机械设计基础

1 绪论

1.1 “机械设计基础”课程的性质和内容

1.2 “机械设计基础”课程在教学中的地位

1.3 机械设计的基本要求和一般过程

2 平面机构的自由度与速度分析

2.1 研究机构结构及机构运动的目的

2.2 构件、运动副、运动链和机构

2.3 机构运动简图的绘制

2.4 平面机构自由度分析

2.4.1 平面机构自由度的计算

2.4.2 机构具有确定运动的条件

2.4.3 计算平面机构自由度时应注意的事项

2.5 速度瞬心法在机构速度分析中的应用

2.5.1 速度瞬心的概念

2.5.2 机构瞬心的数目

2.5.3 速度瞬心位置的确定

2.5.4 速度瞬心法在机构速度分析中的应用

习题

3 连杆机构

3.1 平面连杆机构的类型及演化

3.2 平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念

3.3 平面四杆机构的设计

习题

4 凸轮机构

4.1 凸轮机构的应用和类型

4.2 从动件的常用运动规律

4.3 凸轮机构的压力角

4.4 图解法设计凸轮轮廓

4.4.1 直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

4.4.2 摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

4.5 解析法设计凸轮轮廓

习题

5 齿轮机构

5.1 齿轮机构的特点和类型

5.2 齿廓啮合基本定律

5.3 渐开线齿廓

5.4 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸

5.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合及连续平稳传动条件

5.6 渐开线齿廓的加工及根切

5.7 变位齿轮

5.8 平行轴斜齿圆柱齿轮机构

5.9 蜗杆机构

5.9.1 蜗杆的形成

5.9.2 蜗杆的主要参数和几何尺寸

5.9.3 蜗杆传动的优缺点

5.10 圆锥齿轮机构

习题

6 轮系

6.1 轮系的类型

6.2 定轴轮系及其传动比

6.3 周转轮系及其传动比

6.4 复合轮系及其传动比

6.5 轮系的主要功能

6.6 几种特殊的行星传动简介

习题

7 间歇运动机构

7.1 棘轮机构

7.2 槽轮机构

7.3 不完全齿轮机构

7.4 凸轮式间歇运动机构

8 机械的平衡

8.1 机械平衡的目的及分类

8.2 刚性回转件的平衡计算

8.3 回转件的平衡试验

习题

9 机械运转和速度波动的调节

9.1 研究机械运转及其速度波动调节的目的

9.2 机械运转速度波动的调节

习题

10 机械零件设计概论

10.1 概述

10.1.1 机械零件设计应满足的基本要求

10.1.2 机械零件的设计方法

10.1.3 机械零件设计的基本步骤

10.2 机械零件的主要失效形式和设计计算准则

10.2.1 机械零件的主要失效形式

10.2.2 机械零件的设计计算准则

10.3 机械零件的强度

10.3.1 机械零件的载荷和应力

10.3.2 静应力下机械零件的整体强度计算

10.3.3 变应力下机械零件的整体强度计算

10.3.4 机械零件的表面接触强度

10.4 机械零件的常用材料及其选择

10.4.1 金属材料

10.4.2 非金属材料

10.4.3 机械材料选用的原则

10.5 机械零件的结构工艺性及标准化

10.5.1 机械零件的结构工艺性

10.5.2 机械零件设计中的标准化

习题

11 连接

11.1 螺纹

11.1.1 螺纹的形成和主要参数

11.1.2 机械制造中常用的螺纹

11.2 螺纹连接

11.2.1 螺纹连接的基本类型

11.2.2 标准螺纹连接件

11.2.3 螺纹连接的预紧

11.2.4 螺纹连接的防松

11.3 螺纹连接的强度计算

11.3.1 松螺栓连接

11.3.2 紧螺栓连接

11.4 螺纹连接件的材料和许用应力

11.4.1 螺纹连接件的材料

11.4.2 螺栓连接的许用应力和安全系数

11.5 螺纹连接设计时应注意的问题

11.6 键连接

11.6.1 键连接的类型、特点及应用

11.6.2 平键连接的强度校核

11.7 销连接及其他连接

11.7.1 销连接

11.7.2 铆接、焊接和粘接

11.7.3 过盈连接

11.8 螺旋传动

11.8.1 螺旋传动的类型

11.8.2 滑动螺旋传动

11.8.3 滚动螺旋传动

11.8.4 静压螺旋传动简介

习题

12 齿轮传动

12.1 齿轮传动的特点和类型

12.2 直齿圆柱齿轮强度计算

12.2.1 轮齿的主要失效形式

12.2.2 设计准则

12.2.3 齿轮材料

12.2.4 直齿圆柱齿轮轮齿的受力分析和计算载荷

12.2.5 轮齿的弯曲强度计算

12.2.6 齿面接触强度计算

12.3 斜齿圆柱齿轮传动

12.3.1 斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特性

12.3.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算

12.3.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数

12.3.4 斜齿圆柱齿轮强度设计

12.4 圆锥齿轮传动

……

13 蜗杆传动

14 挠性传动

15 轴

16 滑动轴承

17 滚动轴承

18 联轴器与离合器

19 弹簧

附录A

参考文献

本书介绍了常用机构与机器动力学的基本知识，及连接、机械传动、轴系零部件、弹簧等典型机械零件的设计。全书共分19章，第1章绪论；第2～7章常用机构的基本工作原理和应用；第8章和第9章机械运转和速度波动的调节及回转件的平衡；第10章机械零件设计概论；第11章常用连接；第12～14章机械传动；第15～18章轴系零部件；第19章弹簧。本书可作为高等工科院校机械类、近机械类专业机械设计基础课程的教材，也可供职工大学、电视大学、业余及函授大学等有关专业的师生和工程技术人员参考。

进入21世纪以来，我国制造业得到了飞速发展。中国已成为世界制造业大国，正面临从制造业大国向制造业强国转型的关键时期。培养大批适应中国机械工业发展的优秀工程技术人才，是实现这一重大转变的关键。
遵循高等教育、人才培养和社会主义市场经济的规律，围绕《上海优先发展先进制造业行动方案》，紧贴区域经济和社会需求的发展，上海工程技术大学机械工程学院抓住“上海市机械制造及其自动化本科教育高地建设”这一机遇，把握先进制造业和现代服务业互补、融合的趋向，把打造工程本位的复合应用型人才培养基地作为高地建设的核心，把培养具有深厚的科学理论基础和一定的工程实践能力及创新能力的优秀的复合应用型人才——生产一线工程师，作为高地建设的战略发展目标。
正是基于上述考虑，本编写委员会联合清华大学出版社推出“上海市本科教育高地建设机械制造及其自动化系列教材”，希望根据“以生为本，以师为重，以教为基，以训为媒，突出工程实践”的教育思想理念和当前的科技水平及社会发展的需求，精心策划和编写本系列教材，培养出更多视野宽、基础厚、素质高、能力强和富于创造性的工程技术人才。
本系列教材的编写，注重文字通顺，深入浅出，图文并茂，表格清晰，符合国家与部门标准。在编写时，作者重视基础性知识，精选传统内容，使传统内容与新知识之间建立起良好的知识构架；重视处理好教材各章节间的内部逻辑关系，力求符合学生的认识规律，使学习过程变得顺理成章；重视工程实践与教学实验，改变原教材过于偏重理论知识的倾向，力图引导学生通过实践训练，发展自己的工程实践能力；倡导创新实践训练，引导学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题，培养创新思维能力和团队协作能力。
本系列教材的编写和出版，是上海市本科教育高地建设课程和教材改革中的一种尝试，教材中一定会存在不足之处，希望全国同行和广大读者不断提出宝贵意见，使我们编写出的教材能更好地为教育教学改革服务，更好地为培养高质量的人才服务。