目錄
緒論 1
0.1 機械的組成 2
0.1.1 機器和機構(gòu) 2
0.1.2 零件、部件和構(gòu)件 5
0.1.3 機器的分類、功能組成及發(fā)展 6
0.2 機械設(shè)計的任務(wù)、要求和一般程序 8
0.3 機械設(shè)計方法簡介 9
0.3.1 傳統(tǒng)機械設(shè)計方法 9
0.3.2 現(xiàn)代機械設(shè)計方法 10
0.4 本課程的性質(zhì)、任務(wù)和
學(xué)習(xí)內(nèi)容 11
習(xí)題 12
擴展閱讀：汽車的發(fā)展史 12
第1章 平面機構(gòu)運動簡圖和自由度 14
1.1 平面機構(gòu)的組成 15
1.2 平面機構(gòu)運動簡圖 16
1.2.1 平面機構(gòu)運動簡圖及其作用 16
1.2.2 平面機構(gòu)運動簡圖的符號 17
1.2.3 平面機構(gòu)運動簡圖的繪制 18
1.3 平面機構(gòu)的自由度 19
1.3.1 平面機構(gòu)自由度的計算公式 19
1.3.2 計算平面機構(gòu)自由度的注意事項 20
1.3.3 機構(gòu)具有確定運動的條件 22
1.4 工程應(yīng)用案例：慣性篩 23
習(xí)題 24
擴展閱讀：多自由度的混沌擺 25
第2章 平面連桿機構(gòu) 27
2.1 平面連桿機構(gòu)的特點和應(yīng)用 28
2.2 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型及演化 30
2.2.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型 30
2.2.2 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 32
2.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性 35
2.3.1 鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件 35
2.3.2 急回特性 37
2.3.3 壓力角和傳動角 37
2.3.4 死點位置 39
2.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 40
2.4.1 給定行程速比系數(shù)的設(shè)計問題 40
2.4.2 給定連桿位置的設(shè)計問題 41
2.4.3 給定兩連架桿對應(yīng)位置的設(shè)計問題 41
2.4.4 給定某點運動軌跡的設(shè)計問題 42
2.4.5 基于MATLAB的四桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 43
2.5 平面多桿機構(gòu)簡介 47
2.6 工程應(yīng)用案例：多功能自動翻身床 48
習(xí)題 50
擴展閱讀：連桿機構(gòu)與現(xiàn)代社會動力之源 52
第3章 凸輪機構(gòu) 54
3.1 凸輪的應(yīng)用、分類和特點 55
3.1.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用 55
3.1.2 凸輪機構(gòu)的分類 56
3.1.3 凸輪機構(gòu)的特點 57
3.2 常用從動件的運動規(guī)律 57
3.2.1 幾個基本概念 57
3.2.2 常用運動規(guī)律 58
3.3 凸輪輪廓曲線設(shè)計圖解法 61
3.3.1 反轉(zhuǎn)法原理 61
3.3.2 直動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計 62
3.3.3 擺動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計 64
3.4 凸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 65
3.4.1 壓力角 65
3.4.2 凸輪基本尺寸的確定 66
3.4.3 凸輪的結(jié)構(gòu)及其與軸的連接 68
3.5 工程應(yīng)用案例：縫紉機 69
習(xí)題 70
擴展閱讀：達·芬奇與中國古代科技 72
第4章 間歇運動機構(gòu) 73
4.1 棘輪機構(gòu) 74
4.1.1 棘輪的工作原理和類型 74
4.1.2 棘爪的工作條件 75
4.1.3 棘輪和棘爪的幾何尺寸 75
4.1.4 棘輪機構(gòu)的應(yīng)用 76
4.2 槽輪機構(gòu) 77
4.2.1 槽輪機構(gòu)的工作原理 77
4.2.2 槽輪機構(gòu)的主要參數(shù) 78
4.2.3 槽輪機構(gòu)的其他幾何尺寸 79
4.3 不完全齒輪機構(gòu) 79
4.4 工程應(yīng)用案例：蜂窩煤壓制機 80
習(xí)題 81
擴展閱讀：電影放映機的歷史 81
第5章 帶傳動和鏈傳動 83
5.1 帶傳動的類型、特點和應(yīng)用 84
5.2 V帶和帶輪 86
5.2.1 V帶的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 86
5.2.2 V帶輪 88
5.3 帶傳動工作情況分析 91
5.3.1 帶傳動的主要參數(shù) 91
5.3.2 帶傳動受力分析 91
5.3.3 帶的應(yīng)力分析 93
5.3.4 帶傳動運動學(xué)特性 95
5.4 普通V帶傳動設(shè)計 96
5.4.1 單根普通V帶的基本額定功率 96
5.4.2 帶傳動設(shè)計計算步驟和參數(shù)選擇 97
5.5 帶傳動的張緊與維護 101
5.6 同步帶傳動簡介 102
5.7 鏈傳動的分類、特點和應(yīng)用 103
5.8 滾子鏈和鏈輪 104
5.8.1 滾子鏈的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 104
5.8.2 滾子鏈的鏈輪 106
5.9 鏈傳動工作情況分析 108
5.9.1 鏈傳動的運動特性分析 108
5.9.2 鏈傳動的受力分析 108
5.10 滾子鏈傳動設(shè)計 109
5.10.1 鏈傳動的主要失效形式 109
5.10.2 功率曲線圖 109
5.10.3 鏈傳動設(shè)計計算步驟和參數(shù)選擇 110
5.11 鏈傳動的使用和維護 113
5.12 工程應(yīng)用案例：輸送機 115
5.12.1 帶傳動設(shè)計 116
5.12.2 鏈傳動設(shè)計 118
習(xí)題 119
擴展閱讀：中國古代機械傳動機構(gòu) 120
第6章 齒輪傳動 121
6.1 齒輪機構(gòu)的特點和分類 122
6.2 漸開線齒廓 123
6.2.1 漸開線的性質(zhì) 123
6.2.2 漸開線齒廓的嚙合特性 124
6.3 直尺圓柱齒輪幾何尺寸計算 125
6.3.1 齒輪各部分名稱參數(shù) 125
6.3.2 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算 126
6.4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合傳動 127
6.4.1 正確嚙合條件 127
6.4.2 正確安裝條件 128
6.4.3 連續(xù)傳動條件 129
6.5 漸開線齒輪的切齒原理 129
6.6 漸開線齒輪的根切、最少齒數(shù)和變位齒輪 131
6.6.1 根切與最少齒數(shù) 131
6.6.2 變位齒輪 132
6.7 齒輪的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則 134
6.7.1 齒輪的失效形式 134
6.7.2 齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則 136
6.8 齒輪材料和精度等級 136
6.8.1 齒輪的材料及其選擇 136
6.8.2 齒輪傳動的精度等級 138
6.9 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算 139
6.9.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪輪齒的受力分析 139
6.9.2 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度計算 140
6.9.3 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強度計算 141
6.9.4 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計參數(shù)的選擇 143
6.10 斜齒圓柱齒輪傳動 143
6.10.1 斜齒輪齒廓的形成和特點 143
6.10.2 斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù) 144
6.10.3 平行軸斜齒輪傳動的重合度 145
6.10.4 平行軸斜齒輪傳動的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù) 145
6.10.5 斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算 146
6.11 直齒錐齒輪傳動 148
6.11.1 圓錐齒輪傳動的特點和應(yīng)用 148
6.11.2 直齒錐齒輪的背錐和當(dāng)量齒數(shù) 149
6.11.3 直齒錐齒輪傳動設(shè)計計算 150
6.12 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計、潤滑和效率 151
6.12.1 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 151
6.12.2 齒輪的潤滑 153
6.12.3 齒輪的效率 154
6.13 工程應(yīng)用案例：減速器 154
6.13.1 高速級齒輪傳動設(shè)計 155
6.13.2 低速級齒輪傳動設(shè)計 156
習(xí)題 158
擴展閱讀：中國古代齒輪的歷史 160
第7章 蝸桿傳動 161
7.1 蝸桿傳動的類型、特點和應(yīng)用 162
7.2 蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 164
7.2.1 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù) 164
7.2.2 圓柱蝸桿的幾何尺寸計算 167
7.3 蝸桿傳動的失效形式、材料和結(jié)構(gòu) 167
7.4 圓柱蝸桿傳動的設(shè)計計算 169
7.4.1 圓柱蝸桿傳動的受力分析 169
7.4.2 圓柱蝸桿傳動的強度計算 169
7.5 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 171
7.6 工程應(yīng)用案例：減速器 174
習(xí)題 176
擴展閱讀：電梯的發(fā)展史 177
第8章 輪系 178
8.1 輪系的類型 178
8.2 定軸輪系傳動比計算 180
8.2.1 定軸輪系傳動比大小的計算 180
8.2.2 首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定 180
8.3 周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算 182
8.3.1 周轉(zhuǎn)輪系的組成 182
8.3.2 轉(zhuǎn)化輪系及傳動比計算 182
8.4 復(fù)合輪系傳動比計算 185
8.5 輪系的作用 185
8.6 工程應(yīng)用案例：龍門刨床工作臺 187
習(xí)題 188
擴展閱讀：手表的發(fā)展史 191
第9章 軸 192
9.1 軸的作用和分類 193
9.2 軸的常用材料 194
9.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 194
9.3.1 軸上零件的定位和固定 195
9.3.2 軸的各段直徑和長度確定 196
9.3.3 改善軸的受力狀況和結(jié)構(gòu)工藝性 197
9.4 軸的強度計算 198
9.4.1 軸的扭轉(zhuǎn)強度計算 198
9.4.2 軸的彎扭合成強度計算 199
9.5 軸的剛度計算 200
9.6 工程應(yīng)用案例：礦用鑿井絞車 200
習(xí)題 203
擴展閱讀：軸的磨損和修復(fù) 204
第10章 軸承 206
10.1 滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號 207
10.1.1 滾動軸承的結(jié)構(gòu) 207
10.1.2 滾動軸承的類型和性能 207
10.1.3 滾動軸承的代號 210
10.2 滾動軸承的選擇計算 211
10.2.1 主要失效形式 211
10.2.2 軸承壽命 212
10.2.3 角接觸向心軸承軸向載荷的計算 213
10.3 滾動軸承的組合設(shè)計 215
10.3.1 軸承的固定 215
10.3.2 軸承組合的調(diào)整 216
10.4 滑動軸承的結(jié)構(gòu)和特點 217
10.5 滑動軸承的常用材料 219
10.6 滑動軸承的潤滑 220
10.7 非液體摩擦滑動軸承的計算 221
10.7.1 徑向滑動軸承的計算 221
10.7.2 止推滑動軸承的計算 221
10.8 工程應(yīng)用案例：帶式輸送機和紡織機 221
10.8.1 帶式輸送機 221
10.8.2 紡織機 223
習(xí)題 223
擴展閱讀：寶石軸承 224
第11章 聯(lián)軸器、離合器和制動器 225
11.1 聯(lián)軸器 226
11.1.1 固定式剛性聯(lián)軸器 226
11.1.2 可移式剛性聯(lián)軸器 226
11.1.3 聯(lián)軸器的選擇 229
11.2 離合器 230
11.3 制動器 232
11.4 工程應(yīng)用案例：卷揚機 235
習(xí)題 235
擴展閱讀：寶馬xDrive全時四驅(qū)系統(tǒng) 236
第12章 螺紋連接 238
12.1 螺紋的類型、參數(shù)和標(biāo)注 239
12.1.1 螺紋的類型和應(yīng)用 239
12.1.2 螺紋的參數(shù) 241
12.1.3 螺紋的標(biāo)注 242
12.2 螺紋連接的基本類型和螺紋緊固件 242
12.2.1 螺紋連接的基本類型 243
12.2.2 螺紋緊固件 244
12.3 螺紋連接的預(yù)緊和防松 245
12.3.1 螺紋連接的預(yù)緊 245
12.3.2 螺紋連接的防松 246
12.4 螺栓的強度計算 249
12.4.1 螺栓的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則 249
12.4.2 松螺栓連接 250
12.4.3 緊螺栓連接 250
12.4.4 單個螺栓的強度計算總結(jié) 253
12.4.5 螺紋連接件的材料 253
12.4.6 螺紋連接件的許用應(yīng)力 254
12.5 螺栓連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計 255
12.5.1 螺栓組連接的結(jié)構(gòu) 255
12.5.2 螺栓組連接的受力分析 256
12.6 提高螺紋連接強度的措施 260
12.7 工程應(yīng)用案例：卷揚機和法蘭結(jié)構(gòu) 263
12.7.1 卷揚機 263
12.7.2 法蘭結(jié)構(gòu) 263
習(xí)題 264
擴展閱讀：截止閥 266
第13章 鍵和銷 267
13.1 鍵連接 268
13.1.1 平鍵連接 268
13.1.2 半圓鍵連接 270
13.1.3 楔鍵和切向鍵連接 270
13.1.4 平鍵連接的設(shè)計計算 271
13.2 花鍵連接 272
13.2.1 花鍵的分類和應(yīng)用 272
13.2.2 花鍵連接的強度計算 273
13.3 銷連接 274
13.4 工程應(yīng)用案例：帶式運輸機 275
習(xí)題 276
擴展閱讀：手動變速器換擋桿下的玄機 277
習(xí)題參考答案 279
參考文獻 284