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绪论1

0.1 本课程研究的对象及内容1

0.2 本课程的作用、学习目的及学习方法2

0.3 机械设计的基本要求及一般程序3

习题4

第1章 平面机构5

1.1 平面机构的组成5

1.1.1 运动副及其分类5

1.1.2 运动链6

1.1.3 运动链和机构的关系6

1.2 平面机构简图的绘制7

1.2.1 平面机构的表示方法7

1.2.2 平面机构简图的绘制8

1.3 平面机构的自由度9

1.3.1 构件的自由度9

1.3.2 平面运动副对构件的约束9

1.3.3 平面机构自由度的计算9

习题13

第2章 平面连杆机构15

2.1 平面铰链四杆机构的组成及类型15

2.1.1 平面铰链四杆机构的组成15

2.1.2 平面铰链四杆机构的基本类型15

2.1.3 平面铰链四杆机构的演化17

2.2 平面铰链四杆机构的工作特性18

2.2.1 平面铰链四杆机构中存在曲柄的条件18

2.2.2 急回特性19

2.2.3 压力角和传动角20

2.2.4 死点21

2.3 平面四杆机构的设计22

2.3.1 图解法设计平面四杆机构22

2.3.2 解析法设计平面四杆机构25

2.3.3 实验法按照给定轨迹设计平面四杆机构26

习题27

第3章 凸轮机构29

3.1 凸轮机构的组成及类型29

3.1.1 凸轮机构的组成29

3.1.2 凸轮机构的类型30

3.2 从动件的运动规律32

3.2.1 平面凸轮的基本尺寸和运动参数32

3.2.2 从动件的常用运动规律33

3.2.3 从动件运动规律的选择36

3.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计37

3.3.1 作图法设计凸轮轮廓曲线37

3.3.2 解析法设计凸轮轮廓曲线39

3.3.3 凸轮机构设计中的几个问题40

习题42

第4章 间歇运动机构44

4.1 棘轮机构44

4.1.1 棘轮机构的组成、工作原理及类型44

4.1.2 棘轮机构的运动设计及几何尺寸的计算46

4.1.3 棘轮转角的调节方法47

4.2 槽轮机构48

4.2.1 槽轮机构的组成、工作原理及类型48

4.2.2 槽轮机构的运动设计及几何尺寸的计算49

4.2.3 其他间歇机构51

习题52

第5章 齿轮传动53

5.1 齿轮传动的组成、特点及类型53

5.1.1 齿轮传动的组成53

5.1.2 齿轮传动的特点53

5.1.3 齿轮传动的类型53

5.2 齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓55

5.2.1 齿廓啮合基本定律55

5.2.2 渐开线齿廓56

5.3 渐开线齿轮各部分的名称和几何尺寸58

5.3.1 齿轮各部分的名称58

5.3.2 基本参数59

5.3.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸60

5.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动62

5.4.1 正确啮合条件62

5.4.2 标准中心距和标准安装62

5.4.3 重合度和连续传动条件63

5.5 渐开线齿轮的加工方法65

5.5.1 展成法65

5.5.2 仿形法66

5.6 渐开线齿廓的根切现象及避免措施67

5.6.1 根切现象与不产生根切的最小齿数67

5.6.2 避免根切的措施68

5.7 齿轮传动的失效形式及设计准则70

5.7.1 齿轮传动的失效形式70

5.7.2 齿轮传动的设计准则73

5.8 齿轮的材料及许用应力73

5.8.1 齿轮的材料及热处理73

5.8.2 齿轮材料的许用应力74

5.9 齿轮传动的精度及其标注77

5.9.1 齿轮传动的精度77

5.9.2 齿轮传动精度的标注78

5.10 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算79

5.10.1 轮齿的受力分析79

5.10.2 计算载荷80

5.10.3 齿面接触强度的计算80

5.10.4 轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算83

5.11 标准直齿圆柱齿轮传动设计84

5.11.1 标准直齿圆柱齿轮传动的参数选择84

5.11.2 设计步骤84

5.12 斜齿圆柱齿轮传动87

5.12.1 斜齿圆柱齿轮齿廓的形成87

5.12.2 斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点88

5.12.3 斜齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸88

5.12.4 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件90

5.12.5 斜齿圆柱齿轮的当量齿数90

5.12.6 斜齿圆柱齿轮传动的重合度91

5.12.7 斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析91

5.12.8 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算93

5.12.9 斜齿圆柱齿轮参数的选择及设计93

5.13 直齿圆锥齿轮传动94

5.13.1 直齿圆锥齿轮传动的啮合特点94

5.13.2 直齿圆锥齿轮齿廓的形成和当量齿数95

5.13.3 直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件96

5.13.4 直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸的计算96

5.13.5 直齿圆锥齿轮轮齿的受力分析97

5.13.6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算98

5.14 齿轮的结构设计、润滑及传动效率101

5.14.1 齿轮的结构设计101

5.14.2 齿轮传动的润滑102

5.14.3 齿轮传动的效率104

习题104

第6章 蜗杆传动106

6.1 蜗杆传动的组成、特点及类型106

6.1.1 蜗杆传动的组成106

6.1.2 蜗杆传动的特点106

6.1.3 蜗杆传动的类型107

6.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸107

6.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择108

6.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸111

6.3 蜗杆传动的失效形式、材料及结构111

6.3.1 蜗杆传动的失效形式及设计准则111

6.3.2 蜗杆传动的材料112

6.3.3 蜗杆和蜗轮的结构113

6.4 圆柱蜗杆传动的强度计算114

6.4.1 圆柱蜗杆传动的受力分析114

6.4.2 圆柱蜗杆传动的强度计算115

6.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡117

6.5.1 蜗杆传动的效率117

6.5.2 蜗杆传动的润滑119

6.5.3 蜗杆传动的热平衡119

习题122

第7章 齿轮系123

7.1 齿轮系的类型123

7.1.1 定轴齿轮系123

7.1.2 周转齿轮系123

7.2 定轴齿轮系的传动比计算124

7.2.1 平面定轴齿轮系的传动比计算124

7.2.2 空间定轴齿轮系传动比的计算125

7.3 周转齿轮系的传动比计算126

7.4 复合齿轮系的传动比计算127

7.5 齿轮系的应用128

7.5.1 实现变速传动128

7.5.2 实现换向传动129

7.5.3 实现分路传动129

7.5.4 用于对运动进行合成与分解130

7.5.5 获得大的传动比130

习题130

第8章 带传动132

8.1 带传动的组成、类型及特点132

8.1.1 带传动的组成132

8.1.2 带传动的类型132

8.1.3 带传动的形式133

8.1.4 带传动的特点和应用133

8.2 V带和带轮的结构134

8.2.1 V带的结构和标准134

8.2.2 普通V带轮的材料和结构137

8.3 带传动的工作情况分析138

8.3.1 带传动的受力分析138

8.3.2 带传动的应力分析140

8.3.3 带传动的传动比141

8.4 V带传动设计142

8.4.1 带传动的失效形式和设计准则142

8.4.2 V带传动设计142

8.5 带传动的张紧、安装及维护148

8.5.1 带传动的张紧148

8.5.2 带传动的安装及维护149

习题149

第9章 链传动151

9.1 链传动的组成、类型及特点151

9.1.1 链传动的组成151

9.1.2 链传动的类型151

9.1.3 链传动的特点和应用152

9.2 套筒滚子链及链轮152

9.2.1 套筒滚子链152

9.2.2 链轮153

9.3 链传动的传动比及运动特性155

9.4 链传动的设计156

9.4.1 套筒滚子链传动的失效形式156

9.4.2 链传动的功率曲线图及许用功率157

9.4.3 链传动的设计准则158

9.4.4 链传动的设计计算159

9.5 链传动的布置、张紧及润滑160

9.5.1 链传动的布置160

9.5.2 链传动的张紧160

9.5.3 链传动的润滑161

习题163

第10章 联接164

10.1 联接的类型164

10.2 螺纹联接类型、特点和应用164

10.2.1 螺纹的形成和类型164

10.2.2 螺纹的主要参数166

10.2.3 螺纹联接类型和应用166

10.2.4 螺纹联接件167

10.3 螺纹联接的预紧及防松169

10.3.1 螺纹联接的预紧169

10.3.2 螺纹联接的防松169

10.4 螺栓联接的强度计算171

10.4.1 普通螺栓联接的强度计算171

10.4.2 铰制孔螺栓联接的强度计算175

10.5 螺纹联接件的材料及提高螺栓联接强度的措施176

10.5.1 螺纹联接件的材料176

10.5.2 提高螺栓联接强度的措施176

10.6 螺栓组联接的结构设计178

10.7 螺旋传动180

10.7.1 螺旋传动的类型180

10.7.2 滚动螺旋机构181

10.8 键联接181

10.8.1 键联接的类型、特点和应用182

10.8.2 平键联接的选用及强度校核184

10.9 销联接及无键联接185

10.9.1 销联接185

10.9.2 无键联接186

习题187

第11章 轴190

11.1 轴的类型及设计步骤190

11.1.1 轴的类型190

11.1.2 设计步骤191

11.2 轴的材料和直径估算192

11.2.1 轴的材料192

11.2.2 轴的直径估算193

11.3 轴的结构设计193

11.3.1 拟定轴上零件的装配方案194

11.3.2 确定轴的基本直径和各段长度195

11.3.3 确定各零件的轴向定位方案195

11.3.4 确定各零件的周向定位方案195

11.3.5 轴的结构工艺性195

11.4 轴的强度及刚度校核计算196

11.4.1 轴的强度校核计算196

11.4.2 轴的刚度校核计算197

11.5 轴的设计实例198

习题201

第12章 轴承203

12.1 滚动轴承的结构及类型203

12.1.1 滚动轴承的结构203

12.1.2 滚动轴承的类型204

12.2 滚动轴承的代号意义及其类型的选择206

12.2.1 滚动轴承的代号意义206

12.2.2 滚动轴承类型的选择209

12.3 滚动轴承尺寸的选择210

12.3.1 滚动轴承的失效形式和计算准则210

12.3.2 滚动轴承的寿命计算211

12.4 滚动轴承的静载荷计算216

12.4.1 基本额定静载荷216

12.4.2 当量动载荷217

12.4.3 静强度计算217

12.5 滚动轴承的组合设计217

12.5.1 滚动轴承的轴向固定218

12.5.2 滚动轴承的组合支承配置形式218

12.5.3 滚动轴承的组合调整220

12.5.4 滚动轴承组合支承部分的刚度和同轴度221

12.5.5 滚动轴承的预紧221

12.5.6 滚动轴承的配合与装拆222

12.6 滚动轴承的润滑及密封223

12.6.1 滚动轴承的润滑223

12.6.2 滚动轴承的密封225

12.7 滑动轴承的类型、结构及材料226

12.7.1 滑动轴承的特点和应用226

12.7.2 滑动轴承的类型和结构226

12.7.3 轴瓦的结构和滑动轴承的材料228

12.8 非液体摩擦滑动轴承的设计计算230

12.8.1 滑动轴承的失效形式和计算准则230

12.8.2 向心滑动轴承的设计计算231

12.8.3 推力滑动轴承的设计计算231

习题232

第13章 联轴器、离合器、制动器及弹簧234

13.1 联轴器234

13.1.1 固定式刚性联轴器234

13.1.2 可移动式刚性联轴器235

13.1.3 弹性联轴器236

13.2 离合器237

13.2.1 牙嵌离合器237

13.2.2 摩擦离合器238

13.3 制动器239

13.3.1 带式制动器239

13.3.2 闸瓦式制动器239

13.3.3 点盘式制动器240

13.4 弹簧240

习题241

第14章 现代机械设计方法简介242

14.1 计算机辅助设计简介242

14.2 绿色设计简介243

14.3 虚拟设计简介244

14.4 有限元设计简介245

14.5 最优化设计简介246

参考文献247