目录
前言
第1章机械设计基础概论1
学习目标1
1.1机器及其组成部分1
1.2本课程的研究内容、性质和任务4
1.3机械设计的基本要求和一般过程5
1.3.1机械设计的基本要求5
1.3.2机械设计的一般过程6
1.4机械零件设计的基本知识8
1.4.1机械零件的工作能力和设计准则8
1.4.2机械零件设计的一般步骤8
1.4.3机械零件的标准化8
1.5机械零件的强度9
1.5.1载荷和应力9
1.5.2机械零件的静强度9
1.5.3机械零件的疲劳强度10
1.5.4机械零件的接触强度10
1.6现代机械设计方法简介11
本章小结12
思考题与习题13
第2章摩擦、磨损和润滑14
学习目标14
2.1摩擦与磨损14
2.1.1摩擦的定义与分类14
2.1.2影响摩擦的主要因素15
2.1.3减摩材料的设计与选用16
2.1.4磨损的定义与分类16
2.1.5磨损规律在机械设计中的应用17
2.2润滑19
2.2.1常用润滑剂及选择19
2.2.2润滑方法和润滑装置23
2.3密封方法及装置26
2.3.1密封装置的分类26
2.3.2常用密封装置27
2.3.3密封装置的选择31
本章小结32
思考题与习题32
第3章平面机构的运动简图和
自由度33
学习目标33
3.1机构的组成33
3.1.1运动副的概念33
3.1.2自由度和运动副约束33
3.1.3运动链与机构35
3.2平面机构运动简图36
3.2.1运动副及构件的表示方法36
3.2.2平面机构运动简图的绘制37
3.3平面机构的自由度39
3.3.1平面机构自由度计算39
3.3.2平面机构具有确定运动的条件39
3.3.3计算平面机构自由度时
应注意的事项41
本章实训——机构测绘44
本章小结45
思考题与习题45
第4章平面连杆机构47
学习目标47
4.1概述47
4.1.1有关的几个基本概念47
4.1.2平面连杆机构的
特点和应用47
4.2铰链四杆机构的基本
类型及其应用48
4.2.1曲柄摇杆机构48
4.2.2双曲柄机构49
4.2.3双摇杆机构50
4.3铰链四杆机构曲柄存在条件51
4.4铰链四杆机构的演化52
4.4.1转动副转化成移动副52
4.4.2取不同构件为机架 53
4.4.3扩大回转副54
4.4.4其他演化机构55
4.5平面四杆机构的基本特性57
4.5.1急回特性57
4.5.2传力分析58
4.6平面四杆机构设计61
4.6.1用图解法设计平面四杆机构62
*4.6.2用解析法设计平面四杆机构65
本章实训——观察机构模型65
本章小结66
思考题与习题66
第5章凸轮机构68
机械设计基础目录学习目标68
5.1凸轮机构的应用与类型68
5.1.1凸轮机构的组成和特点68
5.1.2凸轮机构的分类69
5.1.3凸轮机构的类型选择71
5.2从动件常用的运动规律72
5.2.1凸轮机构的工作过程分析72
5.2.2常用运动规律73
5.2.3从动件运动规律的选择76
5.3凸轮轮廓曲线的设计77
5.3.1图解法设计凸轮轮廓曲线77
*5.3.2解析法设计凸轮轮廓曲线80
5.4凸轮机构设计中的几个问题81
5.4.1压力角81
5.4.2凸轮基圆半径的选取82
5.4.3滚子半径的选取83
5.5凸轮机构的结构和材料85
5.5.1凸轮和从动件的结构85
5.5.2凸轮和从动件的材料及选择86
本章实训——图解法设计凸轮轮廓87
本章小结88
思考题与习题88
第6章间歇运动机构91
学习目标91
6.1棘轮机构91
6.1.1棘轮机构的组成及工作原理91
6.1.2棘轮机构的类型92
6.1.3棘轮机构的特点和应用93
6.2槽轮机构94
6.2.1槽轮机构的组成及工作原理94
6.2.2槽轮机构的类型、特点和应用94
6.3不完全齿轮机构96
6.3.1不完全齿轮机构的组成及
工作原理96
6.3.2不完全齿轮机构的特点和应用96
6.4凸轮式间歇运动机构96
6.4.1凸轮式间歇运动机构的
组成及工作原理96
6.4.2凸轮式间歇运动机构的
特点和应用97
本章实训——自动车床中转塔刀架转位
机构的剖析97
本章小结98
思考题与习题98
第7章螺纹联接与螺旋传动99
学习目标99
7.1螺纹联接的基本知识99
7.1.1螺纹的类型99
7.1.2螺纹的主要参数100
7.1.3常用螺纹的特点及应用100
7.2螺纹联接的基本类型及螺纹联接件101
7.2.1螺纹联接的基本类型101
7.2.2螺纹联接件103
7.3螺纹联接的预紧与防松104
7.3.1螺纹联接的预紧104
7.3.2螺纹联接的防松105
7.4单个螺栓联接的强度计算106
7.4.1受拉螺栓联接106
7.4.2受剪切螺栓联接109
7.5螺栓组联接的结构设计110
7.6螺旋传动简介111
7.6.1滑动螺旋机构112
7.6.2滚动螺旋机构113
本章实训——齿轮减速器螺纹联
接件的选择114
本章小结115
思考题与习题115
第8章带传动117
学习目标117
8.1带传动概述117
8.1.1带传动的类型117
8.1.2带传动的特点和应用118
8.2V带和带轮结构118
8.2.1普通V带的结构和尺寸标准118
8.2.2普通V带轮的结构122
8.3带传动的工作能力分析124
8.3.1带传动的受力分析124
8.3.2带传动的应力分析126
8.3.3带传动的弹性滑动和传动比127
8.4V带传动的设计127
8.4.1带传动的失效形式和设计准则127
8.4.2单根V带传递的功率127
8.4.3V带传动的设计步骤和方法134
8.5同步带传动139
8.5.1同步带传动的特点和类型139
8.5.2同步带的参数和标记140
8.5.3同步带轮141
8.6带传动的张紧、安装与维护141
8.6.1带传动的张紧141
8.6.2带传动的安装与维护142
本章实训——带式运输机传动系统中
带传动的设计143
本章小结143
思考题与习题144
第9章链传动145
学习目标145
9.1链传动的特点、应用及类型145
9.1.1链传动的特点及应用145
9.1.2链传动的类型145
9.2滚子链和链轮146
9.2.1滚子链146
9.2.2链轮147
9.3链传动的运动分析148
9.4滚子链传动的设计149
9.4.1链传动的失效形式149
9.4.2功率曲线图150
9.4.3设计计算准则150
9.4.4链传动主要参数的选择152
9.4.5链传动的设计计算153
9.5链传动的布置及张紧153
9.5.1链传动的布置153
9.5.2链传动的张紧153
本章实训——链、带传动性能参数测试155
本章小结155
思考题与习题155
第10章齿轮传动156
学习目标156
10.1齿轮传动的特点和基本类型156
10.2渐开线齿轮的齿廓及传动比157
10.2.1渐开线的形成和性质157
10.2.2渐开线方程158
10.2.3渐开线齿廓啮合的特点159
10.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要
参数及几何尺寸计算160
10.3.1齿轮各部分的名称和符号160
10.3.2标准直齿圆柱齿轮的基本
参数及几何尺寸计算161
10.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的公法线
长度和固定弦齿厚162
10.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动163
10.4.1渐开线直齿圆柱齿轮的
正确啮合条件163
10.4.2渐开线齿轮传动的重合度164
10.4.3渐开线齿轮的无侧隙啮合165
10.5渐开线齿轮的加工方法166
10.6渐开线齿廓的根切现象与标准
外齿轮的最少齿数167
10.6.1根切现象167
10.6.2最少齿数167
10.7变位齿轮传动168
10.7.1变位齿轮168
10.7.2最小变位系数169
10.7.3变位齿轮传动的类型169
10.8齿轮常见的失效形式与设计准则170
10.8.1齿轮的失效形式170
10.8.2齿轮的设计准则172
10.9齿轮的常用材料及许用应力172
10.9.1齿轮传动的精度及齿轮
材料的基本要求172
10.9.2齿轮常用材料及其热处理173
10.9.3许用应力175
10.10渐开线直齿圆柱齿轮
传动的强度计算178
10.10.1轮齿的受力分析178
10.10.2轮齿的计算载荷178
10.10.3齿面接触疲劳强度计算179
10.10.4齿根弯曲疲劳强度计算180
10.10.5齿轮传动设计参数的
选择和设计步骤181
10.11斜齿圆柱齿轮传动184
10.11.1齿廓曲面的形成及其啮合特点184
10.11.2斜齿圆柱齿轮的基本
参数和尺寸185
10.11.3斜齿圆柱齿轮正确啮合的
条件和重合度187
10.11.4斜齿圆柱齿轮的当量齿数187
10.11.5斜齿圆柱齿轮的强度计算188
10.12直齿锥齿轮传动191
10.12.1锥齿轮传动概述191
10.12.2锥齿轮的齿廓曲线、
背锥和当量齿数192
10.12.3标准直齿锥齿轮的
几何尺寸计算193
10.13齿轮的结构设计及齿轮传动的
润滑和效率194
10.13.1齿轮的结构设计194
10.13.2齿轮传动的润滑196
10.13.3齿轮传动的效率197
本章实训——渐开线直齿圆柱齿轮
参数测定197
本章小结200
思考题与习题201
第11章蜗杆传动202
学习目标202
11.1蜗杆传动的特点、类型和精度202
11.1.1蜗杆传动的特点202
11.1.2蜗杆传动的类型203
11.1.3蜗杆传动的精度204
11.2蜗杆传动的主要参数和
几何尺寸计算205
11.3蜗杆传动的失效形式和计算准则207
11.3.1蜗杆传动的失效形式207
11.3.2蜗杆传动的计算准则207
11.4蜗杆传动的材料和结构207
11.4.1蜗杆传动的常用材料207
11.4.2蜗杆传动的结构208
11.5蜗杆传动的强度计算209
11.6蜗杆传动的效率、润滑及热
平衡计算211
本章实训——蜗杆传动效率的计算及
测定214
本章小结215
思考题与习题215
第12章齿轮系传动217
学习目标217
12.1轮系的分类217
12.1.1定轴轮系217
12.1.2行星轮系218
12.1.3混合轮系218
12.2定轴轮系传动比的计算218
12.2.1轮系的传动比218
12.2.2传动比的计算218
12.3行星轮系传动比的计算221
12.3.1行星轮系的组成222
12.3.2行星轮的分类222
12.3.3传动比的计算224
12.4混合轮系传动比的计算228
12.5轮系的功用230
12.5.1实现相距较远的两轴
之间的传动230
12.5.2获得大的传动比230
12.5.3实现分路传动230
12.5.4实现变速、变向传动231
12.5.5实现运动的合成和分解231
12.6其他新型齿轮传动简介232
12.6.1摆线针轮行星传动232
12.6.2谐波齿轮传动233
12.7减速器234
12.7.1常用减速器的主要类型、
特点和应用234
12.7.2减速器传动比的分配236
12.7.3减速器的结构236
本章实训——周转轮系模型观察237
本章小结238
思考题与习题238
第13章轴241
学习目标241
13.1轴的功用和类型241
13.1.1按照轴线的几何形状分类241
13.1.2按照轴的受载情况不同分类242
13.2轴的材料及其选择243
13.2.1碳素钢243
13.2.2合金钢244
13.2.3铸铁244
13.3轴的结构设计245
13.3.1轴的结构设计应满足的
基本要求245
13.3.2影响轴结构的因素245
13.3.3轴结构设计的具体内容245
13.4轴的强度计算251
13.4.1最小直径的确定251
13.4.2轴的弯扭合成强度计算252
13.5轴的设计举例253
13.6轴的刚度计算258
13.6.1轴的弯曲刚度258
13.6.2轴的扭转刚度259
13.7轴的使用与维维259
13.7.1轴的使用和检查259
13.7.2轴的维修260
本章实训——轴的结构设计及强度校核260
本章小结261
思考题与习题261
第14章轴毂联接263
学习目标263
14.1键联接263
14.1.1键联接的类型、特点及应用263
14.1.2键联接的类型选择和平键的
强度计算266
14.2花键联接268
14.2.1概述268
14.2.2矩形花键269
14.2.3渐开线花键269
14.3销联接269
14.3.1圆柱销270
14.3.2圆锥销270
14.3.3异形销271
14.4无键联接271
14.4.1型面联接271
14.4.2过盈配合联接272
14.4.3胀紧联接273
本章实训——普通平键的类型
选择和校核273
本章小结274
思考题与习题274
第15章轴承275
学习目标275
15.1轴承的功用和类型275
15.2滑动轴承的摩擦状态和失效形式276
15.2.1滑动轴承的摩擦状态276
15.2.2滑动轴承的主要失效形式276
15.3滑动轴承的结构形式277
15.3.1径向滑动轴承的结构形式277
15.3.2推力滑动轴承的结构形式278
15.4滑动轴承的材料及轴瓦结构279
15.4.1对轴承材料性能的要求279
15.4.2常用的轴承材料279
15.4.3轴瓦的结构281
15.5滑动轴承的润滑282
15.5.1润滑剂及选用原则282
15.5.2润滑方法和润滑装置283
15.6滚动轴承的结构、类型及代号285
15.6.1滚动轴承的结构及材料285
15.6.2滚动轴承的主要类型及特点286
15.6.3滚动轴承的代号289
15.7滚动轴承的类型选择293
15.7.1影响轴承承载能力的参数293
15.7.2类型的选择293
15.8滚动轴承的工作情况分析及计算295
15.8.1工作情况分析295
15.8.2滚动轴承的主要失效形式和
计算准则296
15.8.3滚动轴承的寿命计算296
15.8.4滚动轴承的静强度计算302
15.9滚动轴承的组合设计304
15.9.1滚动轴承内、外圈的
轴向固定304
15.9.2滚动轴承轴系的轴向固定305
15.9.3轴承组合的轴向调整306
15.9.4滚动轴承的预紧307
15.9.5滚动轴承的配合308
15.9.6支承部分的刚度和同轴度308
15.9.7滚动轴承的拆装309
15.9.8滚动轴承的润滑与密封310
15.10滚动轴承的使用与维护313
15.10.1滚动轴承的保管313
15.10.2滚动轴承的检查313
15.10.3滚动轴承的使用注意事项314
本章实训——圆柱齿轮减速器中滚动轴承
的选择和寿命计算314
本章小结316
思考题与习题316
第16章其他常用零件、部件318
学习目标318
16.1联轴器318
16.1.1联轴器的功用与分类318
16.1.2固定式刚性联轴器319
16.1.3移动式刚性联轴器320
16.1.4弹性元件联轴器321
16.2离合器322
16.2.1离合器的功用与分类322
16.2.2嵌合式离合器323
16.2.3摩擦离合器324
16.2.4磁粉离合器324
16.2.5安全离合器325
16.2.6超越离合器325
16.3弹簧326
16.3.1弹簧的功能326
16.3.2弹簧的类型327
16.3.3弹簧的材料与制造328
16.3.4圆柱螺旋弹簧的结构、基本
参数和几何尺寸329
本章实训——圆柱螺旋压缩（拉伸）
弹簧的设计330
本章小结331
思考题与习题331
参考文献333