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第1章 绪论1

1.1 机械基本知识1

1.1.1 机器与机构1

1.1.2 零件与构件2

1.1.3 机械、机器、机构、构件、零件的关系3

1.2 机械设计的基本内容与要求4

1.2.1 机械设计的基本要求4

1.2.2 机械设计的类型5

1.2.3 机械设计的一般过程5

1.2.4 本课程的学习内容与任务5

1.3 现代机械设计方法简介7

1.3.1 传统机械设计的局限性7

1.3.2 现代机械设计思想7

1.3.3 现代机械设计方法7

思考与练习9

第2章 平面机构运动的基本知识10

2.1 运动副及其分类10

2.1.1 低副10

2.1.2 高副11

2.1.3 低副机构和高副机构12

2.2 平面机构的运动简图12

2.2.1 运动副的简图表示12

2.2.2 构件的表示方法13

2.2.3 构件的分类13

2.2.4 机构运动简图的绘制14

2.3 平面机构产生确定运动的条件15

2.4 计算机构的自由度时应注意的问题17

2.4.1 复合铰链17

2.4.2 局部自由度18

2.4.3 虚约束19

思考与练习21

第3章 平面连杆机构的设计23

3.1 平面四杆机构的基本形式24

3.2 平面连杆机构的应用27

3.3 平面四杆机构的演化27

3.4 四杆机构存在曲柄的条件30

3.5 平面四杆机构的工作特性31

3.6 平面四杆机构的传力特性32

3.7 任务实施：平面四杆机构的设计34

3.7.1 图解法34

3.7.2 解析法36

思考与练习37

第4章 凸轮的设计39

4.1 凸轮机构的组成40

4.2 凸轮机构的特点40

4.3 凸轮机构的种类41

4.3.1 按凸轮的形状分类41

4.3.2 按从动件的形式分类42

4.3.3 按从动件的相对位置分类43

4.3.4 凸轮轮廓与从动件运动的关系43

4.4 凸轮机构从动件运动规律44

4.5 图解法设计凸轮轮廓47

4.6 其他类型凸轮轮廓曲线设计简介48

4.7 凸轮机构设计中的几个问题50

4.7.1 压力角及其许用值50

4.7.2 基圆半径的确定52

4.7.3 滚子半径的确定53

4.8 任务实施：凸轮轮廓曲线设计54

思考与练习55

第5章 其他常用机构和组合机构57

5.1 组合设计的目的与内容58

5.2 机构组合的基本方式及其效用58

5.3 其他常用机构简介59

5.3.1 棘轮机构59

5.3.2 槽轮机构61

5.3.3 不完全齿轮机构62

5.3.4 螺旋机构62

5.4 任务实施：冷镦机传动系统设计65

思考与练习68

第6章 机械零件设计概论70

6.1 机械零件设计概述70

6.1.1 机械零件设计应满足的基本要求70

6.1.2 零件设计的方法71

6.1.3 机械零件设计的步骤71

6.2 零件的常见失效形式72

6.3 零件的设计准则72

6.4 机械零件常用材料及其选择73

6.4.1 机械零件的常用材料73

6.4.2 选用材料的原则74

6.5 机械零件的结构工艺性及标准化75

思考与练习76

第7章 带传动的设计77

7.1 带传动的类型和特点78

7.2 V带和V带轮79

7.2.1 V带的分类和V带轮79

7.2.2 V带轮的材料和结构84

7.3 带传动的工作情况分析85

7.3.1 带传动的工作原理85

7.3.2 带传动的应力分析86

7.3.3 带传动的弹性滑动和打滑88

7.4 普通V带传动的设计计算88

7.4.1 带传动的设计准则和设计任务88

7.4.2 设计步骤及参数选择88

7.5 带传动的张紧和维护97

思考与练习99

第8章 链传动的设计100

8.1 链传动的类型和特点100

8.2 滚子链的结构和规格101

8.3 链轮的结构和材料103

8.4 链传动的运动特性104

8.5 滚子链传动的设计与计算106

8.6 链传动的润滑及布置111

思考与练习113

第9章 齿轮传动的设计114

9.1 齿轮传动的类型115

9.2 渐开线的性质及渐开线齿廓的啮合特性117

9.2.1 渐开线的形成117

9.2.2 渐开线的性质117

9.2.3 渐开线齿廓的啮合特性118

9.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动119

9.3.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸119

9.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动121

9.4 渐开线齿轮的切齿原理124

9.4.1 渐开线齿轮的加工方法124

9.4.2 根切125

9.4.3 变位齿轮125

9.5 直齿圆柱齿轮的传动设计126

9.5.1 齿轮的失效形式和常用材料126

9.5.2 齿轮传动的精度及其选择129

9.5.3 直齿圆柱齿轮传动的强度计算129

9.5.4 齿轮传动设计步骤和参数选择134

9.5.5 齿轮结构设计134

9.6 斜齿圆柱齿轮传动136

9.6.1 斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特点136

9.6.2 斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算137

9.6.3 斜齿圆柱齿轮的工作能力分析139

9.7 标准直齿圆锥齿轮传动140

9.7.1 直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成及特点140

9.7.2 圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算141

9.8 齿轮传动的润滑和维护142

9.8.1 润滑142

9.8.2 维护143

思考与练习145

第10章 蜗杆传动的设计147

10.1 蜗杆传动的类型、特点及应用147

10.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算149

10.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择149

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算152

10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构154

10.4 蜗杆传动的受力分析155

10.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算157

思考与练习159

第11章 轮系的设计161

11.1 轮系种类及功用161

11.1.1 轮系的分类161

11.1.2 轮系的功用163

11.2 轮系的传动比165

11.2.1 定轴轮系传动比的计算165

11.2.2 行星轮系传动比的计算167

11.2.3 混合轮系传动比的计算171

思考与练习172

第12章 螺纹连接175

12.1 常用螺纹的类型特点及应用175

12.2 螺纹连接类型、结构尺寸及应用场合177

12.3 标准螺纹连接件178

12.4 螺纹连接的预紧和防松179

12.5 螺纹连接件工作能力分析182

12.6 螺纹连接结构设计应注意的问题185

思考与练习187

第13章 轴毂连接188

13.1 轴毂连接类型188

13.1.1 键连接188

13.1.2 销连接191

13.1.3 其他常用连接193

13.2 平键的选择195

13.3 平键的强度计算196

13.4 键槽尺寸及公差197

13.5 任务实施：链连接的设计197

思考与练习199

第14章 轴的设计200

14.1 轴的分类200

14.2 材料及设计准则202

14.2.1 轴的常用材料202

14.2.2 轴的失效形式、设计准则和设计步骤202

14.3 轴的结构设计204

14.3.1 轴上零件的定位205

14.3.2 提高轴的强度的常用措施207

14.3.3 轴的结构工艺性209

14.4 轴的计算210

14.5 任务实施：低速轴的设计212

思考与练习217

第15章 轴承的选用218

15.1 滑动轴承的分类、特点及应用220

15.2 滑动轴承的失效形式及常用材料220

15.3 滑动轴承的结构类型221

15.4 不完全液体润滑滑动轴承设计计算222

15.4.1 计算准则和设计步骤222

15.4.2 径向滑动轴承的计算223

15.4.3 止推滑动轴承的计算223

15.5 滚动轴承的特点、结构、类型及材料224

15.5.1 滚动轴承的特点224

15.5.2 滚动轴承的结构225

15.5.3 滚动轴承的基本类型及结构特性225

15.5.4 滚动轴承的材料227

15.6 滚动轴承的代号227

15.6.1 前置代号和后置代号228

15.6.2 基本代号229

15.7 滚动轴承类型选择231

15.8 滚动轴承的组合结构设计232

15.9 滚动轴承的失效形式及计算准则237

15.10 滚动轴承的寿命计算238

15.11 当量动载荷的计算238

15.12 向心角接触轴承实际轴向载荷的计算239

15.13 滚动轴承的静强度计算240

15.14 滚动轴承的极限转速241

15.15 轴承的润滑与密封242

15.15.1 轴承的润滑242

15.15.2 轴承的密封242

思考与练习250

第16章 联轴器和离合器的选用251

16.1 概述251

16.2 联轴器252

16.2.1 联轴器的性能要求252

16.2.2 联轴器的分类及特点252

16.2.3 联轴器的选择及计算255

16.3 离合器256

16.4 特殊功用联轴器和离合器258

16.5 任务实施：联轴器的选择及设计259

思考与练习259

第17章 弹簧的设计260

17.1 概述260

17.2 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的特性及参数263

17.3 任务实施：圆柱螺旋压缩弹簧的设计269

思考与练习270

第18章 机械的平衡及速度波动和调节271

18.1 回转件的平衡271

18.2 回转件的平衡试验274

18.3 机械产生速度波动的原因及其调节方法276

18.3.1 机器速度波动的原因及类型276

18.3.2 机械运转的平均速度和不均匀系数277

18.3.3 机器速度波动的调节277

18.3.4 飞轮的设计方法278

思考与练习280

第19章 减速器和变速器的设计281

19.1 减速器281

19.2 变速器287

19.3 摩擦轮传动简介291

思考与练习292

第20章 机械创新简介293

20.1 机械创新设计293

20.2 机构形式设计的原则296

20.3 机械结构创新设计301

20.4 结构的宜人化设计309

思考与练习314

参考文献315