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第1章 总论1

1.1 机械的基本知识1

1.1.1 机器的初步认识1

1.1.2 机器与机构、机械、构件与零件的概念2

1.2 机械设计的基本内容与要求3

1.2.1 机械设计的基本内容3

1.2.2 机械设计的基本要求4

1.3 零件的失效形式及设计准则5

1.3.1 零件的常见失效形式5

1.3.2 零件的设计准则5

1.4 本课程的学习内容与任务6

思考题6

第一篇 力学基础篇8

第2章 静力分析基础8

2.1 静力分析基本概念8

2.1.1 基本概念8

2.1.2 静力学基本公理9

2.2 受力分析11

2.2.1 约束与约束反力11

2.2.2 受力分析与受力图13

2.3 平面力系15

2.3.1 力在坐标轴上的投影、力对点之矩和力偶15

2.3.2 平面汇交力系的合成与平衡18

2.3.3 平面任意力系的简化与平衡20

2.4 考虑摩擦的平衡问题及螺纹受力分析24

2.4.1 滑动摩擦的基本知识25

2.4.2 摩擦角与自锁现象25

2.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题26

2.4.4 螺纹副的受力分析、自锁和机械效应28

2.5 空间力系简介30

2.5.1 力在空间直角坐标轴上的投影30

2.5.2 力对轴之矩31

2.5.3 空间任意力系的平衡方程及应用31

练习题34

第3章 承载能力分析基础37

3.1 承载能力分析基本知识37

3.1.1 承载能力分析的任务37

3.1.2 变形体及其基本假设37

3.1.3 杆件变形的基本形式38

3.2 轴向拉伸与压缩38

3.2.1 轴向拉伸与压缩的概念38

3.2.2 轴向拉伸与压缩时的内力计算及轴力图39

3.2.3 轴向拉伸与压缩时横截面上的应力41

3.2.4 轴向拉伸与压缩时的变形42

3.2.5 材料在拉伸与压缩时的力学性能43

3.2.6 轴向拉伸与压缩时的强度计算45

3.3 剪切和挤压47

3.3.1 剪切和挤压的概念47

3.3.2 剪切和挤压的实用计算方法与实例48

3.4 圆轴扭转49

3.4.1 扭转的概念49

3.4.2 外力偶矩、扭矩和扭矩图50

3.4.3 圆轴扭转时的应力及变形52

3.4.4 圆轴扭转时的强度与刚度条件54

3.5 梁的平面弯曲55

3.5.1 平面弯曲的概念与实例55

3.5.2 梁弯曲时的内力56

3.5.3 剪力图与弯矩图59

3.5.4 纯弯曲时梁的正应力63

3.5.5 梁的弯曲强度条件及应用66

3.5.6 梁的弯曲变形与刚度计算68

3.6 组合变形的强度计算70

3.6.1 组合变形的概念70

3.6.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算71

3.6.3 弯曲与扭转组合变形73

3.7 疲劳失效76

3.7.1 应力的种类76

3.7.2 疲劳失效77

3.7.3 材料的持久极限及其影响因素77

练习题79

第二篇 常用机构篇84

第4章 平面机构运动的基本知识84

4.1 平面机构的运动简图84

4.1.1 运动副及其分类84

4.1.2 平面机构的运动简图85

4.2 平面机构产生确定运动的条件88

4.2.1 平面机构自由度的计算88

4.2.2 机构具有确定相对运动的条件89

4.2.3 计算机构自由度时应注意的事项90

练习题92

第5章 平面连杆机构94

5.1 平面四杆机构的基本类型94

5.1.1 平面四杆机构的基本类型及应用94

5.1.2 铰链四杆机构存在曲柄的条件97

5.2 四杆机构的演化形式98

5.2.1 曲柄滑块机构98

5.2.2 偏心轮机构99

5.2.3 导杆机构99

5.3 平面四杆机构的基本特性101

5.3.1 急回特性和行程速比系数101

5.3.2 压力角和传动角102

5.3.3 死点位置103

5.4 平面四杆机构的设计104

5.4.1 按给定行程速比系数设计四杆机构105

5.4.2 按给定连杆位置设计四杆机构106

练习题107

第6章 凸轮机构110

6.1 凸轮机构的应用及类型110

6.1.1 凸轮机构的应用及特点110

6.1.2 凸轮机构的分类111

6.2 从动件的常用运动规律112

6.2.1 凸轮轮廓与从动件运动的关系112

6.2.2 常用的从动件运动规律113

6.3 凸轮机构的图解法设计115

6.3.1 图解法设计凸轮轮廓115

6.3.2 凸轮轮廓设计时应注意的问题117

练习题119

第7章 间歇机构121

7.1 棘轮机构121

7.1.1 棘轮机构的工作原理、类型及特点121

7.1.2 棘轮转角的调节123

7.1.3 棘轮机构的应用123

7.2 槽轮机构124

7.2.1 槽轮机构的工作原理及类型124

7.2.2 槽轮机构的特点及应用125

练习题125

第三篇 机械传动篇127

第8章 带传动和链传动127

8.1 带传动的工作情况分析127

8.1.1 带传动的类型及特点127

8.1.2 摩擦带传动的工作情况分析128

8.2 普通V带传动131

8.2.1 普通V带的结构和标准131

8.2.2 V带传动的设计和计算133

8.2.3 普通V带带轮的结构139

8.2.4 带传动的张紧和维护139

8.3 同步带传动141

8.3.1 同步带传动的特点和类型141

8.3.2 同步带的参数和标记142

8.3.3 同步带轮142

8.4 链传动143

8.4.1 链传动的特点和类型143

8.4.2 滚子链和链轮的结构144

8.4.3 链传动的失效形式145

8.4.4 链传动的布置、张紧和润滑146

练习题147

第9章 齿轮传动149

9.1 齿轮传动的特点和类型149

9.1.1 齿轮传动的特点149

9.1.2 齿轮传动的类型149

9.2 渐开线的性质及渐开线齿廓的啮合特性150

9.2.1 渐开线的形成及其性质150

9.2.2 渐开线齿廓的啮合特性151

9.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动152

9.3.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸152

9.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动154

9.3.3 渐开线齿轮的切齿原理155

9.3.4 齿轮的失效形式及强度计算158

9.4 斜齿圆柱齿轮传动161

9.4.1 斜齿齿廓的形成及啮合特点161

9.4.2 斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算162

9.4.3 斜齿轮的当量齿数163

9.4.4 斜齿轮的受力分析163

9.5 圆锥齿轮传动164

9.5.1 直齿圆锥齿轮传动的特点164

9.5.2 直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算165

9.6 齿轮的结构设计与润滑166

9.6.1 齿轮的结构设计166

9.6.2 齿轮传动的润滑168

练习题169

第10章 蜗杆传动170

10.1 蜗杆传动的类型和特点170

10.1.1 蜗杆传动的类型170

10.1.2 蜗杆传动的特点170

10.2 蜗杆传动的基本参数和计算171

10.2.1 蜗杆传动的基本参数171

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算173

10.3 蜗杆传动的失效形式、材料及结构174

10.3.1 蜗杆传动的失效形式174

10.3.2 蜗杆蜗轮的材料选择174

10.3.3 蜗杆蜗轮的结构设计174

10.4 蜗杆传动的强度计算175

10.4.1 蜗杆传动的受力分析175

10.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算176

10.5 蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑176

10.5.1 蜗杆传动的效率176

10.5.2 蜗杆传动的热平衡计算177

10.5.3 蜗杆传动的润滑177

练习题178

第11章 轴系零部件179

11.1 轴179

11.1.1 轴的分类和材料179

11.1.2 轴的结构181

11.1.3 轴的强度和刚度计算182

11.2 滚动轴承184

11.2.1 滚动轴承的结构和类型184

11.2.2 滚动轴承代号187

11.2.3 滚动轴承的选择190

11.3 滑动轴承196

11.3.1 滑动轴承的分类和结构196

11.3.2 轴瓦结构及常用材料199

11.4 键连接和花键连接202

11.4.1 键连接的类型202

11.4.2 键连接设计204

11.4.3 花键连接205

11.5 联轴器和离合器206

11.5.1 联轴器207

11.5.2 离合器212

11.6 轴系结构设计213

11.6.1 轴上零件的定位与固定213

11.6.2 滚动轴承支承结构形式216

11.6.3 轴承组合的调整218

11.6.4 轴系的结构工艺性219

11.6.5 提高轴的疲劳强度220

11.7 轴系的维护与保养221

11.7.1 轴上零件的安装与拆卸221

11.7.2 轴承的润滑与密封222

练习题225

第12章 螺纹连接及螺旋传动229

12.1 螺纹连接229

12.1.1 螺纹的形成、类型及主要参数229

12.1.2 螺纹连接件与螺纹连接的基本类型231

12.1.3 螺纹连接的预紧与防松234

12.1.4 螺纹连接的强度计算236

12.1.5 螺栓组连接的结构设计238

12.2 螺旋传动241

12.2.1 螺旋传动的类型及应用241

12.2.2 滑动螺旋传动简介241

12.2.3 滚动螺旋传动简介242

练习题243

第13章 轮系245

13.1 轮系的类型245

13.2 定轴轮系及其传动比245

13.2.1 传动比大小的计算246

13.2.2 空间定轴轮系主、从动轮转向关系的确定246

13.3 周转轮系及其传动比248

13.3.1 周转轮系的组成248

13.3.2 周转轮系传动比的计算249

13.4 混合轮系及其传动比251

13.5 轮系的应用252

13.6 减速器254

13.6.1 常用减速器的形式及应用特点255

13.6.2 初步确定减速器的形式和零部件的类型256

13.6.3 常用减速器的系列化参数及其选择257

练习题258

附录 型钢表261

一、热轧等边角钢（GB/T9787—1988）261

二、热轧工字钢（GB/T706—1988）262

三、热轧槽钢（GB/T707—1988）263

参考文献264