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第1章 绪论1

1.1 概述2

1.2 机械工业在现代化建设中的作用2

1.3 本课程研究的对象和内容3

1.4 本课程的地位、性质及任务5

练习题6

第2章 机械设计概论7

2.1 机械设计的基本要求与设计准则8

2.2 机械设计的方法和一般步骤10

2.3 机械零件的常用材料及选择11

2.3.1 机械零件的常用材料11

2.3.2 选择机械零件材料的原则14

2.4 许用应力与安全系数15

2.5 机械零件的工艺性17

练习题18

第3章 机械运动设计与分析基础知识19

3.1 运动副及其分类20

3.2 平面机构运动简图22

3.2.1 绘制平面机构运动简图的要点22

3.2.2 机构运动简图绘制的步骤24

3.3 平面机构自由度的计算25

3.3.1 平面机构自由度的计算公式25

3.3.2 机构具有确定运动的条件26

3.3.3 计算平面机构自由度时应注意的事项27

3.4 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析31

3.4.1 平面机构的组成原理31

3.4.2 平面机构的结构分析33

3.4.3 平面机构的高副低代33

练习题35

第4章 平面连杆机构37

4.1 平面连杆机构基本概述38

4.2 铰链四杆机构的基本形式及演化38

4.2.1 铰链四杆机构的基本形式38

4.2.2 铰链四杆机构的演化41

4.3 铰链四杆机构的基本知识46

4.3.1 铰链四杆机构有曲柄的条件46

4.3.2 铰链四杆机构的急回特性47

4.3.3 铰链四杆机构的传动特性48

4.4 铰链四杆机构的设计51

4.4.1 连杆设计的基本内容和问题51

4.4.2 用图解法设计铰链四杆机构51

练习题55

第5章 凸轮机构及其设计58

5.1 凸轮机构的类型及应用59

5.1.1 凸轮机构的组成及特点59

5.1.2 凸轮机构的类型59

5.1.3 凸轮机构的应用62

5.2 从动件的运动规律63

5.2.1 凸轮机构的基本名词术语63

5.2.2 从动件基本运动规律64

5.2.3 从动件运动规律的选择70

5.3 凸轮轮廓曲线的设计70

5.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理71

5.3.2 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线71

5.3.3 用解析法设计盘形凸轮轮廓曲线75

5.4 凸轮机构基本参数的确定77

5.4.1 凸轮机构的压力角78

5.4.2 凸轮基圆半径的确定80

5.4.3 滚子半径的确定81

5.4.4 平底尺寸的确定82

练习题83

第6章 其他常用机构及组合机构84

6.1 棘轮机构85

6.1.1 棘轮机构的组成及工作原理85

6.1.2 齿式棘轮机构类型及应用86

6.1.3 摩擦式棘轮机构88

6.1.4 棘轮机构的运动设计89

6.2 槽轮机构90

6.2.1 槽轮机构的组成及工作原理90

6.2.2 槽轮机构的特点及应用90

6.2.3 槽轮机构的类型91

6.2.4 槽轮机构的设计要点91

6.3 不完全齿轮机构92

6.4 组合机构93

6.4.1 连杆—连杆机构93

6.4.2 连杆—凸轮机构94

6.4.3 双凸轮机构94

6.4.4 连杆—棘轮机构94

6.4.5 齿轮—连杆机构95

练习题95

第7章 螺纹连接与螺旋传动97

7.1 螺纹连接的基本知识98

7.1.1 螺纹的形成98

7.1.2 螺纹的类型98

7.1.3 螺纹的主要参数99

7.2 螺纹副的受力分析、效率和自锁100

7.2.1 矩形螺纹100

7.2.2 非矩形螺纹101

7.3 螺纹连接类型与标准连接件102

7.3.1 普通螺纹连接的基本类型102

7.3.2 螺纹紧固件104

7.4 螺纹连接的预紧与防松106

7.4.1 螺纹连接的预紧106

7.4.2 螺纹连接的防松107

7.5 螺纹连接的强度计算108

7.5.1 螺栓的失效形式及计算准则108

7.5.2 受轴向工作载荷的螺栓连接109

7.5.3 受横向工作载荷的螺栓连接112

7.5.4 螺纹连接的常用材料及许用应力114

7.5.5 提高螺栓连接强度的措施115

7.6 螺旋传动118

7.6.1 螺旋传动的特点118

7.6.2 螺旋传动的转换及应用119

7.6.3 螺旋传动的类型119

练习题121

第8章 键、销及其他连接123

8.1 键连接124

8.1.1 键连接的功用、主要类型及应用124

8.1.2 键的选择与键连接的强度计算127

8.1.3 花键连接的特点、类型及应用129

8.1.4 花键连接的设计计算130

8.2 销连接132

8.3 无键连接133

8.3.1 型面连接133

8.3.2 过盈连接133

8.3.3 胀紧连接134

练习题134

第9章 轴136

9.1 轴的类型及应用137

9.2 轴的材料及选择139

9.2.1 轴的材料及热处理139

9.2.2 轴的材料选择139

9.3 轴的结构设计140

9.3.1 轴的制造安装要求141

9.3.2 轴上零件的布置与结构141

9.3.3 轴上零件的定位和固定142

9.3.4 轴段直径和长度的确定145

9.3.5 避免或减少应力集中146

9.3.6 轴的结构工艺性146

9.4 轴的工作能力计算146

9.4.1 轴的强度计算146

9.4.2 轴的刚度计算153

练习题154

第10章 滑动轴承156

10.1 滑动轴承的摩擦状态157

10.2 滑动轴承的类型、结构形式158

10.2.1 滑动轴承的类型158

10.2.2 滑动轴承的结构形式158

10.3 滑动轴承的失效形式及材料162

10.3.1 滑动轴承的失效形式162

10.3.2 滑动轴承的材料162

10.4 滑动轴承的润滑剂和润滑装置164

10.4.1 润滑剂的选择164

10.4.2 润滑方法和润滑装置的选择167

10.5 非液体摩擦滑动轴承169

10.5.1 失效形式及计算准则169

10.5.2 非液体摩擦滑动轴承的计算169

10.6 液体摩擦滑动轴承简介171

10.6.1 液体动压轴承171

10.6.2 液体静压轴承172

练习题173

第11章 滚动轴承设计175

11.1 滚动轴承的主要类型及代号176

11.1.1 滚动轴承的基本构造176

11.1.2 滚动轴承的类型177

11.1.3 滚动轴承的性能及特点178

11.1.4 滚动轴承的代号184

11.1.5 滚动轴承的类型选择186

11.2 滚动轴承的工作情况188

11.2.1 滚动轴承的受力分析188

11.2.2 滚动轴承的主要失效形式及计算准则189

11.3 滚动轴承的寿命计算190

11.3.1 基本概念190

11.3.2 滚动轴承的寿命计算公式193

11.3.3 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷与轴向载荷计算195

11.3.4 滚动轴承的静载荷计算196

11.4 轴承装置的结构设计197

11.4.1 滚动轴承组成支撑结构197

11.4.2 轴承游隙和轴承组合位置的调整199

11.4.3 滚动轴承的固定199

11.4.4 滚动轴承的配合和装拆200

11.4.5 轴承合理的组合方式及预紧201

11.4.6 滚动轴承的润滑和密封203

练习题208

第12章 联轴器、离合器和制动器210

12.1 联轴器211

12.1.1 联轴器的类型211

12.1.2 联轴器的特点222

12.1.3 联轴器的选择223

12.2 离合器225

12.2.1 离合器的类型及特点225

12.2.2 离合器的选择231

12.3 制动器232

12.3.1 摩擦制动器的组成与分类232

12.3.2 制动器的选择与确定234

练习题235

第13章 带传动237

13.1 带传动的类型及特点238

13.1.1 带传动的工作原理238

13.1.2 带传动的形式238

13.1.3 摩擦式带传动的类型238

13.1.4 带传动的工作特点及适用范围239

13.2 V带与V带轮240

13.2.1 V带的结构及标准240

13.2.2 V带轮的材料及结构设计241

13.2.3 带传动的几何尺寸计算243

13.3 带传动的受力分析及弹性滑动244

13.3.1 带传动的受力分析244

13.3.2 带传动的最大有效拉力及其影响因素244

13.3.3 带传动的弹性滑动及打滑245

13.4 带传动的应力分析及设计准则246

13.4.1 带传动的应力分析246

13.4.2 带传动的失效形式及设计准则248

13.4.3 V带传动的基本额定功率248

13.5 V带传动的设计计算250

13.5.1 已知条件和设计内容250

13.5.2 设计步骤和设计参数的选择250

13.6 带传动的张紧、安装及维护255

13.6.1 带传动的张紧255

13.6.2 V带的安装及维护256

练习题257

第14章 链传动258

14.1 链传动的类型、特点及应用259

14.2 滚子链与链轮260

14.2.1 滚子链260

14.2.2 链轮262

14.3 链传动的运动特性264

14.3.1 链传动的运动不均匀性264

14.3.2 链传动的受力分析265

14.4 链传动的失效形式及设计计算266

14.4.1 链传动的失效形式266

14.4.2 功率曲线图267

14.4.3 链传动的设计计算269

14.5 链传动的布置、润滑与张紧272

14.5.1 链传动的布置272

14.5.2 链传动的润滑273

14.5.3 链传动的张紧274

练习题275

第15章 齿轮传动276

15.1 齿轮传动的特点及类型277

15.2 齿廓啮合基本定律及齿廓曲线的选择279

15.2.1 齿廓啮合基本定律279

15.2.2 齿廓曲线的选择280

15.3 渐开线及其齿廓的啮合特性281

15.3.1 渐开线的形成及特性281

15.3.2 渐开线函数及渐开线方程式281

15.3.3 渐开线齿廓的啮合特性282

15.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸283

15.4.1 外齿轮各部分的名称及主要参数283

15.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算公式285

15.4.3 齿条和内齿轮的尺寸286

15.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动287

15.5.1 正确啮合条件287

15.5.2 连续传动条件287

15.6 渐开线齿轮的切制原理及根切现象292

15.6.1 渐开线齿轮的加工方法292

15.6.2 齿轮精度等级295

15.6.3 渐开线齿廓的根切现象296

15.6.4 变位齿轮的概述297

15.7 齿轮传动的失效形式、设计准则及材料299

15.7.1 齿轮的失效形式299

15.7.2 齿轮传动的设计准则301

15.7.3 齿轮的材料301

15.8 直齿圆柱齿轮传动的强度计算303

15.8.1 轮齿的受力分析和计算载荷303

15.8.2 齿轮的许用应力304

15.8.3 齿面接触疲劳强度计算307

15.8.4 齿根弯曲疲劳强度计算310

15.8.5 齿轮传动的强度计算说明312

15.8.6 齿轮传动设计参数的选择313

15.8.7 齿轮精度的选择314

15.8.8 标准直齿轮传动的设计步骤315

15.9 斜齿圆柱齿轮传动317

15.9.1 斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点317

15.9.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算318

15.9.3 斜齿圆柱齿轮啮合传动320

15.9.4 当量齿轮和当量齿数322

15.9.5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算322

15.10 直齿圆锥齿轮传动329

15.10.1 直齿圆锥齿轮传动的概述329

15.10.2 直齿圆锥齿轮的当量齿轮及当量齿数331

15.10.3 直齿圆锥齿轮的参数及几何尺寸计算331

15.10.4 直齿圆锥齿轮传动的强度计算334

15.10.5 齿面接触疲劳强度计算335

15.11 齿轮的润滑及结构设计335

15.11.1 齿轮传动的润滑335

15.11.2 齿轮传动的结构设计337

练习题339

第16章 蜗杆传动341

16.1 蜗杆传动的类型及特点342

16.1.1 蜗杆传动的类型342

16.1.2 蜗杆传动的特点343

16.2 蜗杆传动的正确啮合条件、基本参数及主要几何尺寸344

16.2.1 蜗杆传动的正确啮合条件344

16.2.2 蜗杆传动的基本参数及主要几何尺寸344

16.3 蜗杆传动的失效形式、材料及结构347

16.3.1 蜗杆传动的滑动速度347

16.3.2 蜗杆传动的失效形式及设计准则348

16.3.3 蜗杆传动的材料及结构348

16.4 蜗杆传动的强度计算350

16.4.1 蜗杆传动的受力分析350

16.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算351

16.4.3 蜗轮轮齿齿根弯曲疲劳强度计算352

16.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算353

16.5.1 蜗杆传动的效率353

16.5.2 蜗杆传动的润滑354

16.5.3 蜗杆传动的热平衡计算355

练习题357

第17章 轮系、减速器和无级变速传动359

17.1 轮系的分类360

17.2 轮系的传动比计算361

17.2.1 定轴轮系传动比的计算362

17.2.2 周转轮系传动比的计算364

17.2.3 混合轮系传动比的计算366

17.3 轮系的功用367

练习题371

第18章 机械的平衡与调速373

18.1 机械的平衡374

18.1.1 平衡的意义及方法374

18.1.2 刚性转子的静平衡374

18.1.3 刚性转子的动平衡376

18.2 机械的速度波动及调节379

18.2.1 机械的运转过程379

18.2.2 周期性速度波动及其调节方法380

18.2.3 非周期性速度波动及其调节方法384

练习题385

第19章 机械创新设计简介387

19.1 机械创新设计的要求及内容388

19.1.1 机械创新设计的要求388

19.1.2 机械创新设计的内容389

19.2 创新技法390

19.2.1 设问探求法390

19.2.2 缺点列举及改进方法390

19.2.3 组合创造法391

练习题392

参考文献393