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第一章 总论1

第一节 机械的组成1

第二节 机械设计的基本要求和一般过程2

一、本课程的内容、性质和学习方法2

二、机械设计的基本要求3

三、机械设计的一般过程3

四、机械零件设计的一般步骤4

第三节 机械零件的工作能力和计算准则5

一、强度5

二、刚度5

三、耐磨性5

四、振动稳定性6

五、耐热性6

第四节 许用应力和安全系数6

一、机械零件的载荷分类7

二、机械零件的应力分类7

三、许用应力9

第五节 机械设计中常用材料及选择原则9

第六节 机械零件的工艺性和标准化11

一、机械零件的工艺性11

二、机械零件的标准化12

三、机械设计的新发展12

思考题13

第二章 平面机构的自由度和速度分析14

第一节 运动副及其分类14

一、构件的自由度及其约束14

二、运动副及其分类14

第二节 平面机构运动简图15

第三节 平面机构自由度的计算17

一、平面机构的自由度17

二、计算平面机构自由度的注意事项18

第四节 速度瞬心及其在平面机构中的应用20

一、瞬心的定义20

二、瞬心的位置21

三、三心定理21

思考题23

习题24

第三章 平面连杆机构27

第一节 平面连杆机构概述27

一、铰链四杆机构27

二、含一个移动副的四杆机构28

三、含两个移动副的四杆机构30

第二节 铰链四杆机构的基本知识31

一、曲柄存在的条件31

二、急回特性和行程速比系数32

三、压力角和传动角33

四、死点位置33

第三节 平面四杆机构的设计34

一、按给定的行程速比系数设计四杆机构34

二、按给定连杆的两个位置（或三个位置）设计四杆机构35

三、解析法设计四杆机构36

思考题39

习题40

第四章 凸轮机构42

第一节 凸轮机构的应用和分类42

一、凸轮机构的组成和应用42

二、凸轮机构的分类42

第二节 从动件的常用运动规律44

一、等速运动规律44

二、等加速等减速运动规律45

三、简谐运动规律46

第三节 凸轮机构的设计47

一、盘形凸轮轮廓曲线的设计47

二、滚子半径的选择49

三、压力角的选择50

四、基圆半径的选择51

五、解析法设计凸轮轮廓52

第四节 其他常用机构54

一、棘轮机构54

二、槽轮机构55

思考题56

习题56

第五章 齿轮传动58

第一节 齿轮传动的特点和类型58

一、齿轮传动的特点58

二、齿轮传动的类型58

第二节 齿廓啮合基本定律61

第三节 渐开线齿廓62

一、渐开线的形成及其特性62

二、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律63

三、渐开线齿轮传动的啮合线、啮合角63

四、渐开线齿廓的优越性64

第四节 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何参数64

一、直齿圆柱齿轮各部分名称64

二、标准直齿圆柱齿轮的基本参数65

三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式67

第五节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动68

一、渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件68

二、渐开线齿轮连续传动的条件69

第六节 渐开线圆柱齿轮轮齿切削原理和齿轮精度选择70

一、渐开线齿轮轮齿切削原理70

二、渐开线圆柱齿轮传动的精度等级及其选择72

第七节 渐开线圆柱齿轮的切齿干涉现象及变位齿轮简介73

一、切齿干涉现象及最少齿数73

二、变位齿轮简介73

第八节 齿轮的失效形式和设计准则75

一、齿轮传动的失效形式75

二、齿轮传动的设计准则77

第九节 齿轮的材料和许用应力77

一、齿轮材料77

二、齿轮轮齿许用应力79

第十节 直齿圆柱齿轮传动的承载能力计算81

一、受力分析81

二、计算载荷82

三、齿面接触疲劳承载能力计算82

四、轮齿弯曲疲劳承载能力的计算84

五、齿轮传动参数的选择与调整86

第十一节 斜齿圆柱齿轮传动89

一、斜齿圆柱齿轮的齿面形成原理及啮合特点89

二、斜齿圆柱齿轮的几何参数及几何尺寸计算91

三、斜齿圆柱齿轮的当量直齿圆柱齿轮92

四、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析93

五、斜齿圆柱齿轮传动的承载能力计算94

第十二节 直齿圆锥齿轮传动96

一、圆锥齿轮传动的特点96

二、直齿圆锥齿轮齿廓形成原理和当量齿轮96

三、直齿圆锥齿轮传动的几何关系和尺寸计算97

四、圆锥齿轮传动的受力分析99

五、直齿圆锥齿轮承载能力的计算99

第十三节 齿轮的结构及润滑101

一、齿轮的结构101

二、齿轮传动的润滑102

思考题103

习题104

第六章 蜗杆传动106

第一节 蜗杆传动的类型和特点106

一、蜗杆传动的类型106

二、蜗杆传动的特点107

第二节 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸107

一、蜗杆传动的基本参数107

二、圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算111

第三节 蜗杆传动的失效形式、设准则、材料和结构112

一、蜗杆传动的失效形式和设计准则112

二、蜗杆、蜗轮的材料和结构112

第四节 蜗杆传动的强度计算114

一、蜗杆传动的受力分析114

二、蜗轮齿面接触疲劳强度计算114

三、蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算115

第五节 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算116

一、蜗杆传动的效率116

二、蜗杆传动的润滑117

三、蜗杆传动的热平衡计算117

思考题119

习题120

第七章 轮系和减速器122

第一节 轮系的分类122

一、定轴轮系122

二、周转轮系123

第二节 轮系传动比的计算124

一、定轴轮系传动比的计算125

二、周转轮系传动比的计算126

三、混合轮系传动比的计算128

第三节 轮系的应用及其他类型的行星传动129

一、轮系的应用129

二、其他类型的行星传动132

第四节 减速器134

一、减速器的主要形式134

二、通用标准减速器137

思考题138

习题139

第八章 带传动和链传动141

第一节 带传动的主要类型、特点和应用141

一、带传动的特点和应用141

二、带传动的类型141

第二节 V带传动的结构及尺寸参数142

一、普通V带的结构及规格142

二、V带轮的材料和结构144

第三节 带传动工作情况分析、使用及维护145

一、作用力分析145

二、带的应力146

三、带的弹性滑动和打滑147

四、带传动的张紧148

五、带传动的安装与维护149

第四节 V带传动设计计算149

一、V带传动的失效形式和设计准则149

二、单根V带的基本额定功率149

三、V带传动的设计与计算152

第五节 链传动的特点和应用155

第六节 链传动的结构156

一、链条的结构156

二、链轮的齿形158

三、链轮的结构及材料158

第七节 链传动的运动特性和受力分析159

一、传动比与链速的不均匀性159

二、链传动的受力分析160

第八节 链传动的正确使用和维护161

一、链传动的布置161

二、链传动的张紧161

三、链传动的润滑161

四、链传动的维护162

第九节 滚子链传动的设计计算简介162

一、链传动的主要失效形式162

二、功率曲线图163

三、链传动的设计计算164

四、链传动主要参数的选择165

思考题167

习题167

第九章 螺纹168

第一节 螺纹的形成、主要参数和常用螺纹168

一、螺纹的形成与分类168

二、螺纹的主要参数169

三、常用螺纹169

第二节 螺旋副的受力分析、效率和自锁172

一、螺旋副的受力分析172

二、效率和自锁173

三、影响效率和自锁性能的几何因素174

第三节 螺纹连接和螺纹连接件174

一、螺纹连接的基本类型174

二、螺纹连接件的主要类型175

第四节 螺纹连接的预紧和防松177

一、螺纹连接的预紧和拧紧力矩177

二、螺纹连接的防松178

第五节 螺纹连接的强度计算简介180

一、松螺栓连接180

二、紧螺栓连接180

三、螺栓材料和许用应力184

四、提高螺纹连接强度的措施185

第六节 螺旋传动简介187

一、传动螺旋187

二、传导螺旋187

三、调整螺旋188

思考题188

习题189

第十章 轴和轴毂连接191

第一节 概述191

一、轴的分类191

二、设计轴应解决的主要问题192

三、轴的材料192

第二节 轴的结构设计193

一、轴上零件的固定194

二、安装和加工要求195

第三节 轴的强度计算简介195

一、按扭矩作初步计算196

二、按弯扭合成强度计算196

第四节 轴毂连接198

一、键连接的类型198

二、平键连接设计200

三、花键连接201

思考题202

习题203

第十一章 轴承205

第一节 概述205

第二节 滑动轴承的结构205

一、向心滑动轴承205

二、推力滑动轴承207

三、轴承材料207

四、滑动轴承的润滑208

第三节 非液体摩擦滑动轴承的计算209

一、轴承比压p的验算210

二、轴承pv值的验算210

第四节 滚动轴承的结构、类型和代号211

一、滚动轴承的结构211

二、滚动轴承的类型211

三、滚动轴承的代号214

四、滚动轴承类型的选择215

第五节 滚动轴承的计算215

一、滚动轴承的失效形式215

二、滚动轴承的计算216

三、当量动载荷的计算217

四、角接触轴承轴向载荷的计算217

五、滚动轴承的静载荷计算218

第六节 滚动轴承组合设计220

一、滚动支承结构形式220

二、滚动轴承的轴向固定220

三、滚动轴承的调整221

四、轴承的配合与装拆221

五、轴承的润滑和密封222

思考题223

习题223

第十二章 联轴器和离合器225

第一节 联轴器225

一、刚性联轴器225

二、无弹性元件挠性联轴器226

三、非金属弹性元件挠性联轴器229

四、联轴器的选择229

第二节 离合器230

一、牙嵌离合器230

二、摩擦离合器231

思考题232

第十三章 弹簧233

第一节 概述233

一、弹簧的功用233

二、弹簧的类型233

三、圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的结构234

第二节 弹簧的材料与制造235

一、弹簧的材料235

二、圆柱螺旋弹簧的制造236

思考题237

第十四章 现代设计理论与方法概论238

第一节 现代设计238

一、现代设计内涵及发展历程238

二、现代设计与传统设计238

第二节 现代设计理论和方法的主要内容及特点239

一、现代设计理论和方法的主要内容239

二、现代设计方法的特点240

第三节 有限元法240

一、概述240

二、单元特性的推导方法242

三、工程应用案例243

第四节 动态设计248

一、概述248

二、动态设计的有关概念和基本原理249

三、工程应用案例251

第五节 绿色设计253

一、概述253

二、绿色设计的内容和方法255

三、工程应用案例259

思考题260

第十五章 机械创新设计基础261

第一节 创新设计的实质、特点、类型和概念261

一、创新设计的实质261

二、创造性思维的特点261

三、创造性思维的类型262

四、机械创新设计的概念263

第二节 常用创新方法简介264

一、到何处去搜寻题材264

二、创新的主要方法265

第三节 机械创新设计应用269

一、常见机构分析270

二、各类机构简介271

思考题276

参考文献277