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绪论1

0.1 机器的组成及其特征1

0.1.1 机器与机构1

0.1.2 构件与零件2

0.2 本课程的性质和研究对象2

0.2.1 本课程的性质2

0.2.2 本课程的研究对象3

0.3 本课程的基本要求和学习方法3

0.3.1 本课程的基本要求3

0.3.2 本课程的学习方法3

第1章 平面机构的运动简图和自由度4

1.1 机构的组成4

1.1.1 自由度、运动副与约束4

1.1.2 运动副及其分类5

1.1.3 运动链与机构6

1.2 平面机构的运动简图6

1.2.1 运动副及构件的表示方法6

1.2.2 平面机构运动简图的绘制8

1.3 运动确定性的概念9

1.3.1 平面机构的自由度10

1.3.2 计算机构的自由度时应注意的问题11

1.3.3 机构具有确定运动的条件13

第2章 平面连杆机构16

2.1 概述16

2.1.1 平面连杆机构的特点16

2.1.2 平面连杆机构的应用和分类17

2.2 铰链四杆机构17

2.2.1 铰链四杆机构的组成17

2.2.2 铰链四杆机构的基本形式17

2.2.3 铰链四杆机构曲柄存在的条件20

2.3 含有一个移动副的平面四杆机构20

2.3.1 曲柄滑块机构20

2.3.2 导杆机构21

2.4 平面四杆机构的工作特性23

2.4.1 急回特性及行程速度变化系数23

2.4.2 压力角和传动角24

2.4.3 死点26

2.5 平面四杆机构的设计27

2.5.1 四杆机构设计条件27

2.5.2 四杆机构的设计方法27

第3章 凸轮机构32

3.1 凸轮机构的应用和分类32

3.1.1 凸轮机构的组成、应用和特点32

3.1.2 凸轮机构的分类33

3.2 凸轮机构的基本参数和从动件常用运动规律35

3.2.1 平面凸轮机构的基本参数和工作过程36

3.2.2 从动件常用运动规律37

3.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计38

3.3.1 “反转法”原理39

3.3.2 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制39

3.3.3 直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制40

3.4 凸轮设计中的几个问题41

3.4.1 凸轮机构的压力角问题41

3.4.2 基圆半径的确定42

3.4.3 滚子半径的选择42

第4章 齿轮机构45

4.1 概述45

4.1.1 齿轮机构的特点45

4.1.2 齿轮机构的基本类型45

4.2 渐开线的形成和基本性质47

4.2.1 渐开线的形成47

4.2.2 渐开线的性质47

4.2.3 渐开线方程48

4.2.4 渐开线齿廓啮合基本定律49

4.2.5 渐开线齿廓啮合的特点50

4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算50

4.3.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和符号50

4.3.2 标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算53

4.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动54

4.4.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件54

4.4.2 渐开线齿轮的标准中心距55

4.4.3 渐开线齿轮连续传动的条件55

4.5 渐开线齿轮的加工原理与根切现象56

4.5.1 渐开线齿轮的加工原理56

4.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数58

4.5.3 公法线长度和固定弦齿厚59

4.6 变位齿轮传动61

4.6.1 概述61

4.6.2 变位齿轮传动的类型和特点62

4.6.3 变位齿轮的几何尺寸计算62

4.7 平行轴斜齿圆柱齿轮机构63

4.7.1 齿廓曲面的形成及啮合特点63

4.7.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算64

4.7.3 斜齿轮传动正确啮合的条件和重合度66

4.7.4 斜齿轮的当量齿轮和当量齿数67

4.8 直齿圆锥齿轮机构68

4.8.1 直齿圆锥齿轮机构的类型和传动比68

4.8.2 直齿圆锥齿轮机构的主要参数和几何尺寸计算69

4.8.3 锥齿轮机构齿廓的形成、背锥和当量齿轮70

4.9 蜗杆蜗轮机构72

4.9.1 蜗杆蜗轮机构的组成和类型72

4.9.2 蜗杆蜗轮机构的特点73

4.9.3 蜗杆蜗轮机构的主要参数和几何尺寸计算73

第5章 齿轮系80

5.1 定轴齿轮系传动比的计算80

5.1.1 平面定轴齿轮系传动比的计算81

5.1.2 空间定轴齿轮系传动比的计算81

5.2 行星齿轮系传动比的计算82

5.2.1 行星齿轮系的分类82

5.2.2 行星齿轮系传动比的计算84

5.2.3 复合齿轮系传动比的计算85

5.3 齿轮系应用87

5.3.1 实现分路传动87

5.3.2 获得大的传动比87

5.3.3 实现换向传动87

5.3.4 实现变速传动88

5.3.5 用于对运动进行合成与分解88

第6章 间歇运动机构92

6.1 棘轮机构92

6.1.1 棘轮机构的工作原理92

6.1.2 棘轮机构的类型93

6.1.3 棘轮机构的应用95

6.2 槽轮机构96

6.2.1 槽轮机构的工作原理96

6.2.2 槽轮机构的类型97

6.2.3 槽轮机构的特点和应用98

6.3 不完全齿轮机构99

第7章 刚性回转件的平衡101

7.1 概述101

7.1.1 刚性回转件平衡的目的101

7.1.2 刚体回转件平衡的种类102

7.2 刚性回转件的平衡计算102

7.2.1 静平衡计算102

7.2.2 动平衡的计算104

7.3 刚性回转件的平衡试验106

7.3.1 静平衡试验106

7.3.2 动平衡试验107

第8章 键联接和销联接109

8.1 概述109

8.2 键连接的类型110

8.2.1 松键联接110

8.2.2 紧键联接112

8.3 平键联接的尺寸选择和强度校核114

8.3.1 平键的类型选择114

8.3.2 平键的尺寸选择114

8.3.3 平键联接的失效形式和强度校核计算115

8.4 花键联接117

8.4.1 花键联接的特点117

8.4.2 花键联接的类型117

8.4.3 花键联接的选择和强度校核118

8.5 销联接120

8.5.1 销联接的类型、特点及应用120

8.5.2 销联接的强度计算121

第9章 螺纹联接和螺旋传动124

9.1 螺纹的类型和主要参数124

9.1.1 螺纹的类型及应用124

9.1.2 螺纹的主要参数125

9.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率126

9.2.1 牙型角等于零的螺纹（矩形螺纹）126

9.2.2 牙型角不等于零的螺纹（非矩形）128

9.3 螺纹联接的基本类型和螺纹联接件129

9.3.1 螺纹联接的基本类型129

9.3.2 螺纹联接件131

9.4 螺纹联接设计应注意的几个基本问题133

9.4.1 螺纹联接的预紧133

9.4.2 螺纹联接的防松134

9.4.3 螺栓组联接结构设计注意事项136

9.5 螺栓联接的强度计算139

9.5.1 普通螺栓联接的强度计算139

9.5.2 铰制孔用螺栓联接的强度计算142

9.6 螺旋传动146

9.6.1 螺旋传动的运动形式146

9.6.2 螺旋传动的类型和应用147

9.6.3 滚动螺旋传动149

9.6.4 滑动螺旋传动螺杆及螺母材料150

9.6.5 滑动螺旋传动的计算150

第10章 带传动156

10.1 概述156

10.1.1 带传动的类型及应用156

10.1.2 带传动的特点158

10.1.3 V带的结构和型号158

10.2 带传动的工作情况分析160

10.2.1 带传动的受力分析160

10.2.2 带传动工作时的应力分析162

10.2.3 带传动的弹性滑动和传动比163

10.3 普通V带传动的设计计算164

10.3.1 带传动的失效形式和设计准则164

10.3.2 单根普通V带所能传递的功率164

10.3.3 普通V带传动的设计方法和步骤167

10.4 V带轮的设计172

10.4.1 V带轮的要求172

10.4.2 V带轮的材料173

10.4.3 V带轮的结构173

10.5 带传动的张紧、安装和维护175

10.5.1 带传动的张紧装置175

10.5.2 带传动的安装与维护176

第11章 链传动179

11.1 概述179

11.1.1 链传动的组成、特点和应用179

11.1.2 链传动的类型180

11.2 滚子链和链轮181

11.2.1 滚子链的结构181

11.2.2 滚子链的标准182

11.2.3 链轮183

11.3 链传动的运动特性和主要参数184

11.3.1 链传动的运动特性184

11.3.2 链传动主要参数的选择185

11.4 链传动的布置、张紧及维护185

11.4.1 链传动的布置185

11.4.2 链传动的张紧185

11.4.3 链传动的润滑186

第12章 齿轮传动188

12.1 轮齿的失效形式和设计准则188

12.1.1 轮齿的失效形式188

12.1.2 齿轮传动的设计准则190

12.2 齿轮常用的材料及热处理191

12.2.1 齿轮对材料的基本要求191

12.2.2 常用材料及热处理选择192

12.2.3 齿面硬度差194

12.3 齿轮传动的精度简介195

12.3.1 齿轮传动精度分类195

12.3.2 圆柱齿轮传动精度等级选择195

12.4 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷196

12.4.1 齿轮受力分析196

12.4.2 计算载荷197

12.5 直齿圆柱齿轮传动强度计算199

12.5.1 齿面接触疲劳强度计算199

12.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算203

12.6 直齿圆柱齿轮传动设计206

12.7 平行轴斜齿圆柱齿轮传动209

12.7.1 斜齿圆柱齿轮轮齿受力分析209

12.7.2 斜齿圆柱齿轮强度计算211

12.7.3 斜齿圆柱齿轮传动设计212

12.8 直齿锥齿轮传动214

12.8.1 直齿锥齿轮传动受力分析214

12.8.2 强度计算215

12.9 蜗杆传动219

12.9.1 蜗杆传动的受力分析219

12.9.2 蜗杆传动的失效形式及设计准则221

12.9.3 蜗杆传动的材料选择及蜗轮常用材料的许用应力222

12.9.4 蜗杆传动的强度计算222

12.9.5 蜗杆传动的热平衡计算223

12.9.6 圆柱蜗杆传动的参数选择226

12.9.7 蜗杆传动设计步骤226

12.10 齿轮结构与润滑228

12.10.1 圆柱齿轮结构228

12.10.2 锥齿轮结构230

12.10.3 蜗轮蜗杆结构231

12.10.4 齿轮传动、蜗杆传动的润滑232

第13章 轴236

13.1 概述236

13.1.1 分类236

13.1.2 材料与毛坯238

13.2 轴的结构设计240

13.2.1 轴结构的组成240

13.2.2 零件在轴上的定位240

13.2.3 轴及轴上零件结构的工艺性242

13.2.4 轴结构的设计步骤245

13.3 轴的强度计算247

13.3.1 轴的扭转强度计算247

13.3.2 轴的弯扭合成强度计算247

13.3.3 轴的刚度计算248

13.4 轴的设计250

第14章 轴承256

14.1 滚动轴承的结构、类型及代号256

14.1.1 滚动轴承的结构256

14.1.2 滚动轴承的类型257

14.1.3 滚动轴承的代号262

14.2 滚动轴承类型的选择264

14.2.1 影响轴承承载能力的参数264

14.2.2 滚动轴承类型的选择265

14.3 滚动轴承的失效形式及计算准则266

14.3.1 滚动轴承的主要失效形式266

14.3.2 滚动轴承的计算准则267

14.4 滚动轴承的寿命计算267

14.4.1 寿命267

14.4.2 基本额定寿命267

14.4.3 基本额定动负荷268

14.4.4 寿命计算公式268

14.4.5 当量动负荷P的计算270

14.4.6 向心角接触轴承的载荷计算271

14.5 滚动轴承的静强度计算276

14.5.1 基本额定静载荷276

14.5.2 当量静负荷277

14.5.3 静强度计算277

14.6 滚动轴承的组合设计279

14.6.1 轴承的轴向固定279

14.6.2 轴组件的轴向固定280

14.6.3 轴承组合的调整281

14.6.4 滚动轴承的配合282

14.6.5 轴承组合支承部分的刚度和同轴度283

14.6.6 滚动轴承的安装和拆卸283

14.6.7 滚动轴承的润滑与密封284

14.7 滑动轴承288

14.7.1 滑动轴承的类型和结构288

14.7.2 轴瓦与轴衬290

14.7.3 非液体摩擦滑动轴承的计算292

14.8 滚动轴承与滑动轴承的比较294

第15章 联轴器和离合器297

15.1 概述297

15.2 常用联轴器298

15.2.1 刚性联轴器299

15.2.2 挠性联轴器300

15.2.3 联轴器的选择304

15.2.4 联轴器的标记305

15.3 常用离合器306

15.3.1 牙嵌离合器306

15.3.2 摩擦式离合器307

15.3.3 磁粉离和器309

15.3.4 定向离合器310

15.4 联轴器、离合器的使用与维护311

第16章 机械传动系统设计313

16.1 传动系统的功能与分类313

16.1.1 传动机构的功能313

16.1.2 传动机构的类型及其特点314

16.2 常用机械传动机构的选择316

16.3 机械传动的特性和参数318

16.4 机械传动的方案设计321

16.4.1 传动类型的选择321

16.4.2 传动顺序的布置322

16.4.3 总传动比的分配323

16.5 机械传动的设计顺序324

同步练习参考答案325

参考文献353