內容簡介

本書是編者契合《全國大中小學教材建設規劃（2019—2022年）》的要求，總結南昌航空大學機械設計教學團隊的教學實踐和教改經驗，並在對機械設計繫列課程的教育教學規律進行深入探索的基礎上，本著“顯特色、出精品”的宗旨和服務於機械設計基礎課程教學的目的編寫而成的。

全書共16章，內容包括：緒論、平面機構運動簡圖及其自由度、平面連杆機構及其設計、凸輪機構及其設計、齒輪機構及其設計、齒輪繫及其設計、其他常用機構、轉子的平衡與機械運轉速度波動的調節、機械零件設計概論、機械連接、帶傳動和鏈傳動、齒輪傳動和蝸杆傳動、滾動軸承、滑動軸承、軸、聯軸器與離合器。每一章的結尾不僅介紹了機械設計實例，而且提供了同步練習，有利於學練結合。

本書既可作為普通高等學校機械類和近機械類專業機械設計基礎課程的教材，也可供其他相關專業的師生、工程技術人員及管理人員參考。

  目錄

前言

*1章緒論1

學習目標1

1*1本課程的研究對像和內容1

1*1*1機械、機器和機構1

1*1*2構件和零件3

1*2本課程的性質、目的和任務4

1*3機械設計的基本要求和一般過程5

1*3*1機械設計的基本要求5

1*3*2機械設計的一般過程6

1*4本課程的教學基本要求和注意事項8

1*4*1教學基本要求8

1*4*2注意事項8

1*5典型機器的認識8

1*5*1專用精壓機生產線9

1*5*2衝壓式蜂窩煤成型機12

同步練習15

*2章平面機構運動簡圖及其

自由度17

學習目標17

2*1概述17

2*2機構的組成17

2*2*1運動副17

2*2*2運動鏈18

2*2*3機構19

2*3平面機構運動簡圖19

2*3*1構件與運動副的表示方法19

2*3*2機構運動簡圖的繪制22

2*4平面機構自由度的計算23

2*4*1構件的自由度23

2*4*2平面機構自由度計算公式24

2*4*3機構具有確定運動的條件25

2*5計算平面機構自由度的注意事項25

2*5*1復合鉸鏈25

2*5*2局部自由度26

2*5*3虛約束26

2*6速度瞬心在機構速度分析上的應用29

2*7機構運動簡圖繪制與自由度計算

實例30

2*7*1專用精壓機的機構分析31

2*7*2蜂窩煤成型機的機構分析33

同步練習34

第3章平面連杆機構及其設計38

學習目標38

3*1概述38

3*2平面四杆機構的型式及應用38

3*2*1鉸鏈四杆機構38

3*2*2平面四杆機構的演化40

3*3平面四杆機構的基本特性42

3*3*1機構存在曲柄的條件42

3*3*2急回運動43

3*3*3壓力角與傳動角45

3*3*4死點45

3*4平面四杆機構的運動設計46

3*4*1連杆機構設計的基本問題46

3*4*2平面四杆機構的運動設計47

3*5平面連杆機構設計實例49

3*5*1專用精壓機主衝機構的設計49

3*5*2蜂窩煤成型機偏置曲柄滑塊機構

設計50

3*5*3蜂窩煤成型機的搖杆滑塊機構

設計51

同步練習51

第4章凸輪機構及其設計57

學習目標57

4*1概述57

4*2凸輪機構的分類58

4*3凸輪機構的設計問題59

4*3*1凸輪的基本參數59

4*3*2凸輪機構設計的基本問題60

4*4推杆的常用運動規律60

4*5凸輪輪廓曲線的設計62

4*5*1凸輪輪廓設計的基本原理63

4*5*2直動推杆盤形凸輪機構的設計63

4*6凸輪機構基本尺寸的確定65

4*6*1凸輪機構的壓力角65

4*6*2基圓半徑與偏距66

4*6*3滾子半徑66

4*7凸輪機構設計實例68

4*7*1設計要求68

4*7*2設計過程68

同步練習69

第5章齒輪機構及其設計74

學習目標74

5*1概述74

5*2齒輪囓合的基本理論75

5*2*1齒廓囓合基本定律75

5*2*2漸開線的形成及特性76

5*2*3漸開線齒廓的囓合特點76

5*3漸開線標準直齒圓柱齒輪的參數和

幾何尺寸77

5*3*1標準直齒圓柱齒輪各部分名稱和

符號77

5*3*2標準直齒圓柱齒輪的基本參數和

幾何尺寸78

5*4漸開線直齒圓柱齒輪的囓合傳動79

5*4*1齒輪傳動的中心距79

5*4*2一對漸開線齒輪正確囓合的

條件80

5*4*3齒輪的連續傳動條件80

5*5漸開線齒廓的切制方法及變位齒輪

簡介81

5*5*1漸開線齒廓的切制方法81

5*5*2根切現像82

5*5*3變位齒輪簡介83

5*6斜齒圓柱齒輪傳動84

5*6*1斜齒輪齒廓的形成84

5*6*2斜齒圓柱齒輪的基本參數和幾何

尺寸計算85

5*6*3斜齒輪的當量齒數86

5*6*4一對斜齒輪的囓合傳動86

5*7直齒錐齒輪傳動87

5*7*1齒廓的形成及當量齒數87

5*7*2基本參數和幾何尺寸計算88

5*7*3一對直齒錐齒輪的囓合傳動89

5*8蝸杆傳動90

5*8*1蝸杆傳動概述90

5*8*2蝸杆傳動的主要參數和幾何

尺寸91

5*8*3蝸輪蝸杆的囓合傳動94

5*9齒輪機構幾何參數計算實例95

5*9*1斜齒圓柱齒輪機構幾何參數

計算95

5*9*2直齒圓柱齒輪機構幾何參數

計算96

5*9*3錐齒輪機構幾何參數計算96

5*9*4蝸輪蝸杆機構幾何參數計算97

同步練習97

第6章齒輪繫及其設計102

學習目標102

6*1概述102

6*2定軸輪繫的傳動比103

6*2*1定軸輪繫的傳動比大小103

6*2*2定軸輪繫的轉向關繫104

6*3周轉輪繫的傳動比105

6*3*1基本概念105

6*3*2周轉輪繫傳動比的計算方法106

6*4復合輪繫的傳動比108

6*5輪繫傳動比計算實例109

6*5*1專用精壓機中輪繫傳動比計算109

6*5*2鏈板輸送機行星減速器輪繫傳動

比的計算110

同步練習110

第7章其他常用機構114

學習目標114

7*1棘輪機構114

7*1*1棘輪機構的工作原理114

7*1*2棘輪機構的類型及特點115

7*1*3棘輪機構的應用實例116

7*1*4棘輪機構的設計要點117

7*1*5行程和動停比的調節方法118

7*2槽輪機構119

7*2*1槽輪機構的工作原理119

7*2*2槽輪機構的類型及特點119

7*2*3槽輪機構的應用實例120

7*2*4槽輪機構的設計120

7*3不完全齒輪機構121

7*4凸輪式間歇運動機構122

7*5螺旋機構123

7*6間歇運動機構設計實例124

同步練習124

第8章轉子的平衡與機械運轉速度

波動的調節128

學習目標128

8*1概述128

8*2轉子平衡128

8*2*1轉子平衡的分類及其方法129

8*2*2剛性轉子的靜平衡129

8*2*3剛性轉子的動平衡131

8*2*4剛性轉子的平衡試驗134

8*2*5轉子的平衡精度135

8*3機械運轉速度波動及調節136

8*3*1機械的運轉過程136

8*3*2周期性速度波動及其調節137

8*3*3飛輪的設計139

8*3*4非周期性速度波動及其調節142

8*4轉子平衡與機械調速實例142

8*4*1曲柄壓力機曲軸的平衡設計143

8*4*2衝壓式蜂窩煤成型機中的飛輪

設計144

同步練習145

第9章機械零件設計概論149

學習目標149

9*1機械零件的主要失效形式及設計

準則149

9*1*1機械零件的主要失效形式149

9*1*2設計機械零件時應滿足的基本

要求150

9*1*3機械零件的設計準則152

9*2機械零件的設計方法及一般步驟154

9*2*1機械零件的設計方法154

9*2*2機械零件設計的一般步驟155

9*3許用應力和安全繫數155

9*3*1載荷和應力155

9*3*2零件的許用應力和安全繫數156

9*4機械零件的疲勞強度157

9*4*1材料的疲勞強度157

9*4*2機械零件的疲勞強度159

9*4*3單向穩定變應力機械零件的疲勞

強度計算160

9*4*4提高機械零件疲勞強度的措施162

9*5機械零件的材料及其選用162

9*5*1機械零件的常用材料162

9*5*2零件材料的選用原則163

9*6機械零件設計中的工藝性及標準化164

9*6*1機械零件設計中的工藝性164

9*6*2機械零件設計中的標準化164

同步練習165

*10章機械連接167

學習目標167

10*1概述167

10*2螺紋168

10*2*1螺紋的形成168

10*2*2螺紋的主要參數168

10*3螺旋副的效率和自鎖169

10*3*1螺旋副的效率169

10*3*2螺旋副的自鎖170

10*4機械中常用的螺紋171

10*5螺紋連接件及螺紋連接的基本

類型172

10*5*1螺紋連接件172

10*5*2螺紋連接的基本類型174

10*6螺紋連接的預緊與防松175

10*6*1螺紋連接的預緊175

10*6*2螺紋連接的防松177

10*7螺栓組連接的設計178

10*7*1螺栓組連接的結構設計178

10*7*2螺栓組連接的受力分析178

10*8螺紋連接的強度計算181

10*8*1松螺栓連接181

10*8*2緊螺栓連接182

10*9螺紋連接件的材料與許用應力183

10*10提高螺紋連接強度的措施184

10*11鍵連接187

10*11*1鍵連接的結構形式和功能187

10*11*2鍵的選擇和鍵連接強度計算189

10*12花鍵連接190

10*13銷連接191

10*14螺栓連接與鍵連接設計計算實例192

10*14*1螺栓組連接的設計與計算192

10*14*2鍵連接的設計與計算195

同步練習195

*11章帶傳動和鏈傳動203

學習目標203

11*1帶傳動概述203

11*1*1帶傳動的應用與特點203

11*1*2帶傳動的組成與類型204

11*1*3V帶的型號及結構205

11*1*4V帶帶輪206

11*2帶傳動的理論基礎208

11*2*1帶傳動的受力分析208

11*2*2帶的應力分析210

11*2*3帶的彈性滑動和打滑211

11*3V帶傳動的設計計算212

11*3*1V帶傳動的失效形式和設計

準則212

11*3*2單根V帶的基本額定功率212

11*3*3帶傳動的參數選擇215

11*3*4帶傳動的設計計算步驟215

11*4帶傳動的張緊218

11*5鏈傳動概述219

11*5*1鏈傳動的組成及特點219

11*5*2滾子鏈的結構參數220

11*5*3套筒滾子鏈輪221

11*6鏈傳動的理論基礎223

11*6*1鏈傳動的受力分析223

11*6*2鏈傳動的運動分析224

11*7鏈傳動的設計計算225

11*7*1鏈傳動的失效形式225

11*7*2鏈傳動的額定功率226

11*7*3鏈傳動的參數選擇228

11*7*4鏈傳動的設計計算步驟228

11*8鏈傳動的使用和維護229

11*8*1鏈傳動的布置229

11*8*2鏈傳動的張緊230

11*8*3合理的潤滑230

11*9帶傳動和鏈傳動設計計算實例231

11*9*1帶傳動設計實例231

11*9*2鏈傳動設計實例233

同步練習234

*12章齒輪傳動和蝸杆傳動241

學習目標241

12*1概述241

12*2失效形式及設計準則241

12*2*1失效形式241

12*2*2設計準則243

12*3常用材料及其選擇原則244

12*3*1齒輪材料244

12*3*2蝸輪蝸杆材料245

12*4精度等級及其選擇246

12*4*1精度等級246

12*4*2側隙246

12*5直齒圓柱齒輪傳動的強度計算247

12*5*1輪齒的受力分析和計算載荷247

12*5*2齒面接觸強度計算248

12*5*3輪齒的彎曲強度計算250

12*5*4齒輪傳動的強度計算說明251

12*6斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算252

12*6*1輪齒的受力分析252

12*6*2斜齒輪強度的計算公式253

12*7直齒錐齒輪傳動的強度計算253

12*7*1輪齒的受力分析253

12*7*2直齒錐齒輪強度的計算公式254

12*8蝸杆傳動的強度計算255

12*8*1輪齒的受力分析255

12*8*2蝸杆傳動強度的計算公式256

12*8*3蝸杆傳動的熱平衡計算257

12*9結構設計與潤滑257

12*9*1齒輪的結構設計257

12*9*2蝸杆蝸輪的結構259

12*9*3潤滑與效率260

12*10齒輪傳動設計計算實例262

12*10*1閉式斜齒圓柱齒輪傳動設計

實例262

12*10*2開式直齒圓柱齒輪傳動設計

實例266

12*10*3錐齒輪傳動設計實例267

12*10*4蝸杆傳動設計實例269

同步練習271

*13章滾動軸承282

學習目標282

13*1概述282

13*2滾動軸承的類型283

13*3滾動軸承的代號及選用285

13*3*1滾動軸承的代號285

13*3*2滾動軸承的選用287

13*4滾動軸承的校核計算288

13*4*1滾動軸承的失效形式和設計

準則288

13*4*2滾動軸承疲勞壽命的校核

計算289

13*5滾動軸承裝置的設計293

13*5*1軸承的支承結構型式293

13*5*2軸承的軸向定位295

13*5*3軸承的調整297

13*5*4軸承的配合與裝拆298

13*5*5滾動軸承的潤滑298

13*5*6滾動軸承的密封裝置298

13*6滾動軸承壽命計算實例300

同步練習301

*14章滑動軸承306

學習目標306

14*1摩擦狀態306

14*2滑動軸承的類型307

14*3滑動軸承的結構309

14*3*1徑向滑動軸承的結構309

14*3*2推力滑動軸承的結構309

14*4軸瓦結構310

14*4*1軸瓦的形式和構造311

14*4*2軸瓦的定位311

14*4*3油孔及油槽312

14*5軸承的潤滑313

14*5*1潤滑劑及其選擇313

14*5*2潤滑方法314

14*6滑動軸承的失效形式及常用材料315

14*6*1滑動軸承的失效形式315

14*6*2滑動軸承的材料315

14*7不完全液體潤滑滑動軸承的計算317

14*7*1徑向滑動軸承的計算318

14*7*2推力滑動軸承的計算319

14*8滑動軸承設計實例319

同步練習321

*15章軸325

學習目標325

15*1概述325

15*2軸的材料326

15*3軸的設計327

15*3*1軸的設計內容327

15*3*2軸的結構設計327

15*3*3軸的工作能力校核330

15*4軸的設計實例332

15*4*1設計數據與設計內容332

15*4*2軸的設計過程332

同步練習338

*16章聯軸器與離合器343

學習目標343

16*1概述343

16*2常用聯軸器的類型343

16*2*1剛性聯軸器344

16*2*2撓性聯軸器344

16*2*3安全聯軸器346

16*3常用聯軸器的選擇346

16*3*1聯軸器類型的選擇346

16*3*2聯軸器尺寸的選擇347

16*4常用離合器的類型347

16*4*1牙嵌離合器347

16*4*2摩擦離合器348

16*5聯軸器的選用實例349

同步練習350

參考文獻353