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第1章 绪论1

1.1 本课程的研究对象1

1.1.1 机械1

1.1.2 机器和机构2

1.1.3 构件和零件4

1.2 课程的内容、地位、学习目的和方法5

1.2.1 课程的内容5

1.2.2 课程的地位5

1.2.3 学习本课程的目的和方法5

1.3 机械零件的失效形式及设计准则6

1.3.1 机械零件的常见失效形式6

1.3.2 机械零件的设计准则7

1.4 机械零件常用材料及其选用原则9

1.4.1 机械零件常用材料9

1.4.2 机械零件常用材料的选用原则10

1.5 机械的摩擦、磨损及润滑11

1.5.1 摩擦与磨损11

1.5.2 润滑与密封13

1.6 机械零件设计的工艺性及标准化14

1.6.1 机械零件设计的工艺性14

1.6.2 机械零件设计的标准化15

1.7 机械设计应满足的基本要求及一般程序16

1.7.1 机械设计的基本要求16

1.7.2 机械设计的一般程序17

小结17

思考与习题18

第2章 平面机构及其自由度20

2.1 机构的组成20

2.1.1 运动副及其分类20

2.1.2 运动链和机构21

2.2 平面机构的运动简图22

2.2.1 构件和运动副的表示方法22

2.2.2 平面机构运动简图的绘制24

2.3 平面机构自由度计算26

2.3.1 平面机构自由度26

2.3.2 机构具有确定运动的条件28

2.3.3 计算机构自由度时应注意的几种特殊情况28

小结33

思考与习题33

第3章 平面连杆机构35

3.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化35

3.1.1 平面四杆机构的组成35

3.1.2 铰链四杆机构的基本形式36

3.1.3 铰链四杆机构的演化37

3.2 平面四杆机构曲柄存在的条件41

3.3 平面四杆机构的基本工作特性42

3.3.1 急回运动42

3.3.2 压力角和传动角43

3.3.3 死点位置44

3.4 平面四杆机构的设计简介46

3.4.1 平面四杆机构设计的基本问题46

3.4.2 按给定的行程速度变化系数K设计四杆机构46

3.4.3 按给定的连杆位置设计四杆机构48

3.4.4 按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构48

小结50

思考与习题51

第4章 凸轮机构53

4.1 凸轮机构的应用与分类53

4.1.1 凸轮机构的应用及特点53

4.1.2 凸轮机构的分类54

4.2 从动件常用运动规律56

4.2.1 凸轮机构运动过程及有关名称56

4.2.2 从动件的常用运动规律57

4.3 盘形凸轮轮廓曲线的作图法设计59

4.3.1 反转法设计原理59

4.3.2 对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓设计60

4.3.3 对心滚子直动从动件盘形凸轮轮廓设计61

4.3.4 对心平底从动件盘形凸轮轮廓设计61

4.3.5 偏置尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓设计61

4.3.6 尖顶摆动从动件盘形凸轮轮廓设计62

4.4 凸轮机构基本尺寸的确定63

4.4.1 凸轮机构的压力角及许用值63

4.4.2 滚子半径的选择64

4.4.3 基圆半径的确定65

小结66

思考与习题67

第5章 间歇运动机构69

5.1 棘轮机构69

5.1.1 棘轮机构的工作原理69

5.1.2 棘轮机构的主要参数70

5.1.3 棘轮机构的特点及应用71

5.2 槽轮机构72

5.2.1 槽轮机构的工作原理72

5.2.2 槽轮机构的主要参数73

5.3 不完全齿轮机构74

小结74

思考与习题75

第6章 齿轮传动76

6.1 齿轮机构的传动特点和类型76

6.1.1 齿轮机构的传动特点76

6.1.2 齿轮传动的类型77

6.2 齿廓啮合基本定律79

6.2.1 研究齿廓啮合基本定律的目的79

6.2.2 齿廓啮合基本定律概述79

6.3 渐开线与渐开线齿廓80

6.3.1 渐开线的形成80

6.3.2 渐开线的特性80

6.3.3 渐开线方程式81

6.3.4 渐开线齿廓的啮合特性82

6.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数及几何尺寸83

6.4.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号83

6.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮主要参数84

6.4.3 内齿轮的齿廓特点85

6.4.4 齿条的齿廓特点86

6.4.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸86

6.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动87

6.5.1 一对渐开线齿轮的正确啮合条件87

6.5.2 齿轮传动的标准中心距与啮合角88

6.5.3 渐开线齿轮连续传动的条件89

6.5.4 齿轮与齿条啮合传动90

6.6 渐开线齿轮的加工方法和根切91

6.6.1 齿轮轮齿的加工方法91

6.6.2 用标准齿条刀具加工标准齿轮93

6.6.3 轮齿的根切现象与避免根切的措施94

6.7 变位齿轮简介95

6.7.1 渐开线标准齿轮的局限性95

6.7.2 变位齿轮96

6.7.3 变位齿轮传动98

6.8 齿轮传动的失效形式和设计准则99

6.8.1 齿轮传动的失效形式99

6.8.2 齿轮传动的设计准则101

6.9 齿轮常用材料及热处理102

6.9.1 齿轮常用材料及其选用102

6.9.2 齿轮的热处理103

6.10 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算105

6.10.1 轮齿的受力分析和计算载荷105

6.10.2 齿面接触疲劳强度计算107

6.10.3 齿根弯曲疲劳强度计算109

6.10.4 许用应力111

6.11 直齿圆柱齿轮传动设计116

6.11.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的主要参数和精度等级的选择116

6.11.2 齿轮传动的设计实例117

6.12 标准斜齿圆柱齿轮传动及其强度计算120

6.12.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特性120

6.12.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算120

6.12.3 斜齿轮机构的正确啮合及连续传动条件122

6.12.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数123

6.12.5 平行轴斜齿轮传动的主要优缺点124

6.12.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度设计124

6.13 锥齿轮传动129

6.13.1 直齿锥齿轮传动特性129

6.13.2 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数130

6.13.3 锥齿轮的传动131

6.13.4 直齿锥齿轮传动的主要参数与几何尺寸计算131

6.13.5 直齿锥齿轮轮齿受力分析132

6.13.6 直齿锥齿轮传动强度计算133

6.14 齿轮的结构、润滑和精度134

6.14.1 齿轮的结构设计134

6.14.2 齿轮传动的润滑136

小结137

思考与习题139

第7章 蜗杆传动143

7.1 蜗杆传动的特点、类型和应用143

7.2 圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算145

7.2.1 蜗杆传动的主要参数145

7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算148

7.2.3 蜗杆蜗轮正确啮合条件148

7.2.4 蜗杆传动中蜗轮旋向和转动方向的判定149

7.3 蜗杆传动的失效形式、计算准则、材料选择和精度149

7.3.1 蜗杆传动的失效形式、计算准则149

7.3.2 蜗杆传动的材料选择和精度149

7.4 蜗杆传动的强度计算150

7.5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算153

7.6 蜗杆蜗轮的结构155

小结158

思考与习题159

第8章 轮系161

8.1 轮系的分类161

8.1.1 定轴轮系161

8.1.2 周转轮系162

8.1.3 混合轮系162

8.2 轮系的传动比162

8.2.1 定轴轮系传动比的计算163

8.2.2 周转轮系传动比的计算165

8.2.3 混合轮系传动比的计算167

8.3 轮系的功能169

小结172

思考与习题172

第9章 带传动175

9.1 带传动的类型、特点和应用175

9.1.1 带传动的类型175

9.1.2 带传动的特点和应用176

9.1.3 带传动的主要形式176

9.2 V带和V带轮177

9.2.1 V带的结构和尺寸标准177

9.2.2 普通V带轮的结构设计179

9.3 带传动的工作能力分析181

9.3.1 带传动中的受力分析181

9.3.2 带的应力分析183

9.3.3 带的弹性滑动和打滑184

9.4 V带的标准及其传动设计185

9.4.1 传动的主要失效形式和设计准则185

9.4.2 V带传动设计188

9.5 V带传动的张紧装置及维护192

9.5.1 常见的张紧装置192

9.5.2 带传动的安装与维护193

小结194

思考与习题195

第10章 链传动196

10.1 链传动的组成、类型和特点196

10.1.1 链传动的组成196

10.1.2 链传动的特点及应用196

10.1.3 链传动的类型197

10.2 滚子链的结构和标准197

10.2.1 滚子链的结构197

10.2.2 滚子链的标准198

10.2.3 链轮199

10.3 链传动的运动特性201

10.3.1 链传动的运动不确定性201

10.3.2 链传动的受力分析203

10.4 滚子链传动的设计计算203

10.4.1 链传动的失效形式204

10.4.2 额定功率曲线204

10.4.3 设计计算准则204

10.4.4 链传动的主要参数选择及设计步骤206

10.5 链传动的布置、张紧及润滑208

10.5.1 链传动的布置208

10.5.2 链传动的张紧208

10.5.3 链传动的润滑208

小结210

思考与习题211

第11章 轴212

11.1 轴的功用和类型212

11.1.1 轴的功能和分类212

11.1.2 轴设计的基本要求213

11.2 轴的材料214

11.2.1 轴的常用材料214

11.2.2 轴的材料选择214

11.3 轴的结构设计215

11.3.1 轴的结构设计原则216

11.3.2 装配方案的拟订与轴的结构组成216

11.3.3 轴上零件的定位及固定216

11.3.4 轴的结构工艺性218

11.3.5 提高轴疲劳强度的措施219

11.4 轴的强度计算219

11.4.1 按抗扭强度估算最小轴径219

11.4.2 弯扭合成强度计算（按弯扭组合校核强度）220

11.5 轴的刚度计算221

11.6 轴的设计实例分析222

小结227

思考与习题227

第12章 轴承230

12.1 轴承的作用和分类230

12.2 滚动轴承的结构、类型和特点230

12.2.1 滚动轴承的结构231

12.2.2 滚动轴承的类型和特点231

12.3 滚动轴承的代号及类型选择234

12.3.1 滚动轴承的代号234

12.3.2 滚动轴承类型的选择原则236

12.4 滚动轴承的受载分析、失效形式及计算准则237

12.4.1 滚动轴承的受载分析237

12.4.2 滚动轴承的失效形式和设计准则238

12.5 滚动轴承的寿命计算和静强度计算238

12.5.1 轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷238

12.5.2 滚动轴承的寿命计算239

12.5.3 滚动轴承的当量动载荷计算241

12.5.4 角接触轴承的轴向载荷计算242

12.5.5 滚动轴承的静强度计算245

12.6 滚动轴承组合设计245

12.6.1 轴承套圈的轴向固定245

12.6.2 轴承套圈的周向固定和配合246

12.6.3 轴系组件的轴向固定247

12.6.4 滚动轴承组合结构的调整248

12.6.5 滚动轴承的安装与拆卸249

12.6.6 轴承的润滑250

12.6.7 轴承的密封253

12.7 滑动轴承254

12.7.1 滑动轴承的应用、类型及选用254

12.7.2 滑动轴承的结构形式255

12.7.3 轴瓦结构和轴承材料257

12.7.4 滑动轴承的润滑259

小结260

思考与习题261

第13章 机械联接262

13.1 螺纹联接262

13.1.1 螺纹的常用类型、特点及主要参数263

13.1.2 螺纹联接的常用类型、特点及应用265

13.1.3 螺栓联接的强度计算268

13.1.4 螺栓组联接的结构设计273

13.2 键、销联接274

13.2.1 键联接274

13.2.2 花键联接278

13.2.3 销联接279

13.3 联轴器与离合器280

13.3.1 联轴器280

13.3.2 离合器286

小结288

思考与习题289

参考文献290