●緒論 1
0.1 本課程的研究對像、地位和作用 1
0.1.1 本課程的研究對像 1
0.1.2 本課程的地位和作用 2
0.2 機械設計概論 3
0.2.1 機器的組成 3
0.2.2 機器設計應滿足的基本要求 3
0.2.3 機器設計的一般程序 4
0.3 機械零件設計概述 7
0.3.1 機械零件的主要失效形式 7
0.3.2 機械零件設計應滿足的基本要求 7
0.3.3 機械零件的設計方法及一般步驟 8
0.4 機械零件的強度 10
0.4.1 機械零件的載荷種類 10
0.4.2 機械零件的應力 10
0.4.3 靜應力下機械零件的強度計算 11
0.4.4 變應力下機械零件的強度計算 12
0.4.5 安全繫數 13
0.5 機械零件的材料及選用 13
0.5.1 機械零件常用材料 13
0.5.2 機械零件材料的選用 14
0.6 機械零件設計中的標準化 15
0.6.1 極限與配合 15
0.6.2 表面粗糙度 17
0.6.3 優先數繫和優先數繫標準 18
0.7 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 18
0.7.1 機械零件的摩擦 18
0.7.2 機械零件的磨損 19
0.7.3 機械零件的潤滑 22
0.8 現代機械設計方法概述 23
習題與思考題 24
第1章 平面機構的結構分析 25
1.1 運動副及其分類 25
1.1.1 運動副 25
1.1.2 機構中構件的分類 27
1.2 機構運動簡圖 27
1.2.1 運動副及常用構件的畫法 27
1.2.2 機構運動簡圖的繪制 28
1.3 平面機構的自由度 30
1.3.1 平面機構的自由度計算 30
1.3.2 幾種特殊結構的處理 32
1.4 平面機構組成原理與結構分析 34
1.4.1 平面機構的高副低代 34
1.4.2 平面機構的組成原理 35
1.4.3 平面機構的結構分析 36
1.5 速度瞬心及其在機構速度分析中的應用 36
1.5.1 速度瞬心及速度瞬心的求法 36
1.5.2 瞬心在速度分析上的應用 38
習題與思考題 39
第2章 平面連杆機構 41
2.1 鉸鏈四杆機構的基本形式與特性 41
2.1.1 鉸鏈四杆機構的基本形式 41
2.1.2 鉸鏈四杆機構的基本特性 43
2.2 鉸鏈四杆機構存在曲柄的條件 45
2.2.1 鉸鏈四杆機構存在一個曲柄的條件 45
2.2.2 鉸鏈四杆機構存在曲柄的判別通則 45
2.3 鉸鏈四杆機構的演化 46
2.3.1 曲柄滑塊機構 46
2.3.2 導杆機構 47
2.3.3 曲柄搖塊機構 47
2.3.4 雙滑塊機構 48
2.3.5 偏心輪機構 48
2.4 平面機構的設計 49
2.4.1 圖解法設計平面四杆機構 49
2.4.2 圖譜綜合法設計平面四杆機構簡介 51
習題與思考題 52
第3章 凸輪機構 54
3.1 凸輪機構的類型與基本參數 54
3.1.1 凸輪機構的類型與應用 54
3.1.2 凸輪機構的基本概念與參數 56
3.2 從動件常用運動規律 57
3.2.1 等速運動規律 57
3.2.2 等加速-等減速運動規律 58
3.2.3 簡諧運動規律 59
3.3 凸輪機構輪廓的設計 60
3.3.1 圖解法設計凸輪輪廓 60
3.3.2 解析法設計凸輪輪廓 64
3.4 凸輪基本尺寸的確定 65
3.4.1 壓力角的確定 65
3.4.2 基圓半徑的確定 66
3.4.3 滾子半徑的確定 66
習題與思考題 67
第4章 間歇運動機構 68
4.1 槽輪機構 69
4.1.1 槽輪機構的工作原理 69
4.1.2 槽輪機構主要參數和基本尺寸計算 70
4.1.3 槽輪機構的特點 72
4.2 棘輪機構 72
4.2.1 棘輪機構的工作原理 72
4.2.2 棘輪機構的類型與應用 73
4.2.3 棘輪機構的轉角調節 74
4.2.4 棘輪機構設計 75
4.3 其他間歇運動機構 76
4.3.1 不接近齒輪機構 76
4.3.2 凸輪間歇運動機構 76
習題與思考題 77
第5章 機械的調速與平衡 77
5.1 機械的運轉過程與速度波動的調節 78
5.1.1 機械的運轉過程 78
5.1.2 機械速度波動的類型及調節方法 79
5.2 飛輪的近似設計方法 80
5.2.1 機械運轉的基本參數 80
5.2.2 飛輪轉動慣量的計算 81
5.2.3 飛輪主要尺寸的計算 82
5.3 剛性回轉件的平衡 83
5.3.1 靜平衡計算 84
5.3.2 靜平衡試驗 84
5.3.3 動平衡計算 85
5.3.4 動平衡試驗 86
習題與思考題 88
第6章 帶傳動與鏈傳動 88
6.1 帶傳動的類型與應用 89
6.1.1 帶傳動的類型與應用 89
6.1.2 帶傳動的幾何參數 90
6.2 帶傳動的受力分析 91
6.2.1 帶傳動的受力分析 91
6.2.2 歐拉公式 92
6.3 傳動帶的應力分析及實例 92
6.4 帶傳動的彈性滑動與傳動比 93
6.5 普通V帶傳動的設計計算與實例分析 93
6.5.1 V帶的結構、型號與規格 93
6.5.2 單根普通V帶的許用功率 94
6.5.3 普通V帶型號與根數的確定 95
6.5.4 V帶傳動主要參數的確定 96
6.5.5 V帶傳動設計實例分析 96
6.6 V帶帶輪的結構 98
6.7 帶傳動的張緊、正確安裝與維護 99
6.8 同步齒形帶傳動簡介 99
6.9 鏈傳動的特點與應用 99
6.10 鏈和鏈輪 100
6.11 鏈傳動的運動分析和受力分析 100
6.11.1 鏈傳動的運動分析 100
6.11.2 鏈傳動的受力分析 100
6.12 滾子鏈傳動的計算 101
6.12.1 滾子鏈傳動的失效形式 101
6.12.2 單排滾子鏈傳遞的功率 102
6.12.3 鏈傳動的主要參數選擇 102
6.12.4 鏈傳動設計實例分析 103
6.13 鏈傳動的合理布置和潤滑 105
習題與思考題 105
第7章 齒輪傳動 105
7.1 齒輪傳動的特點和基本類型 106
7.1.1 齒輪傳動的特點 106
7.1.2 齒輪傳動的基本類型 106
7.2 齒廓囓合基本定律 108
7.2.1 齒輪傳動的傳動比 108
7.2.2 齒廓囓合基本定律 108
7.3 漸開線及其漸開線齒輪 109
7.3.1 漸開線的形成及其特性 109
7.3.2 漸開線齒廓的囓合特點 112
7.4 漸開線標準直齒圓柱齒輪的主要參數及幾何尺寸計算 113
7.4.1 齒輪各部分結構及名稱 113
7.4.2 標準齒輪的基本參數及幾何尺寸 114
7.4.3 齒條 116
7.4.4 徑節制齒輪 116
7.5 漸開線直齒圓柱齒輪的囓合傳動 116
7.5.1 齒輪正確囓合條件 116
7.5.2 齒輪標準安裝條件 117
7.5.3 齒輪連續傳動條件 119
7.6 漸開線齒廓切削加工的原理 120
7.6.1 成形法 120
7.6.2 範成法 121
7.7 漸開線齒廓的根切現像與標準外齒輪的最少齒數 123
7.7.1 根切現像 123
7.7.2 標準外齒輪的最少齒數 123
7.7.3 變位齒輪 124
7.8 齒輪傳動的失效形式及計算準則 128
7.8.1 齒輪傳動的失效形式 128
7.8.2 齒輪傳動的計算準則 131
7.9 齒輪的常用材料及熱處理 131
7.9.1 對齒輪材料的基本要求 131
7.9.2 齒輪的常用材料及其熱處理 132
7.9.3 齒輪材料的許用應力 134
7.10 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 137
7.10.1 直齒圓柱齒輪傳動的受力分析 138
7.10.2 齒輪傳動的計算載荷 138
7.10.3 直齒圓柱齒輪傳動的接觸疲勞強度計算 140
7.10.4 直齒圓柱齒輪傳動的齒根彎曲疲勞強度計算 142
7.10.5 直齒圓柱齒輪傳動的設計計算實例 144
7.11 平行軸斜齒圓柱齒輪傳動 147
7.11.1 斜齒輪齒廓的形成 148
7.11.2 斜齒圓柱基本參數及幾何尺寸計算 148
7.11.3 斜齒輪正確囓合條件 150
7.11.4 斜齒輪傳動的重合度 150
7.11.5 當量齒數 151
7.11.6 斜齒輪傳動的特點 151
7.11.7 斜齒輪傳動的受力分析 152
7.11.8 斜齒輪傳動的強度計算 153
7.11.9 斜齒圓柱齒輪傳動的設計計算實例 153
7.12 直齒圓錐齒輪傳動 155
7.12.1 直齒圓錐齒輪的正確囓合條件 157
7.12.2 直齒圓錐齒輪的背錐與當量齒數 158
7.12.3 直齒圓錐齒輪傳動的受力分析 159
7.12.4 直齒圓錐齒輪傳動的強度計算 159
7.13 齒輪結構設計 160
7.14 齒輪傳動的潤滑與傳動效率 162
7.14.1 齒輪傳動的潤滑 162
7.14.2 齒輪傳動的效率 164
習題與思考題 164
第8章 蝸杆傳動 166
8.1 蝸杆傳動的特點與類型 167
8.1.1 蝸杆傳動的特點 167
8.1.2 蝸杆傳動的類型 167
8.2 圓柱蝸杆傳動的主要參數及幾何尺寸 170
8.2.1 圓柱蝸杆傳動的主要參數 170
8.2.2 圓柱蝸杆傳動的幾何尺寸計算 172
8.3 蝸杆傳動的相對滑動速度和效率 173
8.3.1 蝸杆傳動的相對滑動速度 173
8.3.2 蝸杆傳動的效率 173
8.4 蝸杆傳動的失效形式、材料和結構 174
8.4.1 蝸杆傳動的失效形式 174
8.4.2 蝸杆傳動的常用材料 175
8.4.3 蝸杆傳動的結構 175
8.5 蝸杆傳動的強度計算 176
8.5.1 蝸杆傳動的受力分析 176
8.5.2 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算 177
8.5.3 蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算 177
8.6 蝸杆傳動的潤滑與熱平衡計算 178
8.6.1 蝸杆傳動的潤滑 178
8.6.2 蝸杆傳動的熱平衡計算 179
8.7 蝸杆傳動的設計計算實例 180
習題與思考題 181
第9章 輪繫 182
9.1 輪繫的分類 183
9.1.1 定軸輪繫 183
9.1.2 周轉輪繫 183
9.1.3 復合輪繫 184
9.2 定軸輪繫傳動比計算 184
9.2.1 定軸輪繫傳動比大小的計算 184
9.2.2 定軸輪繫中齒輪之間轉向關繫的確定 185
9.2.3 定軸輪繫各齒輪軸的轉速、功率及轉矩確定 186
9.3 周轉輪繫傳動比計算 186
9.3.1 平行軸周轉輪繫傳動比計算 186
9.3.2 非平行軸周轉輪繫傳動比計算 189
9.4 復合輪繫傳動比計算 189
9.5 輪繫的運用 190
9.6 其他類型行星輪繫簡介 192
習題與思考題 193
第10章 螺紋連接 194
10.1 螺紋連接的基本知識 195
10.1.1 螺紋的類型與基本參數 195
10.1.2 螺旋副受力分析、效率與自鎖 196
10.1.3 螺紋緊固件與螺紋連接基本類型 198
10.2 螺紋連接的預緊與防松 200
10.2.1 螺紋連接的預緊 200
10.2.2 螺紋連接的防松 201
10.3 螺栓連接的強度計算 202
10.3.1 松螺栓連接 203
10.3.2 緊螺栓連接 203
10.3.3 鉸制孔螺栓連接 206
10.3.4 螺紋連接件的材料與許用應力 206
10.3.5 螺栓組連接的設計計算實例 208
10.4 提高螺栓連接強度的措施 209
10.5 螺旋傳動簡介 211
習題與思考題 212
第11章 軸與軸轂連接 213
11.1 概述 214
11.1.1 軸的功用、分類及組成 214
11.1.2 軸的主要設計內容和設計要求 216
11.1.3 軸的設計步驟 217
11.2 軸的材料及選擇 217
11.3 軸的結構設計 218
11.3.1 軸上零件的布置和裝配 219
11.3.2 軸的最小直徑估算 219
11.3.3 各軸段直徑和長度的確定 220
11.3.4 軸上零件的軸向定位與固定 221
11.3.5 軸上零件的周向固定 223
11.3.6 軸的結構工藝性 224
11.3.7 提高軸的強度和剛度的措施 225
11.4 軸的強度計算 227
11.4.1 按扭轉強度計算 227
11.4.2 按彎扭合成強度計算 228
11.4.3 軸的安全繫數校核計算 230
11.5 軸的剛度計算和振動穩定性概念 237
11.5.1 軸的剛度計算 237
11.5.2 軸的振動穩定性概念 237
11.6 鍵連接與花鍵連接 239
11.6.1 鍵連接類型與結構形式 239
11.6.2 鍵連接的應用 240
11.6.3 平鍵連接的選擇與強度計算 241
11.6.4 花鍵連接簡介 242
11.7 銷連接 244
11.8 焊接、鉚接與過盈連接 245
11.8.1 焊接 245
11.8.2 鉚接 246
11.8.3 過盈連接 246
習題與思考題 247
第12章 軸承 248
12.1 軸承的類型與應用 249
12.2 滑動軸承 250
12.2.1 滑動軸承的結構 250
12.2.2 滑動軸承軸瓦的結構 252
12.3 滑動軸承的材料 252
12.4 滑動軸承的潤滑 254
12.4.1 潤滑劑 254
12.4.2 潤滑裝置 255
12.4.3 潤滑方式及其選擇 257
12.5 非液體摩擦滑動軸承的設計 257
12.5.1 向心滑動軸承的設計 258
12.5.2 推力滑動軸承的設計 258
12.5.3 向心滑動軸承設計的實例分析 259
12.6 滾動軸承的類型與代號 259
12.6.1 滾動軸承的典型結構 259
12.6.2 滾動軸承的基本類型與特點 260
12.6.3 滾動軸承的代號 262
12.6.4 滾動軸承類型的選擇 264
12.7 滾動軸承的工作情況分析 265
12.7.1 滾動軸承的受力分析 265
12.7.2 滾動軸承的失效形式 266
12.7.3 滾動軸承的壽命計算 266
12.7.4 向心角接觸軸承的軸向載荷計算 269
12.7.5 滾動軸承的靜載荷計算 271
12.7.6 滾動軸承的計算實例 271
12.8 滾動軸承的組合設計 273
12.8.1 滾動軸承的固定 273
12.8.2 滾動軸承組合件的軸向固定 274
12.8.3 滾動軸承組合件的調整 275
12.8.4 滾動軸承的預緊 275
12.8.5 滾動軸承的配合 276
12.8.6 滾動軸承的安裝與拆卸 276
12.8.7 滾動軸承的潤滑 277
12.8.8 滾動軸承的密封 278
習題與思考題 279
第13章 聯軸器、離合器及制動器 280
13.1 聯軸器 281
13.1.1 聯軸器的類型及其特點 282
13.1.2 剛性固定式聯軸器 283
13.1.3 剛性可移式聯軸器 284
13.1.4 彈性聯軸器 286
13.1.5 聯軸器的選擇及計算 288
13.2 離合器 291
13.2.1 離合器的功用 291
13.2.2 離合器的類型 291
13.2.3 離合器的性能要求 292
13.2.4 各型離合器的特點 292
13.2.5 離合器的選擇和計算 295
13.3 制動器 295
13.3.1 制動器的功用 295
13.3.2 制動器的類型 296
13.3.3 常用制動器簡介 296
13.3.4 制動器的選擇 297
習題與思考題 297
第14章 彈簧 297
14.1 彈簧的功用、類型及其特點 298
14.1.1 概述 298
14.1.2 彈簧的定義 298
14.1.3 彈簧的功用 298
14.1.4 彈簧的分類 299
14.2 圓柱螺旋彈簧 299
14.2.1 圓柱螺旋彈簧的結構形式 299
14.2.2 圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸 301
14.3 彈簧的材料與制造 302
14.3.1 彈簧的材料 302
14.3.2 彈簧的制造 303
14.4 圓柱螺旋彈簧的設計 304
14.4.1 幾何參數計算 304
14.4.2 特性曲線 305
14.4.3 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧受載時的應力及變形 306
14.4.4 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的剛度 307
14.4.5 圓柱螺旋壓縮彈簧的穩定性 308
14.4.6 受交變載荷螺旋彈簧的疲勞強度和靜強度 309
14.4.7 受交變載荷螺旋彈簧的振動頻率 310
14.4.8 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計 310
14.5 其他彈簧簡介 312
14.5.1 板簧 312
14.5.2 平面渦卷彈簧 313
14.5.3 碟形彈簧 313
14.5.4 環形彈簧 313
14.5.5 空氣彈簧 314
習題與思考題 314
參考文獻 316

本書從培養應用型人纔必需的技術基礎出發，結合多年教學改革的經驗，力求做到易教、易學和反映本學科的新進展。全書共有15章，包括緒論，平面機構的結構分析，平面連杆機構，凸輪機構，間歇運動機構，機械的調速與平衡，帶傳動與鏈傳動，齒輪傳動，蝸杆傳動，輪繫，螺紋連接，軸與軸轂連接，軸承，聯軸器、離合器及制動器和彈簧。同時，將免費為采用本書作為教材的教師提供配套的電子課件。