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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C0219

13.4.2　当量静载荷P0219

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