目 錄 
第1章 緒論 1 
1．1 概述 2 
1．2 機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用 2 
1．3 本課程研究的對象和內(nèi)容 3 
1．4 本課程的地位、性質(zhì)及任務 5 
1．4．1 本課程的地位 5 
1．4．2 本課程的性質(zhì) 5 
1．4．3 本課程的主要任務 6 
練習題 6 
第2章 機械設計概論 7 
2．1 機械設計的基本要求與設計準則 8 
2．1．1 機械設計的基本要求 8 
2．1．2 機器設計的基本要求 8 
2．1．3 機械零件的設計準則 9 
2．2 機械設計的方法和一般步驟 10 
2．2．1 機械設計的方法 10 
2．2．2 機器設計的一般步驟 10 
2．3 機械零件的常用材料及選擇 11 
2．3．1 機械零件的常用材料 11 
2．3．2 選擇機械零件材料的原則 14 
2．4 許用應力與安全系數(shù) 15 
2．4．1 載荷和應力 15 
2．4．2 靜應力下的許用應力 16 
2．4．3 變應力下的許用應力 16 
2．4．4 安全系數(shù) 17 
2．5 機械零件的工藝性 17 
練習題 18 
第3章 機械運動設計與分析基礎知識 19 
3．1 運動副及其分類 20 
3．1．1 運動副的定義 20 
3．1．2 運動副的分類 21 
3．1．3 運動鏈和機構(gòu) 22 
3．2 平面機構(gòu)運動簡圖 22 
3．2．1 平面機構(gòu)運動簡圖定義 22 
3．2．2 繪制平面機構(gòu)運動簡圖的要點 23 
3．2．3 機構(gòu)運動簡圖繪制的步驟 24 
3．3 平面機構(gòu)的自由度計算 25 
3．3．1 平面機構(gòu)自由度計算公式 25 
3．3．2 機構(gòu)具有確定運動的條件 26 
3．3．3 計算平面機構(gòu)自由度時應注意的事項 27 
3．4 平面機構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類及結(jié)構(gòu)分析 31 
3．4．1 平面機構(gòu)的組成原理 31 
3．4．2 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 33 
3．4．3 平面機構(gòu)的高副低代 33 
練習題 35 
第4章 平面連桿機構(gòu) 37 
4．1 平面連桿機構(gòu)基本概述 38 
4．2 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及演化 38 
4．2．1 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式 38 
4．2．2 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 41 
4．3 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本知識 46 
4．3．1 鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的條件 46 
4．3．2 鉸鏈四桿機構(gòu)的急回特性 47 
4．3．3 鉸鏈四桿機構(gòu)的傳動特性 48 
4．4 鉸鏈四桿機構(gòu)的設計 51 
4．4．1 連桿設計的基本內(nèi)容和問題 51 
4．4．2 用圖解法設計鉸鏈四桿機構(gòu) 51 
練習題 55 
第5章 凸輪機構(gòu)及其設計 58 
5．1 凸輪機構(gòu)的類型及應用 59 
5．1．1 凸輪機構(gòu)的組成及特點 59 
5．1．2 凸輪機構(gòu)的類型 59 
5．1．3 凸輪機構(gòu)的應用 62 
5．2 從動件的運動規(guī)律 63 
5．2．1 凸輪機構(gòu)的基本名詞術語 63 
5．2．2 從動件基本運動規(guī)律 64 
5．2．3 從動件運動規(guī)律的選擇 70 
5．3 凸輪輪廓曲線的設計 70 
5．3．1 凸輪輪廓曲線設計的基本原理 71 
5．3．2 用圖解法設計盤形凸輪輪廓曲線 71 
5．3．3 用解析法設計盤形凸輪輪廓曲線 75 
5．4 凸輪機構(gòu)基本參數(shù)的確定 77 
5．5．1 凸輪機構(gòu)壓力角 78 
5．5．2 凸輪基圓半徑的確定 80 
5．5．3 滾子半徑的確定 81 
5．5．4 平底尺寸的確定 82 
練習題 83 
第6章 其他常用機構(gòu)及組合機構(gòu) 84 
6．1 棘輪機構(gòu) 85 
6．1．1 棘輪機構(gòu)的組成及工作原理 85 
6．1．2 齒式棘輪機構(gòu)類型及應用 86 
6．1．3 摩擦式棘輪機構(gòu) 88 
6．1．4 棘輪機構(gòu)的運動設計 89 
6．2 槽輪機構(gòu) 90 
6．2．1 槽輪機構(gòu)的組成和工作原理 90 
6．2．2 槽輪機構(gòu)的特點和應用 90 
6．2．3 槽輪機構(gòu)的類型 91 
6．2．4 槽輪機構(gòu)的設計要點 91 
6．3 不完全齒輪機構(gòu) 92 
6．4 組合機構(gòu) 93 
6．4．1 連桿―連桿機構(gòu) 93 
6．4．2 連桿―凸輪機構(gòu) 94 
6．4．3 雙凸輪機構(gòu) 94 
6．4．4 連桿―棘輪機構(gòu) 94 
6．4．5 3齒輪―連桿機構(gòu) 95 
練習題 95 
第7章 螺紋連接與螺旋傳動 97 
7．1 螺紋連接的基本知識 98 
7．1．1 螺紋的形成 98 
7．1．2 螺紋的類型 98 
7．1．3 螺紋的主要參數(shù) 99 
7．2 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 100 
7．2．1 矩形螺紋 100 
7．2．2 非矩形螺紋 101 
7．3 螺紋連接類型和標準連接件 102 
7．3．1 普通螺紋連接的基本類型 102 
7．3．2 螺紋緊固件 104 
7．4 螺紋連接的預緊與防松 106 
7．4．1 螺紋連接的預緊 106 
7．4．2 螺紋連接的防松 107 


7．5 螺紋連接的強度計算 108 
7．5．1 螺栓的失效形式及計算準則 108 
7．5．2 受軸向工作載荷的螺栓連接 109 
7．5．3 受橫向工作載荷的螺栓連接 112 
7．5．4 螺紋連接的常用材料及許用應力 114 
7．5．5 提高螺栓連接強度的措施 115 
7．6 螺旋傳動 118 
7．6．1 螺旋傳動的特點 118 
7．6．2 螺旋傳動的轉(zhuǎn)換及應用 119 
7．6．3 螺旋傳動的類型 119 
練習題 121 
第8章 鍵、銷及其他連接 123 
8．1 鍵連接 124 
8．1．1 鍵連接的功用、主要類型和應用 124 
8．1．2 鍵的選擇和鍵連接的強度計算 127 
8．1．3 花鍵連接的特點、類型和應用 129 
8．1．4 花鍵連接的設計計算 130 
8．2 銷連接 132 
8．3 無鍵連接 133 
8．3．1 型面連接 133 
8．3．2 過盈連接 133 
8．3．3 脹緊連接 134 
練習題 134 
第9章 軸 136 
9．1 軸的類型及應用 137 
9．2 軸的材料及選擇 139 
9．2．1 軸的材料及熱處理 139 
9．2．2 軸的材料選擇 139 
9．3 軸的結(jié)構(gòu)設計 140 
9．3．1 軸的制造安裝要求 141 
9．3．2 軸上零件的布置與結(jié)構(gòu) 141 
9．3．3 軸上零件的定位和固定 142 
9．3．4 軸段直徑和長度的確定 145 
9．3．5 避免或減少應力集中 146 
9．3．6 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 146 
9．4 軸的工作能力計算 146 
9．4．1 軸的強度計算 146 
9．4．2 軸的剛度計算 153 
練習題 154 
第10章 滑動軸承 156 
10．1 滑動軸承的摩擦狀態(tài) 157 
10．1．1 摩擦學相關內(nèi)容 157 
10．1．2 摩擦狀態(tài) 157 
10．2 滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)形式 158 
10．2．1 滑動軸承的類型 158 
10．2．2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式 158 
10．3 滑動軸承的失效形式及常用材料 162 
10．3．1 滑動軸承的失效形式 162 
10．3．2 滑動軸承的材料 162 
10．4 滑動軸承的潤滑劑和潤滑裝置 164 
10．4．1 潤滑劑的選擇 164 
10．4．2 潤滑方法和潤滑裝置的選擇 167 
10．5 非液體摩擦滑動軸承 169 
10．5．1 失效形式及計算準則 169 
10．5．2 非液體摩擦滑動軸承的計算 169 
10．6 液體摩擦滑動軸承簡介 171 
10．6．1 液體動壓軸承 171 
10．6．2 液體靜壓軸承工作原理簡介 172 
練習題 173 
第11章 滾動軸承設計 175 
11．1 滾動軸承的主要類型及代號 176 
11．1．1 滾動軸承的基本構(gòu)造 176 
11．1．2 滾動軸承的類型 177 
11．1．3 滾動軸承的性能和特點 178 
11．1．4 滾動軸承的代號 184 
11．1．5 滾動軸承的類型選擇 186 
11．2 滾動軸承的工作情況 188 
11．2．1 滾動軸承的受力分析 188 
11．2．2 滾動軸承的主要失效形式及計算準則 189 
11．3 滾動軸承的壽命計算 190 
11．3．1 基本概念 190 
11．3．2 滾動軸承的壽命計算公式 193 
11．3．3 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷與軸向載荷計算 195 
11．3．4 滾動軸承的靜載荷計算 196 
11．4 軸承裝置的結(jié)構(gòu)設計 197 
11．4．1 滾動軸承組成支撐結(jié)構(gòu) 197 
11．4．2 軸承游隙和軸承組合位置的調(diào)整 199 
11．4．3 滾動軸承的固定 199 
11．4．4 滾動軸承的配合和裝拆 200 
11．4．5 軸承合理的組合方式及預緊 201 
11．4．6 滾動軸承的潤滑和密封 203 
練習題 208 
第12章 聯(lián)軸器、離合器和制動器 210 
12．1 聯(lián)軸器 211 
12．1．1 聯(lián)軸器的類型 211 
12．1．2 聯(lián)軸器的特點 222 
12．1．3 聯(lián)軸器的選擇 223 
12．2 離合器 225 
12．2．1 離合器的類型及特點 225 
12．2．2 離合器的選擇 231 
12．3 制動器 232 
12．3．1 摩擦制動器的組成與分類 232 
12．3．2 制動器的選擇與確定 234 
練習題 235 
第13章 帶傳動 237 
13．1 帶傳動的類型和特點 238 
13．1．1 帶傳動的工作原理 238 
13．1．2 帶傳動的形式 238 
13．1．3 摩擦式帶傳動的類型 238 
13．1．4 帶傳動的工作特點和適用范圍 239 
13．2 V帶和V帶輪 240 
13．2．1 V帶的結(jié)構(gòu)和標準 240 
13．2．2 V帶輪的材料和結(jié)構(gòu)設計 241 
13．2．3 帶傳動的幾何尺寸計算 243 
13．3 帶傳動的受力分析和彈性滑動 244 
13．3．1 帶傳動的受力分析 244 
13．3．2 帶傳動的最大有效拉力及其影響因素 244 
13．3．3 帶傳動的彈性滑動和打滑 245 
13．4 帶傳動的應力分析和設計準則 246 
13．4．1 帶傳動的應力分析 246 
13．4．2 帶傳動的失效形式及設計準則 248 
13．4．3 V帶傳動的基本額定功率 248 
13．5 V帶傳動的設計計算 250 
13．5．1 已知條件和設計內(nèi)容 250 
13．5．2 設計步驟和設計參數(shù)的選擇 250 
13．6 帶傳動的張緊、安裝和維護 255 
13．6．1 帶傳動張緊 255 
13．6．2 V帶的安裝和維護 256 
練習題 257 
第14章 鏈傳動 258 
14．1 鏈傳動的類型、特點和應用 259 
14．1．1 鏈傳動的類型 259 
14．1．2 鏈傳動的特點及應用 259 
14．2 滾子鏈及鏈輪 260 
14．2．1 滾子鏈 260 
14．2．2 滾子鏈鏈輪 262 
14．3 鏈傳動的運動特性 264 
14．3．1 鏈傳動的運動不均勻性 264 
14．3．2 鏈傳動的受力分析 265 
14．4 滾子鏈傳動的失效形式和設計計算 266 
14．4．1 鏈傳動的失效形式 266 
14．4．2 功率曲線圖 267 
14．4．3 鏈傳動參數(shù)的選擇和設計步驟 269 
14．5 鏈傳動的布置、張緊與潤滑 272 
14．5．1 鏈傳動的布置 272 
14．5．2 鏈傳動的潤滑 273 
14．5．3 鏈傳動的張緊 274 
練習題 275 
第15章 齒輪傳動 276 
15．1 齒輪傳動的特點和類型 277 
15．1．1 齒輪傳動概述 277 
15．1．2 齒輪傳動的特點 277 
15．1．3 齒輪傳動的類型 277 
15．2 齒廓嚙合的基本定律 279 
15．2．1 齒廓嚙合基本定律 279 
15．2．2 齒廓曲線的選擇 280 
15．3 漸開線齒廓及其嚙合特性 281 
15．3．1 漸開線的形成與特性 281 
15．3．2 漸開線函數(shù)及漸開線方程式 281 
15．3．3 漸開線齒廓嚙合特性 282 
15．4 漸開線標準直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸 283 
15．4．1 外齒輪各部分的名稱和主要參數(shù) 283 
15．4．2 漸開線標準直齒圓柱齒輪的尺寸計算公式 285 
15．4．3 齒條和內(nèi)齒輪的尺寸 286 
15．5 漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 287 
15．5．1 正確嚙合條件 287 
15．5．2 連續(xù)傳動條件 287 
15．6 漸開線齒輪的切制原理及根切現(xiàn)象 292 
15．6．1 漸開線齒輪的加工方法 292 
15．6．2 齒輪精度等級 295 
15．6．3 漸開線齒廓的根切 296 
15．6．4 變位齒輪的概述 297 
15．7 齒輪傳動的失效形式、設計準則及材料 299 
15．7．1 齒輪的失效形式 299 
15．7．2 齒輪傳動的設計準則 301 
15．7．3 齒輪的材料 301 
15．8 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 303 
15．8．1 輪齒的受力分析和計算載荷 303 
15．8．2 齒輪的許用應力 304 
15．8．3 齒面接觸疲勞強度計算 307 
15．8．3 齒根彎曲疲勞強度計算 310 
15．8．4 齒輪傳動的強度計算說明 312 
15．8．5 齒輪傳動設計參數(shù)的選擇 313 
15．8．6 齒輪精度的選擇 314 
15．8．7 標準直齒輪傳動的設計步驟 315 
15．9 斜齒圓柱齒輪傳動 317 
15．9．1 斜齒圓柱齒輪齒廓形成及嚙合特點 317 
15．9．2 斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算 318 
15．9．3 斜齒圓柱齒輪嚙合傳動 320 
15．9．4 當量齒輪和當量齒數(shù) 322 
15．9．5 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 322 
15．10 直齒圓錐齒輪傳動 329 
15．10．1 直齒圓錐齒輪傳動概述 329 
15．10．2 直齒圓錐齒輪的當量齒輪和當量齒數(shù) 331 
15．10．3 直齒圓錐齒輪的參數(shù)和幾何尺寸計算 331 
15．10．4 直齒圓錐齒輪傳動的強度計算 334 
15．10．5 齒面接觸疲勞強度計算 335 
15．11 齒輪的潤滑與結(jié)構(gòu)設計 335 
15．11．1 齒輪傳動的潤滑 335 
15．11．2 齒輪傳動的結(jié)構(gòu)設計 337 
練習題 339 
第16章 蝸桿傳動 341 
16．1 蝸桿傳動的類型和特點 342 
16．1．1 蝸桿傳動的類型 342 
16．1．2 蝸桿傳動的特點 343 
16．2 蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 344 
16．2．1 蝸桿傳動的正確嚙合條件 344 
16．2．2 蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸 344 
16．3 蝸桿傳動的失效形式、材料和結(jié)構(gòu) 347 
16．3．1 蝸桿傳動的滑動速度 347 
16．3．2 蝸桿傳動的失效形式和設計準則 348 
16．3．3 蝸桿傳動的材料和結(jié)構(gòu) 348 
16．4 蝸桿傳動的強度計算 350 
16．4．1 蝸桿傳動的受力分析 350 
16．4．2 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算 351 
16．4．3 蝸輪輪齒齒根彎曲疲勞強度計算 352 
16．5 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 353 
16．5．1 蝸桿傳動的效率 353 
16．5．2 蝸桿傳動的潤滑 354 
16．5．3 蝸桿傳動的熱平衡計算 355 
練習題 357 
第17章 輪系、減速器和無級變速傳動 359 
17．1 輪系的分類 360 
17．2 輪系的傳動比計算 361 
17．2．1 定軸輪系傳動比的計算 362 
17．2．2 周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算 364 
17．2．3 復合輪系傳動比的計算 366 
17．3 輪系的功用 367 
練習題 371 
第18章 機械的平衡與調(diào)速 373 
18．1 回轉(zhuǎn)件平衡的意義 374 
18．2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡 374 
18．2．1 平衡方法 374 
18．2．2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡 374 
18．2．3 剛性轉(zhuǎn)子的動平衡 376 
18．3 機械的速度波動及調(diào)節(jié) 379 
18．3．1 機械的運轉(zhuǎn)過程 379 
18．3．2 周期性速度波動及其調(diào)節(jié)方法 380 
18．3．3 非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)方法 384 
練習題 385 
第19章 機械創(chuàng)新設計簡介 387 
19．1 機械創(chuàng)新設計的要求及內(nèi)容 388 
19．1．1 機械創(chuàng)新設計的要求 388 
19．1．2 機械創(chuàng)新設計的內(nèi)容 389 
19．2 創(chuàng)新技法 390 
19．2．1 設問探求法 390 
19．2．2 缺點列舉及改進方法 390 
19．2．3 組合創(chuàng)造法 391 
練習題 392 
參考文獻 393