机械设计基础

第1章绪论

1.1机构、机器与机械的概念

1.1.1机器与机构

1.1.2零件和构件

1.1.3本章重点概念关系汇总

1.2本课程的性质、内容和任务

1.2.1本课程的性质

1.2.2本课程的内容和任务

1.3本课程的学习方法

1.3.1注重实践性以及综合能力的培养

1.3.2注意本课程自身的系统性

1.3.3学习理论的同时要坚持联系实际

1.3.4重视结构设计

1.3.5继承传统、与时俱进、努力创新

1.4机械设计的基本要求

1.4.1使用要求

1.4.2经济性要求

1.4.3安全可靠性要求

1.4.4工艺性要求

1.4.5其他特殊性要求

1.5机械零件设计的标准化、系列化及通用化

1.6常用的现代化机械设计方法简介

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第2章平面机构的结构分析

2.1平面机构的组成

2.1.1自由度、运动副和约束

2.1.2运动副的分类

2.2平面机构运动简图

2.2.1机构运动简图及作用

2.2.2绘制机构运动简图的步骤

2.3平面机构具有确定运动的条件及自由度

2.3.1平面机构的自由度

2.3.2平面机构具有确定运动的条件

2.3.3计算机构自由度时应注意的事项

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第3章平面连杆机构

3.1概述

3.2铰链四杆机构的基本类型

3.2.1曲柄摇杆机构

3.2.2双曲柄机构

3.2.3双摇杆机构

3.3铰链四杆机构的演化

3.3.1移动副取代转动副的演化

3.3.2变更机架的演化

3.3.3运动副元素逆换的演化

3.3.4扩大回转副的演化

3.4铰链四杆机构的基本特性

3.4.1铰链四杆机构曲柄存在条件

3.4.2急回运动

3.4.3压力角和传动角

3.4.4死点

3.5平面四杆机构的设计

3.5.1平面连杆机构设计的基本问题

3.5.2按照给定的行程速比系数设计四杆机构

3.5.3按给定连杆位置设计四杆机构

3.5.4按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构

3.5.5按给定点运动轨迹设计四杆机构

思考与练习

社会实践活动——连杆机构的应用课外调查报告

本章重点口诀

本章知识小结

第4章凸轮机构

4.1凸轮机构的应用和分类

4.1.1应用举例

4.1.2凸轮机构分类

4.1.3凸轮机构的特点

4.2从动件的常用运动规律

4.2.1术语介绍

4.2.2几种常见的从动件运动规律

4.3图解法设计凸轮轮廓

4.3.1绘制原理

4.3.2几种常见的凸轮轮廓的绘制

4.4设计凸轮机构应注意的问题

4.4.1滚子半径的选择

4.4.2压力角的确定

4.4.3基圆半径对凸轮机构的影响

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第5章间歇运动机构

5.1棘轮机构

5.1.1棘轮机构的基本组成及工作原理

5.1.2棘轮机构的常见类型及特点

5.1.3棘轮机构的主要功能

5.2槽轮机构

5.2.1槽轮机构的基本组成及工作原理

5.2.2槽轮机构的常见类型、特点及应用

5.3不完全齿轮机构简介

5.3.1不完全齿轮机构的组成及工作原理

5.3.2不完全齿轮机构的特点及应用

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第6章键联接与销联接

6.1键联接和花键联接

6.1.1键联接的类型和结构

6.1.2平键联接计算

6.1.3花键联接

6.2销联接

6.3其他联接简介

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第7章螺纹联接与螺旋传动

7.1螺纹的形成、分类和参数

7.1.1螺纹的形成

7.1.2螺纹的分类

7.1.3螺纹的参数

7.2机械设备常用螺纹及螺纹的代号与标记

7.2.1机械设备常用螺纹

7.2.2螺纹的代号与标记

7.3常用螺纹联接件和螺纹联接的基本类型

7.3.1常用螺纹联接件

7.3.2螺纹联接的基本类型

7.4螺纹联接的预紧和防松

7.4.1螺纹联接的预紧

7.4.2螺纹联接的防松

7.5螺栓联接的设计

7.5.1螺纹联接的强度计算

7.5.2螺栓组的结构设计

7.5.3提高螺栓联接强度的措施

7.6螺旋传动

7.6.1螺旋传动的应用和类型

7.6.2滚动螺旋简介

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第8章带传动

8.1带传动的类型和特点

8.1.1带传动的类型

8.1.2带传动的特点

8.2普通V带和V带轮

8.2.1普通V带

8.2.2V带轮

8.3带传动的工作能力分析

8.3.1带传动的受力分析

8.3.2带的应力分析

8.3.3弹性滑动和打滑

8.4普通V带传动的设计计算

8.4.1带传动的失效形式及设计准则

8.4.2单根V带的基本额定功率和许用功率

8.4.3普通V带传动的设计步骤和参数选择

8.5带传动的张紧、安装与维护

8.5.1带传动的张紧

8.5.2带传动的安装与维护

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第9章链传动

9.1链传动特点及应用

9.2链条

9.2.1链条的种类

9.2.2滚子链基本参数和尺寸

9.3滚子链链轮

9.4链传动的运动分析和受力分析

9.4.1平均传动比

9.4.2瞬时链速和传动比

9.5链传动的主要参数以及链传动的布置

9.5.1链传动的主要参数及选择

9.5.2链传动的布置

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第10章齿轮传动

10.1齿轮传动的特点及类型

10.1.1齿轮传动的特点

10.1.2齿轮传动的分类与应用

10.1.3齿轮传动的基本要求

10.2齿廓啮合基本定律

10.3渐开线齿形

10.3.1渐开线的形成

10.3.2渐开线的性质

10.3.3渐开线齿轮啮合特点

10.4渐开线直齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸计算

10.4.1齿轮各部分的名称

10.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数

10.4.3标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算

10.4.4标准齿轮的公法线长度

10.4.5径节制齿轮简介

10.5渐开线标准齿轮的啮合传动

10.5.1正确啮合的条件

10.5.2重合度

10.6渐开线齿轮的加工方法及根切现象

10.6.1仿形法

10.6.2范成法

10.6.3范成法加工时的根切现象

10.7变位齿轮传动的基本知识

10.7.1变位齿轮的概念

10.7.2最小变位系数

10.7.3变位齿轮几何尺寸和传动类型

10.8齿轮传动的失效形式

10.9齿轮材料及热处理

10.9.1对齿轮材料的要求

10.9.2齿轮的常用材料

10.10齿轮传动的精度

10.11标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算

10.11.1齿轮传动设计准则

10.11.2受力分析

10.11.3计算载荷

10.11.4齿面接触疲劳强度计算

10.11.5齿根弯曲疲劳强度计算

10.11.6参数选择

10.11.7圆柱齿轮的结构设计

10.11.8设计步骤

10.12斜齿圆柱齿轮传动

10.12.1斜齿圆柱齿轮齿廓的形成及传动特点

10.12.2斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算

10.12.3平行轴渐开线斜齿轮正确啮合的条件和重合度

10.12.4斜齿轮的当量齿数

10.12.5斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

10.13圆锥齿轮传动

10.13.1圆锥齿轮概述

10.13.2背锥和当量齿数

10.13.3直齿圆锥齿轮几何尺寸计算

10.13.4直齿圆锥齿轮传动的强度计算

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第11章蜗杆传动

11.1概述

11.1.1蜗杆、蜗轮的形成以及蜗杆传动的特点

11.1.2蜗杆传动的分类

11.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

11.2.1圆柱蜗杆传动的主要参数

11.2.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算

11.3蜗杆传动的失效形式、材料和结构

11.3.1蜗杆传动的失效形式

11.3.2材料选择

11.3.3蜗杆及蜗轮的结构

11.4蜗杆传动的强度计算

11.4.1蜗杆传动的受力分析

11.4.2蜗杆传动的强度计算

11.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算

11.5.1蜗杆传动的效率

11.5.2蜗杆传动的润滑

11.5.3蜗杆传动的热平衡计算

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第12章轮系

12.1轮系及其类型

12.1.1定轴轮系

12.1.2周转轮系

12.2定轴轮系传动比计算

12.2.1一对齿轮传动的计算

12.2.2定轴轮系传动比的一般式

12.2.3惰轮

12.2.4定轴轮系传动比计算

12.3周转轮系及其传动比

12.4混合轮系传动比的计算

12.5轮系的功用

12.5.1获得大传动比

12.5.2实现远距离的两轴之间的传动

12.5.3实现变速传动（多传动比传动）和换向要求

12.5.4实现合成运动和分解运动

12.5.5实现分路传动

12.5.6在尺寸及重量较小的情况下，实现大功率传动

12.5.7实现复杂的运动规律和运动轨迹

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第13章轴

13.1概述

13.1.1轴的功用和类型

13.1.2设计轴的基本要求

13.1.3设计轴的一般步骤

13.2轴的材料及选择

13.3轴的结构设计

13.3.1轴的各部分名称

13.3.2拟定轴上零件的装配方案

13.3.3零件在轴上的定位和固定

13.3.4确定各轴段的直径和长度

13.3.5轴的加工和装配工艺性

13.3.6提高轴疲劳强度的措施

13.3.7轴的切削加工及结构设计工艺性图例

13.3.8轴的结构实例分析

13.4轴的强度计算

13.4.1初略计算（按扭转强度估算和按经验公式估算）

13.4.2概略计算（按弯扭合成进行强度计算）

13.5轴的刚度校核

13.5.1轴的弯曲刚度校核

13.5.2轴的扭转刚度校核

13.6轴的设计示例分析

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第14章轴承

14.1滑动轴承概述

14.1.1滑动轴承的特点、应用及分类

14.1.2滑动轴承的典型结构

14.1.3滑动轴承的轴瓦结构和材料

14.1.4滑动轴承的润滑

14.2滚动轴承的结构与材料

14.2.1滚动轴承的基本结构

14.2.2滚动轴承的材料

14.3滚动轴承的主要类型、性能和特点

14.3.1滚动轴承的主要类型

14.3.2滚动轴承类型的选择

14.4滚动轴承的代号

14.4.1基本代号

14.4.2前置代号和后置代号

14.5滚动轴承的失效形式和尺寸选择

14.5.1滚动轴承的失效形式

14.5.2基本额定寿命和基本额定动载荷

14.5.3滚动轴承寿命的计算公式

14.5.4滚动轴承的当量动载荷

14.5.5角接触轴承的轴向载荷计算

14.5.6滚动轴承的静载荷的计算

14.6轴承装置的设计

14.6.1滚动轴承的配置

14.6.2滚动轴承的轴向紧固

14.6.3滚动轴承的调整

14.6.4滚动轴承的配合

14.6.5滚动轴承的预紧

14.6.6滚动轴承的装拆

14.6.7滚动轴承的润滑

14.6.8滚动轴承的密封

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第15章联轴器和离合器

15.1联轴器

15.1.1联轴器的组成和分类

15.1.2固定式刚性联轴器

15.1.3可移式刚性联轴器

15.1.4弹性联轴器

15.1.5联轴器的选择

15.2离合器

15.2.1离合器的组成与分类

15.2.2嵌入式离合器

15.2.3摩擦式离合器

15.2.4特殊功能离合器

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

第16章减速器

16.1减速器的类型和特点

16.1.1圆柱齿轮减速器

16.1.2圆锥齿轮减速器

16.1.3蜗杆减速器

16.2减速器的结构

16.2.1箱体

16.2.2附件

16.3减速器的润滑

16.3.1传动零件的润滑

16.3.2轴承的润滑

思考与练习

本章重点口诀

本章知识小结

参考文献

《高职高专"十二五"规划教材机械设计基础(第2版)》可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科院校举办的二级职业学院及重点中等专业学校的机械类、机电类以及近机类各专业“机械设计基础”教材，也可供有关专业师生和工程技术人员参考。本书是根据高等职业技术教育机械类专业机械设计基础教学要求编写的。全书共16章，包括绪论、平面机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、键联接与销联接、螺纹联接与螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系、轴、轴承、联轴器和离合器、减速器等内容。 本书配套相关数字化资源，如300多处视频与动画、素材库、电子教案、课件、习题等，方便教学。 本书可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科院校举办的二级职业学院及重点中等专业学校的机械类、机电类以及近机类各专业“机械设计基础”教材，也可供有关专业师生和工程技术人员参考。