目    录

第一章  导论 1

第一节　“机械设计基础”课程研究的

对象和内容 1

第二节  机械设计的基本要求和一般

步骤 3

一、机械设计的基本要求 3

二、机械设计的一般步骤 4

第三节  机械零件计算准则 5

一、机械零件的主要失效形式 5

二、机械零件设计应满足的基本

要求 6

第四节  机械零件的材料及热处理 7

一、机械零件常用材料 7

二、钢的热处理 9

三、选择机械零件材料的原则 10

第五节  机械零件结构的工艺性及

标准化 11

一、工艺性 11

二、标准化 12

本章小结 12

知识拓展 12

复习思考题 13

第二章  平面机构的自由度 14

第一节　机构的组成及其运动简图的

绘制 14

一、机构的组成 14

二、运动副的分类 16

三、机构运动简图的绘制 17

第二节　平面机构自由度的计算 21

一、平面机构自由度的计算公式 21

二、平面机构自由度的意义及

机构具有确定运动的条件 21

第三节　计算机构自由度时应注意的

事项 22

一、复合铰链 22

二、局部自由度 23

三、虚约束 23

本章小结 25

知识拓展 26

复习思考题 26

第三章  平面连杆机构 28

第一节　概述 28

第二节  平面四杆机构的基本类型及

应用 29

一、曲柄摇杆机构 29

二、双曲柄机构 30

三、双摇杆机构 31

第三节  平面四杆机构的演化 31

一、改变相对杆长、转动副演化成

移动副 32

二、选用不同构件为机架 32

第四节  平面四杆机构有曲柄的条件及

几个基本概念 35

一、铰链四杆机构中有曲柄的

条件 35

二、压力角和传动角 36

三、急回运动和行程速度变化

系数 37

四、机构的死点位置 38

第五节  平面四杆机构的设计 39

一、按给定的行程速度变化系数

设计四杆机构 39

二、按给定连杆位置设计四杆

机构 40

三、按给定两连架杆对应位置设计

四杆机构 41

四、按给定点的运动轨迹设计四杆

机构 43

五、运用连杆曲线图谱设计四杆

机构 44

六、连杆曲线的绘制 44

本章小结 45

知识拓展 45

复习思考题 45

第四章  凸轮机构及间歇机构 48

第一节　凸轮机构的应用及分类 48

一、凸轮机构的应用 48

二、凸轮机构的分类 49

第二节　从动件常用运动规律及其选择 51

一、凸轮机构的运动循环及基本

名词术语 51

二、从动件运动规律 52

三、从动件运动规律的选择 55

第三节　图解法设计凸轮轮廓 56

第四节　解析法设计凸轮轮廓 60

一、凸轮的廓线方程 60

二、刀具中心轨迹方程 61

第五节　设计凸轮机构应注意的问题 61

一、滚子半径的选择 61

二、压力角的校核 62

三、基圆半径的取值对凸轮机构的

影响 63

第六节　间歇运动机构和组合机构 64

一、间歇运动机构 64

二、组合机构 71

本章小结 72

知识拓展 72

复习思考题 73

第五章  齿轮机构 75

第一节  概述 75

第二节  齿廓啮合基本定律和齿廓曲线 77

一、齿廓啮合基本定律 77

二、共轭齿廓 78

第三节  渐开线齿廓 78

一、渐开线的形成和性质 78

二、渐开线齿廓的啮合特点 80

第四节  渐开线标准直齿圆柱齿轮及其

啮合传动 81

一、齿轮轮齿各部分的名称和

符号 81

二、基本参数和几何尺寸 82

三、一对渐开线齿轮的啮合传动 83

第五节  渐开线齿轮的加工方法及变位

齿轮 86

一、仿形法 86

二、范成法 87

三、根切及避免根切的最少齿数 88

四、变位齿轮 90

第六节  斜齿圆柱齿轮机构 90

一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

及主要啮合特点 90

二、斜齿圆柱齿轮的几何参数和

正确啮合条件 91

三、斜齿圆柱齿轮的当量齿数和

最少齿数 93

第七节  锥齿轮机构 95

一、锥齿轮的特点和应用 95

二、锥齿轮齿廓的形成 96

三、背锥和当量齿轮 96

四、直齿锥齿轮啮合特点 97

第八节  蜗杆机构 98

一、概述 98

二、蜗杆机构的正确啮合条件 98

三、蜗杆机构的主要参数和几何

尺寸 99

四、蜗杆机构的传动比及转向 101

五、蜗杆机构的滑动速度与

效率 101

本章小结 102

知识拓展 102

复习思考题 103

第六章  轮系 105

第一节　轮系的类型 105

一、定轴轮系 105

二、周转轮系 105

第二节　定轴轮系的传动比 106

一、一对齿轮传动的传动比 106

二、平面定轴轮系传动比 106

三、空间定轴轮系传动比 107

第三节　基本周转轮系的传动比 108

一、周转轮系的组成及类型 108

二、周转轮系传动比的计算 109

第四节　混合轮系的传动比 111

一、区分基本轮系 111

二、列出基本轮系传动比方程 111

三、联立求解 112

第五节　轮系的功用 114

一、实现大传动比的传动 114

二、实现远距离的两轴间传动 114

三、实现变速、换向传动 114

四、实现分支传动 115

五、实现运动的合成与分解 115

本章小结 115

知识拓展 116

复习思考题 117

第七章  齿轮传动 120

第一节  齿轮传动的失效形式及设计

准则 120

一、齿轮传动的失效形式 121

二、设计计算准则 122

第二节  齿轮材料、许用应力及齿轮

精度 123

一、齿轮的常用材料 123

二、许用应力[σ] 124

三、齿轮传动的精度 126

第三节  直齿圆柱齿轮的强度计算 127

一、轮齿受力分析和计算载荷 127

二、齿面接触强度计算 128

三、齿根弯曲强度计算 130

第四节  直齿圆柱齿轮传动的设计

计算 131

一、强度计算应注意的问题 131

二、主要参数选择 132

第五节  斜齿圆柱齿轮传动的强度

计算 134

一、轮齿间的作用力 134

二、强度计算 135

第六节  直齿锥齿轮传动的强度计算 138

一、直齿锥齿轮传动的受力分析 138

二、强度计算 139

第七节  蜗杆传动的强度计算 139

一、蜗杆传动的失效形式、设计

准则及常用材料 139

二、蜗杆传动的受力分析 140

三、蜗杆传动强度计算 141

四、蜗杆传动热平衡计算 143

第八节  齿轮的结构与润滑 143

一、齿轮的结构 143

二、效率及润滑 145

本章小结 147

知识拓展 147

复习思考题 148

第八章  带传动 150

第一节  概述 150

一、带传动类型和传动形式 150

二、带传动的优缺点 151

三、V带传动 151

第二节　V带和V带轮 152

一、V带的结构和规格 152

二、带轮 153

第三节　带传动的工作情况分析 155

一、带传动的受力分析 155

二、带传动的应力分析 157

三、带的弹性滑动、打滑和传

动比 158

四、带传动的失效形式和设计

准则 158

第四节　V带传动的设计计算 159

第五节　同步齿形带传动简介 165

一、同步齿形带传动的特点 165

二、同步齿形带的应用 166

三、同步齿形带的结构 166

本章小结 166

知识拓展 167

复习思考题 167

第九章  链传动 169

第一节  概述 169

一、链传动的组成 169

二、链传动的类型及特点 169

三、链传动的应用 170

第二节　传动链和链轮 172

一、传动链的类型和结构 172

二、套筒滚子链链轮的结构 174

第三节　链传动的运动特性和

参数选择 175

一、链传动的运动不均匀性 175

二、参数的选择 175

第四节　链传动的设计计算 176

一、主要失效形式 176

二、额定功率曲线图 177

三、设计计算 178

第五节　链传动的布置及润滑 181

一、链传动的布置 181

二、链传动的润滑 182

本章小结 183

知识拓展 184

复习思考题 184

第十章  连接 186

第一节  螺纹连接的基础知识 186

一、螺纹的形成 187

二、螺纹的分类 187

三、螺纹的主要参数 188

四、螺纹的特点和应用 189

第二节  螺旋副的受力分析、效率和

自锁 190

一、矩形螺纹 190

二、非矩形螺纹 191

第三节  螺纹连接和螺纹连接件 193

一、螺纹连接的基本类型 193

二、螺纹连接件 194

第四节  螺纹连接的强度计算 195

一、螺栓连接的主要失效形式和

计算准则 195

二、螺栓的材料及许用应力 195

三、松螺栓连接强度计算 197

四、紧螺栓连接强度计算 197

第五节  设计螺纹连接应注意的几个

问题 203

一、螺纹连接的预紧 203

二、螺纹连接的防松 204

三、影响螺栓连接强度的因素 206

本章小结 209

知识拓展 209

复习思考题 210

第十一章  轴 212

第一节　轴的类型和材料 212

一、轴及其分类 212

二、轴的设计要求和设计步骤 213

三、轴的材料 213

第二节  轴的结构设计 214

一、轴上零件的定位和固定 215

二、良好的结构工艺性 216

三、提高轴的疲劳强度 217

第三节  轴的工作能力计算 218

一、轴的强度计算 218

二、轴的刚度计算简介 222

三、轴的振动稳定性概念 223

第四节  轴毂连接 223

一、键连接 223

二、花键连接 227

三、销连接 228

四、过盈连接及成型连接 229

本章小结 229

知识拓展 230

复习思考题 231

第十二章  滑动轴承 232

第一节  摩擦、磨损基本知识 232

一、摩擦 232

二、磨损 233

三、润滑 234

第二节  滑动轴承的结构形式 236

一、向心滑动轴承 236

二、普通推力滑动轴承 237

第三节  轴承材料和轴瓦结构 237

一、轴瓦材料 238

二、轴瓦结构 239

第四节  非液体摩擦滑动轴承的校核

计算 240

一、非液体摩擦径向轴承的计算 241

二、非液体摩擦推力滑动轴承的

校核计算 242

第五节  液体摩擦滑动轴承及其他滑动

轴承简介 243

一、动压轴承和静压轴承 243

二、含油轴承 244

三、尼龙轴承 244

本章小结 244

知识拓展 245

复习思考题 246

第十三章  滚动轴承 247

第一节  滚动轴承的结构、类型

和代号 247

一、滚动轴承的结构 247

二、滚动轴承的主要类型及特点 248

三、滚动轴承类型的选择 249

四、滚动轴承的代号 249

第二节  滚动轴承的失效形式及其选择

计算 251

一、失效形式 251

二、轴承寿命的计算 252

第三节  滚动轴承的组合设计 258

一、轴承的固定 258

二、轴承组合的调整 260

三、滚动轴承的配合 261

四、轴承的装拆 261

五、滚动轴承的润滑 261

六、滚动轴承的密封 262

本章小结 263

知识拓展 263

复习思考题 264

第十四章  联轴器和离合器 265

第一节　联轴器 265

一、固定式刚性联轴器 265

二、可移式刚性联轴器 266

三、弹性联轴器 268

第二节  离合器 269

一、牙嵌离合器 269

二、摩擦离合器 270

三、电磁粉末离合器 271

四、超越离合器 272

第三节  联轴器和离合器的选用 273

一、类型选择 273

二、型号和尺寸选择 273

本章小结 274

知识拓展 274

复习思考题 275

第十五章  机构的平衡 276

第一节  机构的平衡 276

一、完全平衡 277

二、部分平衡 279

第二节  刚性转子的平衡 281

一、绕固定轴回转构件的惯性力

平衡 281

二、刚性转子的静平衡 282

三、刚性转子的动平衡计算 283

第三节  刚性转子的平衡实验 285

一、静平衡实验 285

二、动平衡实验 285

三、现场平衡 287

第四节  转子的许用不平衡量 287

第五节  挠性转子动平衡描述 288

本章小结 289

知识拓展 289

复习思考题 290

附录A  常用标准 293

参考文献 296