引论 机械设计的目标指向 1
0.1 机械设计所面临的问题 1
0.2 机械设计要解决的问题 1
0.2.1 机械设计要求、内容及步骤分析 1
0.2.2 机械零件的工艺性及标准化要求 3
0.3 机械设计后续需要解决的问题 3
0.3.1 机械设计方法的发展趋势 3
0.3.2 运用现代科技成果促进机械设计方法升级 4
项目1 静力学基础知识 5
任务1.1 静力学基本概念 5
1.1.1 力与力系 6
1.1.2 刚体 6
1.1.3 平衡力系 6
1.1.4 二力平衡与二力构件 7
1.1.5 加减平衡力系公理 7
1.1.6 三力平衡汇交与三力构件 7
任务1.2 力的投影与分解 8
1.2.1 平面力的投影与分解 9
1.2.2 空间力的投影与分解 10
任务1.3 力矩与力偶 12
1.3.1 平面力对点之矩 12
1.3.2 空间力对轴之矩 13
1.3.3 平面力偶 13
任务1.4 力的滑移性与平移性的分析 15
1.4.1 力的滑移性 16
1.4.2 力的平移性 16
项目2 平面机构受力分析及自由度的计算 18
任务2.1 运动副与常见约束分析 18
2.1.1 构件的自由度 19
2.1.2 运动副及其分类 20
2.1.3 工程常见约束分析 21
任务2.2 平面机构运动简图及自由度的计算 24
2.2.1 平面机构运动简图 25
2.2.2 平面机构自由度的计算 27
任务2.3 平面机构受力分析 30
项目3 构件静力问题的分析与解决 34
任务3.1 平面力系问题的分析与解决 34
3.1.1 平面汇交力系的合成与平衡 35
3.1.2 平面力偶系的合成与平衡 37
3.1.3 平面任意力系的合成与平衡 38
任务3.2 构件空间力系问题的分析 43
3.2.1 空间力系的合成与平衡 44
3.2.2 空间力系平衡问题的平面求解 46
项目4 平面机构运动的分析 48
任务4.1 点与刚体基本运动的分析 48
4.1.1 点的运动的分析 49
4.1.2 刚体的基本运动的分析 52
任务4.2 刚体的平面运动分析 57
4.2.1 刚体平面运动方程 57
4.2.2 平面图形内各点的速度分析 58
项目5 平面四杆机构的分析与设计 62
任务5.1 铰链四杆机构的基本形式分析 63
5.1.1 曲柄摇杆机构 63
5.1.2 双曲柄机构 64
5.1.3 双摇杆机构 64
任务5.2 铰链四杆机构曲柄存在条件的分析 65
任务5.3 铰链四杆机构的演化 67
5.3.1 曲柄滑块机构 68
5.3.2 偏心轮机构 68
5.3.3 曲柄滑块机构的演化 69
任务5.4 铰链四杆机构特性的分析 71
5.4.1 急回特性 71
5.4.2 压力角和传动角 72
5.4.3 死点 72
任务5.5 平面四杆机构的设计 74
5.5.1 按给定连杆的三个位置设计四杆机构 74
5.5.2 按给定连杆的两个位置设计四杆机构 74
5.5.3 按给定的行程变化系数K设计四杆机构 75
任务5.6 平面四杆机构组成构件承载能力的分析 76
5.6.1 构件承载能力分析的基础知识 76
5.6.2 构件强度、刚度的设计准则 79
5.6.3 构件拉伸（压缩）变形强度、刚度的设计 80
5.6.4 弯曲变形杆件的内力分析 85
5.6.5 弯曲变形下的强度与刚度设计 89
5.6.6 受压缩杆件的稳定性分析 94
项目6 凸轮机构的分析与设计 102
任务6.1 凸轮机构的应用和类型 102
6.1.1 凸轮机构的应用 103
6.1.2 凸轮机构的分类 104
任务6.2 从动件常用的运动规律 105
6.2.1 凸轮机构的基本尺寸和运动参数 105
6.2.2 从动件常用的运动规律 106
6.2.3 从动件运动规律的选择 107
任务6.3 盘形凸轮设计 108
6.3.1 盘形凸轮轮廓曲线的设计 108
6.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定 110
6.3.3 凸轮机构的材料 111
6.3.4 凸轮的结构形式 112
项目7 齿轮系传动的分析与设计 114
任务7.1 齿轮传动的分析与设计 115
7.1.1 齿轮传动的特点和基本类型 116
7.1.2 渐开线齿廓 116
7.1.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 118
7.1.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 123
7.1.5 渐开线齿轮的切削原理与根切现象 126
7.1.6 变位齿轮传动 129
7.1.7 渐开线斜齿圆柱齿轮传动 131
7.1.8 直齿圆锥齿轮传动 135
7.1.9 齿轮的结构、精度等级及润滑 138
任务7.2 蜗杆传动的分析 142
7.2.1 蜗杆传动的类型和特点 142
7.2.2 蜗杆传动的主要参数和尺寸 143
任务7.3 齿轮系传动的分析 147
7.3.1 齿轮系及其分类 148
7.3.2 定轴轮系传动比的计算 149
7.3.3 行星齿轮系传动比的计算 151
7.3.4 组合齿轮系传动比的计算 153
7.3.5 齿轮系的应用 154
项目8 齿轮系传动承载能力的分析与设计 158
任务8.1 动载荷作用下构件承载能力的分析 158
8.1.1 交变应力分析 159
8.1.2 疲劳破坏分析 160
任务8.2 齿轮传动的承载能力分析 161
8.2.1 齿轮传动的失效形式与设计准则 162
8.2.2 齿轮常用材料及许用应力 163
8.2.3 齿轮传动的强度分析与设计 167
8.2.4 设计实例 173
任务8.3 蜗杆传动的承载分析 177
8.3.1 蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料 177
8.3.2 蜗杆传动的强度计算 178
8.3.3 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 180
8.3.4 蜗杆和蜗轮的结构 183
8.3.5 蜗杆传动的安装和维护 185
项目9 连接件的分析与设计 187
任务9.1 连接件的强度分析 188
9.1.1 连接件的特点 189
9.1.2 连接件的剪切与挤压假定计算 189
任务9.2 螺纹及键、销连接的分析 192
9.2.1 螺纹连接的基本知识 192
9.2.2 螺纹连接的预紧和防松 195
9.2.3 螺栓连接的强度计算 197
9.2.4 螺纹连接件的材料和螺栓连接的许用应力 205
9.2.5 提高螺栓连接强度的措施 206
9.2.6 螺旋传动 208
9.2.7 键连接和花键连接 210
9.2.8 销连接 213
项目10 轴类零件的分析与设计 215
任务10.1 轴的结构分析 215
10.1.1 轴的类型与材料概述 216
10.1.2 轴的结构设计 217
任务10.2 轴的承载能力分析 222
10.2.1 轴变形的基本形式 223
10.2.2 扭转变形的内力分析 223
10.2.3 圆轴扭转强度的设计 225
10.2.4 复杂受力时圆轴的强度设计 228
10.2.5 扭转变形下的刚度设计 230
10.2.6 轴的设计实例 232
项目11 柔性传动及间歇运动机构的分析与设计 238
任务11.1 带传动的分析与设计 239
11.1.1 带传动的类型、特点和应用 239
11.1.2 V带和带轮的结构 240
11.1.3 带传动的受力分析和应力分析 243
11.1.4 带传动的弹性滑动和传动比 245
11.1.5 V带传动的设计 246
11.1.6 带传动的张紧、安装与维护 252
任务11.2 链传动的分析与设计 253
11.2.1 链传动的特点和应用 253
11.2.2 链传动的结构及参数 254
11.2.3 链传动的运动特性分析 256
11.2.4 链传动的布置、张紧及润滑 257
任务11.3 间歇运动机构的分析与设计 259
11.3.1 棘轮机构 259
11.3.2 槽轮机构 262
11.3.3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构 263
项目12 轴承零件的分析与设计 265
任务12.1 滑动轴承的分析与设计 265
12.1.1 滑动轴承的工作原理 266
12.1.2 滑动轴承的分类和结构特点 266
12.1.3 滑动轴承的材料和轴瓦的结构 268
任务12.2 滚动轴承的分析与设计 270
12.2.1 滚动轴承的组成、类型及特点 270
12.2.2 滚动轴承的代号 273
12.2.3 滚动轴承类型的选择 274
12.2.4 滚动轴承的工作能力计算 276
12.2.5 滚动轴承的组合设计 283
项目13 其他常用零部件的分析与设计 289
任务13.1 联轴器的分析与设计 289
13.1.1 刚性联轴器 290
13.1.2 无弹性元件的可位移联轴器 291
13.1.3 弹性联轴器 292
13.1.4 联轴器的选择 292
任务13.2 典型的离合器与制动器 294
13.2.1 离合器 294
13.2.2 制动器 296
项目14 机械的润滑和密封简介 298
任务14.1 润滑剂及其选择 298
14.1.1 润滑剂的类型 299
14.1.2 润滑剂的选择 300
任务14.2 润滑方法和润滑装置 301
14.2.1 油润滑装置 301
14.2.2 脂润滑装置 303
14.2.3 固体润滑装置 303
14.2.4 气体润滑装置 303
任务14.3 密封方法和密封装置 303
14.3.1 静密封 304
14.3.2 动密封 304
14.3.3 密封装置的选择 306
附录 308
附录1 常见界面几何性质 308
附录2 型钢规格表 309
参考文献 322