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1 绪论1

1.1 课程的研究对象1

1.2 课程的地位及学习目的3

1.2.1 课程的地位3

1.2.2 课程的学习目的3

1.3 课程的学习方法4

实践与思考5

2 平面机构及自由度6

2.1 运动副6

2.1.1 概述6

2.1.2 运动副的分类6

2.2 平面机构运动简图8

2.2.1 构件与运动副的表示方法8

2.2.2 两种常用机构的表示方法9

2.2.3 绘制机构运动简图的方法和步骤10

2.3 平面机构自由度计算12

2.3.1 平面机构的自由度12

2.3.2 机构具有确定相对运动的条件13

2.3.3 计算平面机构自由度时应注意的事项14

实践与思考16

习题16

3 平面连杆机构18

3.1 平面连杆机构的基本形式及其演化18

3.1.1 铰链四杆机构的基本类型18

3.1.2 铰链四杆机构基本类型的判定20

3.1.3 铰链四杆机构的演化21

3.2 平面四杆机构的基本特性23

3.2.1 四杆机构的极位24

3.2.2 急回特性及行程速度变化系数24

3.2.3 压力角与传动角25

3.2.4 死点位置27

3.3 平面四杆机构的设计27

3.3.1 四杆机构设计条件27

3.3.2 四杆机构设计方法27

实践与思考30

习题30

4 凸轮机构32

4.1 凸轮机构的组成、应用和分类32

4.1.1 按凸轮形状分类32

4.1.2 按从动件末端形状分类32

4.1.3 按从动件运动形式分类33

4.1.4 按凸轮运动形式分类33

4.1.5 按使从动件与凸轮保持接触的锁合方式分类33

4.2 常用从动件运动规律34

4.2.1 凸轮机构运动过程及有关名称34

4.2.2 位移线图35

4.2.3 从动件常用运动规律35

4.3 盘形凸轮轮廓线的设计方法38

4.3.1 尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制38

4.3.2 滚子对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制40

4.3.3 平底对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制40

4.3.4 偏置移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制41

4.4 凸轮设计中应注意的几个问题41

4.4.1 滚子半径的选择42

4.4.2 凸轮机构的压力角42

4.4.3 凸轮的基圆半径43

4.4.4 机构的结构、加工与材料44

实践与思考46

习题46

5 齿轮机构47

5.1 齿轮机构的特点和类型47

5.1.1 齿轮机构的特点47

5.1.2 齿轮机构的类型47

5.2 齿廓啮合基本定律49

5.2.1 研究齿廓啮合基本定律的目的49

5.2.2 齿廓啮合基本定律49

5.3 渐开线齿廓50

5.3.1 渐开线的形成50

5.3.2 渐开线的特性50

5.3.3 渐开线的方程式51

5.3.4 渐开线齿廓的啮合特性51

5.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮52

5.4.1 外齿轮52

5.4.2 内齿轮55

5.4.3 齿条56

5.4.4 公法线长度Wk56

5.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动57

5.5.1 一对渐开线齿轮的正确啮合条件57

5.5.2 中心距与啮合角58

5.5.3 渐开线齿轮连续传动的条件59

5.6 渐开线齿轮的加工59

5.6.1 仿形法59

5.6.2 范成法60

5.6.3 用齿条型刀具加工标准齿轮61

5.7 渐开线轮齿的干涉、根切和最少齿数62

5.7.1 轮齿的干涉62

5.7.2 根切和最少齿数62

5.8 渐开线变位齿轮机构63

5.8.1 渐开线标准齿轮的局限性63

5.8.2 变位齿轮的概念63

5.8.3 最小变位系数64

5.8.4 变位齿轮的几何尺寸64

5.8.5 变位齿轮传动65

5.9 平行轴斜齿圆柱齿轮机构65

5.9.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成65

5.9.2 平行轴斜齿轮传动的主要特点67

5.9.3 斜齿圆柱齿轮的基本参数67

5.9.4 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件68

5.9.5 斜齿圆柱齿轮的连续传动条件68

5.9.6 斜齿圆柱齿轮的当量齿数69

5.10 锥齿轮机构69

5.10.1 概述69

5.10.2 直齿锥齿轮的背锥及当量齿数70

5.10.3 锥齿轮的传动71

5.10.4 直齿锥齿轮传动的几何参数与尺寸计算71

5.11 蜗轮蜗杆机构72

5.11.1 蜗杆机构的传动类型72

5.11.2 蜗杆蜗轮机构的特点及应用73

5.11.3 蜗杆蜗轮的正确啮合条件74

5.11.4 蜗杆蜗轮机构的主要参数及几何尺寸计算74

5.11.5 蜗杆机构中蜗轮转动方向的判定76

实践与思考77

习题77

6 轮系79

6.1 轮系的类型及功用79

6.1.1 定轴轮系79

6.1.2 行星轮系79

6.1.3 混合轮系80

6.1.4 轮系的功用80

6.2 定轴轮系传动比的计算82

6.2.1 轮系的传动比82

6.2.2 平面定轴轮系的传动比计算82

6.2.3 空间定轴轮系的传动比计算83

6.3 行星轮系传动比的计算84

6.3.1 行星轮系的转化机构84

6.3.2 行星轮系传动比的计算85

6.4 混合轮系传动比的计算86

6.5 渐开线少齿差行星传动简介87

实践与思考88

习题88

7 其他常用机构90

7.1 螺旋机构90

7.1.1 螺纹的形成、类型和应用90

7.1.2 螺纹的主要参数92

7.1.3 螺旋机构的工作原理及类型93

7.1.4 螺旋机构的特点及功能94

7.2 棘轮机构96

7.2.1 棘轮机构的工作原理96

7.2.2 棘轮机构的基本类型和应用96

7.2.3 棘轮转角调节97

7.3 槽轮机构98

7.3.1 槽轮机构的工作原理与类型98

7.3.2 槽轮机构的特点与应用99

实践与思考99

习题100

8 通用机械零件概述101

8.1 机械零件应满足的基本要求和设计的一般步骤101

8.1.1 机械零件应满足的基本要求101

8.1.2 机械零件设计的一般步骤103

8.2 机械零件的工作能力和设计准则103

8.2.1 机械零件的常见失效形式104

8.2.2 机械零件的设计准则104

8.3 机械零件常用材料及其选用原则106

8.3.1 机械零件的常用材料106

8.3.2 材料的选用原则107

8.4 摩擦与磨损107

8.4.1 摩擦及其分类108

8.4.2 磨损及其过程108

8.5 润滑109

8.5.1 润滑的作用109

8.5.2 润滑的分类109

8.5.3 常用润滑方式及装置111

8.6 密封装置114

8.6.1 静密封114

8.6.2 动密封114

实践与思考116

9 带与链传动118

9.1 V带传动与V带轮118

9.1.1 带传动的类型、特点和应用118

9.1.2 V带的结构与标准119

9.1.3 普通V带轮121

9.2 带传动工作情况分析123

9.2.1 带传动的受力分析123

9.2.2 带传动的应力分析124

9.2.3 带传动的弹性滑动与传动比125

9.3 V带的失效形式和设计准则126

9.3.1 V带传动的失效形式126

9.3.2 V带传动的设计准则126

9.4 V带传动的设计计算128

9.4.1 已知条件和设计内容128

9.4.2 设计计算的一般步骤128

9.5 V带传动的张紧、安装与维护133

9.5.1 V带传动的张紧133

9.5.2 V带传动的安装与维护135

9.6 链传动135

9.6.1 链传动的组成与类型135

9.6.2 链传动的特点和应用136

9.6.3 滚子链的结构和标准136

9.6.4 链轮137

9.6.5 链传动的安装、使用和维护139

实践与思考141

习题141

10 齿轮传动142

10.1 轮齿的失效形式和设计准则142

10.1.1 轮齿的失效形式142

10.1.2 设计准则143

10.2 齿轮的材料及热处理144

10.2.1 齿轮对材料的要求144

10.2.2 常用材料及热处理选择144

10.2.3 齿面硬度差145

10.3 齿轮传动的精度145

10.3.1 齿轮传动精度分类145

10.3.2 圆柱齿轮传动精度等级选择146

10.4 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷147

10.4.1 轮齿受力分析147

10.4.2 计算载荷148

10.5 直齿圆柱齿轮传动强度计算148

10.5.1 齿面接触疲劳强度计算148

10.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算149

10.6 直齿圆柱齿轮传动设计153

10.7 平行轴斜齿轮传动155

10.7.1 轮齿受力分析155

10.7.2 强度计算156

10.7.3 斜齿圆柱齿轮传动设计157

10.8 齿轮结构与润滑159

10.8.1 圆柱齿轮结构159

10.8.2 锥齿轮结构160

10.8.3 齿轮传动的润滑160

10.9 齿轮传动的维护与修复162

10.9.1 齿轮传动的维护162

10.9.2 齿轮传动的修复162

实践与思考164

习题164

11 联接165

11.1 键联接165

11.1.1 键联接的类型、特点及应用165

11.1.2 平键联接的选用及强度校核167

11.2 花键联接170

11.3 销联接171

11.4 螺纹联接172

11.4.1 螺纹联接的类型172

11.4.2 标准螺纹联接件173

11.4.3 螺纹联接的预紧和防松175

11.4.4 螺栓组的结构设计177

11.4.5 提高螺栓联接强度的措施179

实践与思考181

习题182

12 轴183

12.1 轴的类型、要求及设计步骤183

12.1.1 轴的类型及应用183

12.1.2 轴设计的基本要求和设计步骤184

12.2 轴的材料184

12.3 轴的结构设计185

12.3.1 轴上零件的定位186

12.3.2 轴上零件的固定186

12.3.3 轴的结构工艺性187

12.3.4 提高轴的疲劳强度188

12.3.5 轴的直径和长度189

12.4 轴的强度计算189

12.4.1 轴的计算简图189

12.4.2 轴的强度计算190

12.5 轴的刚度计算194

12.6 轴的修复196

实践与思考196

习题196

13 轴承198

13.1 滑动轴承的主要类型198

13.1.1 向心滑动轴承198

13.1.2 推力滑动轴承199

13.2 轴瓦的结构和轴承材料200

13.2.1 轴瓦的结构200

13.2.2 油孔、油沟和油室200

13.2.3 轴承材料201

13.3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算202

13.3.1 设计步骤202

13.3.2 向心滑动轴承的校核计算203

13.3.3 推力滑动轴承的校核计算203

13.4 液体摩擦滑动轴承简介204

13.4.1 液体动压滑动轴承204

13.4.2 液体静压滑动轴承205

13.5 滚动轴承的结构、主要类型和特性205

13.5.1 滚动轴承的结构205

13.5.2 滚动轴承的结构特性206

13.5.3 常用滚动轴承的类型206

13.6 滚动轴承的代号208

13.6.1 基本代号209

13.6.2 前置代号210

13.6.3 后置代号210

13.7 滚动轴承的类型选择211

13.8 滚动轴承的失效形式、寿命计算和静强度计算211

13.8.1 滚动轴承的主要失效形式211

13.8.2 滚动轴承的计算准则212

13.8.3 滚动轴承的寿命计算212

13.8.4 滚动轴承当量动载荷的计算213

13.8.5 向心角接触轴承实际的轴向载荷的计算214

13.8.6 滚动轴承的静强度计算217

13.9 滚动轴承的组合结构设计217

13.9.1 滚动轴承内、外圈的轴向固定217

13.9.2 滚动轴承组合的轴向固定218

13.9.3 滚动轴承组合的调整219

13.9.4 滚动轴承的配合与装拆220

13.9.5 滚动轴承的润滑和密封220

13.10 轴系的维护222

实践与思考225

习题225

14 联轴器、离合器、制动器及弹簧226

14.1 联轴器226

14.1.1 轴的相对位移226

14.1.2 固定式刚性联轴器226

14.1.3 可移式刚性联轴器227

14.1.4 弹性联轴器229

14.1.5 联轴器的选择231

14.2 离合器232

14.2.1 牙嵌离合器232

14.2.2 单片圆盘摩擦离合器233

14.2.3 多片圆盘摩擦离合器233

14.2.4 滚柱超越离合器234

14.3 制动器234

14.3.1 外抱块式制动器234

14.3.2 内涨蹄式制动器234

14.3.3 带式制动器235

14.4 弹簧235

14.4.1 弹簧的功用和类型235

14.4.2 圆柱形螺旋拉伸和压缩弹簧237

14.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧简介238

实践与思考238

习题238

参考文献239