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第1章 平面机构的自由度和速度分析 1

1.1 运动副及其分类 1

1.2 平面机构运动简图 2

1.2.1 运动副表达 2

1.2.2 构件表达 2

1.2.3 机构的组成 3

1.2.4 平面机构运动简图 4

1.3 平面机构的自由度 6

1.3.1 自由度与约束 6

1.3.2 平面机构自由度的计算公式 6

1.3.3 平面机构自由度计算的注意事项 7

1.4 速度瞬心及其应用 10

1.4.1 瞬心定义 10

1.4.2 瞬心位置 10

1.4.3 三心定理 11

习题 12

第2章 平面连杆机构 15

2.1 平面连杆机构的特点及应用 15

2.1.1 平面连杆机构的特点 15

2.1.2 平面连杆机构的应用 15

2.2 平面四杆机构的基本类型及其演化 15

2.2.1 平面四杆机构的基本类型 15

2.2.2 平面四杆机构的演化 18

2.3 平面四杆机构的工作特性 21

2.3.1 转动副成为周转副的条件 21

2.3.2 急回运动特性 22

2.3.3 压力角和传动角 23

2.3.4 死点 24

2.4 平面四杆机构的设计 25

2.4.1 图解法设计四杆机构 25

2.4.2 解析法设计四杆机构 28

2.4.3 实验法和图谱法设计四杆机构 30

习题 31

第3章 凸轮机构 33

3.1 凸轮机构的应用和类型 33

3.1.1 凸轮机构的应用 33

3.1.2 凸轮机构的类型 34

3.2 从动件的常用运动规律 37

3.2.1 平面凸轮机构的工作过程和运动参数 37

3.2.2 从动件常用的运动规律 38

3.3 凸轮机构的压力角 39

3.3.1 压力角与作用力的关系 40

3.3.2 压力角与凸轮机构尺寸的关系 40

3.4 图解法绘制凸轮的轮廓 41

3.4.1 直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 41

3.4.2 摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 44

3.5 解析法设计凸轮轮廓 45

3.5.1 滚子直动从动件盘形凸轮 45

3.5.2 平底直动从动件盘形凸轮 46

习题 47

第4章 齿轮传动 49

4.1 齿轮传动的特点、分类和对它的基本要求 49

4.1.1 齿轮传动的特点 49

4.1.2 齿轮传动的分类 49

4.1.3 齿轮传动的基本要求 50

4.2 齿廓啮合的基本定律 50

4.2.1 齿廓啮合的基本定律 50

4.2.2 共轭齿廓 51

4.2.3 节点和节圆 51

4.3 渐开线齿廓及其啮合特性 51

4.3.1 渐开线的形成及其特性 51

4.3.2 渐开线齿廓的啮合特性 52

4.4 渐开线标准齿轮各部分的名称和几何尺寸 53

4.4.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称 53

4.4.2 直齿圆柱齿轮的基本参数 54

4.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 55

4.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 56

4.5.1 渐开线齿轮正确啮合条件 56

4.5.2 渐开线齿轮连续传动的条件 56

4.5.3 齿轮传动的无侧隙啮合条件及标准中心距 57

4.6 渐开线齿轮的切制原理及根切现象 57

4.6.1 齿轮的加工方法 57

4.6.2 渐开线齿廓的根切问题 59

4.6.3 变位齿轮 60

4.7 齿轮的失效形式及设计准则 61

4.7.1 齿轮的失效形式 61

4.7.2 齿轮传动的设计准则 63

4.8 齿轮传动的精度及齿轮的材料 63

4.8.1 齿轮传动的精度 63

4.8.2 对齿轮材料的基本要求 64

4.8.3 齿轮的常用材料及热处理 64

4.9 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 66

4.9.1 轮齿的受力分析和计算载荷 66

4.9.2 齿面接触疲劳强度计算 67

4.9.3 齿根弯曲疲劳强度计算 69

4.9.4 参数的选择 70

4.10 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 72

4.10.1 斜齿轮齿廓曲面的形成 72

4.10.2 斜齿圆柱齿轮的啮合特点 73

4.10.3 斜齿轮的基本参数和几何尺寸计算 73

4.10.4 斜齿轮传动的正确啮合条件 74

4.10.5 斜齿轮传动的重合度 74

4.10.6 斜齿轮的当量齿轮和当量齿数 75

4.10.7 斜齿轮传动的强度计算 76

4.11 直齿圆锥齿轮传动 80

4.11.1 圆锥齿轮传动的特点 80

4.11.2 圆锥齿轮的参数和几何尺寸计算 80

4.11.3 圆锥齿轮的当量齿轮和当量齿数 81

4.11.4 圆锥齿轮传动的强度计算 82

4.12 齿轮的结构设计 83

4.12.1 齿轮轴 83

4.12.2 实心式齿轮 83

4.12.3 腹板式齿轮 84

4.12.4 轮辐式齿轮 85

4.13 齿轮传动的润滑 85

4.13.1 润滑方式 85

4.13.2 润滑剂的选择 86

习题 87

第5章 蜗杆传动 90

5.1 概述 90

5.1.1 蜗杆传动的组成 90

5.1.2 蜗杆传动特点 90

5.1.3 蜗杆传动的类型 91

5.1.4 蜗杆传动的失效形式及设计准则 91

5.1.5 蜗杆、蜗轮的材料选择 91

5.2 蜗杆传动的基本参数和尺寸 92

5.2.1 蜗杆传动的正确啮合条件 92

5.2.2 基本参数 93

5.2.3 蜗杆传动的基本尺寸计算 93

5.2.4 蜗杆传动的结构 94

5.2.5 蜗杆传动的受力分析 96

5.3 蜗杆传动的设计 96

5.3.1 蜗杆传动的强度计算方法 96

5.3.2 蜗杆传动的热平衡计算 97

5.3.3 普通圆柱蜗杆和蜗轮设计计算 99

习题 101

第6章 带传动 103

6.1 带传动的类型、特点及应用 103

6.1.1 带传动的类型 103

6.1.2 带传动的特点及应用 104

6.2 摩擦型带传动的受力分析和运动特性 105

6.2.1 带传动的受力分析 105

6.2.2 带传动的应力分析 106

6.2.3 带传动的弹性滑动和传动比 107

6.3 普通V带传动的设计 108

6.3.1 V带的结构和规格 108

6.3.2 单根普通V带的许用功率 110

6.3.3 设计计算步骤和参数 111

6.3.4 V带轮的结构 114

6.4 同步带传动简介 118

习题 118

第7章 链传动 120

7.1 滚子链 120

7.1.1 链条 120

7.1.2 链轮 122

7.2 链传动运动特性和受力分析 123

7.2.1 链传动的运动特性 123

7.2.2 链传动的受力分析 124

7.3 滚子链传动的设计 125

7.3.1 主要失效形式 125

7.3.2 滚子链传动的功率曲线 125

7.3.3 滚子链传动的设计计算 126

7.3.4 链传动的使用维护 129

习题 131

第8章 轮系 133

8.1 定轴轮系 133

8.1.1 平行轴定轴轮系 134

8.1.2 空间定轴轮系 134

8.2 周转轮系 135

8.3 复合轮系 137

8.4 轮系的功用 138

8.5 几种特殊的行星传动简介 140

8.5.1 少齿差行星齿轮传动 140

8.5.2 谐波齿轮传动 141

习题 142

第9章 其他常用机构 144

9.1 螺旋机构 144

9.1.1 螺旋机构的工作原理和类型 144

9.1.2 螺旋机构的特点和应用 145

9.2 棘轮结构 145

9.2.1 棘轮机构的工作原理和类型 145

9.2.2 棘轮机构的优、缺点和应用 147

9.3 槽轮机构 149

9.3.1 槽轮机构的工作原理和类型 149

9.3.2 槽轮机构的运动系数 150

9.3.3 槽轮机构的优、缺点和应用 151

9.4 不完全齿轮机构 152

9.4.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型 152

9.4.2 不完全齿轮机构的优、缺点和应用 152

习题 153

第10章 机械速度波动的调节 154

10.1 速度波动分类及调节方法 154

10.1.1 周期性速度波动 154

10.1.2 非周期速度波动 155

10.2 飞轮设计的近似方法 155

10.2.1 机械运转的平均速度和不均匀系数 155

10.2.2 飞轮设计的基本原理 156

10.2.3 最大盈亏功Amax的确定 157

10.3 飞轮主要尺寸的确定 158

习题 159

第11章 回转件的平衡 162

11.1 转子平衡的分类及其方法 162

11.2 刚性转子的静平衡 163

11.3 刚性转子的动平衡 164

11.4 刚性转子的平衡试验 168

11.4.1 静平衡试验 168

11.4.2 动平衡试验 169

11.4.3 转子的平衡精度 170

习题 170

第12章 机械零件设计概论 173

12.1 机械零件的强度 173

12.1.1 应力的种类 174

12.1.2 静应力下的许用应力 175

12.1.3 变应力下的许用应力 176

12.1.4 安全系数 176

12.2 机械零件的接触强度 177

12.2.1 接触强度的概念 177

12.2.2 接触疲劳强度的设计准则 177

12.3 机械零件的耐磨性 178

12.3.1 耐磨性的概念 178

12.3.2 耐磨性的设计准则 179

12.4 机械制造常用材料及其选择 179

12.4.1 金属材料 179

12.4.2 非金属材料 180

12.5 公差与配合、表面粗糙度和优先数系 181

12.5.1 公差与配合 181

12.5.2 表面粗糙度 182

12.5.3 优先系数 182

12.6 机械零件的工艺及标准化 183

12.6.1 工艺性 183

12.6.2 标准化 183

习题 184

第13章 机械联接设计 186

13.1 螺纹联接 186

13.1.1 机械中的常用螺纹 186

13.1.2 螺纹联接件及螺纹联接的类型 190

13.1.3 螺纹联接的预紧与防松 193

13.1.4 螺栓组联接的结构设计 195

13.1.5 螺纹联接件的材料与许用应力 197

13.1.6 螺纹联接的强度计算 198

13.1.7 提高螺栓联接强度的措施 201

13.2 键联接、花键联接及销联接 204

13.2.1 键联接 204

13.2.2 花键联接 207

13.2.3 销联接 208

13.3 机械联接实例设计与分析 209

13.3.1 大带轮与减速器高速轴的键联接设计与计算 209

13.3.2 连杆盖与连杆体之间的螺纹联接 210

习题 211

第14章 轴 213

14.1 轴的材料及其选择 214

14.2 轴的结构设计 215

14.2.1 拟定轴上零件的装配方案 215

14.2.2 轴上零件的定位和固定 216

14.2.3 各轴段的直径和长度的确定 217

14.2.4 轴的结构工艺性 217

14.3 轴的强度计算 218

14.3.1 按扭转强度计算 218

14.3.2 按弯扭合成强度计算 218

14.4 轴的刚度计算 222

14.4.1 弯曲变形计算 223

14.4.2 扭转变形的计算 223

14.5 轴的临界转速的概念 224

14.6 提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施 224

14.6.1 改进轴的结构，减少应力集中 224

14.6.2 合理布置轴上零件减小轴受转矩 224

14.6.3 选择受力方式以减小轴的载荷，改善轴的强度和刚度 225

14.6.4 改善表面质量提高轴的疲劳强度 226

习题 227

第15章 滑动轴承 229

15.1 滑动轴承的主要结构形式 229

15.1.1 整体式径向滑动轴承 229

15.1.2 剖分式径向滑动轴承 230

15.1.3 推力滑动轴承 231

15.2 滑动轴承的失效形式及常用材料 231

15.2.1 滑动轴承的失效形式 231

15.2.2 轴承材料 232

15.3 滑动轴承润滑剂的选用 235

15.3.1 润滑脂及其选择 235

15.3.2 润滑油及其选择 236

15.3.3 固体润滑剂 236

15.4 不完全液体润滑滑动轴承设计计算 236

15.4.1 径向滑动轴承的计算 237

15.4.2 止推滑动轴承的计算 237

15.5 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 238

15.5.1 流体动压润滑的基本原理 238

15.5.2 流体动力润滑的基本方程 239

15.5.3 径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 242

15.5.4 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 242

15.5.5 最小油膜厚度hmin 245

15.5.6 轴承的热平衡计算 245

15.5.7 参数选择 247

15.5.8 液体动力润滑径向滑动轴承设计举例 248

15.6 其他形式滑动轴承简介 251

15.6.1 无润滑轴承与自润滑轴承 251

15.6.2 多油楔轴承 252

15.6.3 液体静压轴承 254

15.6.4 气体润滑轴承 255

习题 255

第16章 滚动轴承 257

16.1 滚动轴承的结构 257

16.1.1 滚动轴承的构造 257

16.1.2 滚动轴承的结构特性 258

16.2 滚动轴承的主要类型及选择 258

16.2.1 常用滚动轴承类型及特点 258

16.2.2 滚动轴承的代号 260

16.3 轴承的组合设计 261

16.3.1 滚动轴承内、外圈的轴向固定 261

16.3.2 轴系的固定 262

16.3.3 滚动轴承组合结构的调整 262

16.3.4 滚动轴承的配合 264

16.3.5 滚动轴承的装拆 264

16.3.6 支承部位的刚度和同轴度 265

16.3.7 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的排列方式 266

16.3.8 滚动轴承的润滑 267

16.3.9 滚动轴承的密封 267

16.3.10 轴承的维护 268

16.4 滚动轴承的工作情况分析及计算 268

16.4.1 滚动轴承的主要失效形式 268

16.4.2 滚动轴承的设计准则 269

16.4.3 轴承的寿命计算 269

习题 272

第17章 联轴器和离合器 275

17.1 联轴器 275

17.1.1 联轴器的性能要求 275

17.1.2 联轴器的分类 276

17.1.3 常用联轴器的结构和特点 276

17.1.4 联轴器的选择 279

17.2 离合器 280

17.2.1 离合器的性能要求 280

17.2.2 离合器的分类 280

17.2.3 常用离合器的结构和特点 280

习题 282

第18章 弹簧 283

18.1 弹簧的类型 283

18.2 弹簧的材料、许用应力与制造 284

18.2.1 弹簧的材料和许用应力 284

18.2.2 弹簧的制造 285

18.3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算 286

18.3.1 圆柱螺旋弹簧的几何参数 286

18.3.2 弹簧特性曲线 287

18.3.3 强度和刚度计算 289

18.3.4 圆柱螺旋压缩弹簧的稳定性计算 290

18.3.5 弹簧的设计实例 290

习题 291

附录A 293

参考文献 296