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第1章 绪论1

1.1本课程的研究对象1

1.1.1本课程的研究对象1

1.1.2基本概念2

1.2本课程的主要内容和任务3

1.2.1本课程的主要内容3

1.2.2本课程的主要任务3

1.3机械设计的基本要求与一般过程4

1.3.1对机器设计的基本要求4

1.3.2机械设计的一般过程4

1.4机械设计的方法5

1.4.1机械传统设计的方法5

1.4.2机械现代设计方法简介5

小结7

思考与习题7

第2章 平面机构的结构分析8

2.1平面机构的组成8

2.1.1构件与自由度的约束8

2.1.2运动副的分类9

2.2平面机构的运动简图10

2.2.1平面机构运动简图的概念10

2.2.2平面机构运动简图的绘制12

2.3平面机构自由度14

2.3.1平面机构自由度的计算公式14

2.3.2机构具有确定运动的条件15

2.3.3计算平面机构自由度时的注意事项15

小结19

思考与习题19

第3章 平面连杆机构21

3.1平面四杆机构的类型21

3.1.1铰链四杆机构21

3.1.2四杆机构的演化23

3.2平面四杆机构的工作特性26

3.2.1曲柄存在的条件26

3.2.2急回特性与行程速比系数28

3.2.3压力角和传动角29

3.2.4死点位置30

3.3平面四杆机构的设计31

3.3.1按作图法设计四杆机构31

3.3.2用实验法设计四杆机构34

3.3.3用解析法设计四杆机构35

小结36

思考与习题37

第4章 凸轮机构39

4.1凸轮机构的特点和类型39

4.1.1凸轮机构的特点及应用39

4.1.2凸轮机构的类型40

4.2从动件常用的运动规律41

4.2.1凸轮机构的基本名词术语41

4.2.2从动件常用的运动规律42

4.2.3选择从动件运动规律应考虑的问题46

4.3图解法设计凸轮轮廓47

4.3.1对心移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制48

4.3.2偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制49

4.3.3尖顶摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制50

4.4解析法设计凸轮轮廓51

4.4.1偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构理论轮廓线方程51

4.4.2偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构实际轮廓线方程52

4.4.3刀具中心运动轨迹方程53

4.5凸轮机构设计时应注意的问题53

4.5.1滚子半径的选择53

4.5.2平底长度L的确定54

4.5.3压力角与传力性能54

4.5.4基圆半径rb的确定55

4.5.5凸轮机构的结构56

小结56

思考与习题57

第5章 齿轮机构58

5.1齿轮机构的特点和类型58

5.1.1齿轮机构的特点及应用58

5.1.2齿轮机构的类型58

5.2渐开线齿轮的齿廓与啮合特性59

5.2.1齿廓啮合基本定律59

5.2.2渐开线的形成与特性60

5.2.3渐开线齿廓的啮合特性61

5.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸62

5.3.1外齿轮各部分名称和主要参数62

5.3.2内齿轮64

5.3.3渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算64

5.3.4齿条65

5.3.5径节制简介65

5.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动65

5.4.1正确啮合条件65

5.4.2连续传动条件66

5.4.3标准中心距67

5.5渐开线齿轮的加工68

5.5.1加工方法68

5.5.2根切与最少齿数70

5.5.3齿轮测量71

5.6变位齿轮的简介72

5.6.1变位齿轮的提出72

5.6.2变位原理和变位齿轮的类型73

5.6.3变位齿轮的特点74

5.6.4变位齿轮传动的类型74

5.7斜齿圆柱齿轮机构75

5.7.1齿廓形成及啮合特点75

5.7.2基本参数及几何尺寸的计算76

5.7.3标准斜齿轮的啮合传动78

5.7.4当量齿轮和当量齿数79

5.7.5斜齿轮传动的主要优缺点80

5.8标准直齿圆锥齿轮机构80

5.8.1圆锥齿轮及传动特点80

5.8.2标准直齿圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸的计算81

5.8.3当量齿轮83

5.9蜗杆蜗轮机构84

5.9.1蜗杆蜗轮机构的特点84

5.9.2蜗杆蜗轮机构的类型84

5.9.3蜗杆蜗轮机构的正确啮合条件85

5.9.4蜗杆蜗轮机构的主要参数和几何尺寸88

小结91

思考与习题92

第6章 轮系94

6.1轮系的类型94

6.1.1平行轴轮系和非平行轴轮系94

6.1.2定轴轮系和周转轮系95

6.2定轴轮系传动比的计算96

6.2.1定轴轮系传动比的计算公式96

6.2.2计算时的注意事项96

6.3周转轮系传动比计算98

6.3.1周转轮系的组成98

6.3.2周转轮系传动比计算公式98

6.3.3计算时的注意事项99

6.4复合轮系传动比计算101

6.5轮系的应用102

6.6几种特殊的行星传动简介105

6.6.1渐开线少齿差行星传动105

6.6.2摆线针轮行星齿轮传动105

6.6.3谐波齿轮传动105

小结106

思考与习题107

第7章 其他常用机构109

7.1棘轮机构109

7.1.1棘轮机构的工作原理及特点109

7.1.2齿式棘轮机构类型及其应用110

7.1.3摩擦式棘轮机构112

7.1.4棘轮机构的主要参数和几何尺寸112

7.2槽轮机构113

7.2.1槽轮机构的工作原理和基本型式113

7.2.2槽轮机构的特点和应用114

7.2.3槽轮机构的设计要点115

7.2.4槽轮机构的尺寸计算115

7.3不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构简介116

7.3.1不完全齿轮机构116

7.3.2凸轮式间歇机构116

小结117

思考与习题117

第8章 回转件的平衡与机械速度波动调节119

8.1回转件的平衡119

8.1.1平衡的目的与分类119

8.1.2刚性回转件的平衡120

8.2机械速度波动调节125

8.2.1周期性速度波动的调节125

8.2.2非周期性速度波动的调节127

小结127

思考与习题128

第9章 机械零件设计概论129

9.1机械零件设计基础知识129

9.1.1机械零件的失效129

9.1.2机械零件的载荷和应力129

9.1.3机械零件的设计准则130

9.1.4机械零件设计的一般步骤132

9.2机械零件的常用材料及热处理简介133

9.2.1金属材料133

9.2.2非金属材料134

9.2.3机械零件材料的选用原则134

9.2.4热处理工艺简介135

9.3机械零件的工艺性及标准化136

9.3.1机械零件的工艺性136

9.3.2机械零件的标准化137

小结137

思考与习题138

第10章 带传动设计139

10.1带传动的工作原理、类型和特点139

10.1.1带传动的工作原理139

10.1.2摩擦式带传动的类型139

10.1.3带传动的工作特点和适用范围140

10.2 V带和V带轮140

10.2.1 V带的结构和标准140

10.2.2 V带轮的材料和结构设计142

10.3带传动的受力分析和弹性滑动144

10.3.1带传动的受力分析144

10.3.2带传动的最大有效拉力及其影响因素145

10.3.3带传动的弹性滑动和打滑146

10.4带传动的应力分析和设计准则147

10.4.1带传动的应力分析147

10.4.2带传动的主要失效形式148

10.4.3 V带传动的设计准则和基本额定功率148

10.5带传动的设计计算150

10.5.1已知条件和设计内容150

10.5.2设计步骤和设计参数的选择151

10.6带传动的张紧、安装和维护156

10.6.1带传动的张紧156

10.6.2 V带的安装和维护157

小结157

思考与习题157

第11章 链传动设计159

11.1链传动的类型和应用159

11.1.1链传动的类型159

11.1.2链传动的工作特点和适用范围160

11.2链条和链轮160

11.2.1链条（仅介绍滚子链）160

11.2.2链轮162

11.3链传动的运动特性164

11.3.1链传动的运动不均匀性164

11.3.2链传动的动载荷165

11.4滚子链传动的设计166

11.4.1链传动的失效形式166

11.4.2额定功率Po166

11.4.3中、高速（v≥0.6 m/s）链传动的设计168

11.4.4低速链传动（v＜ 0.6 m/s）的设计170

11.5链传动的布置、润滑和张紧172

11.5.1链传动的布置172

11.5.2链传动的润滑173

11.5.3链传动的张紧173

小结174

思考与习题174

第12章 齿轮传动设计175

12.1齿轮的失效形式与材料选择175

12.1.1齿轮传动的形式175

12.1.2齿轮的主要失效形式175

12.1.3齿轮的材料和热处理177

12.2齿轮的精度179

12.3标准直齿圆柱齿轮传动的载荷计算180

12.3.1轮齿的受力分析180

12.3.2计算载荷181

12.4标准直齿圆柱齿轮传动的设计182

12.4.1齿面接触疲劳强度182

12.4.2齿根弯曲疲劳强度184

12.4.3齿轮材料的许用应力185

12.4.4齿轮主要参数选择186

12.4.5标准直齿轮传动的设计方法与示例187

12.5标准斜齿圆柱齿轮传动设计190

12.5.1轮齿的受力分析190

12.5.2齿面接触疲劳强度191

12.5.3齿根弯曲疲劳强度192

12.5.4标准斜齿轮传动的设计示例193

12.6标准直齿圆锥齿轮传动设计196

12.6.1轮齿的受力分析196

12.6.2标准直齿圆锥齿轮传动的强度197

12.6.3标准直齿圆锥齿轮传动的设计示例198

12.7齿轮的结构设计200

12.8齿轮传动的润滑202

12.8.1润滑剂的选择202

12.8.2润滑方式的选择203

12.9蜗杆传动设计204

12.9.1蜗杆传动的失效形式和设计准则204

12.9.2蜗杆、蜗轮的材料和结构205

12.9.3蜗杆传动的受力分析与强度计算206

12.9.4蜗杆传动设计示例208

12.9.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算209

小结211

思考与习题211

第13章 联接213

13.1机械制造中常用的螺纹213

13.1.1螺纹的形成213

13.1.2螺纹的主要参数213

13.1.3螺纹的类型、特点及应用214

13.2普通螺纹联接216

13.2.1普通螺纹联接的基本类型及应用216

13.2.2常用螺纹联接件217

13.3螺旋副的受力分析、自锁条件及效率219

13.3.1螺旋副的受力分析219

13.3.2自锁条件220

13.3.3螺旋副的效率220

13.4螺纹联接的预紧、防松及结构设计221

13.4.1螺纹联接的预紧221

13.4.2螺纹联接的防松221

13.4.3螺栓组联接的结构设计要点223

13.5螺栓联接的强度计算225

13.5.1松螺栓联接的强度计算225

13.5.2紧螺栓联接的强度计算226

13.5.3螺纹联接件常用材料及许用应力228

13.6键联接230

13.6.1键联接的类型、标准及应用230

13.6.2平键联接的尺寸选择和强度计算233

13.7花键和销联接235

13.7.1花键联接235

13.7.2销联接236

小结237

思考与习题237

第14章 滚动轴承239

14.1滚动轴承的基本知识239

14.1.1滚动轴承的基本构造239

14.1.2滚动轴承的材料240

14.1.3滚动轴承的结构特性240

14.1.4滚动轴承的类型、性能及特点241

14.1.5滚动轴承的代号244

14.2滚动轴承类型的选用246

14.2.1滚动轴承承受的载荷情况246

14.2.2滚动轴承的转速246

14.2.3自动调心性能246

14.2.4经济性247

14.2.5其他方面247

14.3滚动轴承的受力分析、失效形式和计算准则248

14.3.1滚动轴承的受力分析248

14.3.2滚动轴承的失效形式249

14.3.3滚动轴承的计算准则250

14.4滚动轴承的寿命及载荷的计算250

14.4.1基本额定寿命和基本额定动载荷250

14.4.2滚动轴承的当量动载荷及计算251

14.4.3滚动轴承的寿命计算公式252

14.4.4向心角接触轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷FA的计算254

14.4.5滚动轴承静载荷的计算257

14.5滚动轴承的组合设计258

14.5.1滚动轴承的轴向固定与定位258

14.5.2轴与轴承组合的支承结构259

14.5.3滚动轴承的配合选用260

14.5.4滚动轴承的安装和拆卸261

14.5.5轴承组合的调整261

14.5.6支承部位的刚度和同轴度262

14.6滚动轴承的润滑和密封264

14.6.1滚动轴承的润滑264

14.6.2滚动轴承的密封265

小结267

思考与习题267

第15章 滑动轴承268

15.1滑动轴承的结构类型268

15.1.1径向滑动轴承的结构类型268

15.1.2止推滑动轴承的结构类型271

15.2轴瓦和轴承材料272

15.2.1轴瓦的结构272

15.2.2滑动轴承材料275

15.3非液体摩擦滑动轴承的计算277

15.3.1不完全油膜滑动轴承的失效形式和计算准则277

15.3.2径向滑动轴承的设计计算277

15.3.3止推滑动轴承的设计计算278

15.4滑动轴承的润滑279

15.4.1滑动轴承的润滑剂及其选用279

15.4.2滑动轴承润滑方式及装置280

15.4.3润滑方法的选择282

15.5流体膜滑动轴承简介282

15.5.1液体动压径向滑动轴承282

15.5.2液体静压滑动轴承简介285

15.5.3气体轴承简介286

小结287

思考与习题287

第16章 轴的设计288

16.1轴的用途、类型和设计要求288

16.1.1轴的用途288

16.1.2轴的类型288

16.1.3有关的基本名词术语290

16.1.4轴的设计要求及设计步骤290

16.2轴的材料290

16.3最小轴径的估算291

16.4轴的结构设计292

16.4.1轴上主要零件的布置292

16.4.2轴的各段直径和长度的确定292

16.4.3轴上零件的轴向固定和定位292

16.4.4轴上零件的周向固定294

16.4.5轴的结构工艺性294

16.5轴的强度计算295

16.6轴的刚度计算及临界转速的概念301

16.6.1轴的刚度计算简介301

16.6.2轴的临界转速简介301

小结302

思考与习题302

第17章 其他常用零部件304

17.1联轴器304

17.1.1固定式刚性联轴器304

17.1.2可移动式刚性联轴器305

17.1.3弹性联轴器306

17.1.4联轴器的选择307

17.2离合器308

17.2.1牙嵌式离合器308

17.2.2摩擦式离合器308

17.3弹簧310

17.3.1弹簧的功能310

17.3.2弹簧的种类311

17.3.3弹簧的材料和制造311

17.3.4弹簧的特性线312

17.3.5橡胶弹簧简介313

17.3.6空气弹簧313

小结313

思考与习题313

第18章 计算机辅助设计314

18.1 CAD技术概念及发展314

18.1.1 CAD概念及CAD技术的发展314

18.1.2 CAD技术的两次革命314

18.1.3创新设计315

18.2 CAXA实体设计简介315

18.2.1 CAXA实体设计的创新设计过程315

18.2.2 CAXA实体设计的功能特征316

18.2.3 CAXA实体设计的应用领域317

18.3机械系统动态设计理论及方法317

18.3.1机械系统概念317

18.3.2传统机械系统设计318

18.3.3机械系统动态设计318

18.3.4机械系统动态设计过程的并行概念318

参考文献320