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第1章 绪论1

1.1 本课程的性质和任务1

1.2 本门课程的研究对象1

1.3 机械设计的基本要求和一般过程3

思考与练习4

第2章 平面机构及自由度5

2.1 平面机构的组成5

2.1.1 运动副及其分类5

2.1.2 运动链6

2.1.3 机构7

2.2 平面机构的运动简图7

2.2.1 平面机构的表示方法7

2.2.2 平面机构运动简图的绘制8

2.3 平面机构的自由度10

2.3.1 平面机构自由度的计算公式10

2.3.2 平面机构具有确定运动的条件10

2.3.3 计算平面机构的自由度时应注意的问题11

思考与练习14

第3章 平面连杆机构16

3.1 平面连杆机构及其应用16

3.1.1 铰链四杆机构的类型16

3.1.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件和基本类型的判别18

3.2 铰链四杆机构的演化19

3.2.1 曲柄滑块机构20

3.2.2 取不同的构件为机架21

3.2.3 偏心轮机构22

3.3 四杆机构的工作特性22

3.3.1 急回特性22

3.3.2 传力特性23

3.4 平面四杆机构的设计24

3.4.1 按给定的连杆位置设计平面四杆机构25

3.4.2 按给定的两连架杆的对应位置设计平面四杆机构25

3.4.3 按给定的速度变化系数K设计平面四杆机构26

思考与练习28

第4章 凸轮机构30

4.1 凸轮机构的组成、分类和应用30

4.1.1 凸轮机构的应用30

4.1.2 凸轮机构的分类31

4.2 从动件常用的运动规律33

4.2.1 凸轮机构的工作过程分析33

4.2.2 从动件常用的运动规律34

4.2.3 从动件运动规律的选择39

4.3 设计凸轮的轮廓曲线40

4.3.1 用作图法设计凸轮的轮廓曲线41

4.3.2 用解析法设计凸轮的轮廓曲线45

4.3.3 用计算机设计和检验凸轮轮廓46

4.4 凸轮机构设计中的几个问题47

4.4.1 滚子半径的选择47

4.4.2 压力角的选择和检验48

4.4.3 基圆半径的选择49

4.4.4 凸轮的常用材料和结构51

思考与练习53

第5章 其他常用机构54

5.1 棘轮机构54

5.1.1 棘轮机构的工作原理及类型54

5.1.2 棘轮转角的调节方法56

5.1.3 棘轮机构的特点及应用56

5.1.4 棘轮机构的参数及几何尺寸计算57

5.2 槽轮机构58

5.2.1 槽轮机构的工作原理及类型58

5.2.2 槽轮机构的特点及应用59

5.2.3 外啮合槽轮机构的运动参数及几何尺寸计算60

5.3 不完全齿轮机构61

5.3.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型61

5.3.2 不完全齿轮机构的特点和应用62

5.4 螺旋机构62

5.4.1 螺纹的参数、类型和应用62

5.4.2 螺纹的主要参数63

5.4.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁64

5.4.4 螺旋机构的工作原理及类型65

5.4.5 螺旋机构的特点和应用66

思考与练习67

第6章 齿轮传动68

6.1 齿轮机构的组成特点、类型及应用68

6.1.1 齿轮传动的特点68

6.1.2 齿轮传动的基本类型68

6.2 渐开线直齿圆柱齿轮69

6.2.1 渐开线的形成及其特性69

6.2.2 渐开线齿廓的啮合特性70

6.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮72

6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和符号72

6.3.2 直齿圆柱齿轮的基本参数73

6.3.3 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式73

6.3.4 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件74

6.3.5 渐开线齿轮连续传动的条件及重合度75

6.3.6 渐开线齿轮的正确安装条件75

6.4 齿轮的加工76

6.4.1 渐开线齿轮的切齿原理与加工方法76

6.4.2 渐开线齿廓的根切现象及最小齿数78

6.5 渐开线变位齿轮80

6.5.1 变位的概念80

6.5.2 变位齿轮的特点及主要应用81

6.6 直齿圆柱齿轮的传动设计82

6.6.1 齿轮的失效形式和常用材料82

6.6.2 齿轮的传动精度83

6.6.3 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算84

6.6.4 齿轮参数的选择和传动设计步骤89

6.7 渐开线斜齿圆柱齿轮传动92

6.7.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点92

6.7.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数及其几何尺寸的计算93

6.7.3 渐开线斜齿轮正确啮合的条件95

6.7.4 斜齿圆柱齿轮传动的重合度及当量齿数95

6.7.5 斜齿圆柱齿轮的传动设计96

6.8 直齿圆锥齿轮传动98

6.8.1 直齿圆锥齿轮传动的特点及应用98

6.8.2 直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸计算98

6.8.3 当量齿轮与当量齿数100

6.8.4 直齿圆锥齿轮的受力分析101

6.8.5 强度计算101

6.9 齿轮的结构与润滑102

6.9.1 齿轮的结构102

6.9.2 齿轮的润滑104

思考与练习105

第7章 蜗杆传动108

7.1 蜗杆传动的特点和类型108

7.1.1 蜗杆传动的特点、应用108

7.1.2 蜗杆传动的类型108

7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸109

7.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择110

7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸113

7.2.3 蜗杆和蜗轮的结构114

7.3 蜗杆传动的设计116

7.3.1 齿面间的滑动速度116

7.3.2 蜗杆传动的失效形式116

7.3.3 蜗杆传动的设计准则116

7.3.4 蜗杆传动的材料117

7.3.5 蜗杆传动的受力分析117

7.3.6 蜗杆传动的强度计算118

7.3.7 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算120

7.3.8 普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及其安装维护123

思考与练习124

第8章 带传动126

8.1 带传动的组成、工作原理、类型、特点和应用126

8.1.1 带传动的组成和工作原理126

8.1.2 带传动的类型126

8.1.3 带传动的特点和应用127

8.2 普通V带与带轮128

8.2.1 普通V带的构造和标准128

8.2.2 V带轮的常用材料、结构和轮槽尺寸130

8.3 带传动的设计132

8.3.1 带的受力分析132

8.3.2 带的应力分析134

8.3.3 带传动的失效形式和设计准则135

8.3.4 单根普通V带的基本额定功率136

8.3.5 带传动的参数选择和设计的计算方法138

8.4 带传动的使用143

8.4.1 带传动的弹性滑动和传动比143

8.4.2 带的张紧、安装和维护144

8.5 同步齿形带传动简介147

8.5.1 同步带的结构、工作原理、类型、特点和运用147

8.5.2 同步带的基本参数、尺寸和标记149

8.5.3 同步齿形带常见的失效形式和设计准则152

8.5.4 橡胶同步带的储藏、安装和使用152

思考与练习152

第9章 链传动154

9.1 链传动的组成、工作原理、类型和特点154

9.1.1 链传动的组成、工作原理和类型154

9.1.2 链传动的特点和应用155

9.2 滚子链和链轮155

9.2.1 套筒滚子链的结构和标准155

9.2.2 链轮的材料和结构157

9.3 滚子链的设计159

9.3.1 链传动的主要失效形式159

9.3.2 链传动的设计要点159

9.4 链传动的使用164

9.4.1 链传动的不均匀性分析164

9.4.2 链传动的布置、张紧及润滑166

思考与练习169

第10章 轮系171

10.1 轮系的类型171

10.2 定轴轮系的传动比计算172

10.2.1 定轴轮系的传动比172

10.2.2 定轴轮系传动比符号的确定方法173

10.3 周转轮系的传动比计算174

10.3.1 周转轮系的传动比174

10.3.2 周转轮系传动比符号的确定方法175

10.4 混合轮系传动比的计算176

10.5 轮系的应用177

思考与练习179

第11章 联接零部件181

11.1 键、花键和销联接181

11.1.1 键联接的类型、构造与工作原理181

11.1.2 花键联接的类型、特点与应用183

11.1.3 销联接184

11.1.4 键的选择与强度计算184

11.2 螺纹连接186

11.2.1 螺纹联接的基本类型186

11.2.2 螺纹联接的预紧和防松187

11.2.3 螺栓联接的设计188

11.2.4 螺栓的材料及许用应力191

思考与练习193

第12章 轴195

12.1 概述195

12.1.1 轴的功用及分类195

12.1.2 轴的材料196

12.1.3 轴设计的基本要求197

12.2 轴的结构设计197

12.3 轴的强度设计199

12.3.1 轴的强度校核计算199

12.3.2 轴的刚度204

思考与练习204

第13章 轴承206

13.1 滑动轴承的类型及结构206

13.1.1 滑动轴承的类型与摩擦状态206

13.1.2 滑动轴承的结构207

13.1.3 轴瓦的结构及材料208

13.1.4 滑动轴承的润滑210

13.2 非液体摩擦滑动轴承的设计计算212

13.2.1 心滑动轴承的计算212

13.2.2 推力滑动轴承的计算213

13.3 滚动轴承的结构、特点及类型213

13.3.1 滚动轴承的结构213

13.3.2 滚动轴承的主要类型及特点214

13.4 滚动轴承的类型代号及类型选择216

13.4.1 滚动轴承的类型代号216

13.4.2 滚动轴承类型的选择219

13.5 滚动轴承的寿命计算219

13.5.1 失效形式219

13.5.2 滚动轴承疲劳寿命的计算220

13.5.3 角接触向心轴承轴向载荷Fa的计算223

13.5.4 滚动轴承静载荷的计算224

13.6 滚动轴承的组合设计226

13.6.1 滚动轴承的支承结构形式226

13.6.2 轴承内外圈的轴向固定227

13.6.3 轴承组合的调整228

13.6.4 滚动轴承的配合与拆装229

13.7 滚动轴承的润滑与密封229

13.7.1 轴承的润滑229

13.7.2 滚动轴承的密封230

思考与练习231

第14章 其他常用零部件234

14.1 联轴器234

14.1.1 联轴器的功用和分类234

14.1.2 刚性联轴器234

14.1.3 无弹性元件的挠性联轴器235

14.1.4 有弹性元件的挠性联轴器237

14.1.5 联轴器的选择239

14.2 离合器240

14.2.1 离合器的功用和分类240

14.2.2 离合器的选择243

14.3 弹簧243

14.3.1 弹簧的功用243

14.3.2 弹簧的类型243

思考与练习244

第15章 回转体的平衡与机器的调速245

15.1 回转体平衡的目的和分类245

15.1.1 回转体平衡的目的245

15.1.2 回转体平衡的分类245

15.1.3 回转体平衡的计算245

15.2 回转体平衡的检测248

15.2.1 回转体的静平衡试验248

15.2.2 回转体的动平衡试验248

15.3 机器速度波动调节的目的和方法248

15.3.1 机器速度波动的原因及波动的分类248

15.3.2 速度波动的调节249

15.3.3 机器运转的平均角速度和速度不均匀系数250

15.4 飞轮设计的近似方法简介250

思考与练习253

第16章 机械创新设计简介255

16.1 常用的创新技法255

16.1.1 群体集智法255

16.1.2 系统分析法256

16.1.3 联想创新法257

16.2 机构创新设计258

16.2.1 根据组合原理创新258

16.2.2 根据机构的演化与变异原理创新260

16.3 结构方案的创新设计261

16.3.1 结构方案的变异设计262

16.3.2 提高性能的设计264

思考与练习265

第17章 课程设计指导266

17.1 概述266

17.1.1 课程设计的目的266

17.1.2 课程设计的内容和任务266

17.2 传动装置的总体设计267

17.2.1 拟定传动方案267

17.2.2 选择原动机268

17.2.3 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配271

17.2.4 计算传动装置的运动和动力参数272

17.3 减速器结构273

17.3.1 减速器箱体的结构274

17.3.2 减速器附件设计278

17.3.3 减速器的润滑及密封281

17.4 传动零件的设计283

17.4.1 减速箱外传动零件——带传动设计283

17.4.2 减速器内传动零件——一级圆柱齿轮传动设计283

17.4.3 联轴器选择284

17.5 减速器装配图设计284

17.5.1 装配图绘制前的准备284

17.5.2 装配图设计的第一阶段285

17.5.3 装配图设计的第二阶段289

17.5.4 装配图设计的第三阶段290

17.5.5 装配工作图设计290

17.6 零件工作图设计297

17.6.1 轴类零件297

17.6.2 齿轮类零件298

17.6.3 箱体零件工作图的设计要点300

17.7 设计计算说明书301

17.7.1 设计计算说明书的要求301

17.7.2 设计计算说明书的内容301

17.7.3 设计计算说明书的书写示例302

参考文献304