內容簡介
針對21世紀“寬基礎、廣適應、重套用”的人才培養要求，編者從“教學以訓練思維、傳授方法、培養能力為主”的教學理念出發，在集多年從事機械設計基礎教學、教改和指導大學生機器人大賽、機械設計大賽等經驗的基礎上編寫了本書。
全書共分為17章，其中，第1～7章介紹機構構形理論與機構速度分析、常用機構及機械動力學方面的基本知識，第8～17章介紹機械零件設計概論、聯接、機械傳動、軸系零部件及彈簧。
本書可作為高校本科“機械設計基礎”課程教材和高專、自考等相關專業的教學用書，也可供有關工程技術人員參考。
目錄
緒論 1
0.1 名詞術語 1
0.2 機械設計的基本要求及一般程式 3
0.2.1 機械設計的基本要求 3
0.2.2 機械設計的一般程式 4
0.3 “機械設計基礎”課程的內容、 性質和任務 5
0.3.1 課程內容 5
0.3.2 課程性質與先修知識 5
0.3.3 課程任務 5
0.4 課程特點與學習方法 6
第1章 機構構形理論與機構速度分析 7
1.1 運動副及其分類 7
1.2 平面機構運動簡圖 9
1.3 平面機構的自由度 11
1.3.1 平面機構自由度計算公式 12
1.3.2 構件組合具有確定運動的條件 12
1.3.3 計算機構自由度的注意事項 13
1.4 速度瞬心及其在速度分析上的套用 15
1.4.1 速度瞬心及其求法 15
1.4.2 瞬心法在速度分析上的套用 17
1.5 用相對運動圖解法求機構速度 18
1.5.1 同一構件兩點之間的速度分析 19
1.5.2 兩構件以移動副相聯的重合點間的速度分析 20
習題 22
第2章 平面連桿機構 25
2.1 鉸鏈四桿機構的基本形式和工作特性 25
2.1.1 鉸鏈四桿機構的基本形式 25
2.1.2 鉸鏈四桿機構的工作特性 27
2.2 鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件 31
2.3 平面四桿機構的演化 32
2.3.1 曲柄滑塊機構 32
2.3.2 導桿機構 33
2.3.3 搖塊機構和定塊機構 33
2.3.4 雙滑塊機構 34
2.3.5 偏心輪機構 35
2.4 平面四桿機構的設計 36
2.4.1 按照給定的行程速比係數K設計四桿機構 36
2.4.2 按照給定的連桿位置設計四桿機構 38
2.4.3 按照給定連架桿的對應位置設計四桿機構 38
2.4.4 按照給定點的運動軌跡設計四桿機構 40
習題 41
第3章 凸輪機構 44
3.1 概述 44
3.1.1 凸輪機構的套用 44
3.1.2 凸輪機構的分類 45
3.1.3 凸輪機構的特點 45
3.2 從動件的常用運動規律 46
3.2.1 等速運動規律 47
3.2.2 等加速等減速運動規律 48
3.2.3 簡諧運動規律 49
3.3 凸輪輪廓設計的圖解法 50
3.3.1 反轉法的原理 50
3.3.2 直動從動件盤形凸輪輪廓曲線設計 50
3.3.3 擺動從動件盤形凸輪輪廓曲線設計 52
3.4 凸輪輪廓設計的解析法 52
3.5 凸輪機構設計應注意的問題 54
3.5.1 滾子半徑的選擇 54
3.5.2 壓力角的校核 54
3.5.3 基圓半徑的確定 55
習題 55
第4章 齒輪機構 58
4.1 概述 58
4.2 齒廓實現定角速比傳動的條件 58
4.3 漸開線及漸開線齒廓 59
4.3.1 漸開線的形成及性質 59
4.3.2 漸開線齒廓的定角速比 60
4.3.3 漸開線齒廓的壓力角 61
4.3.4 嚙合線、 嚙合角、 齒廓間的壓力作用線 61
4.3.5 漸開線齒輪的可分性 61
4.4 漸開線齒輪各部分的名稱和尺寸計算 61
4.4.1 齒輪參數 61
4.4.2 幾何尺寸計算 63
4.5 漸開線標準齒輪的嚙合 64
4.5.1 正確嚙合條件 65
4.5.2 標準中心距 65
4.5.3 重合度條件 66
4.6 漸開線齒輪的切齒原理 66
4.6.1 齒輪輪齒的加工方法 66
4.6.2 輪齒的根切現象和最小齒數 68
4.6.3 變位齒輪傳動簡介 68
4.7 斜齒圓柱齒輪傳動 69
4.7.1 斜齒圓柱齒輪的形成及嚙合特性 69
4.7.2 斜齒圓柱齒輪的幾何參數和尺寸計算 70
4.7.3 斜齒圓柱齒輪的當量齒數 71
4.7.4 斜齒輪傳動的重合度 72
4.8 圓錐齒輪傳動 73
4.8.1 圓錐齒輪概述 73
4.8.2 背錐和當量齒數 73
4.8.3 直齒圓錐齒輪幾何尺寸計算 74
習題 75
第5章 輪系 78
5.1 概述 78
5.1.1 輪系的分類 78
5.1.2 輪系的傳動比及其表達 78
5.2 定軸輪系傳動比的計算 80
5.3 周轉輪系的組成及其傳動比 81
5.3.1 周轉輪系的組成 81
5.3.2 周轉輪系傳動比的計算 82
5.4 複合輪系及其傳動比 85
5.5 輪系的套用 86
5.6 幾種特殊的行星傳動簡介 89
5.6.1 漸開線少齒差行星傳動 89
5.6.2 擺線針輪行星傳動 90
5.6.3 諧波齒輪傳動 91
習題 92
第6章 間歇運動機構與組合機構 97
6.1 棘輪機構 97
6.1.1 棘輪機構的工作原理及套用 97
6.1.2 棘爪的工作條件 99
6.1.3 棘輪機構的使用特點 100
6.2 槽輪機構 100
6.2.1 槽輪機構的工作原理 100
6.2.2 槽輪機構的主要參數 101
6.3 不完全齒輪機構 102
6.4 組合機構 103
6.4.1 串聯式組合機構 103
6.4.2 並聯式組合機構 104
6.4.3 複合式組合機構 105
6.4.4 疊加式組合機構 105
習題 106
第7章 機械動力學基礎 107
7.1 機械中的摩擦和機械效率 107
7.1.1 運動副中的摩擦 107
7.1.2 柔韌體的摩擦 114
7.1.3 機械效率和自鎖 115
7.2 機械速度波動的調節 119
7.2.1 速度波動的分類及調節方法 119
7.2.2 飛輪設計的近似方法 120
7.3 迴轉件的平衡 124
7.3.1 迴轉件的平衡計算 125
7.3.2 迴轉件的平衡試驗 128
習題 130
第8章 機械零件設計概論 136
8.1 概述 136
8.1.1 零件設計的基本要求 136
8.1.2 機械零件的失效形式 136
8.1.3 機械零件的設計準則 137
8.1.4 機械零件設計的一般步驟 138
8.2 零件的體積強度 138
8.2.1 應力的分類與描述 139
8.2.2 靜應力下零件的許用應力 140
8.2.3 變應力下零件的許用應力 140
8.3 機械零件的接觸強度 144
8.4 零件的耐磨性 146
8.5 零件的常用材料與熱處理 147
8.5.1 機械零件的常用材料 147
8.5.2 鋼的常用熱處理工藝及其套用 148
8.5.3 機械零件材料的選用原則 149
8.6 互換性簡介 150
8.6.1 公差與配合 150
8.6.2 表面粗糙度 152
8.6.3 優先數系 153
8.7 零件的工藝性與機械設計的有關原則 154
8.7.1 機械零件結構工藝性的基本原則 154
8.7.2 機械設計的若干原則 154
習題 155
第9章 聯接 158
9.1 概述 158
9.2 螺紋的形成與參數 158
9.2.1 螺紋的形成 159
9.2.2 螺紋的參數 159
9.3 螺旋副受力分析 160
9.4 機械製造常用螺紋 161
9.5 螺紋聯接的類型及其聯接件 164
9.5.1 螺紋聯接的基本類型 164
9.5.2 螺紋緊固件 165
9.6 螺紋聯接的預緊與防松 167
9.6.1 螺紋聯接的預緊 167
9.6.2 螺紋聯接的防松 167
9.7 螺栓聯接的強度計算 168
9.7.1 松螺栓聯接的強度計算 169
9.7.2 緊螺栓聯接的強度計算 170
9.8 螺栓的材料及其聯接的許用應力 174
9.9 提高螺紋聯接強度的措施 175
9.10 螺旋傳動 178
9.10.1 螺旋傳動的類型和套用 178
9.10.2 滑動螺旋傳動的設計 179
9.10.3 滾動螺旋傳動簡介 182
9.10.4 靜壓螺旋傳動簡介 182
9.11 鍵、 銷聯接 183
9.11.1 鍵聯接的類型及其套用 183
9.11.2 花鍵聯接 186
9.11.3 銷聯接 187
習題 188
第10章 齒輪傳動 192
10.1 齒輪的失效形式 192
10.2 齒輪材料及其熱處理 194
10.3 齒輪傳動的精度 195
10.4 直齒圓柱齒輪的作用力和計算載荷 197
10.4.1 輪齒上的作用力 197
10.4.2 計算載荷 197
10.5 直齒圓柱齒輪的強度計算 198
10.5.1 齒面接觸疲勞強度計算 198
10.5.2 齒根彎曲疲勞強度計算 200
10.5.3 設計齒輪傳動的幾點說明 202
10.6 斜齒圓柱齒輪傳動 204
10.6.1 斜齒圓柱齒輪輪齒上的作用力 204
10.6.2 斜齒圓柱齒輪的強度計算 205
10.7 直齒圓錐齒輪傳動 208
10.7.1 直齒圓錐齒輪輪齒上的作用力 208
10.7.2 直齒圓錐齒輪的強度計算 209
10.8 齒輪的構造 210
10.9 齒輪傳動的潤滑和效率 212
10.10 圓弧齒輪傳動簡介 214
10.10.1 嚙合原理概述 214
10.10.2 單圓弧齒輪的優缺點 215
10.10.3 雙圓弧齒輪傳動 216
習題 216
第11章 蝸桿傳動 219
11.1 概述 219
11.2 蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算 220
11.2.1 圓柱蝸桿傳動的主要參數 220
11.2.2 圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算 223
11.3 蝸桿傳動的失效形式、 材料和結構 224
11.3.1 蝸桿傳動的失效形式和材料 224
11.3.2 蝸桿和蝸輪的結構 225
11.4 蝸桿傳動的受力分析 226
11.5 蝸桿傳動的強度計算 227
11.6 蝸桿傳動的效率、 潤滑和熱平衡計算 228
11.6.1 蝸桿傳動的效率 228
11.6.2 蝸桿傳動的潤滑 229
11.6.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 229
習題 231
第12章 帶傳動和鏈傳動 233
12.1 帶傳動概述 233
12.1.1 帶傳動的工作原理和類型 233
12.1.2 帶傳動的特點 234
12.1.3 帶傳動的尺寸計算 234
12.1.4 帶傳動的張緊 235
12.2 帶傳動的受力分析 235
12.3 帶的應力分析 237
12.4 彈性滑動和傳動比 240
12.5 普通V帶傳動的計算 241
12.5.1 V帶的規格 241
12.5.2 單根普通V帶的許用功率 242
12.5.3 普通V帶的型號和根數的確定 244
12.5.4 主要參數的選擇 246
12.6 V帶帶輪的材料和結構 248
12.7 同步帶傳動簡介 249
12.8 鏈傳動概述 250
12.9 鏈條和鏈輪 251
12.9.1 鏈條 251
12.9.2 鏈輪 253
12.10 鏈傳動的運動和受力分析 254
12.10.1 鏈傳動的運動分析 254
12.10.2 鏈傳動的動載荷 255
12.10.3 鏈傳動的受力分析 256
12.11 鏈傳動的主要參數及選擇 257
12.11.1 鏈輪齒數 257
12.11.2 鏈的節距 258
12.11.3 中心距和鏈長 258
12.12 滾子鏈傳動的計算 259
12.12.1 鏈傳動的失效形式 259
12.12.2 功率曲線圖 259
12.12.3 鏈傳動的計算 260
12.13 鏈傳動的潤滑和布置 262
12.13.1 鏈傳動的潤滑 262
12.13.2 鏈傳動的布置與張緊 263
習題 264
第13章 軸 267
13.1 概述 267
13.1.1 軸的分類 267
13.1.2 軸的設計 268
13.2 軸的材料 269
13.3 軸的結構設計 270
13.3.1 軸的毛坯 270
13.3.2 軸的結構設計要求 271
