第1章 绪论 1
1.1本课程的研究对象和主要内容 2
1.2本课程的性质和任务 4
1.3机械设计的基本要求和一般步骤 4
1.3.1机械设计的基本要求 4
1.3.2机械设计的一般步骤 5
1.4机械设计方法及其新发展 6
小结 6
习题 7
第2章 机械设计基础知识 8
2.1机械零件应力及设计准则 9
2.1.1载荷和应力 9
2.1.2许用应力和极限应力 10
2.1.3接触应力 11
2.1.4机械零件的主要失效形式和设计准则 12
2.2机械设计中常用材料及其选择 13
2.2.1金属材料的力学性能指标 13
2.2.2常用金属材料 15
2.2.3钢的热处理 16
2.2.4机械设计中常用材料的选用原则 18
2.3极限与配合、表面粗糙度和优先数系 18
2.3.1极限与配合 18
2.3.2表面粗糙度 21
2.3.3优先数系 23
2.4机械零件的工艺性和标准化 23
2.4.1机械零件的工艺性 23
2.4.2机械零件的标准化 23
小结 25
习题 25
第3章 平面机构的结构分析 27
3.1平面机构的运动简图 28
3.1.1运动副及其分类 28
3.1.2构件 29
3.1.3平面机构的运动简图 29
3.2平面机构的自由度 32
3.2.1构件的自由度和约束 32
3.2.2平面机构自由度计算公式 32
3.2.3机构具有确定运动的条件 32
3.2.4计算平面机构自由度的注意事项 33
3.2.5计算机构自由度的实用意义 35
小结 36
习题 37
第4章 平面连杆机构 39
4.1概述 40
4.2平面四杆机构的基本形式及其 41
演化 41
4.2.1平面四杆机构的基本形式 41
4.2.2铰链四杆机构的演化 43
4.3平面四杆机构的基本特性 46
4.3.1铰链四杆机构曲柄存在的条件 46
4.3.2急回特性 47
4.3.3压力角与传动角 48
4.3.4死点位置 48
4.4平面四杆机构的设计 49
4.4.1按给定的行程速比系数K设计四杆机构 49
4.4.2按给定的连杆位置设计四杆机构 50
4.4.3实验法设计四杆机构 51
小结 52
习题 53
第5章 凸轮机构 55
5.1凸轮机构的应用和分类 56
5.1.1凸轮机构的应用 56
5.1.2凸轮机构的分类 57
5.2从动件的常用运动规律 58
5.2.1凸轮运动规律简述 58
5.2.2从动件的常用运动规律 60
5.3图解法设计凸轮轮廓 62
5.3.1反转法原理 62
5.3.2直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 62
5.3.3摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 64
5.4凸轮设计中的几个问题 65
5.4.1凸轮机构的压力角和基圆半径 65
5.4.2滚子半径的选择 66
小结 67
习题 68
第6章 间歇运动机构 70
6.1槽轮机构 71
6.1.1槽轮机构的工作原理 71
6.1.2槽轮的主要参数及基本尺寸 72
6.2棘轮机构 72
6.3不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构 73
6.3.1不完全齿轮机构 73
6.3.2凸轮式间歇运动机构 74
小结 75
习题 75
第7章 齿轮传动 77
7.1概述 78
7.2齿廓啮合基本定理 80
7.3渐开线与渐开线齿廓 81
7.3.1渐开线的形成和性质 81
7.3.2渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定理 82
7.3.3渐开线齿廓的啮合特性 82
7.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的 83
参数及几何尺寸计算 83
7.4.1齿轮参数与几何尺寸计算 83
7.4.2标准齿轮 85
7.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 85
7.5.1正确啮合条件 85
7.5.2正确安装条件和标准中心距 86
7.5.3连续传动条件和重合度 87
7.6渐开线圆柱齿轮的加工 87
7.6.1渐开线齿轮加工方法 87
7.6.2渐开线标准齿轮的根切现象以及不发生根切的最少齿数 89
7.6.3变位齿轮 90
7.7齿轮的失效形式及齿轮材料 91
7.7.1齿轮轮齿的失效形式 91
7.7.2齿轮传动的设计准则 93
7.7.3齿轮材料及热处理 93
7.8渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算 94
7.8.1受力分析和计算载荷 94
7.8.2齿面接触疲劳强度计算 96
7.8.3齿根弯曲强度计算 97
7.8.4许用应力 99
7.8.5传动参数的选择 101
7.9平行轴渐开线斜齿圆柱齿轮传动 104
7.9.1斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特点 104
7.9.2斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算 105
7.9.3斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 106
7.9.4斜齿轮连续传动条件和重合度 107
7.9.5斜齿轮的当量齿轮和当量齿数 107
7.9.6斜齿轮圆柱齿轮的强度计算 108
7.10直齿圆锥齿轮传动 112
7.10.1直齿圆锥齿轮传动的特点及应用 112
7.10.2直齿圆锥齿轮齿廓形成和当量齿轮 113
7.10.3直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 114
7.10.4直齿圆锥齿轮的受力分析 115
7.10.5直齿圆锥齿轮的强度计算 115
7.11齿轮的结构和润滑 116
7.11.1齿轮结构 116
7.11.2齿轮传动的润滑 117
小结 118
习题 119
第8章 蜗杆传动 122
8.1蜗杆传动特点和类型 123
8.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 124
8.2.1圆柱蜗杆传动的主要参数 124
8.2.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 127
8.3蜗杆传动的运动学及效率 128
8.3.1蜗杆传动的相对滑动速度 128
8.3.2蜗杆传动的效率 128
8.4蜗杆传动的失效形式、材料及结构 128
8.4.1蜗杆传动的失效形式和设计准则 128
8.4.2蜗杆、蜗轮的材料 129
8.4.3蜗杆传动的结构 130
8.5蜗杆传动的强度计算 131
8.5.1蜗杆传动的受力分析 131
8.5.2蜗杆传动的强度计算 132
8.6蜗杆传动的润滑和热平衡计算 133
8.6.1蜗杆传动的润滑 133
8.6.2蜗杆传动的热平衡计算 133
小结 136
习题 136
第9章 轮系 139
9.1轮系的类型 140
9.2定轴轮系传动比的计算 141
9.3周转轮系传动比的计算 143
9.4复合轮系传动比的计算 146
9.5轮系的应用 147
小结 151
习题 152
第10章 带传动与链传动 155
10.1带传动概述 156
10.1.1带传动的类型 156
10.1.2带传动的特点 157
10.1.3 V带的结构和标准 157
10.1.4 V带轮 158
10.1.5 V带传动的张紧 160
10.2带传动的工作能力分析 160
10.2.1带传动的受力分析 160
10.2.2带传动的应力分析 162
10.2.3弹性滑动与打滑 163
10.3普通V带传动的设计计算 164
10.3.1单根V带所能传递的基本额定功率 164
10.3.2普通V带传动的设计计算 167
10.4其他带传动简介 171
10.4.1同步带 171
10.4.2窄V带 172
10.5链传动 172
10.5.1链传动概述 172
10.5.2滚子链和链轮 173
10.5.3链传动的运动特性 175
10.5.4链传动的受力分析 176
10.5.5链传动的设计计算 177
10.5.6链传动的布置、张紧和润滑 181
10.6各种机械传动的比较 183
小结 184
习题 184
第11章 轴与轴毂连接 186
11.1概述 187
11.1.1轴的分类 187
11.1.2轴的材料 188
11.2轴的结构设计 189
11.2.1轴的基本结构要素 189
11.2.2拟定轴上零件装配方案 189
11.2.3轴上零件的固定方法 189
11.2.4轴的直径和长度 191
11.2.5轴的结构工艺 192
11.3轴的工作能力计算 192
11.3.1轴的强度计算 192
11.3.2轴的刚度计算 194
11.4轴毂连接 195
11.4.1键连接 195
11.4.2花键连接 199
11.4.3销连接 199
11.5轴结构设计的综合实例 199
小结 204
习题 204
第12章 轴承 207
12.1滑动轴承的主要类型 209
12.2滑动轴承的结构和材料 209
12.2.1滑动轴承的结构 209
12.2.2滑动轴承的材料 212
12.3非液体摩擦滑动轴承的设计计算 213
12.3.1主要失效形式 213
12.3.2设计计算 213
12.4液体动压径向滑动轴承简介 215
12.5滚动轴承的结构、类型及性能 215
特点 215
12.5.1滚动轴承的结构 215
12.5.2滚动轴承的类型及性能特点 216
12.6滚动轴承的代号及类型选择 219
12.6.1滚动轴承的代号 219
12.6.2滚动轴承类型的选择 220
12.7滚动轴承的寿命计算 221
12.7.1失效形式及设计准则 221
12.7.2寿命计算 222
12.8滚动轴承的组合设计 228
12.8.1固定方式 229
12.8.2配合与装拆 230
12.8.3润滑和密封 230
12.9滑动轴承与滚动轴承的性能比较 232
小结 233
习题 234
第13章 螺纹连接 236
13.1螺纹连接的基础知识 237
13.1.1螺纹的形成 237
13.1.2螺纹的主要参数 237
13.1.3螺旋副的受力分析、效率和自锁 238
13.2螺纹的分类、特点及应用 240
13.3螺纹连接的类型和螺纹紧固件 242
13.3.1螺纹连接的基本类型 242
13.3.2螺纹连接件 242
13.4螺纹连接的预紧和防松 244
13.4.1螺纹连接的预紧 244
13.4.2螺纹连接的防松 245
13.5螺纹连接强度计算 246
13.5.1普通螺栓的强度计算 246
13.5.2铰制孔用螺栓连接的强度计算 250
13.5.3螺纹连接件的材料和许用应力 250
13.5.4螺栓组设计计算实例 251
13.6螺纹连接结构设计 253
13.7螺旋传动简介 255
小结 258
习题 258
第14章 联轴器、离合器和制动器 261
14.1联轴器 262
14.1.1刚性联轴器 262
14.1.2无弹性元件的挠性联轴器 263
14.1.3有弹性元件的挠性联轴器 265
14.1.4联轴器的选用 266
14.2液力联轴器简介 267
14.3离合器和制动器 268
14.3.1离合器 268
14.3.2制动器 270
小结 271
习题 271
第15章 弹簧 273
15.1弹簧的类型、结构和材料 274
15.1.1弹簧的类型 274
15.1.2圆柱螺旋弹簧的结构 275
15.1.3弹簧的材料 277
15.2圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的 279
设计计算 279
15.2.1圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的特性曲线 279
15.2.2圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算 280
小结 283
习题 283
第16章 机械的调速与平衡 285
16.1机械运转速度波动的调节 286
16.1.1周期性速度波动的调节 286
16.1.2非周期性速度波动的调节 289
16.2机械的平衡 289
16.2.1机械平衡的目的与类型 289
16.2.2刚性转子的平衡 290
小结 292
习题 292
附录 294
习题答案 300
参考文献 305