 247

13.3.3 轴的刚度计算 248

13.4 轴的设计 250

第14章 轴承 256

14.1 滚动轴承的结构、类型及代号 256

14.1.1 滚动轴承的结构 256

14.1.2 滚动轴承的类型 257

14.1.3 滚动轴承的代号 262

14.2 滚动轴承类型的选择 264

14.2.1 影响轴承承载能力的参数 264

14.2.2 滚动轴承类型的选择 265

14.3 滚动轴承的失效形式及计算准则 266

14.3.1 滚动轴承的主要失效形式 266

14.3.2 滚动轴承的计算准则 267

14.4 滚动轴承的寿命计算 267

14.4.1 寿命 267

14.4.2 基本额定寿命 267

14.4.3 基本额定动负荷 268

14.4.4 寿命计算公式 268

14.4.5 当量动负荷P的计算 270

14.4.6 向心角接触轴承的载荷计算 271

14.5 滚动轴承的静强度计算 276

14.5.1 基本额定静载荷 276

14.5.2 当量静负荷 277

14.5.3 静强度计算 277

14.6 滚动轴承的组合设计 279

14.6.1 轴承的轴向固定 279

14.6.2 轴组件的轴向固定 280

14.6.3 轴承组合的调整 281

14.6.4 滚动轴承的配合 282

14.6.5 轴承组合支承部分的刚度和同轴度 283

14.6.6 滚动轴承的安装和拆卸 283

14.6.7 滚动轴承的润滑与密封 284

14.7 滑动轴承 288

14.7.1 滑动轴承的类型和结构 288

14.7.2 轴瓦与轴衬 290

14.7.3 非液体摩擦滑动轴承的计算 292

14.8 滚动轴承与滑动轴承的比较 294

第15章 联轴器和离合器 297

15.1 概述 297

15.2 常用联轴器 298

15.2.1 刚性联轴器 299

15.2.2 挠性联轴器 300

15.2.3 联轴器的选择 304

15.2.4 联轴器的标记 305

15.3 常用离合器 306

15.3.1 牙嵌离合器 306

15.3.2 摩擦式离合器 307

15.3.3 磁粉离和器 309

15.3.4 定向离合器 310

15.4 联轴器、离合器的使用与维护 311

第16章 机械传动系统设计 313

16.1 传动系统的功能与分类 313

16.1.1 传动机构的功能 313

16.1.2 传动机构的类型及其特点 314

16.2 常用机械传动机构的选择 316

16.3 机械传动的特性和参数 318

16.4 机械传动的方案设计 321

16.4.1 传动类型的选择 321

16.4.2 传动顺序的布置 322

16.4.3 总传动比的分配 323

16.5 机械传动的设计顺序 324

同步练习参考答案 325

参考文献 353