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绪论 1

0.1 本课程研究的对象及内容 1

0.2 本课程的作用、学习目的及学习方法 2

0.3 机械设计的基本要求及一般程序 3

习题 4

第1章 平面机构 5

1.1 平面机构的组成 5

1.1.1 运动副及其分类 5

1.1.2 运动链 6

1.1.3 运动链和机构的关系 6

1.2 平面机构简图的绘制 7

1.2.1 平面机构的表示方法 7

1.2.2 平面机构简图的绘制 8

1.3 平面机构的自由度 9

1.3.1 构件的自由度 9

1.3.2 平面运动副对构件的约束 9

1.3.3 平面机构自由度的计算 9

习题 13

第2章 平面连杆机构 15

2.1 平面铰链四杆机构的组成及类型 15

2.1.1 平面铰链四杆机构的组成 15

2.1.2 平面铰链四杆机构的基本类型 15

2.1.3 平面铰链四杆机构的演化 17

2.2 平面铰链四杆机构的工作特性 18

2.2.1 平面铰链四杆机构中存在曲柄的条件 18

2.2.2 急回特性 19

2.2.3 压力角和传动角 20

2.2.4 死点 21

2.3 平面四杆机构的设计 22

2.3.1 图解法设计平面四杆机构 22

2.3.2 解析法设计平面四杆机构 25

2.3.3 实验法按照给定轨迹设计平面四杆机构 26

习题 27

第3章 凸轮机构 29

3.1 凸轮机构的组成及类型 29

3.1.1 凸轮机构的组成 29

3.1.2 凸轮机构的类型 30

3.2 从动件的运动规律 32

3.2.1 平面凸轮的基本尺寸和运动参数 32

3.2.2 从动件的常用运动规律 33

3.2.3 从动件运动规律的选择 36

3.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计 37

3.3.1 作图法设计凸轮轮廓曲线 37

3.3.2 解析法设计凸轮轮廓曲线 39

3.3.3 凸轮机构设计中的几个问题 40

习题 42

第4章 间歇运动机构 44

4.1 棘轮机构 44

4.1.1 棘轮机构的组成、工作原理及类型 44

4.1.2 棘轮机构的运动设计及几何尺寸的计算 46

4.1.3 棘轮转角的调节方法 47

4.2 槽轮机构 48

4.2.1 槽轮机构的组成、工作原理及类型 48

4.2.2 槽轮机构的运动设计及几何尺寸的计算 49

4.2.3 其他间歇机构 51

习题 52

第5章 齿轮传动 53

5.1 齿轮传动的组成、特点及类型 53

5.1.1 齿轮传动的组成 53

5.1.2 齿轮传动的特点 53

5.1.3 齿轮传动的类型 53

5.2 齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓 55

5.2.1 齿廓啮合基本定律 55

5.2.2 渐开线齿廓 56

5.3 渐开线齿轮各部分的名称和几何尺寸 58

5.3.1 齿轮各部分的名称 58

5.3.2 基本参数 59

5.3.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸 60

5.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 62

5.4.1 正确啮合条件 62

5.4.2 标准中心距和标准安装 62

5.4.3 重合度和连续传动条件 63

5.5 渐开线齿轮的加工方法 65

5.5.1 展成法 65

5.5.2 仿形法 66

5.6 渐开线齿廓的根切现象及避免措施 67

5.6.1 根切现象与不产生根切的最小齿数 67

5.6.2 避免根切的措施 68

5.7 齿轮传动的失效形式及设计准则 70

5.7.1 齿轮传动的失效形式 70

5.7.2 齿轮传动的设计准则 73

5.8 齿轮的材料及许用应力 73

5.8.1 齿轮的材料及热处理 73

5.8.2 齿轮材料的许用应力 74

5.9 齿轮传动的精度及其标注 77

5.9.1 齿轮传动的精度 77

5.9.2 齿轮传动精度的标注 78

5.10 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 79

5.10.1 轮齿的受力分析 79

5.10.2 计算载荷 80

5.10.3 齿面接触强度的计算 80

5.10.4 轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算 83

5.11 标准直齿圆柱齿轮传动设计 84

5.11.1 标准直齿圆柱齿轮传动的参数选择 84

5.11.2 设计步骤 84

5.12 斜齿圆柱齿轮传动 87

5.12.1 斜齿圆柱齿轮齿廓的形成 87

5.12.2 斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点 88

5.12.3 斜齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸 88

5.12.4 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 90

5.12.5 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 90

5.12.6 斜齿圆柱齿轮传动的重合度 91

5.12.7 斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析 91

5.12.8 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 93

5.12.9 斜齿圆柱齿轮参数的选择及设计 93

5.13 直齿圆锥齿轮传动 94

5.13.1 直齿圆锥齿轮传动的啮合特点 94

5.13.2 直齿圆锥齿轮齿廓的形成和当量齿数 95

5.13.3 直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件 96

5.13.4 直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸的计算 96

5.13.5 直齿圆锥齿轮轮齿的受力分析 97

5.13.6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 98

5.14 齿轮的结构设计、润滑及传动效率 101

5.14.1 齿轮的结构设计 101

5.14.2 齿轮传动的润滑 102

5.14.3 齿轮传动的效率 104

习题 104

第6章 蜗杆传动 106

6.1 蜗杆传动的组成、特点及类型 106

6.1.1 蜗杆传动的组成 106

6.1.2 蜗杆传动的特点 106

6.1.3 蜗杆传动的类型 107

6.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 107

6.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 108

6.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸 111

6.3 蜗杆传动的失效形式、材料及结构 111

6.3.1 蜗杆传动的失效形式及设计准则 111

6.3.2 蜗杆传动的材料 112

6.3.3 蜗杆和蜗轮的结构 113

6.4 圆柱蜗杆传动的强度计算 114

6.4.1 圆柱蜗杆传动的受力分析 114

6.4.2 圆柱蜗杆传动的强度计算 115

6.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡 117

6.5.1 蜗杆传动的效率 117

6.5.2 蜗杆传动的润滑 119

6.5.3 蜗杆传动的热平衡 119

习题 122

第7章 齿轮系 123

7.1 齿轮系的类型 123

7.1.1 定轴齿轮系 123

7.1.2 周转齿轮系 123

7.2 定轴齿轮系的传动比计算 124

7.2.1 平面定轴齿轮系的传动比计算 124

7.2.2 空间定轴齿轮系传动比的计算 125

7.3 周转齿轮系的传动比计算 126

7.4 复合齿轮系的传动比计算 127

7.5 齿轮系的应用 128

7.5.1 实现变速传动 128

7.5.2 实现换向传动 129

7.5.3 实现分路传动 129

7.5.4 用于对运动进行合成与分解 130

7.5.5 获得大的传动比 130

习题 130

第8章 带传动 132

8.1 带传动的组成、类型及特点 132

8.1.1 带传动的组成 132

8.1.2 带传动的类型 132

8.1.3 带传动的形式 133

8.1.4 带传动的特点和应用 133

8.2 V带和带轮的结构 134

8.2.1 V带的结构和标准 134

8.2.2 普通V带轮的材料和结构 137

8.3 带传动的工作情况分析 138

8.3.1 带传动的受力分析 138

8.3.2 带传动的应力分析 140

8.3.3 带传动的传动比 141

8.4 V带传动设计 142

8.4.1 带传动的失效形式和设计准则 142

8.4.2 V带传动设计 142

8.5 带传动的张紧、安装及维护 148

8.5.1 带传动的张紧 148

8.5.2 带传动的安装及维护 149

习题 149

第9章 链传动 151

9.1 链传动的组成、类型及特点 151

9.1.1 链传动的组成 151

9.1.2 链传动的类型 151

9.1.3 链传动的特点和应用 152

9.2 套筒滚子链及链轮 152

9.2.1 套筒滚子链 152

9.2.2 链轮 153

9.3 链传动的传动比及运动特性 155

9.4 链传动的设计 156

9.4.1 套筒滚子链传动的失效形式 156

9.4.2 链传动的功率曲线图及许用功率 157

9.4.3 链传动的设计准则 158

9.4.4 链传动的设计计算 159

9.5 链传动的布置、张紧及润滑 160

9.5.1 链传动的布置 160

9.5.2 链传动的张紧 160

9.5.3 链传动的润滑 161

习题 163

第10章 联接 164

10.1 联接的类型 164

10.2 螺纹联接类型、特点和应用 164

10.2.1 螺纹的形成和类型 164

10.2.2 螺纹的主要参数 166

10.2.3 螺纹联接类型和应用 166

10.2.4 螺纹联接件 167

10.3 螺纹联接的预紧及防松 169

10.3.1 螺纹联接的预紧 169

10.3.2 螺纹联接的防松 169

10.4 螺栓联接的强度计算 171

10.4.1 普通螺栓联接的强度计算 171

10.4.2 铰制孔螺栓联接的强度计算 175

10.5 螺纹联接件的材料及提高螺栓联接强度的措施 176

10.5.1 螺纹联接件的材料 176

10.5.2 提高螺栓联接强度的措施 176

10.6 螺栓组联接的结构设计 178

10.7 螺旋传动 180

10.7.1 螺旋传动的类型 180

10.7.2 滚动螺旋机构 181

10.8 键联接 181

10.8.1 键联接的类型、特点和应用 182

10.8.2 平键联接的选用及强度校核 184

10.9 销联接及无键联接 185

10.9.1 销联接 185

10.9.2 无键联接 186

习题 187

第11章 轴 190

11.1 轴的类型及设计步骤 190

11.1.1 轴的类型 190

11.1.2 设计步骤 191

11.2 轴的材料和直径估算 192

11.2.1 轴的材料 192

11.2.2 轴的直径估算 193

11.3 轴的结构设计 193

11.3.1 拟定轴上零件的装配方案 194

11.3.2 确定轴的基本直径和各段长度 195

11.3.3 确定各零件的轴向定位方案 195

11.3.4 确定各零件的周向定位方案 195

11.3.5 轴的结构工艺性 195

11.4 轴的强度及刚度校核计算 196

11.4.1 轴的强度校核计算 196

11.4.2 轴的刚度校核计算 197

11.5 轴的设计实例 198

习题 201

第12章 轴承 203

12.1 滚动轴承的结构及类型 203

12.1.1 滚动轴承的结构 203

12.1.2 滚动轴承的类型 204

12.2 滚动轴承的代号意义及其类型的选择 206

12.2.1 滚动轴承的代号意义 206

12.2.2 滚动轴承类型的选择 209

12.3 滚动轴承尺寸的选择 210

12.3.1 滚动轴承的失效形式和计算准则 210

12.3.2 滚动轴承的寿命计算 211

12.4 滚动轴承的静载荷计算 216

12.4.1 基本额定静载荷 216

12.4.2 当量动载荷 217

12.4.3 静强度计算 217

12.5 滚动轴承的组合设计 217

12.5.1 滚动轴承的轴向固定 218

12.5.2 滚动轴承的组合支承配置形式 218

12.5.3 滚动轴承的组合调整 220

12.5.4 滚动轴承组合支承部分的刚度和同轴度 221

12.5.5 滚动轴承的预紧 221

12.5.6 滚动轴承的配合与装拆 222

12.6 滚动轴承的润滑及密封 223

12.6.1 滚动轴承的润滑 223

12.6.2 滚动轴承的密封 225

12.7 滑动轴承的类型、结构及材料 226

12.7.1 滑动轴承的特点和应用 226

12.7.2 滑动轴承的类型和结构 226

12.7.3 轴瓦的结构和滑动轴承的材料 228

12.8 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 230

12.8.1 滑动轴承的失效形式和计算准则 230

12.8.2 向心滑动轴承的设计计算 231

12.8.3 推力滑动轴承的设计计算 231

习题 232

第13章 联轴器、离合器、制动器及弹簧 234

13.1 联轴器 234

13.1.1 固定式刚性联轴器 234

13.1.2 可移动式刚性联轴器 235

13.1.3 弹性联轴器 236

13.2 离合器 237

13.2.1 牙嵌离合器 237

13.2.2 摩擦离合器 238

13.3 制动器 239

13.3.1 带式制动器 239

13.3.2 闸瓦式制动器 239

13.3.3 点盘式制动器 240

13.4 弹簧 240

习题 241

第14章 现代机械设计方法简介 242

14.1 计算机辅助设计简介 242

14.2 绿色设计简介 243

14.3 虚拟设计简介 244

14.4 有限元设计简介 245

14.5 最优化设计简介 246

参考文献 247