绪论 1
0.1本课程的研究对象和内容 1
0.1.1本课程研究的对象 1
0.1.2本课程的内容及学习特点 2
0.1.3本课程的任务 2
0.1.4本课程在机械工程中的意义和应用 2
0.1.5本课程的学习方法 2
0.2机械设计的基本要求 3
0.3机械设计的一般过程 4
第1编 力学计算基础 9
第1章 静力学基础 9
1.1静力学基本概念 9
1.1.1刚体的概念 9
1.1.2力的概念 10
1.1.3平衡的概念 11
1.2静力学公理 11
1.2.1公理一 二力平衡公理 11
1.2.2公理二 加减平衡力系公理 12
1.2.3公理三 力的平行四边形公理 12
1.2.4公理四 作用和反作用公理 13
1.2.5公理五 刚化公理 13
1.3约束 13
1.3.1约束和约束力 13
1.3.2常见的约束类型 14
1.4物体受力分析和受力图的画法 17
1.5平面力系的简化 18
1.5.1力的平移定理 18
1.5.2平面一般力系的简化 19
1.6平面力系的平衡条件及应用 23
练习题 27
第2章 轴向拉伸和压缩 28
2.1轴向拉伸和压缩时的内力 28
2.1.1轴向拉伸和压缩的概念 28
2.1.2内力的概念 29
2.1.3截面法、轴力、轴力图 29
2.2轴向拉（压）时横截面上的应力 31
2.2.1应力的概念 31
2.2.2横截面上的应力 32
2.3材料在拉伸和压缩时的力学性能 32
2.3.1材料在拉伸时的力学性能 33
2.3.2材料在压缩时的力学性能 36
2.4轴向拉（压）杆的强度条件及其应用 37
2.4.1材料的极限应力 37
2.4.2许用应力 38
2.4.3轴向拉（压）杆的强度条件和强度计算 39
练习题 41
第3章 剪切与挤压 42
3.1剪切与挤压的概念 42
3.1.1剪切的概念 42
3.1.2挤压的概念 43
3.2剪切与挤压的实用计算 43
3.2.1剪切的实用计算 43
3.2.2挤压的实用计算 44
练习题 47
第4章 轴的扭转 49
4.1扭转的概念及外力偶矩的计算 49
4.1.1扭转的概念 49
4.1.2外力偶矩的计算 50
4.2圆轴扭转时横截面上的内力及扭矩图 50
4.2.1扭矩 50
4.2.2扭矩图 51
4.3等直圆轴扭转时横截面上的切应力 53
4.3.1实心圆轴横截面上的切应力 53
4.3.2极惯性矩和抗扭截面系数 54
4.4等直圆轴扭转时的强度计算 55
4.5等直圆轴扭转时的变形及刚度条件 56
4.5.1圆轴扭转时的变形 56
4.5.2圆轴扭转刚度条件 57
练习题 58
第5章 弯曲变形分析 60
5.1梁的内力 60
5.2梁的内力一剪力和弯矩 61
5.2.1计算梁的内力的截面法 61
5.2.2剪力图和弯矩图 64
5.3纯弯曲梁强度条件 66
5.3.1纯弯曲时梁横截面上的正应力 66
5.3.2强度条件 67
5.4弯曲变形 68
5.5提高梁承载能力的一些措施 69
练习题 72
第2编 常用机构及创新设计基础 75
第6章 平面机构的结构分析 75
6.1平面机构的组成 75
6.1.1机械基本概念 76
6.1.2平面机构的组成 77
6.2平面机构的运动简图 79
6.3平面机构具有确定运动的条件 80
练习题 86
第7章 平面连杆机构 87
7.1平面连杆机构的类型及应用 88
7.1.1平面连杆机构的基本形式 88
7.1.2平面四杆机构的演化形式 90
7.2平面连杆机构的基本特性 92
练习题 96
第8章 其他常用机构 97
8.1凸轮机构 97
8.1.1凸轮机构类型 97
8.1.2凸轮机构中的从动件常用运动规律 100
8.1.3凸轮机构的轮廓设计 105
8.2棘轮机构 108
8.3棘轮机构设计计算 112
8.4槽轮机构概述 113
8.4.1槽轮机构概述 113
8.4.2槽轮机构的运动系数 114
8.4.3槽轮机构的优、缺点和应用 115
8.5螺旋机构 116
练习题 118
第9章 机械创新设计基础 120
9.1创新原理 120
9.2机械创新常用方法 121
9.3机构创新设计 123
9.4反求设计与创新设计 126
9.4.1反求设计的过程 127
9.4.2反求设计的创新内容 127
练习题 130
第3编 机械设计 133
第10章 带传动 133
10.1带传动的类型及工作原理 133
10.2带传动的工作情况分析 135
10.2.1带传动的受力分析 135
10.2.2带传动的应力分析 137
10.2.3带传动的弹性滑动及打滑 138
10.3 V带和V带轮 139
10.3.1普通V带的结构和标准 139
10.3.2普通V带轮的结构 141
10.3.3带传动的张紧装置 144
10.4设计同步带传动 145
练习题 158
第11章 链传动 159
11.1链传动的特点和组件结构与参数 159
11.1.1链传动的组成、特点和类型 159
11.1.2链传动的组件结构与参数 160
11.2链传动的运动和受力分析 164
11.2.1链传动的运动分析 164
11.2.2链传动的受力分析 166
11.3链传动的设计计算 167
11.3.1链传动的基本参数 167
11.3.2链传动的失效形式 168
11.3.3滚子链的功率曲线 169
11.3.4链传动的设计 170
11.4链传动的布置、张紧和润滑 171
11.4.1链传动的布置 171
11.4.2链传动的张紧 172
11.4.3链传动的润滑 173
练习题 177
第12章 齿轮传动 178
12.1轮系 178
12.1.1定轴轮系传动比的计算 180
12.1.2行星轮系传动比的计算 182
12.1.3混合轮系传动比的计算 184
12.1.4齿轮系的功用 185
12.2齿轮传动的特点、类型及其应用 187
12.2.1平面齿轮传动（平行轴传动） 187
12.2.2空间齿轮传动 188
12.3齿廓啮合的基本定律 189
12.4渐开线齿廓及其啮合特性 190
12.4.1渐开线的形成及渐开线性质 190
12.4.2渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称、基本参数和几何尺寸的计算 193
12.4.3渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 194
12.4.4任意圆弧齿厚和公法线长度 195
12.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 197
12.5.1渐开线齿轮的正确啮合条件 197
12.5.2渐开线齿轮的连续传动条件 197
12.5.3齿轮传动的中心距及标准齿轮的安装 198
12.5.4齿轮和齿条传动 200
12.6渐开线齿廓的根切现象、变位齿轮的概念 201
12.6.1渐开线齿轮轮齿的加工 201
12.6.2渐开线齿廓的根切 202
12.6.3变位齿轮传动 203
12.7平行轴斜齿圆柱齿轮机构 206
12.7.1平行轴斜齿圆柱齿轮传动 206
12.7.2交错轴斜齿轮机构简介 209
12.8直齿圆锥齿轮机构 211
12.9齿轮传动受力分析 214
12.9.1圆柱齿轮传动的受力分析 214
12.9.2圆锥齿轮传动的受力分析 215
12.10齿轮传动的失效形式、设计准则和齿轮材料 216
12.10.1齿轮轮齿的失效形式 216
12.10.2设计准则 218
12.10.3齿轮材料 218
12.11轮齿的强度计算 219
12.11.1齿轮的精度 219
12.11.2计算荷载 220
12.11.3许用应力 220
12.11.4齿面接触疲劳强度计算 221
12.11.5弯曲疲劳强度计算 223
12.12设计齿轮传动零件 225
12.13齿轮的结构设计和润滑 228
12.13.1齿轮的结构 228
12.13.2齿轮传动的润滑 230
12.14多功能搅拌机（方案一）设计：塑料齿轮的设计 231
12.15多功能搅拌机（方案二）分析及设计：轮系的创新应用 232
练习题 237
第13章 蜗杆传动 238
13.1蜗杆传动概述 238
13.1.1蜗杆传动类型 239
13.1.2蜗杆传动的特点和应用 240
13.2蜗杆传动的基本参数和尺寸 240
13.2.1蜗杆传动的基本参数 240
13.2.2蜗杆传动的基本尺寸计算 243
13.2.3蜗杆传动的变位 244
13.3蜗杆传动的承载能力计算 245
13.3.1蜗杆传动的失效形式 245
13.3.2蜗杆传动的材料 246
13.3.3蜗杆传动的受力分析 246
13.3.4蜗杆传动的强度条件 247
13.4蜗杆传动的效率和热平衡 249
13.4.1蜗杆传动的滑动速度 249
13.4.2蜗杆传动的效率和润滑 249
13.4.3蜗杆传动的热平衡计算 251
13.5蜗杆和蜗轮的结构 252
13.5.1蜗杆结构 252
13.5.2蜗轮结构 252
练习题 256
第14章 轴承 257
14.1滚动轴承概述 257
14.1.1滚动轴承的组成 257
14.1.2滚动轴承的类型及特点 258
14.2滚动轴承的代号 262
14.3滚动轴承类型的选择 265
14.4滚动轴承的工作情况分析及计算 266
14.4.1滚动轴承的受载情况分析 266
14.4.2滚动轴承的失效形式和计算准则 267
14.4.3滚动轴承的寿命计算 268
14.4.4滚动轴承的静强度计算 272
14.5滚动轴承的组合设计 272
14.5.1滚动轴承的轴向固定 272
14.5.2轴组件的轴向固定 273
14.5.3轴承组合的调整 275
14.5.4轴承组合支承部分的刚度和同轴度 276
14.5.5轴承的预紧 276
14.5.6滚动轴承的配合与装拆 277
14.5.7滚动轴承的润滑 278
14.5.8多功能搅拌机轴受力计算 279
14.5.9轿车变速箱球轴承的寿命提高过程 279
14.6滑动轴承 280
14.6.1滑动轴承的特点、应用及分类 280
14.6.2滑动轴承的典型结构 281
14.6.3滑动轴承的结构和滑动轴承的材料 283
14.6.4滑动轴承的润滑 285
14.7滚动轴承与滑动轴承的性能比较 287
练习题 288
第15章 轴及轴系 289
15.1概述 289
15.1.1轴的功用与种类 289
15.1.2轴的设计中应考虑的问题 290
15.1.3轴的材料与热处理 291
15.2轴及轴系的结构设计 292
15.2.1轴的结构设计 292
15.2.2轴系的结构设计 295
15.3轴的工作能力计算 299
15.3.1轴径的估算和强度计算 299
15.3.2多功能搅拌机（方案一）轴Ⅱ、轴Ⅲ的设计与校核 304
15.3.3案例分析 307
练习题 308
第16章 键联接与其他联接 309
16.1键联接 309
16.1.1平键联接 310
16.1.2半圆键 312
16.1.3楔键联接 312
16.1.4花键联接 313
16.2销联接 313
16.2.1按销联接的用途分类 313
16.2.2按销的形状分类 314
16.3无键联接 314
16.3.1型面联接 314
16.3.2过盈联接 314
16.3.3胀紧联接 315
16.4联轴器和离合器 315
16.4.1联轴器 316
16.4.2离合器 319
16.4.3制动器 320
16.4.4确定多功能搅拌机轴Ⅱ、轴Ⅲ3处键的选择，并校核其强度 322
16.4.5确定多功能搅拌机轴Ⅱ、轴Ⅲ无键联接方式 322
练习题 323
第4编 机械设计课程设计 327
第17章 课程设计总论 327
第18章 传动装置的总体设计 330
18.1传动装置的整体设计 330
18.1.1传动方案分析 330
18.1.2选择电动机 330
18.1.3计算总传动比和分配传动比 334
18.1.4计算传动装置的运动和动力参数 335
18.2传动零件的设计计算 336
第19章 减速器结构尺寸及图形绘制 338
19.1减速器的结构尺寸 338
19.2装配工作图的设计和绘制 344
19.3减速器零件工作图的设计 358
19.3.1零件工作图的设计要点 358
19.3.2轴类零件工作图的设计要点 359
19.3.3齿轮类零件工作图的设计要点 360
第20章 编写设计计算说明书并准备答辩 361
附录A多功能搅拌机设计的两种设计方案 363
附录B《机械设计基础》课程设计任务书 364
参考文献 367