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第1章 绪论1

1.1本课程的研究对象和主要内容2

1.2本课程的性质和任务4

1.3机械设计的基本要求和一般步骤4

1.3.1机械设计的基本要求4

1.3.2机械设计的一般步骤5

1.4机械设计方法及其新发展6

小结6

习题7

第2章 机械设计基础知识8

2.1机械零件应力及设计准则9

2.1.1载荷和应力9

2.1.2许用应力和极限应力10

2.1.3接触应力11

2.1.4机械零件的主要失效形式和设计准则12

2.2机械设计中常用材料及其选择13

2.2.1金属材料的力学性能指标13

2.2.2常用金属材料15

2.2.3钢的热处理16

2.2.4机械设计中常用材料的选用原则18

2.3极限与配合、表面粗糙度和优先数系18

2.3.1极限与配合18

2.3.2表面粗糙度21

2.3.3优先数系23

2.4机械零件的工艺性和标准化23

2.4.1机械零件的工艺性23

2.4.2机械零件的标准化23

小结25

习题25

第3章 平面机构的结构分析27

3.1平面机构的运动简图28

3.1.1运动副及其分类28

3.1.2构件29

3.1.3平面机构的运动简图29

3.2平面机构的自由度32

3.2.1构件的自由度和约束32

3.2.2平面机构自由度计算公式32

3.2.3机构具有确定运动的条件32

3.2.4计算平面机构自由度的注意事项33

3.2.5计算机构自由度的实用意义35

小结36

习题37

第4章 平面连杆机构39

4.1概述40

4.2平面四杆机构的基本形式及其41

演化41

4.2.1平面四杆机构的基本形式41

4.2.2铰链四杆机构的演化43

4.3平面四杆机构的基本特性46

4.3.1铰链四杆机构曲柄存在的条件46

4.3.2急回特性47

4.3.3压力角与传动角48

4.3.4死点位置48

4.4平面四杆机构的设计49

4.4.1按给定的行程速比系数K设计四杆机构49

4.4.2按给定的连杆位置设计四杆机构50

4.4.3实验法设计四杆机构51

小结52

习题53

第5章 凸轮机构55

5.1凸轮机构的应用和分类56

5.1.1凸轮机构的应用56

5.1.2凸轮机构的分类57

5.2从动件的常用运动规律58

5.2.1凸轮运动规律简述58

5.2.2从动件的常用运动规律60

5.3图解法设计凸轮轮廓62

5.3.1反转法原理62

5.3.2直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制62

5.3.3摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制64

5.4凸轮设计中的几个问题65

5.4.1凸轮机构的压力角和基圆半径65

5.4.2滚子半径的选择66

小结67

习题68

第6章 间歇运动机构70

6.1槽轮机构71

6.1.1槽轮机构的工作原理71

6.1.2槽轮的主要参数及基本尺寸72

6.2棘轮机构72

6.3不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构73

6.3.1不完全齿轮机构73

6.3.2凸轮式间歇运动机构74

小结75

习题75

第7章 齿轮传动77

7.1概述78

7.2齿廓啮合基本定理80

7.3渐开线与渐开线齿廓81

7.3.1渐开线的形成和性质81

7.3.2渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定理82

7.3.3渐开线齿廓的啮合特性82

7.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的83

参数及几何尺寸计算83

7.4.1齿轮参数与几何尺寸计算83

7.4.2标准齿轮85

7.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动85

7.5.1正确啮合条件85

7.5.2正确安装条件和标准中心距86

7.5.3连续传动条件和重合度87

7.6渐开线圆柱齿轮的加工87

7.6.1渐开线齿轮加工方法87

7.6.2渐开线标准齿轮的根切现象以及不发生根切的最少齿数89

7.6.3变位齿轮90

7.7齿轮的失效形式及齿轮材料91

7.7.1齿轮轮齿的失效形式91

7.7.2齿轮传动的设计准则93

7.7.3齿轮材料及热处理93

7.8渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算94

7.8.1受力分析和计算载荷94

7.8.2齿面接触疲劳强度计算96

7.8.3齿根弯曲强度计算97

7.8.4许用应力99

7.8.5传动参数的选择101

7.9平行轴渐开线斜齿圆柱齿轮传动104

7.9.1斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特点104

7.9.2斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算105

7.9.3斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件106

7.9.4斜齿轮连续传动条件和重合度107

7.9.5斜齿轮的当量齿轮和当量齿数107

7.9.6斜齿轮圆柱齿轮的强度计算108

7.10直齿圆锥齿轮传动112

7.10.1直齿圆锥齿轮传动的特点及应用112

7.10.2直齿圆锥齿轮齿廓形成和当量齿轮113

7.10.3直齿圆锥齿轮几何尺寸计算114

7.10.4直齿圆锥齿轮的受力分析115

7.10.5直齿圆锥齿轮的强度计算115

7.11齿轮的结构和润滑116

7.11.1齿轮结构116

7.11.2齿轮传动的润滑117

小结118

习题119

第8章 蜗杆传动122

8.1蜗杆传动特点和类型123

8.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算124

8.2.1圆柱蜗杆传动的主要参数124

8.2.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算127

8.3蜗杆传动的运动学及效率128

8.3.1蜗杆传动的相对滑动速度128

8.3.2蜗杆传动的效率128

8.4蜗杆传动的失效形式、材料及结构128

8.4.1蜗杆传动的失效形式和设计准则128

8.4.2蜗杆、蜗轮的材料129

8.4.3蜗杆传动的结构130

8.5蜗杆传动的强度计算131

8.5.1蜗杆传动的受力分析131

8.5.2蜗杆传动的强度计算132

8.6蜗杆传动的润滑和热平衡计算133

8.6.1蜗杆传动的润滑133

8.6.2蜗杆传动的热平衡计算133

小结136

习题136

第9章 轮系139

9.1轮系的类型140

9.2定轴轮系传动比的计算141

9.3周转轮系传动比的计算143

9.4复合轮系传动比的计算146

9.5轮系的应用147

小结151

习题152

第10章 带传动与链传动155

10.1带传动概述156

10.1.1带传动的类型156

10.1.2带传动的特点157

10.1.3 V带的结构和标准157

10.1.4 V带轮158

10.1.5 V带传动的张紧160

10.2带传动的工作能力分析160

10.2.1带传动的受力分析160

10.2.2带传动的应力分析162

10.2.3弹性滑动与打滑163

10.3普通V带传动的设计计算164

10.3.1单根V带所能传递的基本额定功率164

10.3.2普通V带传动的设计计算167

10.4其他带传动简介171

10.4.1同步带171

10.4.2窄V带172

10.5链传动172

10.5.1链传动概述172

10.5.2滚子链和链轮173

10.5.3链传动的运动特性175

10.5.4链传动的受力分析176

10.5.5链传动的设计计算177

10.5.6链传动的布置、张紧和润滑181

10.6各种机械传动的比较183

小结184

习题184

第11章 轴与轴毂连接186

11.1概述187

11.1.1轴的分类187

11.1.2轴的材料188

11.2轴的结构设计189

11.2.1轴的基本结构要素189

11.2.2拟定轴上零件装配方案189

11.2.3轴上零件的固定方法189

11.2.4轴的直径和长度191

11.2.5轴的结构工艺192

11.3轴的工作能力计算192

11.3.1轴的强度计算192

11.3.2轴的刚度计算194

11.4轴毂连接195

11.4.1键连接195

11.4.2花键连接199

11.4.3销连接199

11.5轴结构设计的综合实例199

小结204

习题204

第12章 轴承207

12.1滑动轴承的主要类型209

12.2滑动轴承的结构和材料209

12.2.1滑动轴承的结构209

12.2.2滑动轴承的材料212

12.3非液体摩擦滑动轴承的设计计算213

12.3.1主要失效形式213

12.3.2设计计算213

12.4液体动压径向滑动轴承简介215

12.5滚动轴承的结构、类型及性能215

特点215

12.5.1滚动轴承的结构215

12.5.2滚动轴承的类型及性能特点216

12.6滚动轴承的代号及类型选择219

12.6.1滚动轴承的代号219

12.6.2滚动轴承类型的选择220

12.7滚动轴承的寿命计算221

12.7.1失效形式及设计准则221

12.7.2寿命计算222

12.8滚动轴承的组合设计228

12.8.1固定方式229

12.8.2配合与装拆230

12.8.3润滑和密封230

12.9滑动轴承与滚动轴承的性能比较232

小结233

习题234

第13章 螺纹连接236

13.1螺纹连接的基础知识237

13.1.1螺纹的形成237

13.1.2螺纹的主要参数237

13.1.3螺旋副的受力分析、效率和自锁238

13.2螺纹的分类、特点及应用240

13.3螺纹连接的类型和螺纹紧固件242

13.3.1螺纹连接的基本类型242

13.3.2螺纹连接件242

13.4螺纹连接的预紧和防松244

13.4.1螺纹连接的预紧244

13.4.2螺纹连接的防松245

13.5螺纹连接强度计算246

13.5.1普通螺栓的强度计算246

13.5.2铰制孔用螺栓连接的强度计算250

13.5.3螺纹连接件的材料和许用应力250

13.5.4螺栓组设计计算实例251

13.6螺纹连接结构设计253

13.7螺旋传动简介255

小结258

习题258

第14章 联轴器、离合器和制动器261

14.1联轴器262

14.1.1刚性联轴器262

14.1.2无弹性元件的挠性联轴器263

14.1.3有弹性元件的挠性联轴器265

14.1.4联轴器的选用266

14.2液力联轴器简介267

14.3离合器和制动器268

14.3.1离合器268

14.3.2制动器270

小结271

习题271

第15章 弹簧273

15.1弹簧的类型、结构和材料274

15.1.1弹簧的类型274

15.1.2圆柱螺旋弹簧的结构275

15.1.3弹簧的材料277

15.2圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的279

设计计算279

15.2.1圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的特性曲线279

15.2.2圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算280

小结283

习题283

第16章 机械的调速与平衡285

16.1机械运转速度波动的调节286

16.1.1周期性速度波动的调节286

16.1.2非周期性速度波动的调节289

16.2机械的平衡289

16.2.1机械平衡的目的与类型289

16.2.2刚性转子的平衡290

小结292

习题292

附录294

习题答案300

参考文献305