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第1章 绪论 1

1.1 本课程的研究对象 1

1.1.1 引言 1

1.1.2 机器、机构与机械 2

1.1.3 零件、部件和构件 3

1.2 本课程的内容和学习方法 4

1.2.1 本课程的内容 4

1.2.2 本课程的学习方法 4

1.3 机械设计的基本要求及一般过程 5

1.3.1 机械设计的基本要求 5

1.3.2 机械设计的一般过程 5

1.4 机械零件设计的基本要求及一般方法 6

1.4.1 机械零件设计的基本要求 6

1.4.2 机械零件设计的一般方法 7

本章小结 7

思考题及练习题 7

第2章 平面机构的结构分析 8

2.1 运动副 8

2.1.1 低副 8

2.1.2 高副 8

2.2 平面机构的运动简图 10

2.2.1 平面机构简图和运动简图 10

2.2.2 运动副和构件的表示方法 10

2.2.3 机构运动简图的绘制 12

2.3 平面机构的自由度 13

2.3.1 自由度和约束 13

2.3.2 平面机构自由度的计算 14

2.3.3 平面机构具有确定运动的条件 14

2.3.4 计算平面机构的自由度应注意的几个问题 15

本章小结 18

思考题及练习题 19

第3章 平面连杆机构 21

3.1 平面连杆机构的特点 21

3.2 铰链四杆机构的基本类型及曲柄存在的条件 21

3.2.1 铰链四杆机构的基本类型及应用 21

3.2.2 铰链四杆机构曲柄存在的条件和基本类型的判别 24

3.3 铰链四杆机构的演化形式 26

3.3.1 曲柄滑块机构和偏心轮机构 26

3.3.2 曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构 27

3.3.3 移动导杆机构和曲柄摇块机构 27

3.3.4 曲柄移动导杆机构 29

3.4 平面四杆机构的传动特性 29

3.4.1 急回特性 29

3.4.2 传力特性 30

3.4.3 死点位置 32

3.5 图解法设计平面四杆机构 33

3.5.1 按连杆位置设计四杆机构 33

3.5.2 按给定行程速比系数设计四杆机构 35

3.6 多杆机构简介 36

本章小结 38

思考题及练习题 39

第4章 凸轮机构 41

4.1 概述 41

4.1.1 凸轮机构的应用 41

4.1.2 凸轮机构的特点 42

4.1.3 凸轮机构的分类 42

4.2 从动件的常用运动规律 44

4.2.1 凸轮机构运动过程及有关名称 44

4.2.2 位移线图 45

4.2.3 从动件常用运动规律 45

4.3 盘形凸轮轮廓的绘制 48

4.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理 48

4.3.2 对心直动从动件盘形凸轮的绘制 48

4.3.3 滚子直动从动件盘形凸轮的绘制 49

4.3.4 对心平底移动从动件盘形凸轮的绘制 49

4.3.5 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮的绘制 49

4.3.6 摆动从动件盘形凸轮的绘制 51

4.4 凸轮机构基本尺寸的确定 51

4.4.1 滚子半径的选择 52

4.4.2 压力角的选择 52

4.4.3 基圆半径的选择 53

4.5 凸轮机构的结构设计 54

4.5.1 凸轮和滚子的材料 54

4.5.2 凸轮的结构 54

4.5.3 滚子的结构 54

本章小结 55

思考题及练习题 56

第5章 间歇运动机构 58

5.1 棘轮机构 58

5.1.1 棘轮机构的工作原理及分类 58

5.1.2 棘轮机构转角的调整方法 60

5.2 槽轮机构 62

5.2.1 槽轮机构的工作原理、基本类型、特点及应用 62

5.2.2 槽轮机构主要运动参数的选择 63

5.3 其他间歇机构简介 64

5.3.1 不完全齿轮机构 64

5.3.2 凸轮式间歇运动机构 65

本章小结 66

思考题及练习题 67

第6章 螺纹连接和螺旋传动 68

6.1 螺纹的形成、主要参数与分类 68

6.1.1 螺纹的形成 68

6.1.2 螺纹的主要参数 69

6.1.3 几种常用螺纹的特点和应用 70

6.2 螺纹连接的基本类型及螺纹连接件 72

6.2.1 螺纹连接的基本类型 72

6.2.2 标准螺纹连接件 73

6.3 螺纹连接的预紧和防松 74

6.3.1 螺纹连接的预紧 75

6.3.2 螺纹连接的防松 76

6.4 螺纹连接的强度计算 77

6.4.1 松螺纹连接 77

6.4.2 受横向外载荷的紧螺栓连接 78

6.4.3 受轴向外载荷的紧螺栓连接 80

6.5 螺纹连接件的材料和许用应力 82

6.5.1 螺纹连接件的常用材料 82

6.5.2 螺栓连接的许用应力和安全系数 82

6.6 提高螺栓连接强度的措施 84

6.6.1 降低应力幅 84

6.6.2 改善载荷的不均匀分布 85

6.6.3 减小应力集中 86

6.6.4 避免附加弯曲应力 86

6.7 螺旋传动 86

6.7.1 螺旋传动的类型与特点 86

6.7.2 滚动螺旋简介 87

本章小结 88

思考题及练习题 88

第7章 带传动 90

7.1 带传动的类型和特点 90

7.1.1 带传动的类型 90

7.1.2 带传动的特点 91

7.2 普通V带及V带轮 91

7.2.1 普通V带 91

7.2.2 V带轮 96

7.3 带传动工作能力的分析 98

7.3.1 带传动的受力分析 98

7.3.2 带的应力分析 99

7.3.3 弹性滑动和打滑现象 100

7.4 普通V带传动设计计算 101

7.4.1 带传动的失效形式和计算准则 101

7.4.2 单根V带的基本额定功率和许用功率 102

7.4.3 普通V带传动设计计算 103

7.5 窄V带传动 108

7.5.1 窄V带的结构、特点和应用 108

7.5.2 窄V带和窄V带轮尺寸 109

7.6 同步带传动 109

7.6.1 同步带传动的类型、特点和应用 109

7.6.2 同步带和同步带轮 109

7.7 V带传动的安装、张紧和维护 110

7.7.1 带传动的张紧方法 110

7.7.2 V带初拉力的测定 111

7.7.3 V带传动的安装、使用和维护 112

本章小结 112

思考题及练习题 113

第8章 链传动 115

8.1 链传动的类型和特点 115

8.1.1 链传动的类型 115

8.1.2 链传动的特点和应用 115

8.2 滚子链和链轮 116

8.2.1 滚子链 116

8.2.2 滚子链链轮 118

8.3 链传动的运动特性 120

8.3.1 平均链速和平均传动比 121

8.3.2 瞬时链速和瞬时传动比 121

8.4 滚子链传动的设计 122

8.4.1 链传动的主要失效形式 122

8.4.2 链传动的设计计算 123

8.5 链传动的布置、张紧和润滑 127

8.5.1 链传动的布置 127

8.5.2 链传动的安装 127

8.5.3 链传动的张紧 128

8.5.4 链传动的润滑 128

本章小结 130

思考题及练习题 130

第9章 齿轮传动 131

9.1 齿轮传动的特点及分类 131

9.1.1 齿轮传动的特点 131

9.1.2 齿轮传动的分类 131

9.2 齿廓啮合基本定律 133

9.3 渐开线齿廓 134

9.3.1 渐开线的形成 134

9.3.2 渐开线的性质 135

9.3.3 渐开线方程 136

9.4 渐开线齿轮的基本参数及标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算 137

9.4.1 渐开线齿轮各部分名称、参数及几何尺寸计算 137

9.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸及几何尺寸计算 138

9.4.3 内齿轮与齿条 139

9.4.4 英美齿制 140

9.5 标准直齿圆柱齿轮的弦齿厚及公法线长度 141

9.5.1 弦齿厚长度 141

9.5.2 公法线长度 142

9.6 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 143

9.6.1 渐开线齿轮传动满足齿廓啮合基本定律 143

9.6.2 渐开线齿轮传动的啮合过程 143

9.6.3 正确啮合的条件 145

9.6.4 连续传动的条件 145

9.6.5 标准中心距和标准安装 147

9.6.6 渐开线齿轮传动的啮合特点 148

9.7 渐开线齿轮的切齿原理及根切现象 148

9.7.1 渐开线齿轮的加工方法 148

9.7.2 根切现象和不产生根切的最小齿数 151

9.8 变位齿轮传动简介 152

9.8.1 变位的概念 153

9.8.2 最小变位系数 153

9.8.3 变位后对轮齿尺寸的影响 154

9.8.4 变位齿轮的无齿侧间隙啮合 155

9.8.5 变位齿轮传动的类型 156

9.8.6 变位齿轮传动的设计步骤 157

9.9 齿轮传动的失效形式与设计准则 158

9.9.1 失效形式 158

9.9.2 设计准则 160

9.10 齿轮常用材料及热处理 161

9.10.1 齿轮材料的基本要求 161

9.10.2 常用材料及热处理 161

9.11 标准直齿圆柱齿轮传动的设计 162

9.11.1 轮齿的受力分析 162

9.11.2 轮齿的计算载荷Fnc 163

9.11.3 齿面的接触疲劳强度计算 164

9.11.4 齿根弯曲疲劳强度计算 167

9.11.5 圆柱齿轮传动参数的选择 171

9.11.6 直齿圆柱齿轮的设计步骤 171

9.11.7 齿轮精度等级简介及其选择 171

9.12 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 175

9.12.1 斜齿轮齿廓曲面的形成及传动特点 175

9.12.2 斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算 177

9.12.3 标准斜齿圆柱齿轮的啮合条件 179

9.12.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 179

9.12.5 斜齿圆柱齿轮的受力分析 180

9.12.6 斜齿圆柱齿轮的强度计算 181

9.13 直齿锥齿轮传动 184

9.13.1 锥齿轮的齿廓、背锥和当量齿数 184

9.13.2 直齿锥齿轮的啮合传动及几何尺寸计算 186

9.13.3 直齿锥齿轮传动的受力分析 188

9.14 其他齿轮传动简介 189

9.14.1 圆弧齿轮传动 189

9.14.2 非圆齿轮传动简介 190

9.15 齿轮的结构设计及润滑 191

9.15.1 常用的齿轮结构形式 191

9.15.2 齿轮传动的润滑 192

本章小结 194

思考题和练习题 195

第10章 蜗杆传动 197

10.1 蜗杆传动的特点和类型 197

10.1.1 蜗杆传动的特点 197

10.1.2 蜗杆传动的类型 198

10.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 199

10.2.1 蜗杆传动的基本参数 200

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 202

10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 204

10.3.1 蜗杆传动齿面间的滑动速度 204

10.3.2 蜗杆传动的失效形式和设计准则 204

10.3.3 蜗杆传动的常用材料 205

10.3.4 蜗杆传动的结构 205

10.4 蜗杆传动的设计计算 206

10.4.1 蜗杆蜗轮的转动方向的判定与受力分析 206

10.4.2 蜗杆传动的强度计算 207

10.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 208

10.5.1 蜗杆传动的效率 208

10.5.2 蜗杆传动的润滑 209

10.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 210

本章小结 212

思考题及练习题 213

第11章 齿轮系 214

11.1 齿轮系及其分类 214

11.1.1 定轴齿轮系 214

11.1.2 行星齿轮系 214

11.2 定轴齿轮系的传动比计算 216

11.2.1 一对齿轮传动的传动比计算及主、从动轮转向关系 216

11.2.2 定轴齿轮系传动比 217

11.2.3 惰轮 218

11.3 行星齿轮系的传动比计算 219

11.4 混合齿轮系的传动比计算 221

11.5 齿轮系的应用 223

11.6 减速器 225

11.6.1 常用减速器的形式、特点和应用 225

11.6.2 减速器的结构 226

本章小结 229

思考题及练习题 229

第12章 轴与轮毂连接 232

12.1 轴的分类 232

12.2 轴的结构设计 234

12.2.1 轴的各部分名称 234

12.2.2 零件在轴上的固定 234

12.2.3 轴的结构工艺性 237

12.2.4 提高轴的疲劳强度 237

12.3 轴的材料及选择 237

12.4 轴的设计与计算 238

12.4.1 按扭转强度计算 238

12.4.2 按弯扭合成强度计算 239

12.4.3 轴的刚度计算概念 240

12.5 轴毂连接 244

12.5.1 键连接 244

12.5.2 花键连接 248

12.5.3 销连接 249

本章小结 250

思考题及练习题 250

第13章 轴承 251

13.1 滚动轴承的组成及类型 252

13.1.1 滚动轴承的组成 252

13.1.2 滚动轴承的主要类型 252

13.2 滚动轴承的代号 255

13.2.1 基本代号 255

13.2.2 前置、后置代号 257

13.3 滚动轴承的类型选择 258

13.4 滚动轴承的尺寸选择及寿命计算 258

13.4.1 滚动轴承的失效形式及设计准则 259

13.4.2 基本额定寿命和基本额定动载荷 260

13.4.3 当量动载荷 260

13.4.4 滚动轴承的寿命计算 262

13.4.5 角接触轴承的轴向力计算 263

13.4.6 滚动轴承的静强度计算 266

13.5 滚动轴承组合设计 266

13.5.1 滚动支承结构的基本形式 267

13.5.2 轴的轴向位置调整 269

13.5.3 滚动轴承的配合和拆装 269

13.5.4 提高支撑系统的刚度和同轴度 270

13.5.5 滚动轴承的润滑和密封 271

13.6 滑动轴承 272

13.6.1 滑动轴承的类型和结构 272

13.6.2 轴瓦和轴承衬材料以及轴瓦的结构 274

13.6.3 滑动轴承的润滑 276

13.7 滚动轴承与滑动轴承的比较 278

本章小结 278

思考题与练习题 279

第14章 联轴器、离合器和制动器 280

14.1 联轴器 280

14.1.1 联轴器的功能和分类 280

14.1.2 常用联轴器的结构、特点及应用 280

14.2 离合器 283

14.2.1 离合器的分类 283

14.2.2 牙嵌离合器 283

14.2.3 摩擦离合器 283

14.2.4 安全离合器 285

14.2.5 定向离合器 285

14.3 制动器 286

14.3.1 制动器的类型 286

14.3.2 带式制动器 286

14.3.3 块式制动器 287

14.4 联轴器、离合器、制动器的选择和维护 287

14.4.1 联轴器的选择 287

14.4.2 离合器的选择 289

14.4.3 制动器的选择 290

14.4.4 联轴器、离合器、制动器的使用和维护 290

本章小结 290

思考题及练习题 291

第15章 回转体的平衡和机器的调速 292

15.1 机械平衡的目的及分类 292

15.1.1 机械平衡的目的 292

15.1.2 机械平衡的分类及方法 292

15.2 回转体的静平衡 293

15.2.1 回转体的静平衡计算 293

15.2.2 回转体的静平衡试验 295

15.3 回转体的动平衡 295

15.3.1 回转体的动平衡计算 295

15.3.2 回转体的动平衡试验 297

15.4 机械速度波动的调节 297

15.4.1 机械速度波动的原因及类型 297

15.4.2 周期性速度波动的调节 298

15.4.3 非周期性速度波动的调节 299

本章小结 300

思考题及练习题 301

附录 302

参考文献 315

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