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1绪论1

1.1机械设计与现代科技产品1

1.1.1微型机电产品1

1.1.2仿生机构4

1.2机械设计基础课程的研究对象和内容9

1.2.1课程学习的内容、特点和方法9

1.2.2机械的基本概念和特征10

1.3机械设计的基本要求和一般步骤17

1.3.1机械的基本要求17

1.3.2机械设计的程序步骤19

习题20

2平面机构运动简图及其自由度21

2.1运动副及其分类21

2.1.1构件自由度21

2.1.2运动副及其类别22

2.2平面机构运动简图24

2.2.1机构的组成24

2.2.2机构运动简图24

2.3平面机构自由度31

2.3.1平面机构自由度的基本概念31

2.3.2平面机构有确定运动的条件33

2.3.3计算平面机构自由度的注意事项35

习题41

3平面连杆机构43

3.1平面连杆机构的基本型式和特性43

3.1.1平面连杆机构概述43

3.1.2铰链四杆机构的基本型式和性质46

3.2平面连杆机构存在曲柄的条件59

3.2.1铰链四杆机构有一个曲柄的条件60

3.2.2铰链四杆机构的型式判断61

3.3平面连杆机构的演化63

3.3.1曲柄滑块机构63

3.3.2导杆机构67

3.3.3偏心轮机构68

3.3.4四杆机构的组合69

3.4平面四杆机构设计71

3.4.1设计方法71

3.4.2常见的设计类型72

习题77

4凸轮机构和间歇运动机构80

4.1凸轮机构的应用与分类80

4.1.1凸轮机构的应用80

4.1.2凸轮机构的特点与适用场合84

4.1.3凸轮机构的组成84

4.1.4凸轮机构的类型85

4.2凸轮机构设计的基本任务与从动件的常用运动规律91

4.2.1凸轮机构设计的基本任务91

4.2.2相关名词概念和运动分析的基础知识91

4.2.3从动件的常用运动规律93

4.3盘形凸轮的轮廓曲线设计103

4.3.1凸轮轮廓线的设计方法和基本原理103

4.3.2对心直动从动件盘形凸轮设计104

4.3.3摆动从动件盘形凸轮轮廓设计109

4.4凸轮机构设计应注意的问题110

4.4.1凸轮机构的压力角110

4.4.2凸轮基圆半径的确定112

4.5间歇运动机构简介113

4.5.1棘轮机构114

4.5.2槽轮机构118

4.5.3不完全齿轮机构123

4.5.4凸轮式间歇运动机构125

习题126

5螺纹连接和螺旋传动129

5.1螺纹的主要参数和常用类型129

5.1.1螺纹形成原理及螺纹类型129

5.1.2螺纹的主要参数133

5.2螺纹连接和螺纹连接件134

5.2.1螺纹连接的基本类型134

5.2.2螺纹连接配件138

5.3设计螺纹连接应注意的问题139

5.3.1防松139

5.3.2提高螺纹连接承载能力的措施142

5.4螺旋传动143

5.4.1螺旋机构的类型及特点143

5.4.2螺旋机构的功能146

习题149

6带传动151

6.1带传动机构的组成、类型和应用151

6.1.1带传动机构的组成151

6.1.2带传动机构的类型和应用151

6.2摩擦型带传动机构的主要几何尺寸155

6.3摩擦型带传动机构的特点、使用和维护156

6.3.1摩擦型带传动机构的特点156

6.3.2 V带传动机构的使用与维护157

6.3.3摩擦型带传动机构的张紧装置157

6.4摩擦型带传动机构的工作情况分析159

6.4.1摩擦型带传动机构的受力分析159

6.4.2摩擦型带传动机构的打滑与弹性滑动161

6.4.3摩擦型带传动机构的应力分析和失效形式166

6.5普通V带传动机构的设计计算168

6.5.1 V带的类型、结构与型号168

6.5.2 V带传动机构的设计计算171

6.6 V带轮的材料和结构180

6.6.1带轮的材料180

6.6.2带轮的结构180

习题183

7齿轮传动186

7.1齿轮传动的特点、类型和应用186

7.1.1齿轮传动的特点186

7.1.2齿轮传动的类型和应用187

7.1.3齿轮传动的基本要求193

7.2齿廓啮合的基本定律与共轭齿廓194

7.2.1齿廓啮合的基本定律194

7.2.2共轭齿廓195

7.3渐开线齿廓及其啮合特性195

7.3.1渐开线的形成及其特性196

7.3.2渐开线齿廓符合齿廓啮合的基本定律197

7.3.3渐开线齿轮的啮合特性198

7.4标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸201

7.4.1直齿圆柱齿轮各部分的名称及其代号201

7.4.2直齿圆柱齿轮的基本参数202

7.4.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸205

7.5渐开线齿轮正确啮合和连续传动的条件206

7.5.1渐开线齿轮正确啮合的条件206

7.5.2渐开线齿轮连续传动的条件208

7.6渐开线齿轮的切齿原理和传动精度211

7.6.1渐开线轮齿的加工方法211

7.6.2渐开线轮齿的根切现象217

7.6.3齿轮传动精度221

7.7轮齿失效和齿轮材料223

7.7.1轮齿失效223

7.7.2齿轮材料227

7.8直齿圆柱齿轮强度计算229

7.8.1轮齿受力分析和计算载荷229

7.8.2齿根弯曲疲劳强度计算231

7.8.3齿面接触疲劳强度计算235

7.8.4齿轮传动设计准则238

7.8.5齿轮强度计算中的参数选择239

7.8.6齿轮传动设计的主要内容和步骤240

7.9斜齿圆柱齿轮传动244

7.9.1斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面及其啮合特点244

7.9.2斜齿圆柱齿轮传动的基本参数与正确啮合条件245

7.9.3斜齿圆柱齿轮的当量齿轮249

7.9.4斜齿圆柱齿轮传动的受力分析251

7.10直齿圆锥齿轮传动253

7.10.1直齿圆锥齿轮的齿廓曲线及其传动特点253

7.10.2直齿圆锥齿轮的基本参数和当量齿轮255

7.10.3直齿圆锥齿轮的受力分析257

7.11蜗杆传动258

7.11.1蜗杆传动机构的组成和特点258

7.11.2蜗杆传动的类型260

7.11.3普通蜗杆传动的基本参数与几何尺寸的计算和选择261

7.11.4蜗杆传动的正确啮合条件与齿面相对滑动265

7.11.5蜗杆传动的受力分析267

习题268

8轮系273

8.1轮系的功用和分类273

8.1.1轮系的功用273

8.1.2轮系的类型277

8.2定轴轮系的传动比计算279

8.2.1定轴轮系传动比值的计算280

8.2.2从动轮（末轮）转向的确定281

8.2.3定轴轮系传动比计算小结284

8.3周转轮系的传动比计算284

8.3.1周转轮系传动比计算的基本思路与转化轮系284

8.3.2周转轮系的传动比计算285

8.4复合轮系的传动比计算288

习题290

9轴293

9.1轴的类型与材料293

9.1.1轴的类型293

9.1.2轴的材料295

9.2轴的结构设计296

9.2.1轴的结构形状要求与组成296

9.2.2确定轴的结构尺寸应注意的事项297

9.2.3轴上零件的固定299

9.2.4轴结构的设计步骤303

9.3轴的设计计算304

9.3.1粗略的设计计算304

9.3.2精确的校核计算305

习题313

10轴承315

10.1轴承的分类和功用315

10.2滚动轴承的类型、特点和代号317

10.2.1滚动轴承的基本结构、类型和特点317

10.2.2滚动轴承的代号319

10.3滚动轴承的选用324

10.3.1各类滚动轴承的特点324

10.3.2滚动轴承的选用原则325

10.4滚动轴承的失效形式326

10.4.1滚动轴承的疲劳点蚀326

10.4.2滚动轴承的塑性变形328

10.5滚动轴承的寿命和承载能力计算328

10.5.1滚动轴承寿命及其承载能力计算的相关术语328

10.5.2滚动轴承的寿命和承载能力计算333

10.6滚动轴承的组合设计341

10.6.1保证轴承支座的刚度和同轴度341

10.6.2滚动轴承的轴向固定与调整342

10.6.3滚动轴承的配合、安装与拆卸344

10.6.4滚动轴承的润滑与密封347

习题350

附录 产品设计文档352

参考文献354