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第1章　绪论1

1.1　概述1

1.1.1 机器、机构和机械1

目录1

1.1.2　课程简介2

1.2　机械设计的基本要求3

1.2.1　设计机器的基本要求3

1.2.2　设计机械零件的基本要求4

1.3　机械设计的类型和一般方法4

1.3.1　机械设计的类型4

1.3.2　机械设计的一般方法5

1.4　机械设计的一般过程6

1.4.1　机械设计的一般过程6

1.4.2　机械零件设计的一般过程7

1.5　机械零件的材料选用7

1.5.2　零件的工艺性要求8

1.5.3　经济性要求8

1.5.1　零件的使用要求8

思考题和习题9

第2章　工程力学基础10

2.1　工程力学基本理论简介10

2.2　运动学基础11

2.2.1　运动学概述11

2.2.2　点的运动12

2.2.3　刚体的运动18

2.3.1　力的性质和基本计算30

2.3　静力学基础30

2.3.2　力系的简化34

2.3.3　平面力系的静力学分析36

2.3.4　力系的平衡41

2.3.5　考虑摩擦时平衡方程的应用46

2.3.6　空间力系简介48

2.4　动力学基础51

2.4.1　质点动力学基本方程51

2.4.2　刚体动力学51

2.4.3　动静法54

思考题和习题56

3.1　机构的组成64

3.1.1　构件和零件64

第3章 平面机构的自由度和运动分析64

3.1.2　运动副及其分类65

3.1.3　运动链和机构66

3.2　平面机构的运动简图67

3.2.1　平面机构运动简图67

3.2.2　运动副和构件的表示方法67

3.2.3　平面机构运动简图的绘制69

3.3.1 自由度71

3.3　平面机构的自由度71

3.3.2　机构具有确定运动的条件72

3.3.3　计算平面机构自由度应注意的特殊情况74

3.4　平面机构的运动分析78

3.4.1　概述78

3.4.2　瞬心法79

3.4.3　瞬心法的应用实例81

思考题和习题84

4.1.1　铰链四杆机构的组成87

第4章　平面连杆机构87

4.1　铰链四杆机构的基本形式87

4.1.2　铰链四杆机构的基本形式88

4.2　含有一个移动副的四杆机构90

4.2.1　曲柄滑块机构90

4.2.2　偏心轮机构92

4.3　平面四杆机构的运动特性92

4.3.1　曲柄存在的条件92

4.3.2　急回运动94

4.4.1　压力角和传动角96

4.4　平面四杆机构的传力特性96

4.4.2　死点位置98

4.5　平面四杆机构的运动设计99

4.5.1 概述99

4.5.2　按给定的行程速度变化系数设计100

4.5.3　按给定的连杆位置设计102

思考题和习题103

5.1　概述106

5.1.1 凸轮机构的应用和特点106

第5章　凸轮机构106

5.1.2　凸轮机构的类型107

5.2　凸轮机构的运动特性108

5.2.1　凸轮机构的运动分析108

5.2.2　从动件常用的运动规律110

5.2.3　从动件运动规律的选择113

5.3　凸轮机构的传力特性113

5.3.1　压力角113

5.3.3　压力角的影响因素114

5.3.2 自锁现象114

5.4　凸轮轮廓曲线的设计116

5.4.1　设计凸轮轮廓曲线的基本原理116

5.4.2　对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计117

5.4.3　偏置直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计120

思考题和习题121

第6章　齿轮传动123

6.1　概述123

6.1.2　齿轮传动的类型124

6.1.1　齿轮传动的特点和应用124

6.2　齿廓啮合基本定律125

6.2.1　传动比125

6.2.2　齿廓啮合基本定律126

6.3　渐开线及渐开线齿廓127

6.3.1　渐开线的形成及其性质127

6.3.2　渐开线方程128

6.3.3　渐开线齿廓的啮合特点130

6.4.1　齿轮各部分的名称及符号131

6.4　标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸131

6.4.2　直齿圆柱齿轮的基本参数132

6.4.3　标准齿轮133

6.4.4　齿条134

6.5　标准直齿圆柱齿轮的啮合传动135

6.5.1 正确啮合条件135

6.5.2　连续传动条件135

6.5.3　正确安装条件136

6.6.1　成形法138

6.6.2　范成法138

6.6　渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法138

6.6.3　根切现象140

6.7　齿轮传动的设计准则141

6.7.1　工作能力及失效的概念141

6.7.2　齿轮传动的失效形式141

6.7.3　齿轮传动的设计计算准则143

6.8　齿轮的常用材料144

6.8.1　齿轮材料的基本要求144

6.8.2　常用材料及其热处理144

6.8.3　齿轮的许用应力146

6.9　直齿圆柱齿轮传动148

6.9.1　轮齿的受力分析148

6.9.2　轮齿的计算载荷150

6.9.3　齿轮传动的强度计算150

6.10　斜齿圆柱齿轮传动152

6.10.1　齿廓曲面的形成及啮合特点153

6.10.2　斜齿圆柱齿轮传动的基本参数154

6.10.3　斜齿轮的几何尺寸计算155

6.10.4　斜齿轮的啮合传动155

6.10.6　斜齿圆柱齿轮的受力分析157

6.10.5　斜齿圆柱齿轮的当量齿数和不发生根切的最少齿数157

6.10.7　斜齿圆柱齿轮传动的强度计算158

6.11　圆锥齿轮传动159

6.11.1　概述159

6.11.2 圆锥齿轮基本参数和尺寸计算160

6.11.3　背锥和当量齿轮161

6.11.4　直齿圆锥齿轮的啮合传动163

6.11.5　直齿圆锥齿轮的受力分析163

6.12.1　齿轮结构164

6.12　齿轮的结构和齿轮传动的润滑164

6.12.2　齿轮传动的润滑166

6.13　蜗杆蜗轮传动168

6.13.1　蜗杆蜗轮传动的特点和应用168

6.13.2　蜗杆蜗轮传动的类型168

6.13.3　蜗杆蜗轮传动的基本参数169

6.13.4　蜗杆蜗轮传动的几何尺寸计算171

6.13.5　蜗杆蜗轮的啮合传动172

6.13.6　蜗杆蜗轮的材料和结构174

6.13.7　蜗杆蜗轮传动的效率、润滑和散热176

6.13.8　蜗杆蜗轮传动的受力分析177

思考题和习题178

第7章　轮系182

7.1　概述182

7.1.1　轮系及其应用182

7.1.2　轮系的类型182

7.2　定轴轮系及其传动比183

7.2.1　平面定轴轮系183

7.2.2　空间定轴轮系185

7.3.1　周转轮系的组成及分类186

7.3　周转轮系及其传动比186

7.3.2　平面周转轮系187

7.3.3　空间周转轮系189

7.4　混合轮系及其传动比190

思考题和习题191

第8章　间歇运动机构194

8.1　棘轮机构194

8.1.1　棘轮机构的类型194

8.1.2　组成和工作原理195

8.1.3　应用实例196

8.1.4　棘轮与棘爪的位置关系197

8.1.5　主要参数197

8.2　槽轮机构198

8.2.1　组成和工作原理198

8.2.2　槽轮机构的类型198

8.2.3　特点与应用199

8.2.4　槽轮机构的运动特性系数199

8.2.5　槽轮机构的主要参数和几何尺寸200

8.3　不完全齿轮机构201

8.3.1　组成和类型201

8.3.2　工作原理202

8.3.3　特点和应用202

思考题和习题202

第9章　构件的强度203

9.1　基本变形构件的内力、应力和强度203

9.1.1 内力与内力图204

9.1.2　应力和许用应力210

9.1.3　构件的应力和强度214

9.2.1　点的应力状态的概念及表示方法221

9.2　应力状态和强度理论221

9.2.2　强度理论223

9.3　组合变形构件的强度225

9.4　动载荷和交变应力228

9.4.1　动载荷的概念228

9.4.2　交变应力与疲劳失效228

思考题和习题231

10.1.1　带传动的类型236

第10章　带传动236

10.1　概述236

10.1.2　带传动的特点237

10.2　V带传动的基本参数和几何尺寸238

10.2.1　V带传动的基本参数238

10.2.2　几何尺寸239

10.3　V带和V带轮239

10.3.1　V带的结构和尺寸239

10.3.2　V带轮的结构241

10.3.3　带传动的张紧243

10.4　带传动的工作能力分析244

10.4.1　带传动的受力分析244

10.4.2　带传动的应力分析246

10.4.3　运动分析248

10.4.4　设计准则249

10.4.5　单根V带的功率249

10.5　普通V带的设计计算252

10.5.1　设计计算的内容252

10.5.2　设计步骤及参数选择253

10.5.3　计算实例256

思考题和习题258

第11章　连接260

11.1　螺纹261

11.1.1　螺纹的形成261

11.1.2　螺纹的加工261

11.1.3　螺纹的基本要素263

11.1.4　螺纹副265

11.1.5　螺纹的类型265

11.2.1　螺纹连接的基本类型266

11.2　螺纹连接266

11.2.2　螺纹连接件268

11.2.3　螺纹联接的预紧和防松271

11.3　键联结273

11.3.1　概述273

11.3.2　键联结的类型274

11.3.3 平键联结的选择和计算277

11.4　销联结278

11.4.1　销联结的类型278

11.4.2　销联结的选择和计算279

11.5　联轴器和离合器280

11.5.1　联轴器280

11.5.2　离合器285

思考题和习题287

第12章　轴288

12.1　概述288

12.1.1　轴的类型288

12.1.2　轴的材料290

12.2　轴的结构设计291

12.1.3　轴的结构组成291

12.2.1　轴的强度和刚度292

12.2.2　拟定轴上零件的装配方案293

12.2.3　零件在轴上的固定方法293

12.2.4　轴上各个轴段的尺寸确定295

12.2.5　轴的结构工艺性296

12.3　轴的结构分析297

12.3.1　分析的内容及步骤297

12.3.2　实例分析297

12.4　轴的强度计算298

12.4.1　按扭转强度条件计算299

12.4.2　按弯扭合成强度条件计算300

12.5　轴的设计方法301

12.5.1　类比法301

12.5.2　设计计算法301

思考题和习题302

第13章　滚动轴承304

13.1　滚动轴承的结构和类型304

13.1.1　滚动轴承的结构304

13.1.2　滚动轴承的参数305

13.1.3　滚动轴承的分类306

13.1.4　滚动轴承的主要类型及特性307

13.2　滚动轴承的代号309

13.2.1　基本代号309

13.2.2　前置代号和后置代号310

13.3　滚动轴承的计算311

13.3.1　滚动轴承的受力分析311

13.3.3　滚动轴承的计算准则312

13.3.2　滚动轴承的失效形式312

13.3.4　滚动轴承的寿命计算313

13.3.5　角接触轴承的轴向载荷计算316

13.3.6　滚动轴承的静强度计算318

13.4　滚动轴承的选择320

13.4.1　类型的选择320

13.4.2　公差等级的选择321

13.4.3　尺寸选择321

13.5　滚动轴承的组合设计321

13.5.1　轴承的固定321

13.5.2　轴系的轴向固定322

13.5.3　轴承组合的调整324

13.5.4　配合与装拆326

13.5.5　滚动轴承的润滑327

13.5.6　滚动轴承的密封328

思考题和习题332

第14章　实训项目334

14.1　有限元软件应用实训334

14.1.1　有限元分析方法简介334

14.1.2　有限元软件应用实训338

14.2.2　实训内容与方式342

14.2.3　实训设备及工具342

14.2　机械设计基础综合实训342

14.2.1　实训目的342

14.2.4　实训要求343

14.2.5　传动方案设计343

14.2.6　传动零件的测绘346

14.2.7　传动系统的装配与调试347

思考题和习题349

参考文献350