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第1章　绪论1

1.1　机械设计概述1

1.1.1　引言1

1.1.2　机械设计概述1

目录1

1.2.1　本课程的主要内容3

习题3

1.2.2　本课程的学习方法3

1.2　本课程的主要内容和学习方法3

1.1.3　机器的组成3

第2章　平面机构的自由度及机构运动简图4

2.1 平面运动副及其分类4

2.1.1　低副4

2.1.2　高副5

2.2 平面机构运动简图6

2.2.1　构件的表示方法6

2.2.2　平面机构运动简图的绘制7

2.3.1　平面运动副对构件的约束9

2.3　平面机构的自由度及其具有确定运动的条件9

2.3.2　平面机构的自由度10

2.3.3　平面机构具有确定运动的条件10

2.3.4　计算平面机构自由度时应注意的事项11

习题13

第3章　平面连杆机构15

3.1 平面四杆机构的类型15

3.1.1　平面四杆机构的基本型式15

3.1.2　铰链四杆机构的演化型式17

3.2 平面四杆机构的一些基本特性20

3.2.1　铰链四杆机构曲柄存在的条件20

3.2.2　急回运动特性和行程速比系数22

3.2.3　压力角和传动角22

3.2.4　“死点”位置23

3.3　平面四杆机构的设计24

3.3.1　按给定行程速比系数k设计四杆机构24

3.3.2　按给定连杆预定位置设计铰链四杆机构25

3.3.3　给定两连架杆对应位置设计铰链四杆机构26

习题28

第4章　凸轮机构30

4.1　凸轮机构的应用和分类30

4.1.1　凸轮机构的应用30

4.1.2　常用凸轮机构的分类31

4.2　从动件的常用运动规律33

4.2.1　匀速运动规律34

4.2.2　匀加速匀减速运动规律35

4.2.3　简谐运动规律（余弦加速度运动规律）36

4.3 凸轮轮廓设计37

4.3.1　尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计37

4.3.2　滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计38

4.3.3　平底对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计38

4.3.4　偏置移动从动件盘形凸轮轮廓的设计39

4.4 凸轮机构设计中的几个问题40

4.4.1　滚子半径的选择40

4.4.2 凸轮机构的压力角40

4.5.1 凸轮和从动件的常用材料及技术要求42

4.5　凸轮机构的结构设计42

4.5.2　结构设计43

习题44

第5章　间歇机构46

5.1 间歇运动机构简介46

5.2　棘轮机构46

5.2.1　棘轮机构的工作原理和类型46

5.2.2　棘轮机构的尺寸计算48

5.3.1　槽轮机构的工作原理和类型49

5.3　槽轮机构49

5.2.3　棘轮机构的特点49

5.3.2　槽轮机构的运动特性50

5.3.3　槽轮机构的特点及应用51

5.4　其他间歇机构51

5.4.1　不完全齿轮机构51

5.4.2 凸轮式间歇运动机构52

习题52

6.1.1　带传动的工作原理及主要类型53

6.1 带传动的工作原理、特点和主要类型53

第6章　带传动53

6.1.2　带传动的类型及特点54

6.1.3　摩擦带传动的特点55

6.2　V带和V带轮55

6.2.1　V带的结构与标准55

6.2.2　普通V带轮的材料与结构57

6.3　带传动的受力分析和应力分析59

6.3.1　带传动的受力分析59

6.3.2　带的应力分析60

6.3.3　带传动的弹性滑动和打滑61

6.4　V带传动的失效形式和计算准则63

6.4.1　V带传动的失效形式63

6.4.2　带传动的设计准则63

6.5　V带传动的设计计算63

6.5.1 单根V带的额定功率63

6.5.2　V带传动的设计步骤和方法65

习题71

7.1.2　常用的分类是按其功能和外形特点来分类72

7.1.1　齿轮可按齿廓曲线的种类进行分类72

第7章　直齿圆柱齿轮传动72

7.1　齿轮传动概述72

7.1.3　按齿轮传动的工作条件分类74

7.2　渐开线齿廓啮合的几个重要性质74

7.2.1　渐开线的特性74

7.2.2　渐开线齿廓能实现定传动比75

7.2.3　渐开线齿轮传动的可分离性76

7.2.4　一对齿轮传动相当于两节圆相切作纯滚动76

7.2.5　渐开线齿轮传动的啮合角为常数77

7.2.6　渐开线齿廓间有相对滑动77

7.3　渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数与几何尺寸78

7.3.1 齿轮各部分名称和5个主要参数78

7.3.2　渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸81

7.4　渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合传动82

7.4.1 正确啮合条件82

7.4.2　连续传动条件83

7.5.1 齿轮齿廓加工方法84

7.5　渐开线齿廓的加工方法与根切现象84

7.5.2　根切现象和最少齿数87

7.6　齿轮传动的精度88

7.6.1　齿轮传动精度分类88

7.6.2　圆柱齿轮传动精度等级选择88

7.7　渐开线齿轮传动强度计算基础89

7.7.1　齿轮的失效形式及设计准则89

7.7.2　齿轮材料及热处理91

7.8　直齿圆柱齿轮的强度计算93

7.8.1　直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷93

7.8.2　齿面接触疲劳强度计算94

7.8.3　齿根弯曲疲劳强度计算98

7.8.4　圆柱齿轮传动参数的选择和设计步骤101

7.9　齿轮传动的润滑104

习题105

8.1.1　直齿圆柱齿轮齿廓的形成107

8.1.2　斜齿圆柱齿轮齿廓的形成和啮合特点107

第8章　斜齿圆柱齿轮传动107

8.1　斜齿圆柱齿轮概述107

8.2　斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算和正确啮合条件108

8.2.1　斜齿圆柱齿轮的基本参数108

8.2.2　斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算109

8.2.3　渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件111

8.3　斜齿圆柱齿轮的当量齿轮112

8.4　斜齿圆柱齿轮传动的优缺点、人字齿轮112

8.4.1　斜齿圆柱齿轮传动的优缺点112

8.5.1　齿面接触疲劳强度计算113

8.4.2　人字齿轮113

8.5　斜齿圆柱齿轮传动的强度计算113

8.5.2　齿根弯曲疲劳强度计算114

习题117

第9章　直齿锥齿轮机构119

9.1　锥齿轮概述119

9.2　直齿锥齿轮的背锥和当量齿数120

9.3　直齿锥齿轮的几何尺寸计算和正确啮合条件121

9.3.1　直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸121

9.4　直齿锥齿轮传动设计122

9.3.2　直齿锥齿轮的正确啮合条件122

9.4.1　齿面接触疲劳强度123

9.4.2　齿根弯曲疲劳强度124

习题124

第10章　蜗杆传动125

10.1　蜗杆传动概述125

10.1.1　蜗杆传动的特点125

10.1.2　蜗杆传动类型125

10.1.3　蜗杆传动布置形式126

10.2　蜗杆传动的主要参数、几何尺寸127

10.2.1　主要参数及其选择127

10.2.2　几何尺寸130

10.3　蜗杆与蜗轮的结构131

10.4　蜗杆传动的强度计算132

10.4.1　蜗杆传动的受力分析132

10.4.2　蜗杆传动的强度计算132

10.5.1　蜗杆传动的效率134

10.5　蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算134

10.5.2　蜗杆传动的润滑135

10.5.3　蜗杆传动的热平衡计算136

习题137

第11章　轮系139

11.1　轮系的分类139

11.2　定轴轮系的传动比计算140

11.2.1　平面定轴轮系传动比计算141

11.2.2　空间定轴轮系传动比计算142

11.3　周转轮系144

11.4　混合轮系147

11.5　轮系的应用148

习题150

第12章　螺纹联接152

12.1　螺纹的形成、分类及主要参数152

12.1.1　螺纹的形成152

12.1.2　螺纹的类型和应用152

12.1.3　螺纹的主要参数154

12.2.1　螺纹联接的基本类型155

12.2　螺纹联接的基本类型和螺纹联接件155

12.2.2　标准螺纹联接件156

12.3　螺栓联接的预紧与防松157

12.3.1　螺栓联接的预紧157

12.3.2　螺纹联接的防松158

12.4　螺栓的强度计算160

12.4.1 单个螺栓联接的受力分析和强度计算160

12.4.2　螺栓组联接的设计与受力分析164

12.5.1　螺栓联接件的性能等级和材料168

12.5　螺栓联接件的性能等级、材料和许用应力168

12.5.2　螺纹联接材料的许用应力169

12.6　提高螺纹联接强度的措施169

12.6.1　减小附加弯曲应力169

12.6.2　改善螺纹牙上载荷分布不均现象170

12.6.3　减小应力集中170

12.6.4　改进工艺措施171

12.7　螺旋传动171

12.7.1　螺旋机构的工作原理和类型171

12.7.2　螺旋机构的特点和应用172

习题173

第13章　键、花键及销联接175

13.1　键联接的类型和特点175

13.1.1　平键联接175

13.1.2　半圆键联接176

13.1.3　楔键联接与切向键联接176

13.2　平键联接的尺寸选择和强度验算177

13.2.1 平键联接的尺寸选择177

13.2.2 平键的强度验算177

13.3.1　花键联接的类型、特点和应用179

13.3　花键联接179

13.3.2　花键联接的计算180

13.4　销联接181

13.5　成形联接182

习题183

第14章　轴184

14.1　轴的分类和设计要求184

14.1.1　轴的分类、特点和应用184

14.2　轴的材料及选择185

14.1.2　轴的设计要求185

14.3.1　轴上主要零件的布置186

14.3　轴的结构设计186

14.3.2　轴上零件的定位和固定187

14.3.3　轴的结构工艺性188

14.4　轴的强度校核计算189

14.4.1　轴径的初步估算189

14.4.2　轴的弯扭合成强度计算190

14.4.3　轴的设计步骤191

14.5.1　轴的弯曲刚度校核计算195

14.5　轴的刚度校核计算195

14.5.2　轴的扭转刚度校核计算196

习题196

第15章　滑动轴承197

15.1　滑动轴承的种类与摩擦状态197

15.1.1　滑动轴承的分类197

15.1.2　滑动轴承的摩擦状态198

15.2　滑动轴承的结构及材料198

15.2.1　滑动轴承的结构198

15.2.2　滑动轴承材料200

15.3　非液体摩擦滑动轴承的计算204

15.3.1 向心滑动轴承的计算205

15.3.2　推力滑动轴承的计算205

15.4　滑动轴承的润滑206

15.4.1　润滑剂及其选用原则206

15.4.2　常用润滑方法及装置207

15.4.3　润滑方法的选择208

15.5.1　动压承载机理209

15.5　液体摩擦滑动轴承简介209

15.5.2　液体动压向心轴承210

习题210

第16章　滚动轴承212

16.1　滚动轴承概述212

16.2　滚动轴承的类型和代号213

16.2.1　滚动轴承的常用类型213

16.2.2　滚动轴承的代号218

16.2.3　滚动轴承类型的选择219

16.3.1　滚动轴承的失效形式及计算准则221

16.3　滚动轴承的设计计算221

16.3.2　滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷222

16.3.3　滚动轴承的寿命计算公式226

16.3.4　滚动轴承的当量动载荷227

16.3.5　角接触轴承的轴向载荷计算229

16.3.6　滚动轴承的静强度计算231

16.4　滚动轴承的组合结构设计233

16.4.1　轴承的轴向定位和固定233

16.4.2　滚动轴承组的支承配置形式234

16.4.3　轴系的轴向调整235

16.4.4　轴承的安装和拆卸236

16.4.5　滚动轴承的预紧236

16.4.6　滚动轴承的润滑和密封237

习题240

第17章　联轴器和离合器242

17.1　联轴器和离合器的作用242

17.1.1　联轴器的类型242

17.1.2　联轴器的选用计算242

17.2.1　刚性联轴器243

17.2　常用联轴器243

17.2.2　无弹性元件挠性联轴器244

17.2.3　弹性联轴器246

17.3　常用离合器247

17.3.1　牙嵌离合器247

17.3.2　摩擦离合器248

习题249

第18章　弹簧250

18.1　弹簧概述250

18.1.1　弹簧的主要功用250

18.1.2　弹簧种类250

18.2　圆柱形螺旋压缩、拉伸弹簧的设计251

18.2.1　压缩弹簧的受力与变形251

18.2.2　圆柱形螺旋压缩弹簧的主要参数及主要几何尺寸252

18.2.3　圆柱形螺旋拉伸弹簧的计算254

习题255

参考文献256