1 绪论 1
1.1 机械设计基础课程的研究对象及内容 1
1.1.1 机械设计基础课程的研究对象 1
1.1.2 机械设计基础课程学习的内容、特点和任务 3
1.2 机械设计的基本要求和一般程序 4
1.2.1 机械设计的基本要求 4
1.2.2 机械设计的主要内容 5
1.2.3 机械设计的一般程序 6
1.3 机械零件的主要失效形式和设计准则 6
1.3.1 机械零件的主要失效形式 6
1.3.2 机械零件的设计准则 7
1.3.3 机械零件设计的一般步骤 8
习题 8
2 平面机构的结构分析 9
2.1 运动副及其分类 9
2.2 平面机构的运动简图 10
2.2.1 构件的分类及其表示方法 10
2.2.2 机构运动简图 11
2.3 平面机构的自由度 13
2.3.1 自由度 13
2.3.2 平面机构自由度计算公式 13
2.3.3 计算平面机构自由度时的注意事项 14
2.3.4 机构具有确定运动的条件 16
习题 17
3 平面连杆机构 19
3.1 概述 19
3.2 平面四杆机构的基本类型及其演化 20
3.2.1 铰链四杆机构的基本类型 20
3.2.2 铰链四杆机构的演化 23
3.3 平面四杆机构的基本特性 26
3.3.1 平面四杆机构的运动特性 26
3.3.2 平面四杆机构的传力特性 29
3.4 平面四杆机构的图解法设计 31
习题 34
4 凸轮机构 36
4.1 凸轮机构的应用和分类 36
4.1.1 凸轮机构的组成 36
4.1.2 凸轮机构的应用 36
4.1.3 凸轮机构的分类 37
4.2 凸轮机构从动件常用的运动规律 41
4.2.1 凸轮机构中的相关名词术语 41
4.2.2 凸轮机构从动件常用的运动规律 41
4.2.3 凸轮机构从动件运动规律的选择 45
4.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计 45
4.3.1 图解法设计盘形凸轮轮廓曲线的基本原理 45
4.3.2 图解法设计盘形凸轮轮廓曲线 46
4.4 凸轮机构设计应注意的问题 49
4.4.1 凸轮机构压力角 49
4.4.2 凸轮基圆半径的确定 50
4.4.3 滚子半径的确定 51
习题 52
5 间歇运动机构及其他机构 54
5.1 棘轮机构 54
5.1.1 棘轮机构的工作原理及特点 54
5.1.2 棘轮机构的主要参数 55
5.2 槽轮机构 56
5.2.1 槽轮机构的工作原理及特点 56
5.2.2 槽轮机构的主要参数 57
5.3 螺旋机构 58
5.4 不完全齿轮机构 60
5.5 凸轮式间歇运动机构 61
习题 62
6 连接 63
6.1 键连接 63
6.1.1 平键连接 63
6.1.2 花键连接 66
6.2 销连接 67
6.3 螺纹连接 67
6.3.1 螺纹形成原理、类型和主要参数 67
6.3.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 69
6.3.3 螺纹连接及螺纹连接件 70
6.3.4 螺纹连接的预紧和防松 73
习题 75
7 带传动 76
7.1 带传动概述 76
7.1.1 带传动的组成及类型 76
7.1.2 带传动的特点及应用 78
7.1.3 V带的结构和规格 78
7.1.4 带传动的主要几何参数 80
7.2 带传动的工作能力分析 81
7.2.1 带传动的受力分析 81
7.2.2 带传动的运动分析 82
7.2.3 带的应力分析 82
7.3 普通V带传动设计 83
7.3.1 带传动的主要失效形式和设计准则 83
7.3.2 普通V带传动设计计算和参数选择 83
7.4 V带带轮的结构 88
7.5 带传动的张紧装置及维护 89
习题 91
8 齿轮传动 92
8.1 齿轮传动概述 92
8.1.1 齿轮传动的特点 92
8.1.2 齿轮传动的类型 93
8.2 齿廓啮合基本定律 95
8.3 渐开线齿廓及其啮合特性 96
8.3.1 渐开线的形成及特性 96
8.3.2 渐开线齿廓齿轮的啮合特性 97
8.4 标准直齿圆柱齿轮机构 98
8.4.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号 98
8.4.2 直齿圆柱齿轮的基本参数 99
8.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 101
8.4.4 直齿圆柱齿轮的啮合传动 101
8.5 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮 104
8.5.1 仿形法 105
8.5.2 范成法 105
8.5.3 渐开线齿廓的根切现象 107
8.5.4 变位齿轮 108
8.6 斜齿圆柱齿轮机构 109
8.6.1 斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面及其特点 109
8.6.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数及尺寸计算 109
8.6.3 一对斜齿圆柱齿轮啮合传动 111
8.6.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮 112
8.7 直齿圆锥齿轮机构 113
8.7.1 直齿圆锥齿轮的齿廓 113
8.7.2 直齿圆锥齿轮各部分名称及基本参数 113
8.7.3 直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿轮 114
8.8 轮齿的失效和齿轮材料 115
8.8.1 轮齿的失效形式 116
8.8.2 齿轮材料 117
8.9 齿轮强度计算 120
8.9.1 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 120
8.9.2 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 124
8.9.3 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 128
8.10 蜗杆传动 129
8.10.1 蜗杆传动的特点和类型 129
8.10.2 普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算 131
8.10.3 蜗杆传动的相对滑动速度、失效形式和材料选择 135
8.10.4 蜗杆传动的强度计算 136
8.10.5 蜗杆传动的热平衡计算 137
8.11 齿轮、蜗杆及蜗轮的结构及润滑 138
8.11.1 齿轮结构 138
8.11.2 蜗杆及蜗轮结构 140
8.11.3 齿轮传动和蜗杆传动的润滑 141
习题 142
9 轮系 144
9.1 轮系的分类 144
9.2 轮系传动比的计算 145
9.2.1 定轴轮系传动比的计算 145
9.2.2 周转轮系传动比的计算 147
9.2.3 混合轮系传动比的计算 149
9.3 轮系的应用 149
习题 151
10 轴承 153
10.1 概述 153
10.2 滑动轴承的结构型式 154
10.2.1 向心滑动轴承 154
10.2.2 推力滑动轴承 156
10.3 滑动轴承的材料和轴瓦结构 156
10.3.1 滑动轴承材料 156
10.3.2 轴瓦的结构 157
10.4 滚动轴承结构、类型、代号及选用 157
10.4.1 滚动轴承的结构 157
10.4.2 滚动轴承的类型 158
10.4.3 滚动轴承的代号 161
10.4.4 滚动轴承的选用 163
10.5 滚动轴承的失效形式及寿命计算 163
10.5.1 主要失效形式 163
10.5.2 滚动轴承寿命 164
10.5.3 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷（FA）计算 167
10.6 滚动轴承的组合设计、润滑与密封 169
10.6.1 滚动轴承的组合设计 169
10.6.2 滚动轴承的润滑和密封 172
习题 174
11 轴 176
11.1 轴的类型和材料 176
11.1.1 轴的类型 176
11.1.2 轴的材料 177
11.2 轴的结构设计 178
11.2.1 轴上零件定位 179
11.2.2 各轴段直径和长度的确定 180
11.2.3 轴的结构工艺性要求 181
11.2.4 轴的强度要求 181
11.3 轴的强度计算 182
11.3.1 按扭转强度估算最小轴径 183
11.3.2 按弯扭合成强度计算 183
11.3.3 轴设计时应注意的事项 189
习题 190
12 联轴器、离合器 191
12.1 联轴器 191
12.1.1 刚性联轴器 191
12.1.2 弹性联轴器 194
12.2 离合器 195
习题 196
13 互换性与测量技术基础知识 197
13.1 概述 197
13.1.1 互换性及其作用 197
13.1.2 公差与检测 198
13.1.3 标准化与优先数系 199
13.2 孔、轴的极限与配合 199
13.2.1 基本术语及其定义 200
13.2.2 极限值 201
13.2.3 配合 203
13.2.4 基准制及其选择 210
13.2.5 常用和优先用公差带与配合 211
13.2.6 公差与配合在图样上的标注 213
13.3 几何公差 214
13.3.1 概述 214
13.3.2 几何公差的标注和公差带 215
13.3.3 几何公差的选择 226
13.4 表面粗糙度 228
13.4.1 表面粗糙度对零件使用性能的影响 228
13.4.2 表面粗糙度的评定 229
13.4.3 表面粗糙度符号及其标注 230
13.4.4 表面粗糙度的选择 231
13.5 典型零件的公差与配合 232
13.5.1 平键连接的互换性 232
13.5.2 滚动轴承的互换性 233
13.5.3 齿轮传动的精度及互换性 237
13.5.4 综合举例 244
习题 248
14 机械系统运动方案设计 249
14.1 概述 249
14.1.1 机械系统设计的概念 249
14.1.2 机械运动方案设计的过程和内容 250
14.2 功能原理设计 250
14.2.1 功能原理设计的构思与选择 250
14.2.2 功能原理的创造性设计 253
14.2.3 执行系统的运动规律设计 254
14.3 执行机构型式设计 255
14.3.1 执行机构型式设计的原则 255
14.3.2 机构的选型 256
14.3.3 机构的构型 257
14.4 执行系统协调设计 261
14.5 总体方案评价与决策 263
14.6 机械传动系统方案设计 264
习题 267
参考文献 268