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绪论 1

0.1机械的组成 1

0.1.1机器和机构 1

0.1.2构件、零件和部件 3

0.2本课程的性质、内容和任务 3

0.3机械设计的基本要求和一般过程 3

0.3.1机械设计的基本要求 3

0.3.2机械设计的一般过程 4

0.4本课程的学习方法与特点 5

思考与练习 6

第1篇 常用机构 9

第1章 平面机构运动简图及其自由度 9

1.1机构的组成 9

1.1.1构件和运动副 9

1.1.2运动副的类型及特点 9

1.2平面机构运动简图 11

1.2.1运动副的表示 11

1.2.2常用构件和机构图形的表示 11

1.2.3机构运动简图的绘制 13

1.3平面机构的自由度 14

1.3.1机构自由度的计算公式 14

1.3.2机构具有确定运动的条件 14

1.3.3计算自由度时的几种特殊情况 15

小结 18

思考与练习 19

第2章 平面连杆机构 22

2.1平面四杆机构的基本形式及其演化 22

2.1.1铰链四杆机构 22

2.1.2铰链四杆机构的演化 25

2.2平面四杆机构的工作特性 29

2.2.1曲柄存在条件 29

2.2.2急回特性 30

2.2.3压力角和传动角 31

2.2.4死点 32

2.3平面四杆机构的几何设计 33

2.3.1按行程速比系数设计 33

2.3.2按连杆的两个或三个位置设计 34

2.3.3按连架杆的两个或三个位置设计 35

小结 37

思考与练习 37

第3章 凸轮机构 39

3.1凸轮机构的应用及分类 39

3.1.1凸轮机构的组成及应用 39

3.1.2凸轮机构的分类 40

3.2从动件常用运动规律 43

3.2.1等速运动规律 44

3.2.2等加速等减速运动规律 44

3.2.3简谐运动规律 45

3.2.4摆线运动规律 46

3.2.5从动件运动规律的选择 46

3.3图解法设计凸轮轮廓 47

3.3.1对心移动尖底从动件盘状凸轮轮廓设计 48

3.3.2对心移动滚子从动件盘状凸轮轮廓的设计 49

3.3.3摆动从动件盘状凸轮轮廓的设计 50

3.4凸轮机构设计的几个问题 51

3.4.1基圆半径与压力角 51

3.4.2滚子圆半径的确定 53

小结 54

思考与练习 54

第4章 间歇运动机构简介 55

4.1棘轮机构 55

4.1.1棘轮机构的工作原理和类型 55

4.1.2棘轮机构的应用 57

4.2槽轮机构 57

4.2.1槽轮机构工作原理和类型 57

4.2.2槽轮机构的特点和应用 59

小结 59

思考与练习 60

第2篇 机械传动 63

第5章 齿轮传动 63

5.1齿轮传动的特点、类型及应用实例 63

5.2渐开线齿廓及其啮合特性 65

5.2.1渐开线的形成原理及基本性质 65

5.2.2渐开线齿廓的啮合特性 66

5.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸 67

5.3.1分度圆、模数和压力角 67

5.3.2齿距、齿厚和槽宽 68

5.3.3齿顶高、顶隙和齿根高 68

5.4渐开线齿轮的啮合传动 69

5.4.1正确安装条件 70

5.4.2正确啮合条件 70

5.4.3连续传动条件 71

5.5渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿加工方法 72

5.5.1成形法 72

5.5.2范成法（展成法） 72

5.6渐开线齿轮的根切现象 74

5.6.1根切产生的原因 74

5.6.2最少齿数Zmin 75

5.7变位齿轮 75

5.7.1变位和变位齿轮 75

5.7.2变位齿轮传动的类型 75

5.8平行轴斜齿圆柱齿轮传动 76

5.8.1斜齿轮齿廓的形成 76

5.8.2斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸 77

5.8.3平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度 78

5.8.4斜齿轮的当量齿数 79

5.8.5平行轴斜齿轮传动的优缺点 80

5.9齿轮传动的失效形式与设计准则 80

5.9.1齿轮传动的失效形式 80

5.9.2齿轮传动设计准则 80

5.9.3常用齿轮材料及热处理 81

5.10齿轮轮齿受力分析 83

5.10.1渐开线直齿圆柱齿轮受力分析 83

5.10.2渐开线斜齿圆柱齿轮受力分析 84

5.10.3计算载荷 85

5.11圆柱齿轮的强度计算 86

5.11.1渐开线直齿圆柱齿轮强度计算 86

5.11.2渐开线斜齿圆柱齿轮强度计算 90

5.12直齿圆锥齿轮传动简介 90

5.12.1圆锥齿轮传动的特点及应用 90

5.12.2几何尺寸计算 91

5.12.3当量齿轮与当量齿数 92

5.12.4直齿圆锥齿轮的受力分析 93

5.12.5强度计算 94

5.13齿轮传动设计 95

5.13.1齿轮传动参数的选择 95

5.13.2齿轮传动设计步骤 96

小结 102

思考与练习 103

第6章 蜗杆传动 106

6.1蜗杆传动机构概述 106

6.1.1蜗杆传动的组成 106

6.1.2蜗杆传动特点 107

6.1.3蜗杆传动的类型 107

6.1.4蜗杆传动的失效形式及设计准则 107

6.1.5蜗杆、蜗轮的材料选择 108

6.2蜗杆传动机构的基本参数和尺寸 109

6.2.1蜗杆机构的正确啮合条件 109

6.2.2基本参数 109

6.2.3蜗杆传动的基本尺寸计算 110

6.2.4蜗杆传动的结构 110

6.2.5蜗杆传动的受力分析 112

6.3蜗杆传动的设计 113

6.3.1蜗杆传动的强度计算方法 113

6.3.2蜗杆传动的热平衡计算 114

6.3.3蜗杆传动机构的散热 116

6.3.4普通圆柱蜗杆和蜗轮设计计算 116

小结 118

思考与练习 119

第7章 轮系 120

7.1定轴轮系 120

7.1.1平行轴定轴轮系 121

7.1.2非平行轴定轴轮系 122

7.2行星轮系 122

7.3组合轮系 124

7.4轮系的功用 125

7.5几种特殊的行星传动简介 127

7.5.1少齿差行星齿轮传动 127

7.5.2谐波齿轮传动 128

小结 129

思考与练习 130

第8章 带传动和链传动 131

8.1带传动的类型、特点和应用 131

8.1.1带传动的工作原理和类型 131

8.1.2带传动的特点和应用 132

8.2 V带和带轮 132

8.2.1 V带的结构与标准 132

8.2.2普通V带轮 134

8.3带传动的工作情况分析 136

8.3.1带传动的受力分析 136

8.3.2打滑与最大有效拉力 137

8.3.3带传动的弹性滑动 137

8.3.4带传动的应力分析 138

8.4带传动的设计 140

8.4.1带传动的失效形式与设计准则 140

8.4.2单根V带的许用功率 140

8.4.3V带传动的设计计算 142

8.5带传动的安装、张紧、维护及其他带传动 147

8.5.1带传动的安装 147

8.5.2常见的张紧装置 148

8.5.3带传动的维护 149

8.6链传动 149

8.6.1链传动的概述 149

8.6.2滚子链与链轮 150

8.6.3链传动的布置、张紧和润滑 152

小结 153

思考与练习 154

第3篇 机件联接 159

第9章 螺纹联接 159

9.1螺纹的类型及其主要参数 159

9.1.1螺纹的形成原理 159

9.1.2螺纹的类型及其主要参数 159

9.2常用螺纹的特点及应用 161

9.3螺纹联接的基本类型与标准螺纹联接件 162

9.3.1螺纹联接的基本类型 162

9.3.2标准螺纹联接件 163

9.3.3螺纹联接的预紧和防松 165

9.4螺栓联接的强度计算 167

9.4.1失效形式和设计准则 167

9.4.2松螺栓联接 167

9.4.3普通螺栓联接 168

9.4.4铰制孔用螺栓联接 170

9.4.5螺栓的材料和许用应力 170

9.5提高螺栓联接强度的途径 173

9.6螺旋传动 175

9.6.1螺旋传动的特点和应用 176

9.6.2螺旋传动的类型 176

9.6.3滑动螺旋传动 177

9.6.4差动螺旋传动 177

9.6.5滚动螺旋传动 178

9.6.6螺杆和螺母的材料 179

小结 179

思考与练习 180

第10章 键联接和销联接 183

10.1键联接 183

10.1.1键联接的类型、特点和应用 183

10.1.2平键联接的选择与强度校核 185

10.1.3花键联接 187

10.2销联接 188

小结 189

思考与练习 189

第4篇 轴系零部件 193

第11章 轴承 193

11.1滑动轴承的类型、结构及材料 193

11.1.1滑动轴承的类型 193

11.1.2滑动轴承的结构 194

11.1.3滑动轴承轴瓦结构和材料 196

11.2滚动轴承的类型、代号及选用 198

11.2.1简述 198

11.2.2滚动轴承的结构特性 199

11.2.3滚动轴承的类型及特点 200

11.2.4滚动轴承的代号 203

11.2.5滚动轴承的类型选择 206

11.3滚动轴承的选择计算 207

11.3.1滚动轴承的失效形式 207

11.3.2滚动轴承的计算准则 208

11.3.3滚动轴承的寿命计算 208

11.3.4滚动轴承的静强度计算 218

11.4滚动轴承的组合设计 220

11.4.1滚动轴承的轴向固定 220

11.4.2滚动轴承的组合调整 222

11.4.3滚动轴承的预紧 223

11.4.4滚动轴承的配合与装拆 224

11.4.5滚动轴承的润滑与密封 225

小结 227

思考与练习 227

第12章轴 229

12.1概述 229

12.1.1轴的功用和分类 229

12.1.2轴的材料 230

12.1.3轴的设计步骤 231

12.2轴的结构设计 231

12.2.1轴上零件的布置 231

12.2.2轴上零件的固定 232

12.2.3各轴段的直径和长度 234

12.2.4轴的结构工艺性 235

12.2.5减小应力集中，提高轴的疲劳强度 235

12.3轴的强度计算 236

12.3.1心轴的强度计算 236

12.3.2传动轴的强度计算 236

12.3.3转轴的强度计算 237

12.3.4轴的刚度计算 238

小结 241

思考与练习 241

第13章 联轴器、离合器和弹簧 243

13.1联轴器的类型及特点 244

13.1.1固定式刚性联轴器 245

13.1.2可移式刚性联轴器 248

13.1.3弹性联轴器 249

13.2联轴器的选择 253

13.2.1联轴器类型的选择 253

13.2.2联轴器型号的选择 253

13.3常用离合器 255

13.3.1牙嵌离合器 255

13.3.2摩擦离合器 256

13.3.3超越离合器 257

13.4弹簧 258

13.4.1弹簧的功用 258

13.4.2弹簧的类型 259

13.4.3弹簧的材料和制造 260

13.4.4圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的结构及几何计算 262

小结 263

思考与练习 264

第14章 机构的组合与创新 265

14.1机构的组合与应用 265

14.1.1串联式组合机构 265

14.1.2并联式组合机构 266

14.1.3反馈式组合机构 268

14.2机构创新简介 269

14.2.1综合创新法 269

14.2.2联想创新法 270

14.2.3仿真创新法 271

14.2.4移植创新法 272

主要参考文献 273