本教材以培养工程应用能力和机械系统方案创新设计能力为目标,在内容编排上贯穿了以设计为主线的思想。在编写过程中,力求体现高等职业院校培养应用型工程技术人才的特点,强调应用为主要目的。在内容阐述方面,注重基本概念和基本理论,合理安排顺序,突出工程应用,重视设计过程;注重提高学生的设计能力、分析能力和创新能力,以适应社会的要求;注重采用新规范和新标准。在编写过程中力求做到:

1.坚持基础理论以应用为目的,遵循以必需、够用为度的原则,教材内容选择及体系结构完全符合高等职业教育人才培养体系的教学需要,力求体现高等职业教育人才培养体系的教学特色。

2.在内容的取舍及阐述方面,着重于讲清有关机械设计基础的基本概念、基本理论和基本方法,做到条理清晰、层次分明、循序渐进、言简意明,并选用了适当的例题、思考题及习题,以利于教学。

3.在各章前面有内容简介,后面有小结,包括本章需要掌握的基础知识和重点、难点,便于帮助学生掌握和巩固教学内容。

4.为了更好地联系工程实际,增加了较多工程应用实例,在第6章齿轮传动、第9章带传动、第13章滑动轴承中还附有零件工作图,这样更有利于学生掌握零件工作图的绘制。

第1章 绪 论……………………………………………………………………………… 1

1.1 本课程的研究对象及性质 ……………………………………………………… 1

1.2 机械设计的基本要求与一般设计程序 ………………………………………… 4

1.3 机械零件的一般设计步骤与机械零件结构的工艺性及标准化 ……………… 5

小 结………………………………………………………………………………… 7

思考题及习题 ………………………………………………………………………… 8

第2章 平面机构的结构分析……………………………………………………………… 9

2.1 机构的组成 ……………………………………………………………………… 9

2.2 平面机构运动简图……………………………………………………………… 11

2.3 平面机构的自由度……………………………………………………………… 14

小 结 ……………………………………………………………………………… 18

思考题及习题 ………………………………………………………………………… 18

第3章 平面连杆机构及其设计 ………………………………………………………… 21

3.1 概 述…………………………………………………………………………… 21

3.2 平面四杆机构的类型及其演化………………………………………………… 21

3.3 平面四杆机构的基本特征……………………………………………………… 26

3.4 平面连杆机构的设计…………………………………………………………… 30

小 结 ……………………………………………………………………………… 35

思考题及习题 ………………………………………………………………………… 35

第4章 凸轮机构及其设计 ……………………………………………………………… 38

4.1 概 述…………………………………………………………………………… 38

4.2 从动件的常用运动规律及其选择……………………………………………… 40

4.3 凸轮轮廓的设计………………………………………………………………… 43

4.4 凸轮机构基本尺寸的确定……………………………………………………… 48

小 结 ……………………………………………………………………………… 52

思考题及习题 ………………………………………………………………………… 52

第5章 其他常用机构 …………………………………………………………………… 56

5.1 棘轮机构………………………………………………………………………… 56

5.2 槽轮机构………………………………………………………………………… 59

*5.3 凸轮式间歇运动机构 …………………………………………………………… 61

5.4 不完全齿轮机构………………………………………………………………… 62

小 结 ……………………………………………………………………………… 62

思考题及习题 ………………………………………………………………………… 63

第6章 齿轮传动 ………………………………………………………………………… 64

6.1 概 述…………………………………………………………………………… 64

6.2 齿廓啮合基本定律……………………………………………………………… 65

6.3 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸计算………………………………… 68

6.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动………………………………………… 71

6.5 渐开线齿轮的加工、根切和变位齿轮 ………………………………………… 76

6.6 齿轮传动的失效形式、设计准则、材料选择及许用应力……………………… 81

6.7 齿轮传动的受力分析和计算载荷……………………………………………… 87

6.8 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算…………………………………………… 90

6.9 斜齿圆柱齿轮传动……………………………………………………………… 95

6.10 直齿锥齿轮传动……………………………………………………………… 101

6.11 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑………………………………………… 107

小 结……………………………………………………………………………… 112

思考题及习题………………………………………………………………………… 113

第7章 蜗杆传动………………………………………………………………………… 116

7.1 概 述 ………………………………………………………………………… 116

7.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 ……………………………………… 117

7.3 蜗杆传动的失效形式、常用材料及其结构…………………………………… 120

7.4 圆柱蜗杆传动的承载能力计算 ……………………………………………… 122

7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算………………………………………… 125

小 结……………………………………………………………………………… 128

思考题及习题………………………………………………………………………… 128

第8章 轮 系…………………………………………………………………………… 130

8.1 轮系的分类 …………………………………………………………………… 130

8.2 定轴轮系及其传动比计算 …………………………………………………… 131

8.3 周转轮系传动比计算 ………………………………………………………… 134

8.4 复合轮系传动比计算 ………………………………………………………… 137

8.5 轮系的应用 …………………………………………………………………… 138

*8.6 其他类型行星传动 …………………………………………………………… 140

小 结……………………………………………………………………………… 142

思考题及习题………………………………………………………………………… 143

第9章 带传动…………………………………………………………………………… 145

9.1 概 述 ………………………………………………………………………… 145

9.2 V 带和 V 带轮的结构 ………………………………………………………… 146

9.3 带传动的工作情况分析 ……………………………………………………… 150

9.4 普通 V 带传动的设计计算 …………………………………………………… 154

9.5 带传动的张紧装置和维护 …………………………………………………… 159

*9.6 同步带传动简介 ……………………………………………………………… 160

小 结……………………………………………………………………………… 163

思考题及习题………………………………………………………………………… 163

第10章 链传动 ………………………………………………………………………… 165

10.1 概 述………………………………………………………………………… 165

10.2 滚子链和链轮………………………………………………………………… 166

10.3 链传动的工作情况分析……………………………………………………… 169

10.4 链传动的设计计算…………………………………………………………… 170

10.5 链传动的布置、张紧和润滑 ………………………………………………… 175

小 结……………………………………………………………………………… 178

思考题及习题 ……………………………………………………………………… 178

第11章 机械运转速度波动的调节及机械平衡 ……………………………………… 180

*11.1 机械运转速度波动的调节 …………………………………………………… 180

11.2 机械平衡……………………………………………………………………… 184

小 结……………………………………………………………………………… 190

思考题及习题………………………………………………………………………… 190

第12章 滚动轴承 ……………………………………………………………………… 192

12.1 概 述………………………………………………………………………… 192

12.2 滚动轴承的基本类型、特点、结构特性、代号及其选择 …………………… 193

12.3 滚动轴承的工作情况分析…………………………………………………… 201

12.4 滚动轴承的组合设计………………………………………………………… 208

小 结……………………………………………………………………………… 216

思考题及习题………………………………………………………………………… 217

第13章 滑动轴承 ……………………………………………………………………… 219

13.1 概 述………………………………………………………………………… 219

13.2 滑动轴承的基本类型、结构形式和特点 …………………………………… 220

13.3 滑动轴承的轴瓦结构和轴承材料…………………………………………… 222

13.4 滑动轴承的润滑及润滑装置………………………………………………… 226

13.5 非液体润滑滑动轴承的计算………………………………………………… 228

13.6 液体润滑滑动轴承简介……………………………………………………… 230

小 结……………………………………………………………………………… 234

思考题及习题………………………………………………………………………… 235

第14章 轴与轴毂连接 ………………………………………………………………… 236

14.1 概 述………………………………………………………………………… 236

14.2 轴的结构设计………………………………………………………………… 237

14.3 轴的材料与工作能力计算…………………………………………………… 242

14.4 轴毂连接……………………………………………………………………… 246

小 结……………………………………………………………………………… 257

思考题及习题………………………………………………………………………… 257

第15章 联轴器和离合器 ……………………………………………………………… 259

15.1 联轴器………………………………………………………………………… 259

15.2 离合器………………………………………………………………………… 263

小 结……………………………………………………………………………… 266

思考题及习题………………………………………………………………………… 266

第16章 螺纹连接 ……………………………………………………………………… 267

16.1 概 述………………………………………………………………………… 267

16.2 螺纹连接的基本类型………………………………………………………… 269

16.3 螺纹连接的预紧和防松……………………………………………………… 271

16.4 螺栓组连接的设计…………………………………………………………… 273

16.5 螺栓连接的强度计算………………………………………………………… 278

16.6 提高螺栓连接强度的措施…………………………………………………… 284

小 结……………………………………………………………………………… 286

思考题及习题………………………………………………………………………… 287

第17章 弹 簧 ………………………………………………………………………… 289

17.1 概 述………………………………………………………………………… 289

17.2 圆柱螺旋弹簧的结构和几何尺寸…………………………………………… 290

17.3 弹簧的制造及材料…………………………………………………………… 292

17.4 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算……………………………………… 294

小 结……………………………………………………………………………… 299

思考题及习题………………………………………………………………………… 299

参考文献…………………………………………………………………………………… 300