第1章 绪论 1
1.1 机器的组成 1
1.1.1 机器的组成和分析 2
1.1.2 机器的组成要素 4
1.2 机械设计的基本要素 5
1.2.1 机械设计的基本要求 5
1.2.2 机械设计的一般程序 5
1.2.3 机械零件设计的一般步骤 5
1.2.4 机械零件的设计方法 6
1.3 机械零件材料选用原则 6
1.4 机械零件的制造工艺性及标准化 7
1.4.1 机械零件的工艺性 7
1.4.2 机械零件设计中的标准化 7
1.5 本课程的内容、性质和任务 7
1.6 实验与实训 8
1.7 习题 9
第2章 力学基本知识 10
2.1 静力学基本概念 10
2.1.1 刚体 10
2.1.2 力和力系 10
2.1.3 约束和约束反力 11
2.1.4 受力图 12
2.1.5 静力学基本公理 13
2.2 力系的平衡 14
2.2.1 力在轴上的投影 14
2.2.2 平面汇交力系合成与平衡 14
2.2.3 力对点的矩 15
2.2.4 力偶、力偶矩及平衡条件 16
2.3 强度的基本知识 16
2.3.1 杆件的拉伸与压缩 17
2.3.2 材料的力学性能 19
2.3.3 强度计算 20
2.3.4 载荷与变应力 24
2.4 实验与实训 26
2.5 习题 26
第3章 平面机构的结构分析 28
3.1 平面机构的组成 29
3.1.1 构件 29
3.1.2 构件的自由度和约束 29
3.1.3 运动副及其分类 30
3.2 平面机构的运动简图 31
3.2.1 构件与运动副的表示方法 31
3.2.2 机构运动简图的绘制方法 32
3.3 平面机构的自由度 33
3.3.1 平面机构自由度计算公式 33
3.3.2 平面机构具有确定运动的条件 34
3.3.3 计算机构自由度时应注意的问题 34
3.4 实验与实训 36
3.5 习题 37
第4章 平面连杆机构及其设计 40
4.1 铰链四杆机构的基本形式及应用 40
4.1.1 曲柄摇杆机构 41
4.1.2 双曲柄机构 41
4.1.3 双摇杆机构 42
4.2 铰链四杆机构的传动特性 42
4.2.1 急回运动和行程速比系数 42
4.2.2 压力角和传动角 43
4.2.3 死点位置 44
4.3 铰链四杆机构的曲柄存在条件 45
4.4 铰链四杆机构的演化 46
4.4.1 含有一个移动副的平面四杆机构 46
4.4.2 含有两个移动副的平面四杆机构 48
4.4.3 含有偏心轮的平面四杆机构 49
4.5 平面四杆机构的设计 49
4.5.1 图解法设计四杆机构 50
4.5.2 实验法设计四杆机构 52
4.5.3 用解析法设计四杆机构 54
4.6 实验与实训 54
4.7 习题 55
第5章 凸轮机构 58
5.1 凸轮机构的应用和分类 58
5.1.1 凸轮机构的应用 59
5.1.2 凸轮机构的分类 59
5.1.3 凸轮机构的特点 61
5.2 凸轮机构从动件运动规律分析 61
5.2.1 从动件的位移线图 61
5.2.2 从动件的常用运动规律 62
5.3 凸轮轮廓曲线的设计 63
5.3.1 凸轮轮廓设计的反转法原理 63
5.3.2 直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 64
5.4 凸轮机构设计中应注意的几个问题 66
5.4.1 滚子半径的选择 66
5.4.2 压力角 67
5.4.3 基圆半径 67
5.5 实验与实训 68
5.6 习题 69
第6章 间歇运动机构 72
6.1 棘轮机构 72
6.1.1 棘轮机构的组成和工作原理 72
6.1.2 棘轮机构的类型和应用 73
6.1.3 棘轮机构的主要参数和几何尺寸 75
6.2 槽轮机构 76
6.2.1 槽轮机构的工作原理 76
6.2.2 槽轮机构的主要参数和几何尺寸计算 77
6.3 其他间歇运动机构 79
6.3.1 不完全齿轮机构 79
6.3.2 凸轮间歇运动机构 79
6.4 实训 81
6.5 习题 81
第7章 连接 83
7.1 螺纹连接 84
7.1.1 螺纹的形成和主要参数 84
7.1.2 常用螺纹的种类、特点和应用 85
7.1.3 螺纹连接的类型、特点和应用 87
7.1.4 螺纹连接应用中注意的几个问题 90
7.1.5 螺纹连接的强度计算 91
7.1.6 螺栓组连接的结构设计 97
7.1.7 螺旋传动 99
7.2 键连接和花键连接 100
7.2.1 键连接的类型和应用 100
7.2.2 平键连接的选择及计算 103
7.2.3 花键连接 104
7.3 销连接及应用 105
7.4 实验与实训 106
7.5 习题 107
第8章 挠性传动 109
8.1 带传动 109
8.1.1 带传动的组成及应用 110
8.1.2 带传动的工作情况分析 113
8.1.3 V带传动的设计和计算 117
8.2 链传动 122
8.2.1 链传动的组成及应用 123
8.2.2 链传动的工作情况分析 127
8.2.3 链传动的设计和计算 128
8.3 实验与实训 132
8.4 习题 132
第9章 齿轮传动 135
9.1 概述 135
9.1.1 齿轮传动的历史沿革 136
9.1.2 齿轮传动的类型及应用 136
9.1.3 渐开线齿廓的形成及特性 138
9.2 渐开线圆柱齿轮传动 141
9.2.1 一对渐开线齿轮的啮合 141
9.2.2 渐开线圆柱齿轮传动的可分性与连续性 144
9.3 渐开线齿轮轮齿的加工 145
9.3.1 轮齿的切削加工原理 145
9.3.2 轮齿的根切、最少齿数和变位 146
9.4 齿轮传动的强度计算 148
9.4.1 齿轮传动的失效形式、设计准则 148
9.4.2 齿轮传动常用材料、精度选择 151
9.4.3 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 154
9.4.4 设计参数的选择 158
9.4.5 齿轮的结构 158
9.4.6 其他齿轮传动简介 161
9.5 实训 162
9.6 习题 163
第10章 蜗杆传动 166
10.1 概述 166
10.1.1 蜗杆传动的类型 166
10.1.2 蜗杆传动的特点与应用 167
10.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 168
10.2.1 蜗杆传动的主要参数 168
10.2.2 几何尺寸计算 170
10.3 蜗杆传动的承载能力计算 170
10.3.1 蜗杆传动的失效形式及设计准则 170
10.3.2 蜗杆传动的材料及其选择 171
10.3.3 蜗杆传动的受力分析 171
10.3.4 蜗杆传动的强度计算 172
10.4 蜗杆传动的热平衡计算 173
10.4.1 蜗杆传动的效率 173
10.4.2 蜗杆传动的润滑 174
10.4.3 蜗杆传动的热平衡计算 174
10.5 蜗杆、蜗轮的结构 175
10.5.1 蜗杆的结构 175
10.5.2 蜗轮的结构 175
10.6 实训 179
10.7 习题 179
第11章 轮系 181
11.1 轮系的分类 181
11.2 定轴轮系运动分析 182
11.3 周转轮系的运动分析 185
11.3.1 周转轮系的组成及类型 185
11.3.2 周转轮系的传动比计算 186
11.4 实训 188
11.5 习题 188
第12章 轴承 191
12.1 滑动轴承 191
12.1.1 摩擦状态简介 192
12.1.2 滑动轴承类型 192
12.1.3 滑动轴承的典型结构 194
12.1.4 滑动轴承的材料 196
12.1.5 滑动轴承的润滑 199
12.2 滚动轴承 202
12.2.1 滚动轴承的结构与特点 202
12.2.2 滚动轴承主要类型及代号 203
12.2.3 滚动轴承类型选择 207
12.2.4 滚动轴承的失效形式和选择计算 208
12.2.5 滚动轴承的静强度计算 213
12.3 新型轴承简介 215
12.3.1 关节轴承 215
12.3.2 直线滚动轴承 216
12.3.3 陶瓷轴承 216
12.4 实验与实训 217
12.5 习题 218
第13章 轴 221
13.1 概述 221
13.1.1 轴的用途及分类 221
13.1.2 轴的设计要点 223
13.1.3 轴的材料 224
13.2 轴的结构设计 225
13.2.1 轴径的初步计算 226
13.2.2 轴的结构设计 227
13.3 轴的强度和刚度计算 231
13.3.1 轴的强度计算 231
13.3.2 轴的刚度计算 233
13.4 实验与实训 237
13.5 习题 239
第14章 联轴器和离合器 241
14.1 联轴器 241
14.1.1 联轴器的类型 242
14.1.2 轴器的选择 245
14.2 离合器 246
14.3 实验与实训 248
14.4 习题 249
第15章 弹簧 250
15.1 弹簧的功能与类型 250
15.2 圆柱螺旋弹簧 251
15.3 弹簧的材料和制造方法 253
15.4 实验与实训 255
15.5 习题 256
第16章 机械系统方案设计 257
16.1 概述 258
16.1.1 机械系统的组成 258
16.1.2 机械设计的一般程序 259
16.2 执行系统的功能原理设计和运动设计 260
16.2.1 机械的功能原理设计 260
16.2.2 执行构件的运动设计 261
16.3 执行机构系统型式设计 261
16.3.1 机构的选型 262
16.3.2 机构的变异 263
16.3.3 机构的组合 264
16.4 执行系统的协调设计 266
16.4.1 执行系统的运动协调设计 266
16.4.2 机械的工作循环图 268
16.5 传动系统的方案设计和原动机选择 269
16.5.1 传动类型的选择 269
16.5.2 传动系统的设计过程 271
16.5.3 原动机的类型及其运动参数的选择 272
16.6 实验与实训 272
16.7 习题 274
附录A 模拟考试题 276
附录B 习题参考答案 282
附录C 模拟考试题答案 295
参考文献 297