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绪论1

0.1机械的组成1

0.1.1机器和机构1

0.1.2构件、零件和部件3

0.2本课程的性质、内容和任务3

0.3机械设计的基本要求和一般过程3

0.3.1机械设计的基本要求3

0.3.2机械设计的一般过程4

0.4本课程的学习方法与特点5

思考与练习6

第1篇 常用机构9

第1章 平面机构运动简图及其自由度9

1.1机构的组成9

1.1.1构件和运动副9

1.1.2运动副的类型及特点9

1.2平面机构运动简图11

1.2.1运动副的表示11

1.2.2常用构件和机构图形的表示11

1.2.3机构运动简图的绘制13

1.3平面机构的自由度14

1.3.1机构自由度的计算公式14

1.3.2机构具有确定运动的条件14

1.3.3计算自由度时的几种特殊情况15

小结18

思考与练习19

第2章 平面连杆机构22

2.1平面四杆机构的基本形式及其演化22

2.1.1铰链四杆机构22

2.1.2铰链四杆机构的演化25

2.2平面四杆机构的工作特性29

2.2.1曲柄存在条件29

2.2.2急回特性30

2.2.3压力角和传动角31

2.2.4死点32

2.3平面四杆机构的几何设计33

2.3.1按行程速比系数设计33

2.3.2按连杆的两个或三个位置设计34

2.3.3按连架杆的两个或三个位置设计35

小结37

思考与练习37

第3章 凸轮机构39

3.1凸轮机构的应用及分类39

3.1.1凸轮机构的组成及应用39

3.1.2凸轮机构的分类40

3.2从动件常用运动规律43

3.2.1等速运动规律44

3.2.2等加速等减速运动规律44

3.2.3简谐运动规律45

3.2.4摆线运动规律46

3.2.5从动件运动规律的选择46

3.3图解法设计凸轮轮廓47

3.3.1对心移动尖底从动件盘状凸轮轮廓设计48

3.3.2对心移动滚子从动件盘状凸轮轮廓的设计49

3.3.3摆动从动件盘状凸轮轮廓的设计50

3.4凸轮机构设计的几个问题51

3.4.1基圆半径与压力角51

3.4.2滚子圆半径的确定53

小结54

思考与练习54

第4章 间歇运动机构简介55

4.1棘轮机构55

4.1.1棘轮机构的工作原理和类型55

4.1.2棘轮机构的应用57

4.2槽轮机构57

4.2.1槽轮机构工作原理和类型57

4.2.2槽轮机构的特点和应用59

小结59

思考与练习60

第2篇 机械传动63

第5章 齿轮传动63

5.1齿轮传动的特点、类型及应用实例63

5.2渐开线齿廓及其啮合特性65

5.2.1渐开线的形成原理及基本性质65

5.2.2渐开线齿廓的啮合特性66

5.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸67

5.3.1分度圆、模数和压力角67

5.3.2齿距、齿厚和槽宽68

5.3.3齿顶高、顶隙和齿根高68

5.4渐开线齿轮的啮合传动69

5.4.1正确安装条件70

5.4.2正确啮合条件70

5.4.3连续传动条件71

5.5渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿加工方法72

5.5.1成形法72

5.5.2范成法（展成法）72

5.6渐开线齿轮的根切现象74

5.6.1根切产生的原因74

5.6.2最少齿数Zmin75

5.7变位齿轮75

5.7.1变位和变位齿轮75

5.7.2变位齿轮传动的类型75

5.8平行轴斜齿圆柱齿轮传动76

5.8.1斜齿轮齿廓的形成76

5.8.2斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸77

5.8.3平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度78

5.8.4斜齿轮的当量齿数79

5.8.5平行轴斜齿轮传动的优缺点80

5.9齿轮传动的失效形式与设计准则80

5.9.1齿轮传动的失效形式80

5.9.2齿轮传动设计准则80

5.9.3常用齿轮材料及热处理81

5.10齿轮轮齿受力分析83

5.10.1渐开线直齿圆柱齿轮受力分析83

5.10.2渐开线斜齿圆柱齿轮受力分析84

5.10.3计算载荷85

5.11圆柱齿轮的强度计算86

5.11.1渐开线直齿圆柱齿轮强度计算86

5.11.2渐开线斜齿圆柱齿轮强度计算90

5.12直齿圆锥齿轮传动简介90

5.12.1圆锥齿轮传动的特点及应用90

5.12.2几何尺寸计算91

5.12.3当量齿轮与当量齿数92

5.12.4直齿圆锥齿轮的受力分析93

5.12.5强度计算94

5.13齿轮传动设计95

5.13.1齿轮传动参数的选择95

5.13.2齿轮传动设计步骤96

小结102

思考与练习103

第6章 蜗杆传动106

6.1蜗杆传动机构概述106

6.1.1蜗杆传动的组成106

6.1.2蜗杆传动特点107

6.1.3蜗杆传动的类型107

6.1.4蜗杆传动的失效形式及设计准则107

6.1.5蜗杆、蜗轮的材料选择108

6.2蜗杆传动机构的基本参数和尺寸109

6.2.1蜗杆机构的正确啮合条件109

6.2.2基本参数109

6.2.3蜗杆传动的基本尺寸计算110

6.2.4蜗杆传动的结构110

6.2.5蜗杆传动的受力分析112

6.3蜗杆传动的设计113

6.3.1蜗杆传动的强度计算方法113

6.3.2蜗杆传动的热平衡计算114

6.3.3蜗杆传动机构的散热116

6.3.4普通圆柱蜗杆和蜗轮设计计算116

小结118

思考与练习119

第7章 轮系120

7.1定轴轮系120

7.1.1平行轴定轴轮系121

7.1.2非平行轴定轴轮系122

7.2行星轮系122

7.3组合轮系124

7.4轮系的功用125

7.5几种特殊的行星传动简介127

7.5.1少齿差行星齿轮传动127

7.5.2谐波齿轮传动128

小结129

思考与练习130

第8章 带传动和链传动131

8.1带传动的类型、特点和应用131

8.1.1带传动的工作原理和类型131

8.1.2带传动的特点和应用132

8.2 V带和带轮132

8.2.1 V带的结构与标准132

8.2.2普通V带轮134

8.3带传动的工作情况分析136

8.3.1带传动的受力分析136

8.3.2打滑与最大有效拉力137

8.3.3带传动的弹性滑动137

8.3.4带传动的应力分析138

8.4带传动的设计140

8.4.1带传动的失效形式与设计准则140

8.4.2单根V带的许用功率140

8.4.3V带传动的设计计算142

8.5带传动的安装、张紧、维护及其他带传动147

8.5.1带传动的安装147

8.5.2常见的张紧装置148

8.5.3带传动的维护149

8.6链传动149

8.6.1链传动的概述149

8.6.2滚子链与链轮150

8.6.3链传动的布置、张紧和润滑152

小结153

思考与练习154

第3篇 机件联接159

第9章 螺纹联接159

9.1螺纹的类型及其主要参数159

9.1.1螺纹的形成原理159

9.1.2螺纹的类型及其主要参数159

9.2常用螺纹的特点及应用161

9.3螺纹联接的基本类型与标准螺纹联接件162

9.3.1螺纹联接的基本类型162

9.3.2标准螺纹联接件163

9.3.3螺纹联接的预紧和防松165

9.4螺栓联接的强度计算167

9.4.1失效形式和设计准则167

9.4.2松螺栓联接167

9.4.3普通螺栓联接168

9.4.4铰制孔用螺栓联接170

9.4.5螺栓的材料和许用应力170

9.5提高螺栓联接强度的途径173

9.6螺旋传动175

9.6.1螺旋传动的特点和应用176

9.6.2螺旋传动的类型176

9.6.3滑动螺旋传动177

9.6.4差动螺旋传动177

9.6.5滚动螺旋传动178

9.6.6螺杆和螺母的材料179

小结179

思考与练习180

第10章 键联接和销联接183

10.1键联接183

10.1.1键联接的类型、特点和应用183

10.1.2平键联接的选择与强度校核185

10.1.3花键联接187

10.2销联接188

小结189

思考与练习189

第4篇 轴系零部件193

第11章 轴承193

11.1滑动轴承的类型、结构及材料193

11.1.1滑动轴承的类型193

11.1.2滑动轴承的结构194

11.1.3滑动轴承轴瓦结构和材料196

11.2滚动轴承的类型、代号及选用198

11.2.1简述198

11.2.2滚动轴承的结构特性199

11.2.3滚动轴承的类型及特点200

11.2.4滚动轴承的代号203

11.2.5滚动轴承的类型选择206

11.3滚动轴承的选择计算207

11.3.1滚动轴承的失效形式207

11.3.2滚动轴承的计算准则208

11.3.3滚动轴承的寿命计算208

11.3.4滚动轴承的静强度计算218

11.4滚动轴承的组合设计220

11.4.1滚动轴承的轴向固定220

11.4.2滚动轴承的组合调整222

11.4.3滚动轴承的预紧223

11.4.4滚动轴承的配合与装拆224

11.4.5滚动轴承的润滑与密封225

小结227

思考与练习227

第12章轴229

12.1概述229

12.1.1轴的功用和分类229

12.1.2轴的材料230

12.1.3轴的设计步骤231

12.2轴的结构设计231

12.2.1轴上零件的布置231

12.2.2轴上零件的固定232

12.2.3各轴段的直径和长度234

12.2.4轴的结构工艺性235

12.2.5减小应力集中，提高轴的疲劳强度235

12.3轴的强度计算236

12.3.1心轴的强度计算236

12.3.2传动轴的强度计算236

12.3.3转轴的强度计算237

12.3.4轴的刚度计算238

小结241

思考与练习241

第13章 联轴器、离合器和弹簧243

13.1联轴器的类型及特点244

13.1.1固定式刚性联轴器245

13.1.2可移式刚性联轴器248

13.1.3弹性联轴器249

13.2联轴器的选择253

13.2.1联轴器类型的选择253

13.2.2联轴器型号的选择253

13.3常用离合器255

13.3.1牙嵌离合器255

13.3.2摩擦离合器256

13.3.3超越离合器257

13.4弹簧258

13.4.1弹簧的功用258

13.4.2弹簧的类型259

13.4.3弹簧的材料和制造260

13.4.4圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的结构及几何计算262

小结263

思考与练习264

第14章 机构的组合与创新265

14.1机构的组合与应用265

14.1.1串联式组合机构265

14.1.2并联式组合机构266

14.1.3反馈式组合机构268

14.2机构创新简介269

14.2.1综合创新法269

14.2.2联想创新法270

14.2.3仿真创新法271

14.2.4移植创新法272

主要参考文献273