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第0章　绪论1

0.1　本课程的研究对象1

0.2　本课程的性质、内容、任务与作用3

0.3　本课程的学习方法5

第1章　机械设计概述6

1.1　机械系统的组成6

1.2　机构的组成及运动简图7

1.2.1　运动副7

1.2.2　运动链9

1.2.3　机构10

1.2.4　机构运动简图的绘制10

1.3　机械设计的基本要求和一般设计过程16

1.3.1　机械设计的基本要求16

1.3.2　机械设计的主要内容和过程17

1.4　机械零件的失效形式和设计准则17

1.4.1　机械零件常见的失效形式17

1.4.2　机械零件的设计准则18

1.4.3　机械零件的设计方法20

1.4.4　机械零件设计的一般步骤22

1.5 习题22

第2章　平面机构的自由度与运动分析24

2.1　平面运动链的自由度24

2.2　运动链成为机构的条件24

2.3　计算自由度时应注意的事项26

2.3.1　复合铰链26

2.3.2　局部自由度26

2.3.3　虚约束27

2.4　用图解法进行机构的运动分析29

2.4.1　机构运动分析的目的和方法30

2.4.2　平面机构的位置图30

2.4.3　速度瞬心及其在速度分析中的应用31

2.5　用解析法进行机构的运动分析37

2.5.1　铰链四杆机构37

2.5.2　曲柄滑块机构40

2.6　习题42

第3章　平面连杆机构45

3.1　铰链四杆机构的基本型式及其演化45

3.1.1　铰链四杆机构的基本型式45

3.1.2　铰链四杆机构的演化47

3.2　机构设计中的一些共性问题49

3.2.1 曲柄存在的条件49

3.2.2　行程速度变化系数51

3.2.3　压力角和传动角52

3.2.4　死点53

3.3　平面连杆机构的设计54

3.3.1 图解法54

3.3.2　解析法61

3.4　习题62

第4章　凸轮机构及其设计65

4.1 凸轮机构的应用和类型65

4.1.1 凸轮机构的应用65

4.1.2　凸轮机构的类型66

4.2　从动件的常用运动规律68

4.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律之间的相互关系68

4.2.2　从动件的常用运动规律70

4.3　盘形凸轮轮廓曲线的设计75

4.3.1　反转原理75

4.3.2　用图解法设计凸轮的轮廓曲线76

4.3.3　用解析法设计凸轮的轮廓曲线80

4.4　凸轮机构基本参数的确定82

4.4.1 凸轮机构的压力角和自锁83

4.4.2 凸轮基圆半径的选择84

4.4.3　从动件滚子半径的选择84

4.5 习题85

第5章　齿轮机构88

5.1　齿轮机构的类型及特点88

5.2　齿廓啮合基本定律89

5.3　渐开线及渐开线齿廓的啮合特点90

5.3.1　渐开线的形成和特性90

5.3.2　渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律91

5.4　渐开线齿轮各部分名称和基本尺寸93

5.5　渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动95

5.5.1　正确啮合条件95

5.5.2　标准中心距96

5.5.3　重合度97

5.6　齿轮的加工原理98

5.6.1　仿形法98

5.6.2　范成法99

5.7　根切现象及防止根切的措施101

5.8　斜齿圆柱齿轮机构103

5.8.1　斜齿圆柱齿轮的共轭齿廓曲面103

5.8.2　斜齿轮各部分名称及几何尺寸计算105

5.8.3　斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件106

5.8.4　斜齿轮传动的重合度106

5.8.5　斜齿轮的当量齿数107

5.8.6　斜齿轮的优缺点108

5.9　圆锥齿轮机构108

5.9.1 圆锥齿轮概述108

5.9.2　背锥和当量齿轮109

5.9.3　直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算111

5.10　习题112

第6章　轮系114

6.1　轮系的分类114

6.1.1　定轴轮系114

6.1.2　周转轮系114

6.1.3　复合轮系115

6.2　定轴轮系传动比计算116

6.2.1　传动比大小的计算116

6.2.2　首、末轮转向关系的确定116

6.3　周转轮系及其传动比118

6.4　复合轮系及其传动比120

6.5　轮系的功用121

6.6　习题123

第7章　间歇运动机构125

7.1　棘轮机构125

7.2　槽轮机构128

7.3　不完全齿轮机构129

7.4　习题130

第8章　平衡与调速132

8.1　回转件的平衡132

8.1.1　概述132

8.1.2　回转件的静平衡计算132

8.1.3 回转件的动平衡计算134

8.1.4　回转件的平衡试验136

8.2　机械速度波动及其调节139

8.2.1　非周期性速度波动及其调节139

8.2.2　周期性速度波动及其调节140

8.3 习题145

第9章　带传动的设计148

9.1　概述148

9.1.1　带传动的组成及工作原理148

9.1.2　带传动的类型148

9.1.3　带传动的特点150

9.2　带传动的工作情况分析150

9.2.1 带传动的受力分析150

9.2.2　传动带的应力分析152

9.2.3 带传动的弹性滑动和传动比153

9.2.4　带传动的设计准则154

9.3　V带传动的设计155

9.3.1　V带的类型及结构155

9.3.2　单根V带的基本额定功率156

9.3.3　V带传动的设计计算157

9.4　V带轮的设计162

9.5　V带传动的张紧装置163

9.6　习题166

第10章　链传动的设计167

10.1　概述167

10.2　链传动的结构168

10.2.1　链条168

10.2.2　链轮170

10.3　链传动的工作情况分析172

10.3.1　链传动的运动分析172

10.3.2　链传动的受力分析174

10.4　滚子链传动的设计计算175

10.4.1　链传动的主要失效形式175

10.4.2　链传动的主要参数及其选择175

10.4.3　滚子链传动的额定功率及链传动计算176

10.5　链传动的润滑和布置180

10.5.1　链传动的润滑180

10.5.2　链传动的布置180

10.6　习题181

第11章　齿轮传动的设计182

11.1　齿轮传动的失效形式及设计准则182

11.1.1　齿轮传动的失效形式182

11.1.2　齿轮传动的设计准则183

11.2　齿轮材料及其选择原则184

11.2.1　常用的齿轮材料184

11.2.2　齿轮材料的选择原则185

11.3　齿轮传动的计算载荷185

11.3.1　轮齿上的作用力185

11.3.2　计算载荷186

11.4　直齿轮传动的强度计算187

11.4.1　齿面接触疲劳强度计算187

11.4.2　齿根弯曲疲劳强度计算192

11.5　斜齿轮传动的强度计算196

11.5.1　轮齿上的作用力196

11.5.2　齿面接触疲劳强度计算197

11.5.3　齿根弯曲疲劳强度的计算198

11.6　直齿圆锥齿轮传动的强度计算199

11.6.1　轮齿上的作用力199

11.6.2　齿面接触强度的计算200

11.6.3 弯曲疲劳强度的计算201

11.7　齿轮传动的润滑及结构设计201

11.7.1　齿轮传动的润滑201

11.7.2　齿轮的结构设计202

11.8　习题205

第12章　蜗杆传动的设计206

12.1　蜗杆传动的类型与应用206

12.1.1　蜗杆传动的特点206

12.1.2　蜗杆传动的分类207

12.2　圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸209

12.2.1　蜗杆传动的主要参数及其选择209

12.2.2　蜗杆传动的几何尺寸计算211

12.3　蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择212

12.3.1　蜗杆传动的失效形式和设计准则212

12.3.2　材料选择212

12.4　圆柱蜗杆传动的强度计算212

12.4.1　蜗杆传动的受力分析212

12.4.2　蜗轮齿面接触强度计算213

12.4.3　蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算214

12.5　蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算216

12.5.1　齿面相对滑动速度Vs216

12.5.2　蜗杆传动的效率217

12.5.3　蜗杆传动的润滑218

12.5.4　蜗杆传动的热平衡计算218

12.6　圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计221

12.7　习题222

第13章　联接设计223

13.1　概述223

13.2　螺纹223

13.2.1　螺纹的形成及其主要参数223

13.2.2　常用螺纹的类型及应用225

13.3　螺纹联接的基本类型及标准联接件226

13.3.1　螺纹联接的基本类型226

13.3.2 螺纹联接件227

13.4　螺栓联接的预紧与防松230

13.4.1　螺栓联接的预紧230

13.4.2　螺栓联接的防松232

13.5　螺栓组联接的结构设计与受力分析234

13.5.1　螺栓组联接的结构设计234

13.5.2　螺栓组的受力分析236

13.6　单个螺栓联接的强度计算240

13.6.1　松螺栓联接的强度计算240

13.6.2　紧螺栓联接的强度计算241

13.6.3　螺栓的材料及许用应力245

13.7　提高螺栓联接强度的措施246

13.7.1　降低螺栓总轴向载荷Q的变化范围246

13.7.2　改善螺纹牙间的载荷分布247

13.7.3　减小应力集中和附加应力的影响248

13.8　键联接249

13.8.1　键联接的类型和应用249

13.8.2　键的选择及平键联接的强度校核252

13.9　习题254

第14章　轴的设计256

14.1　概述256

14.2　轴的材料258

14.3　轴径的初步估算259

14.3.1　按转矩估算轴径259

14.3.2　类比法确定轴径260

14.4　轴的结构设计260

14.4.1　轴的加工和轴上零件的装拆261

14.4.2　轴上零件的定位和固定262

14.4.3　减小应力集中、改善受力情况263

14.5　轴的强度计算264

14.6　习题267

第15章　轴承269

15.1　概述269

15.2　滑动轴承269

15.2.1　机械中的常见摩擦状态269

15.2.2　滑动轴承的类型和结构型式271

15.2.3　轴瓦和轴承衬材料273

15.2.4　滑动轴承的润滑剂和润滑装置275

15.2.5　不完全液体摩擦滑动轴承的设计计算279

15.3　滚动轴承的构造、基本类型及代号282

15.3.1　滚动轴承的构造282

15.3.2　滚动轴承的基本类型、代号及选择283

15.4　滚动轴承的失效形式及选择计算291

15.4.1 失效形式291

15.4.2　轴承寿命292

15.4.3　基本额定动载荷及寿命计算293

15.4.4 向心角接触轴承轴向力A的计算295

15.4.5 当量动载荷的计算296

15.4.6　滚动轴承的额定静载荷297

15.5　滚动轴承的组合设计301

15.5.1　轴承的轴向固定301

15.5.2　滚动轴承的组合调整302

15.5.3　滚动轴承的配合304

15.5.4　滚动轴承的装拆304

15.5.5　滚动轴承的润滑和密封305

15.6　习题307

第16章　联轴器和离合器308

16.1　概述308

16.2　联轴器309

16.2.1　刚性联轴器309

16.2.2　挠性联轴器309

16.3　离合器313

16.3.1　牙嵌离合器313

16.3.2　圆盘摩擦离合器314

16.3.3　超越离合器316

16.4　习题317

第17章　弹簧设计318

17.1　概述318

17.1.1　弹簧的功用318

17.1.2　弹簧的类型318

17.2　弹簧的结构、材料、许用应力及制造319

17.2.1 弹簧的结构319

17.2.2　弹簧的材料321

17.2.3　弹簧的许用应力322

17.2.4　弹簧的制造322

17.3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算323

17.3.1 几何参数的计算323

17.3.2　特性曲线324

17.3.3 圆柱螺旋压缩、拉伸弹簧的应力与变形325

17.3.4　设计计算步骤329

17.4　圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算331

17.5 习题332

参考文献334