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第1章 机械设计概论1

1.1 概述1

1.2 机械设计的基础知识2

1.3 机械设计的一般过程3

1.3.1 构思和方案设计3

1.3.2 强度分析3

1.3.3 材料的选择4

1.3.4 外观5

1.3.5 工艺性6

1.3.6 经济性6

1.3.7 安全性7

思考与练习题7

第2章 机械零件尺寸的确定8

2.1 概述8

2.1.1 失效形式8

2.1.2 强度分析中的基本概念8

2.1.3 载荷和应力分类9

2.2 材料的机械特性10

2.2.1 静拉伸试验10

2.2.2 材料的机械特性11

2.2.3 温度对材料机械性质的影响11

2.2.4 许用应力和安全系数12

2.3 疲劳曲线和疲劳极限12

2.3.1 疲劳现象12

2.3.2 疲劳曲线13

2.3.3 表面接触疲劳13

2.4 零件设计的方法14

2.4.1 理论设计14

2.4.2 经验设计15

2.4.3 计算机辅助设计15

2.4.4 模型实验设计16

思考与练习题17

第3章 平面机构运动简图及自由度18

3.1 机构的组成18

3.1.1 运动副18

3.1.2 运动链19

3.1.3 机构20

3.2 平面机构运动简图20

3.3 平面机构的自由度22

3.3.1 机构具有确定运动的条件22

3.3.2 平面机构自由度数的计算23

3.3.3 计算平面机构自由度的注意事项24

思考与练习题26

第4章 平面连杆机构27

4.1 概述27

4.2 平面四杆机构的基本形式和演化29

4.2.1 铰链四杆机构的基本形式29

4.2.2 铰链四杆机构中曲柄存在的条件31

4.2.3 平面四杆机构的演化33

4.3 铰链四杆机构的特性37

4.3.1 急回运动和行程速比系数37

4.3.2 压力角与传动角37

4.3.3 机构的死点位置39

4.4 平面连杆机构的设计39

4.4.1 平面四杆机构设计的基本问题39

4.4.2 平面四杆机构设计40

思考与练习题44

第5章 凸轮机构47

5.1 概述47

5.1.1 凸轮机构的特点和应用47

5.1.2 凸轮机构的分类48

5.2 推杆的常用运动规律49

5.2.1 等速运动规律50

5.2.2 等加速等减速运动规律51

5.2.3 简谐运动规律53

5.2.4 改进型运动规律简介54

5.3 凸轮轮廓曲线的设计55

5.3.1 凸轮廓线设计方法的基本原理55

5.3.2 用作图法设计凸轮廓线55

5.4 凸轮机构设计应注意的问题57

5.4.1 滚子半径的选择57

5.4.2 压力角的校核58

5.4.3 基圆半径的确定58

思考与练习题59

第6章 齿轮传动61

6.1 概述61

6.1.1 平行轴间的齿轮传动61

6.1.2 相交轴间的齿轮传动62

6.1.3 交错轴之间的齿轮传动63

6.2 渐开线齿廓及其特性63

6.2.1 渐开线的形成64

6.2.2 渐开线的特性64

6.2.3 渐开线齿廓的啮合特点65

6.3 齿轮的术语和基本尺寸66

6.3.1 齿轮各部分的名称和符号66

6.3.2 渐开线齿轮的基本参数67

6.3.3 渐开线齿轮各部分的几何尺寸69

6.3.4 齿条和内齿轮的尺寸69

6.4 齿轮啮合过程71

6.4.1 正确啮合条件71

6.4.2 齿轮传动的中心距和啮合角71

6.4.3 啮合过程及连续传动条件72

6.5 齿轮加工74

6.5.1 齿轮的加工74

6.5.2 渐开线齿轮的根切问题76

6.5.3 变位齿轮的概念77

6.6 直齿圆柱齿轮传动的强度计算78

6.6.1 齿轮的失效形式及设计准则78

6.6.2 齿轮的材料及选择80

6.6.3 齿轮上的载荷分析80

6.6.4 齿面接触疲劳强度计算81

6.6.5 齿根弯曲疲劳强度计算82

6.6.6 直齿圆柱齿轮设计的一般过程83

6.7 斜齿圆柱齿轮传动84

6.7.1 斜齿圆柱齿轮的啮合特点84

6.7.2 斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸85

6.7.3 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件87

6.7.4 斜齿圆柱齿轮传动的重合度87

6.7.5 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮和当量齿数88

6.7.6 斜齿圆柱齿轮的强度计算88

6.8 圆锥齿轮传动89

6.8.1 概述89

6.8.2 锥齿轮的参数和几何尺寸计算90

6.8.3 锥齿轮传动的正确啮合条件91

6.8.4 锥齿轮的当量齿轮和当量齿数91

6.8.5 锥齿轮传动的强度计算92

6.9 蜗杆传动93

6.9.1 概述93

6.9.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸94

6.9.3 蜗杆传动的受力分析96

6.9.4 齿面滑动速度vs96

6.9.5 蜗杆传动的失效形式和材料97

6.9.6 蜗杆传动的承载能力计算97

6.10 齿轮的结构设计98

6.10.1 齿轮结构98

6.10.2 蜗轮和蜗杆的结构100

思考与练习题100

第7章 轮系和减速器102

7.1 概述102

7.1.1 定轴轮系102

7.1.2 周转轮系102

7.2 定轴轮系传动比103

7.3 周转轮系及其传动比104

7.3.1 周转轮系的组成104

7.3.2 周转轮系的传动比104

7.4 轮系的功用107

7.4.1 获得大的传动比107

7.4.2 实现变速、变向传动107

7.4.3 实现运动的合成和分解108

7.4.4 实现结构紧凑的大功率传动108

7.5 减速器109

思考与练习题110

第8章 间歇运动机构及组合机构113

8.1 棘轮机构113

8.2 槽轮机构115

8.3 不完全齿轮机构117

8.4 凸轮间歇机构119

8.5 组合机构121

思考与练习题124

第9章 带传动和链传动125

9.1 带传动的类型和特点125

9.2 带传动的工作能力分析126

9.2.1 带传动中的力分析126

9.2.2 带的应力分析128

9.2.3 带的弹性滑动和打滑129

9.3 V带的标准及其传动设计简介130

9.3.1 V带的标准130

9.3.2 V带传动设计简介132

9.4 链传动139

9.4.1 滚子链的结构特点140

9.4.2 链轮的齿形和参数141

9.4.3 链轮的结构和材料142

9.4.4 链传动的运动分析143

9.4.5 链传动的设计计算144

思考与练习题147

第10章 机械连接149

10.1 概述149

10.2 螺纹连接149

10.2.1 机械制造中常用的连接螺纹149

10.2.2 螺纹连接的基本类型和螺纹连接件151

10.2.3 螺纹连接的预紧154

10.2.4 螺纹连接的计算155

10.2.5 螺栓连接设计的几个问题157

10.3 键连接、销连接及型面连接160

10.3.1 键连接的类型160

10.3.2 平键连接的尺寸选择和强度校核161

10.3.3 花键连接163

10.3.4 销连接163

10.3.5 型面连接164

10.4 铆接、焊接和胶接简介164

10.4.1 铆接164

10.4.2 焊接164

10.4.3 胶接166

思考与练习题166

第11章 轴承168

11.1 概述168

11.2 滑动轴承的结构和材料169

11.2.1 滑动轴承的结构169

11.2.2 轴瓦和轴承衬材料172

11.3 非液体摩擦滑动轴承的设计174

11.3.1 非液体摩擦径向轴承174

11.3.2 非液体摩擦推力轴承175

11.4 动压轴承和静压轴承简介175

11.4.1 动压轴承的工作原理175

11.4.2 静压轴承的工作原理176

11.5 滚动轴承的结构、类型和代号177

11.5.1 滚动轴承的结构177

11.5.2 滚动轴承的主要类型及性能178

11.5.3 滚动轴承代号180

11.6 滚动轴承的选择181

11.6.1 滚动轴承的类型选择181

11.6.2 滚动轴承尺寸的选择182

11.7 滚动轴承的组合设计简介185

11.7.1 滚动轴承的组合支承方式185

11.7.2 滚动轴承的配合186

11.7.3 滚动轴承的装拆和调整186

11.7.4 滚动轴承的润滑和密封188

11.8 滑动轴承和滚动轴承比较189

思考与练习题190

第12章 轴和联轴器191

12.1 轴的分类和材料191

12.1.1 轴的分类191

12.1.2 轴的材料193

12.2 轴的结构设计194

12.3 轴的计算简介196

12.3.1 轴的强度计算196

12.3.2 轴的刚度计算197

12.3.3 轴的振动计算概念198

12.4 联轴器、离合器和制动器199

12.4.1 联轴器199

12.4.2 离合器204

12.4.3 制动器208

思考与练习题210

第13章 弹簧211

13.1 概述211

13.1.1 弹簧的功用211

13.1.2 弹簧的类型211

13.2 弹簧的材料和许用应力212

13.2.1 弹簧材料212

13.2.2 弹簧的许用应力212

13.3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的结构和特性曲线214

13.3.1 圆柱螺旋弹簧的结构214

13.3.2 圆柱螺旋弹簧的特性曲线215

13.4 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算217

13.4.1 弹簧的应力217

13.4.2 弹簧的变形218

13.4.3 弹簧的稳定性218

13.4.4 圆柱螺旋弹簧的设计计算步骤219

13.5 其他弹簧简介219

13.5.1 圆柱螺旋扭转弹簧219

13.5.2 碟形弹簧219

思考与练习题220

第14章 机械的平衡和调速221

14.1 刚性转子的静平衡和动平衡221

14.1.1 产生不平衡的原因221

14.1.2 刚性转子的静平衡计算221

14.1.3 刚性转子的动平衡计算222

14.2 机械的速度波动及其调节原理224

14.2.1 速度波动及其类型224

14.2.2 周期性速度波动及其调节224

14.2.3 非周期性速度波动的调节226

思考与练习题227

第15章 机械传动系统方案的拟定228

15.1 概述228

15.2 机械传动系统方案的拟定228

15.2.1 拟定机械传动系统方案的一般原则228

15.2.2 机械传动系统方案设计的一般步骤和方法230

15.3 机械传动系统设计实例234

思考与练习题239

附录240

习题参考答案289

参考文献292