第0章 绪论 1
0.1 本课程的研究对象 1
0.2 本课程的性质、内容、任务与作用 3
0.3 本课程的学习方法 5
第1章 机械设计概述 6
1.1 机械系统的组成 6
1.2 机构的组成及运动简图 7
1.2.1 运动副 7
1.2.2 运动链 9
1.2.3 机构 10
1.2.4 机构运动简图的绘制 10
1.3 机械设计的基本要求和一般设计过程 16
1.3.1 机械设计的基本要求 16
1.3.2 机械设计的主要内容和过程 17
1.4 机械零件的失效形式和设计准则 17
1.4.1 机械零件常见的失效形式 17
1.4.2 机械零件的设计准则 18
1.4.3 机械零件的设计方法 20
1.4.4 机械零件设计的一般步骤 22
1.5 习题 22
第2章 平面机构的自由度与运动分析 24
2.1 平面运动链的自由度 24
2.2 运动链成为机构的条件 24
2.3 计算自由度时应注意的事项 26
2.3.1 复合铰链 26
2.3.2 局部自由度 26
2.3.3 虚约束 27
2.4 用图解法进行机构的运动分析 29
2.4.1 机构运动分析的目的和方法 30
2.4.2 平面机构的位置图 30
2.4.3 速度瞬心及其在速度分析中的应用 31
2.5 用解析法进行机构的运动分析 37
2.5.1 铰链四杆机构 37
2.5.2 曲柄滑块机构 40
2.6 习题 42
第3章 平面连杆机构 45
3.1 铰链四杆机构的基本型式及其演化 45
3.1.1 铰链四杆机构的基本型式 45
3.1.2 铰链四杆机构的演化 47
3.2 机构设计中的一些共性问题 49
3.2.1 曲柄存在的条件 49
3.2.2 行程速度变化系数 51
3.2.3 压力角和传动角 52
3.2.4 死点 53
3.3 平面连杆机构的设计 54
3.3.1 图解法 54
3.3.2 解析法 61
3.4 习题 62
第4章 凸轮机构及其设计 65
4.1 凸轮机构的应用和类型 65
4.1.1 凸轮机构的应用 65
4.1.2 凸轮机构的类型 66
4.2 从动件的常用运动规律 68
4.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律之间的相互关系 68
4.2.2 从动件的常用运动规律 70
4.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计 75
4.3.1 反转原理 75
4.3.2 用图解法设计凸轮的轮廓曲线 76
4.3.3 用解析法设计凸轮的轮廓曲线 80
4.4 凸轮机构基本参数的确定 82
4.4.1 凸轮机构的压力角和自锁 83
4.4.2 凸轮基圆半径的选择 84
4.4.3 从动件滚子半径的选择 84
4.5 习题 85
第5章 齿轮机构 88
5.1 齿轮机构的类型及特点 88
5.2 齿廓啮合基本定律 89
5.3 渐开线及渐开线齿廓的啮合特点 90
5.3.1 渐开线的形成和特性 90
5.3.2 渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律 91
5.4 渐开线齿轮各部分名称和基本尺寸 93
5.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 95
5.5.1 正确啮合条件 95
5.5.2 标准中心距 96
5.5.3 重合度 97
5.6 齿轮的加工原理 98
5.6.1 仿形法 98
5.6.2 范成法 99
5.7 根切现象及防止根切的措施 101
5.8 斜齿圆柱齿轮机构 103
5.8.1 斜齿圆柱齿轮的共轭齿廓曲面 103
5.8.2 斜齿轮各部分名称及几何尺寸计算 105
5.8.3 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 106
5.8.4 斜齿轮传动的重合度 106
5.8.5 斜齿轮的当量齿数 107
5.8.6 斜齿轮的优缺点 108
5.9 圆锥齿轮机构 108
5.9.1 圆锥齿轮概述 108
5.9.2 背锥和当量齿轮 109
5.9.3 直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 111
5.10 习题 112
第6章 轮系 114
6.1 轮系的分类 114
6.1.1 定轴轮系 114
6.1.2 周转轮系 114
6.1.3 复合轮系 115
6.2 定轴轮系传动比计算 116
6.2.1 传动比大小的计算 116
6.2.2 首、末轮转向关系的确定 116
6.3 周转轮系及其传动比 118
6.4 复合轮系及其传动比 120
6.5 轮系的功用 121
6.6 习题 123
第7章 间歇运动机构 125
7.1 棘轮机构 125
7.2 槽轮机构 128
7.3 不完全齿轮机构 129
7.4 习题 130
第8章 平衡与调速 132
8.1 回转件的平衡 132
8.1.1 概述 132
8.1.2 回转件的静平衡计算 132
8.1.3 回转件的动平衡计算 134
8.1.4 回转件的平衡试验 136
8.2 机械速度波动及其调节 139
8.2.1 非周期性速度波动及其调节 139
8.2.2 周期性速度波动及其调节 140
8.3 习题 145
第9章 带传动的设计 148
9.1 概述 148
9.1.1 带传动的组成及工作原理 148
9.1.2 带传动的类型 148
9.1.3 带传动的特点 150
9.2 带传动的工作情况分析 150
9.2.1 带传动的受力分析 150
9.2.2 传动带的应力分析 152
9.2.3 带传动的弹性滑动和传动比 153
9.2.4 带传动的设计准则 154
9.3 V带传动的设计 155
9.3.1 V带的类型及结构 155
9.3.2 单根V带的基本额定功率 156
9.3.3 V带传动的设计计算 157
9.4 V带轮的设计 162
9.5 V带传动的张紧装置 163
9.6 习题 166
第10章 链传动的设计 167
10.1 概述 167
10.2 链传动的结构 168
10.2.1 链条 168
10.2.2 链轮 170
10.3 链传动的工作情况分析 172
10.3.1 链传动的运动分析 172
10.3.2 链传动的受力分析 174
10.4 滚子链传动的设计计算 175
10.4.1 链传动的主要失效形式 175
10.4.2 链传动的主要参数及其选择 175
10.4.3 滚子链传动的额定功率及链传动计算 176
10.5 链传动的润滑和布置 180
10.5.1 链传动的润滑 180
10.5.2 链传动的布置 180
10.6 习题 181
第11章 齿轮传动的设计 182
11.1 齿轮传动的失效形式及设计准则 182
11.1.1 齿轮传动的失效形式 182
11.1.2 齿轮传动的设计准则 183
11.2 齿轮材料及其选择原则 184
11.2.1 常用的齿轮材料 184
11.2.2 齿轮材料的选择原则 185
11.3 齿轮传动的计算载荷 185
11.3.1 轮齿上的作用力 185
11.3.2 计算载荷 186
11.4 直齿轮传动的强度计算 187
11.4.1 齿面接触疲劳强度计算 187
11.4.2 齿根弯曲疲劳强度计算 192
11.5 斜齿轮传动的强度计算 196
11.5.1 轮齿上的作用力 196
11.5.2 齿面接触疲劳强度计算 197
11.5.3 齿根弯曲疲劳强度的计算 198
11.6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 199
11.6.1 轮齿上的作用力 199
11.6.2 齿面接触强度的计算 200
11.6.3 弯曲疲劳强度的计算 201
11.7 齿轮传动的润滑及结构设计 201
11.7.1 齿轮传动的润滑 201
11.7.2 齿轮的结构设计 202
11.8 习题 205
第12章 蜗杆传动的设计 206
12.1 蜗杆传动的类型与应用 206
12.1.1 蜗杆传动的特点 206
12.1.2 蜗杆传动的分类 207
12.2 圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 209
12.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择 209
12.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 211
12.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择 212
12.3.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则 212
12.3.2 材料选择 212
12.4 圆柱蜗杆传动的强度计算 212
12.4.1 蜗杆传动的受力分析 212
12.4.2 蜗轮齿面接触强度计算 213
12.4.3 蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算 214
12.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 216
12.5.1 齿面相对滑动速度Vs 216
12.5.2 蜗杆传动的效率 217
12.5.3 蜗杆传动的润滑 218
12.5.4 蜗杆传动的热平衡计算 218
12.6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 221
12.7 习题 222
第13章 联接设计 223
13.1 概述 223
13.2 螺纹 223
13.2.1 螺纹的形成及其主要参数 223
13.2.2 常用螺纹的类型及应用 225
13.3 螺纹联接的基本类型及标准联接件 226
13.3.1 螺纹联接的基本类型 226
13.3.2 螺纹联接件 227
13.4 螺栓联接的预紧与防松 230
13.4.1 螺栓联接的预紧 230
13.4.2 螺栓联接的防松 232
13.5 螺栓组联接的结构设计与受力分析 234
13.5.1 螺栓组联接的结构设计 234
13.5.2 螺栓组的受力分析 236
13.6 单个螺栓联接的强度计算 240
13.6.1 松螺栓联接的强度计算 240
13.6.2 紧螺栓联接的强度计算 241
13.6.3 螺栓的材料及许用应力 245
13.7 提高螺栓联接强度的措施 246
13.7.1 降低螺栓总轴向载荷Q的变化范围 246
13.7.2 改善螺纹牙间的载荷分布 247
13.7.3 减小应力集中和附加应力的影响 248
13.8 键联接 249
13.8.1 键联接的类型和应用 249
13.8.2 键的选择及平键联接的强度校核 252
13.9 习题 254
第14章 轴的设计 256
14.1 概述 256
14.2 轴的材料 258
14.3 轴径的初步估算 259
14.3.1 按转矩估算轴径 259
14.3.2 类比法确定轴径 260
14.4 轴的结构设计 260
14.4.1 轴的加工和轴上零件的装拆 261
14.4.2 轴上零件的定位和固定 262
14.4.3 减小应力集中、改善受力情况 263
14.5 轴的强度计算 264
14.6 习题 267
第15章 轴承 269
15.1 概述 269
15.2 滑动轴承 269
15.2.1 机械中的常见摩擦状态 269
15.2.2 滑动轴承的类型和结构型式 271
15.2.3 轴瓦和轴承衬材料 273
15.2.4 滑动轴承的润滑剂和润滑装置 275
15.2.5 不完全液体摩擦滑动轴承的设计计算 279
15.3 滚动轴承的构造、基本类型及代号 282
15.3.1 滚动轴承的构造 282
15.3.2 滚动轴承的基本类型、代号及选择 283
15.4 滚动轴承的失效形式及选择计算 291
15.4.1 失效形式 291
15.4.2 轴承寿命 292
15.4.3 基本额定动载荷及寿命计算 293
15.4.4 向心角接触轴承轴向力A的计算 295
15.4.5 当量动载荷的计算 296
15.4.6 滚动轴承的额定静载荷 297
15.5 滚动轴承的组合设计 301
15.5.1 轴承的轴向固定 301
15.5.2 滚动轴承的组合调整 302
15.5.3 滚动轴承的配合 304
15.5.4 滚动轴承的装拆 304
15.5.5 滚动轴承的润滑和密封 305
15.6 习题 307
第16章 联轴器和离合器 308
16.1 概述 308
16.2 联轴器 309
16.2.1 刚性联轴器 309
16.2.2 挠性联轴器 309
16.3 离合器 313
16.3.1 牙嵌离合器 313
16.3.2 圆盘摩擦离合器 314
16.3.3 超越离合器 316
16.4 习题 317
第17章 弹簧设计 318
17.1 概述 318
17.1.1 弹簧的功用 318
17.1.2 弹簧的类型 318
17.2 弹簧的结构、材料、许用应力及制造 319
17.2.1 弹簧的结构 319
17.2.2 弹簧的材料 321
17.2.3 弹簧的许用应力 322
17.2.4 弹簧的制造 322
17.3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算 323
17.3.1 几何参数的计算 323
17.3.2 特性曲线 324
17.3.3 圆柱螺旋压缩、拉伸弹簧的应力与变形 325
17.3.4 设计计算步骤 329
17.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算 331
17.5 习题 332
参考文献 334