第1章 机械设计基础概述 1
1.1 本课程研究的对象和内容 1
1.2 本课程的学习方法 3
1.3 机械设计的基本要求和一般过程 3
1.3.1 机械设计的基本要求 3
1.3.2 机械设计的一般过程 4
1.3.3 机械零件的失效形式和设计准则 5
1.3.4 机械零件的工艺性及标准化 6
习题与练习 7
第2章 平面机构的运动简图及自由度 8
2.1 运动副及其分类 8
2.1.1 低副 9
2.1.2 高副 9
2.2 平面机构运动简图 10
2.2.1 运动副的符号 10
2.2.3 机构运动简图的绘制 11
2.2.2 机构中构件的分类 11
2.3 平面机构的自由度 12
2.3.1 平面机构自由度计算公式及机构具有确定运动的条件 13
2.3.2 计算平面机构自由度应注意的事项 14
实训一 机构运动简图的测绘 16
习题与练习 17
第3章 平面连杆机构 20
3.1 平面四杆机构的类型 20
3.2.1 铰链四杆机构存在曲柄的条件 23
3.2 平面连杆机构的基本特性 23
3.2.2 急回特性和行程速比系数 24
3.2.3 压力角和转动角 25
3.2.4 死点位置 26
3.3 铰链四杆机构的演化 27
3.3.1 曲柄滑块机构 27
3.3.2 导杆机构 28
3.3.3 偏心轮机构 29
3.4.1 按给定的行程速比系数设计四杆机构 30
3.4 平面四杆机构的设计 30
3.4.2 按给定连杆位置设计四杆机构 31
3.4.3 按给定的两连架杆对应位置设计四杆机构 31
3.4.4 按照给定点的运动轨迹设计四杆机构 33
习题与练习 33
第4章 凸轮机构 37
4.1 轮机构的应用和分类 37
4.1.1 凸轮机构的应用 37
4.1.2 轮机构的分类 38
4.2 从动件的常用运动规律 39
4.2.1 轮机构的工作过程与运动线图 39
4.2.2 从动件基本运动规律 40
4.2.3 从动件运动规律的选择 43
4.3 图解法设计凸轮轮廓 43
4.3.1 直动从动件盘形凸轮轮廓绘制 43
4.3.2 摆动从动件盘形凸轮轮廓的设计 46
4.4 凸轮机构运动设计中应该注意的问题 46
4.4.2 压力角与凸轮机构尺寸的关系 47
4.4.1 压力角与作用力的关系 47
4.4.3 滚子半径的选择 48
习题与练习 48
第5章 间歇运动机构 52
5.1 棘轮机构 52
5.1.1 棘轮机构的工作原理 52
5.1.2 棘轮转角的调节 54
5.1.3 棘轮机构的特点与应用 54
5.2 槽轮机构 55
5.2.1 槽轮机构的工作原理和类型 55
5.2.2 槽轮机构的特点和应用 55
5.2.3 槽轮槽数z和拨盘圆销数K的选择 56
5.3 不完全齿轮机构 57
5.3.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型 57
5.3.2 不完全齿轮机构的特点及用途 57
习题与练习 57
6.1.1 螺纹的形成和类型及主要参数 59
6.1 螺纹 59
第6章 联接 59
6.1.2 螺纹联接的主要类型 62
6.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁 62
6.2 螺纹联接的预紧与防松 64
6.2.1 螺纹联接的拧紧 64
6.2.2 螺纹联接的防松 64
6.3 螺栓联接的强度计算 65
6.3.1 普通螺栓的强度计算 65
6.3.2 铰制孔用螺栓联接的强度计算 67
6.4 螺栓组的联接设计和受力分析 68
6.4.1 螺栓组联接的结构设计 69
6.4.2 螺栓组的受力分析 69
6.5 键联接 73
6.5.1 键联接的类型与构造 73
6.5.2 键联接的强度校核 75
6.5.3 花键联接 76
6.5.4 销联接 77
实训二 螺栓联接的设计 78
6.5.5 过盈联接 78
实训三 键联接的设计 80
习题与练习 80
第7章 带传动 84
7.1 带传动的类型、特点和应用 84
7.1.1 带传动的工作原理和类型 84
7.1.2 带传动的特点和应用 85
7.2.1 V带的结构 86
7.2 V带和带轮的结构 86
7.2.2 V带轮的结构 87
7.3 带传动的工作情况分析 89
7.3.1 带传动的受力分析 89
7.3.2 带传动的应力分析 90
7.3.3 带传动的弹性滑动和传动比 91
7.4 普通V带传动的计算 91
7.4.1 带传动的主要失效形式和设计准则 91
7.4.2 单根V带的基本额定功率 92
7.4.3 主要参数选择 94
7.5 带传动的张紧装置、安装及维护 98
7.5.1 带传动的张紧装置 98
7.5.2 带传动的安装 99
7.5.3 带传动的维护 100
实训四 带传动特性的测定及分析 100
习题与练习 103
8.1.1 链传动的特点 105
8.1 链传动的特点和类型 105
第8章 链传动 105
8.1.2 链传动的类型 106
8.2 滚子链和链轮的结构 106
8.2.1 滚子链的结构和规格 106
8.2.2 滚子链链轮 108
8.3 链传动的设计计算 110
8.3.1 链传动的失效形式 110
8.3.2 滚子链的额定功率曲线 111
8.3.3 设计计算步骤 112
8.4.1 链传动的布置 114
8.4 链传动的布置、张紧和润滑 114
8.4.2 链传动的张紧 115
8.4.3 链传动的润滑 115
实训五 链式运输机滚子链传动的设计 115
习题与练习 117
9.1 齿轮传动的类型及基本要求 119
9.1.1 齿轮传动的类型 119
第9章 齿轮传动 119
9.1.2 对齿轮传动的基本要求 120
9.2 齿廓啮合基本定律 121
9.3 渐开线齿轮 122
9.3.1 渐开线的形成及其性质 122
9.3.2 渐开线齿廓的啮合特性 123
9.4 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸 124
9.4.1 齿轮各部分的名称 124
9.4.2 齿轮的基本参数和几何尺寸 125
9.5.1 渐开线齿轮正确啮合条件 126
9.5 渐开线标准齿轮的啮合 126
9.5.2 标准中心距 127
9.5.3 渐开线齿轮连续传动的条件 128
9.6 渐开线齿轮的切齿原理 129
9.6.1 齿轮轮齿的加工方法 129
9.6.2 轮齿的根切现象，齿轮的最小齿数 131
9.6.3 变位齿轮简介 131
9.6.4 齿轮精度等级的选择 132
9.7 齿轮传动的失效形式及设计准则 133
9.7.1 轮齿的失效形式 133
9.7.2 设计准则 135
9.8 齿轮的常用材料及热处理 135
9.8.1 齿轮材料的要求 135
9.8.2 常用齿轮材料及热处理 135
9.9 渐开线标准直齿圆柱齿轮的强度计算 137
9.9.1 轮齿的受力分析 137
9.9.3 齿面接触强度计算 138
9.9.2 轮齿的计算载荷 138
9.9.4 轮齿的弯曲疲劳强度计算 141
9.10 平行轴斜齿轮机构 145
9.10.1 斜齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点 145
9.10.2 斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算 146
9.10.3 斜齿轮传动的重合度 147
9.10.4 斜齿轮的当量齿数 148
9.10.6 斜齿圆柱齿轮强度计算 149
9.10.5 斜齿轮的优缺点 149
9.11 直齿圆锥齿轮机构 153
9.11.1 圆锥齿轮传动的应用、特点和分类 153
9.11.2 直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿轮 153
9.11.3 直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 155
9.11.4 直齿圆锥齿轮强度计算 156
9.12 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑 158
9.12.1 齿轮的结构设计 158
9.12.2 齿轮传动的润滑 160
实训六 渐开线直齿圆柱齿轮范成实训 160
习题与练习 162
10.1 蜗杆传动的特点和类型 166
10.1.1 蜗杆传动的特点 166
第10章 蜗杆传动 166
10.1.2 蜗杆传动的类型 167
10.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 168
10.2.1 蜗杆传动的基本参数 168
10.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构 171
10.3.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则 171
10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 171
10.3.2 蜗杆、蜗轮的材料和结构 172
10.4 蜗杆传动的强度计算 174
10.4.1 蜗杆传动的受力分析 174
10.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 175
10.4.3 蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算 175
10.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 176
10.5.1 蜗杆传动的效率 176
10.5.2 蜗杆传动的润滑 177
10.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 178
实训七 闭式蜗杆传动的设计 179
习题与练习 180
第11章 轮系 183
11.1 轮系的分类 183
11.2 定轴轮系及其传动比 184
11.2.1 齿轮系的传动比 184
11.2.2 定轴轮系传动比的计算公式 184
11.3.2 行星轮系传动比的计算 186
11.3.1 行星轮系的组成 186
11.3 行星轮系及其传动比 186
11.4 混合轮系及其传动比 188
11.5 轮系的应用 189
习题与练习 192
第12章 滑动轴承 194
12.1 滑动轴承的类型和特点 194
12.1.1 摩擦状态 194
12.1.2 滑动轴承的主要类型和特点 197
12.2.1 轴瓦的结构 199
12.1.3 滑动轴承的应用 199
12.2 滑动轴承的结构及材料 199
12.2.2 滑动轴承的材料 200
12.3 滑动轴承的润滑 202
12.3.1 润滑油及其选择 202
12.3.2 润滑脂及其选择 203
12.3.3 固体润滑剂 204
12.3.4 油润滑方式和润滑装置 204
12.3.5 动压液体摩擦滑动轴承简介 205
习题与练习 206
第13章 滚动轴承 208
13.1 滚动轴承的构造及基本类型 208
13.1.1 滚动轴承的构造 208
13.1.2 滚动轴承的分类与特性 209
13.2 滚动轴承的代号 211
13.2.1 基本代号 212
13.2.3 后置代号 213
13.2.2 前置代号 213
13.3 滚动轴承的选择计算 214
13.3.1 失效形式 214
13.3.2 轴承寿命 215
13.3.3 当量动载荷的计算 216
13.3.4 角接触向心轴承轴向载荷的计算 217
13.4.1 基本额定静载荷C0 219
13.4.2 当量静载荷P0 219
13.4 滚动轴承的静强度计算 219
13.4.3 静强度计算 220
13.5 滚动轴承的润滑和密封 220
13.5.1 滚动轴承的润滑 221
13.5.2 滚动轴承的密封 221
13.6 滚动轴承的组合设计 222
13.6.1 滚动轴承的轴向固定 222
13.6.2 轴承组合的调整 223
13.6.3 滚动轴承的配合 224
13.6.4 轴承的装拆 224
习题与练习 225
第14章 轴 228
14.1 轴的分类 228
14.2 轴的材料 230
14.3 轴的结构设计 231
14.3.1 轴上零件的装配方案 231
14.3.2 轴上零件轴向和周向定位 231
14.3.3 轴的结构工艺性 233
14.3.4 提高轴的强度和刚度的措施 233
14.4 轴的强度计算 234
14.5 轴的刚度计算 238
实训八 轴系结构的测绘与分析 239
习题与练习 241
第15章 其他常用零部件 243
15.1 联轴器 243
15.1.1 常用联轴器的结构和特点 244
15.1.2 联轴器的选用 246
15.2 离合器 247
15.3.1 弹簧的类型和主要功用 249
15.3 弹簧 249
15.3.2 弹簧的材料及制造 250
15.3.3 圆柱螺旋弹簧的几何尺寸及特性曲线 251
习题与练习 253
第16章 机械的平衡与调速 256
16.1 回转件的平衡 256
16.1.1 机械平衡的目的和分类 256
16.1.2 回转件的静平衡 257
16.1.3 回转件的动平衡 259
16.2 机械运转速度波动的调节 261
16.2.1 机械运转速度波动调节的目的和方法 261
16.2.2 周期性速度波动的调节 261
16.2.3 非周期性速度波动 264
实训九 刚性转子的静、动平衡实训 265
习题与练习 269
附录A 习题与练习参考答案 272
参考文献 288