机械设计基础

全书分三篇，共13章：第1章总论，*篇常用机构（第2～5章），包括平面机构运动简图及自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构；第二篇机械传动（第6～9章），包括圆柱齿轮传动、其他齿轮传动、轮系与减速器、带传动与链传动；第三篇轴系零部件（第10～13章），包括连接、轴、轴承，以及联轴器、离合器及制动器等。书后还配有附录，内容包括综合练习及部分常用的机构运动简图符号。 本书内容简明易懂，图文并茂，注重工程应用；例题讲解实用性强，学生易掌握；课后习题紧扣大纲要求，突出教学重点，以判断题、选择题、综合题的形式给出。

目 录
第1章 总论 1
1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 1
1.1.1 机械设计发展概述 1
1.1.2 机械系统的组成 4
1.1.3 机器、机构、零件、构件与部件 5
1.2 本课程的地位、内容与任务 7
1.3 本课程学习的目的、方法与特点 8
1.4 机械设计的基本要求和一般步骤 9
1.4.1 机械设计的基本要求 9
1.4.2 机械设计的一般步骤 10
本章小结 11
单元习题 11
第一篇 常用机构
第2章 平面机构运动简图及自由度 14
2.1 运动副及其分类 14
2.1.1 运动副 14
2.1.2 运动副的种类 15
2.2 平面机构及其运动简图 16
2.2.1 平面机构的组成 16
2.2.2 平面机构运动简图及作用 16
2.2.3 运动副及构件的表示方法 17
2.2.4 绘制机构运动简图的步骤 18
2.3 平面机构的自由度及其计算 18
2.3.1 平面机构的自由度 18
2.3.2 机构具有确定运动的条件 19
2.3.3 平面机构自由度计算中应注意的问题 20
本章小结 23
单元习题 24
第3章 平面连杆机构 26
3.1 概述 26
3.2 平面连杆机构的基本类型和应用 27
3.2.1 曲柄摇杆机构 27
3.2.2 双曲柄机构 28
3.2.3 双摇杆机构 29
3.3 平面四杆机构的演化形式 30
3.3.1 曲柄滑块机构 30
3.3.2 导杆机构 31
3.3.3 摇块机构 32
3.3.4 定块机构 32
3.4 平面连杆机构的基本特性 33
3.4.1 运动特性 34
3.4.2 传力特性 35
3.5 平面连杆机构的设计 38
3.5.1 连杆机构设计的基本问题 38
3.5.2 按给定的连杆位置设计四杆机构 39
3.5.3 按给定的行程速比因数K设计四杆机构 40
3.6 平面多杆机构简介 41
本章小结 42
单元习题 42
第4章 凸轮机构 46
4.1 凸轮机构的应用和分类 47
4.1.1 应用举例 47
4.1.2 凸轮机构的分类 48
4.2 从动件的常用运动规律 50
4.2.1 凸轮机构的工作过程 50
4.2.2 从动件的常用运动规律 51
4.2.3 从动件运动规律的选择 53
4.3 凸轮轮廓曲线设计 53
4.3.1 绘制原理 54
4.3.2 直动从动件盘形凸轮轮廓的设计 54
4.4 凸轮机构设计中应注意的问题 57
4.4.1 滚子半径的选取 57
4.4.2 凸轮机构的压力角 58
4.4.3 基圆半径的确定 60
4.4.4 凸轮的结构与材料 61
本章小结 61
单元习题 61
第5章 间歇运动机构 64
5.1 棘轮机构 64
5.1.1 棘轮机构的工作原理及类型 64
5.1.2 棘轮机构的特点及应用 66
5.2 槽轮机构 67
5.2.1 槽轮机构的工作原理及类型 67
5.2.2 槽轮机构的特点及应用 68
5.3 不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构 68

5.3.1 不完全齿轮机构 68
5.3.2 凸轮式间歇运动机构 69
本章小结 69
单元习题 70
第二篇 机械传动
第6章 圆柱齿轮传动 74
6.1 齿轮传动的特点与类型 75
6.2 渐开线齿廓及啮合特点 76
6.2.1 渐开线的形成与性质 76
6.2.2 渐开线齿廓啮合的基本特性 77
6.3 渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数与几何尺寸的计算 78
6.3.1 渐开线齿轮各部分的名称与代号 78
6.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 81
6.3.3 公法线长度、分度圆弦齿厚与弦齿高 82
6.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 83
6.4.1 正确啮合条件 83
6.4.2 渐开线齿轮连续传动的条件及重合度 83
6.4.3 标准安装与标准中心距 84
6.5 渐开线齿轮的切齿原理与根切现象 85
6.5.1 渐开线齿轮的加工方法与切齿原理 85
6.5.2 根切现象与最少齿数 87
6.6 变位直齿圆柱齿轮传动简介 88
6.6.1 变位齿轮的概念 88
6.6.2 变位齿轮传动的类型 88
6.7 圆柱齿轮的传动精度简介 89
6.7.1 齿轮传动的使用要求 89
6.7.2 齿轮传动精度等级的选择及应用范围 90
6.8 齿轮的失效形式、设计准则、常用材料及热处理 90
6.8.1 齿轮的失效形式 90
6.8.2 齿轮的设计准则 92
6.8.3 齿轮的常用材料、热处理方法 93
6.9 标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算 94
6.9.1 齿轮的受力分析 94
6.9.2 齿轮的强度计算 95
6.9.3 主要参数的选择与设计步骤 99
6.10 斜齿圆柱齿轮传动与强度计算 102
6.10.1 齿廓曲面的形成与啮合特点 102
6.10.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算 103
6.10.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数与最少齿数 105
6.10.4 斜齿圆柱齿轮传动的重合度 106
6.10.5 正确啮合条件 106
6.10.6 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算 107
6.11 圆柱齿轮的结构设计、润滑与维护 109
6.11.1 圆柱齿轮的结构设计 109
6.11.2 齿轮传动的润滑 110
6.11.3 齿轮传动的维护 111
本章小结 112
单元习题 112
第7章 其他齿轮传动 117
7.1 锥齿轮传动 117
7.1.1 锥齿轮传动的特点和类型 117
7.1.2 直齿锥齿轮的当量齿数 118
7.1.3 直齿锥齿轮的正确啮合条件 119
7.1.4 直齿锥齿轮的基本参数与几何尺寸的计算 119
7.1.5 齿轮的受力分析 120
7.1.6 标准直齿锥齿轮传动的强度计算 121
7.2 蜗杆传动 124
7.2.1 蜗杆传动的类型和特点 124
7.2.2 圆柱蜗杆的基本参数与几何尺寸的计算 125
7.2.3 蜗杆传动的失效形式与设计准则 129
7.2.4 蜗杆传动的常用材料和结构 129
7.2.5 蜗杆传动的强度计算 130
7.2.6 蜗杆传动的安装、效率、润滑与热平衡计算 133
本章小结 137
单元习题 137
第8章 轮系与减速器 141
8.1 轮系的类型 141
8.1.1 定轴轮系 142
8.1.2 周转轮系 142
8.1.3 复合轮系 143
8.2 定轴轮系的传动比 143
8.2.1 定轴轮系传动比的概念 143
8.2.2 定轴轮系传动比的计算 143
8.3 周转轮系的传动比 145
8.4* 复合轮系的传动比 148
8.5 减速器 148
8.5.1 减速器的类型 149
8.5.2 定轴齿轮减速器 149
8.5.3 定轴齿轮减速器的构造 150

本章小结 150
单元习题 151
第9章 带传动与链传动 153
9.1 带传动的工作原理、类型及特点 153
9.1.1 带传动的工作原理 154
9.1.2 带传动的类型 154
9.1.3 带传动的特点 155
9.2 摩擦式带传动的工作情况分析 156
9.2.1 带传动的受力分析与打滑 156
9.2.2 带的应力分析 157
9.2.3 带传动的弹性滑动与传动比 158
9.2.4 带传动的疲劳强度 159
9.3 普通V带及V带轮 160
9.3.1 普通V带的结构及标准 160
9.3.2 普通V带轮 162
9.4 普通V带传动的设计 163
9.4.1 V带传动的失效形式和设计准则 163
9.4.2 单根V带的基本额定功率 163
9.4.3 普通V带传动的设计内容 166
9.5 带传动的张紧、安装与维护 171
9.5.1 带传动的张紧 171
9.5.2 带传动的安装和维护 172
9.6 同步带传动简介 173
9.7* 链传动 174
9.7.1 概述 174
9.7.2 滚子链和链轮 175
9.7.3 链传动的运动特性 177
9.7.4 滚子链传动的设计 178
9.7.5 链传动的布置、张紧及润滑 182
本章小结 184
单元习题 184
第三篇 轴系零部件
第10章 连接 188
10.1 概述 188
10.2 螺纹连接 189
10.2.1 螺纹 189
10.2.2 螺纹连接的基本类型和螺纹连接件 191
10.2.3 螺纹连接的预紧和防松 195
10.2.4 螺栓连接的结构设计 198
10.2.5 提高螺栓强度的措施 199
10.3 键连接 201
10.3.1 松键连接的类型、特点和应用 202
10.3.2 紧键连接的类型、特点和应用 204
10.3.3 平键连接的选择及强度校核 205
10.4* 其他连接 207
10.4.1 花键连接 207
10.4.2 销连接 208
10.4.3 型面连接 209
10.4.4 过盈连接 209
10.4.5 铆接、粘接、焊接 210
本章小结 210
单元习题 210
第11章 轴 213
11.1 轴的类型及应用 213
11.2 轴的常用材料及计算准则 215
11.2.1 轴的常用材料 215
11.2.2 轴的设计准则和设计步骤 217
11.3 轴的结构设计 217
11.3.1 轴上零件的布置 218
11.3.2 轴上零件的定位及固定 218
11.3.3 确定轴的各段直径和长度 221
11.3.4 轴的加工和装配工艺性 222
11.3.5 提高轴强度和刚度的措施 223
11.4 轴的工作能力计算 225
11.4.1 轴的强度计算 225
11.4.2 轴的刚度计算 229
本章小结 230
单元习题 230
第12章 轴承 234
12.1 轴承的功用和类型 234
12.2 滚动轴承 235
12.2.1 滚动轴承的结构、类型及特点 235
12.2.2 滚动轴承的代号及选择 237
12.2.3 滚动轴承的失效形式及设计准则 240
12.2.4 滚动轴承的寿命计算 241
12.2.5 滚动轴承的组合设计 248
12.2.6 滚动轴承的润滑与密封 252
12.3* 滑动轴承 254
12.3.1 滑动轴承的结构、类型及特点 254

12.3.2 轴瓦的结构和轴承材料 256
12.3.3 滑动轴承的润滑 258
本章小结 260
单元习题 260
第13章 联轴器、离合器及制动器 263
13.1 联轴器简介 263
13.1.1 联轴器的类型、特点和应用 263
13.1.2 联轴器的选择 267
13.2 离合器简介 268
13.2.1 牙嵌式离合器 269
13.2.2 摩擦离合器 269
13.3 制动器简介 270
13.3.1 外抱块式制动器 270
13.3.2 内涨蹄式制动器 271
13.3.3 带式制动器 271
本章小结 272
单元习题 272
附录A 综合练习 274
附录B 部分常用的机构运动简图符号（摘自GB 4460 —1984） 280