機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第3版）

目 錄
第1章 緒論 （1）
1.1 本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容 （1）
1.2 學(xué)習(xí)本課程的目的 （2）
1.3 如何進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí) （3）
1.4 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般
過程 （3）
第2章 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及自由度計(jì)算 （5）
2.1 機(jī)構(gòu)的組成 （5）
2.1.1 構(gòu)件的自由度 （6）
2.1.2 運(yùn)動(dòng)副 （6）
2.1.3 機(jī)構(gòu) （8）
2.2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 （8）
2.2.1 運(yùn)動(dòng)副及構(gòu)件的表示
方法 （8）
2.2.2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的
繪制 （10）
2.3 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 （11）
2.4 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 （12）
2.4.1 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算
概述 （12）
2.4.2 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的幾點(diǎn)
注意事項(xiàng) （13）
習(xí)題 （17）
第3章 平面連桿機(jī)構(gòu) （19）
3.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類型及
應(yīng)用 （19）
3.1.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) （20）
3.1.2 雙曲柄機(jī)構(gòu) （21）
3.1.3 雙搖桿機(jī)構(gòu) （22）
3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 （22）
3.2.1 曲柄存在條件 （22）
3.2.2 急回運(yùn)動(dòng)特性 （23）
3.2.3 傳動(dòng)角和壓力角 （24）
3.2.4 死點(diǎn)位置 （25）
3.3 平面四桿機(jī)構(gòu)的演化 （26）
3.3.1 轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副 （26）
3.3.2 運(yùn)動(dòng)副尺寸的擴(kuò)大 （27）
3.3.3 機(jī)構(gòu)的倒置 （28）
3.4 用解析法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 （29）
3.4.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) （29）
3.4.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （31）
3.5 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （31）
3.5.1 圖解法設(shè)計(jì)平面四桿
機(jī)構(gòu) （32）
3.5.2 解析法設(shè)計(jì)平面四桿
機(jī)構(gòu) （33）
擴(kuò)展閱讀 （34）
習(xí)題 （35）
第4章 凸輪機(jī)構(gòu) （37）
4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類 （37）
4.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 （37）
4.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的分類 （38）
4.2 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （39）
4.2.1 基本術(shù)語 （39）
4.2.2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （40）
4.2.3 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 （43）
4.3 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 （44）
4.3.1 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角和許
用值 （44）
4.3.2 基圓半徑的確定 （45）
4.3.3 滾子半徑的確定 （45）
4.4 盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) （46）
4.4.1 反轉(zhuǎn)法的基本原理 （46）
4.4.2 圖解法設(shè)計(jì)凸輪廓線 （46）
4.4.3 解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線 （47）
4.5 凸輪的材料和結(jié)構(gòu) （48）
4.5.1 凸輪材料的選擇 （48）
4.5.2 凸輪的結(jié)構(gòu) （49）
擴(kuò)展閱讀 （49）
習(xí)題 （51）
第5章 齒輪機(jī)構(gòu) （52）
5.1 概述 （52）
5.1.1 齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) （52）
5.1.2 齒輪傳動(dòng)的主要類型 （53）
5.1.3 對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求 （55）
5.2 齒廓嚙合基本定律 （55）
5.3 漸開線及漸開線齒廓 （56）
5.3.1 漸開線的形成及特性 （56）
5.3.2 漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn) （57）
5.4 直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何
尺寸計(jì)算 （58）
5.4.1 直齒圓柱齒輪各部分名稱及
代號(hào) （58）
5.4.2 直齒圓柱齒輪的基本
參數(shù) （59）
5.4.3 直齒圓柱齒輪的幾何尺寸
計(jì)算 （60）
5.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合
傳動(dòng) （61）
5.5.1 漸開線齒輪正確嚙合的
條件 （61）
5.5.2 漸開線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件
及重合度 （62）
5.5.3 標(biāo)準(zhǔn)中心距及嚙合角 （63）
5.6 漸開線齒輪的加工方法與變位
原理 （64）
5.6.1 漸開線齒輪的加工方法 （64）
5.6.2 齒輪的根切現(xiàn)象及變位齒輪
的概念 （66）
5.7 齒輪傳動(dòng)的失效形式及計(jì)算
準(zhǔn)則 （67）
5.7.1 齒輪傳動(dòng)的主要失效
形式 （67）
5.7.2 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則 （69）
5.8 齒輪材料及熱處理方法 （69）
5.8.1 齒輪材料 （69）
5.8.2 齒輪的熱處理方法 （70）
5.9 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析和
計(jì)算載荷 （71）
5.9.1 受力分析 （71）
5.9.2 計(jì)算載荷 （72）
5.10 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 （73）
5.10.1 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 （73）
5.10.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 （75）
5.10.3 許用應(yīng)力 （77）
5.10.4 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 （80）
5.11 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （83）
5.11.1 斜齒圓柱齒輪輪齒廓曲面
的形成及嚙合特點(diǎn) （83）
5.11.2 斜齒圓柱齒輪的基本
參數(shù) （84）
5.11.3 斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸
計(jì)算 （85）
5.11.4 斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量
齒數(shù) （86）
5.11.5 斜齒圓柱齒輪的正確嚙合
條件 （87）
5.11.6 斜齒圓柱齒輪的受力
分析 （87）
5.11.7 斜齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算
特點(diǎn) （88）
5.12 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) （89）
5.12.1 直齒圓錐齒輪的嚙合
傳動(dòng) （89）
5.12.2 直齒圓錐齒輪的受力分析
和強(qiáng)度計(jì)算 （91）
5.13 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （92）
5.13.1 齒輪軸 （93）
5.13.2 實(shí)體式結(jié)構(gòu) （93）
5.13.3 腹板式結(jié)構(gòu) （93）
5.13.4 輪輻式結(jié)構(gòu) （94）
5.14 齒輪傳動(dòng)的潤滑 （95）
5.14.1 齒輪傳動(dòng)的潤滑方式 （95）
5.14.2 潤滑油的選擇 （95）
擴(kuò)展閱讀 （96）
習(xí)題 （97）
第6章 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) （99）
6.1 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和類型 （99）
6.1.1 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) （99）
6.1.2 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型 （100）
6.2 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和
幾何尺寸計(jì)算 （101）
6.2.1 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù) （101）
6.2.2 蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸
計(jì)算 （103）
6.3 蝸桿和蝸輪的常用材料和結(jié)構(gòu) （104）
6.3.1 蝸桿和蝸輪的常用
材料 （104）
6.3.2 蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu) （105）
6.4 蝸桿傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度
計(jì)算 （106）
6.4.1 蝸桿傳動(dòng)的受力分析和
計(jì)算載荷 （106）
6.4.2 蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度和
失效形式 （107）
6.4.3 蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 （108）
6.5 蝸桿傳動(dòng)的潤滑、效率和熱平衡
計(jì)算 （108）
6.5.1 蝸桿傳動(dòng)的潤滑 （108）
6.5.2 蝸桿傳動(dòng)的效率 （109）
6.5.3 蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 （109）
習(xí)題 （111）
第7章 輪系 （112）
7.1 輪系的類型 （112）
7.1.1 定軸輪系 （112）
7.1.2 周轉(zhuǎn)輪系 （113）
7.1.3 復(fù)合輪系 （114）
7.2 定軸輪系的傳動(dòng)比 （114）
7.2.1 傳動(dòng)比大小的計(jì)算 （114）
7.2.2 主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)向
關(guān)系的確定 （115）
7.3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比 （116）
7.4 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比 （118）
7.5 輪系的功能 （119）
擴(kuò)展閱讀 （122）
習(xí)題 （123）
第8章 其他機(jī)構(gòu) （125）
8.1 棘輪機(jī)構(gòu) （125）
8.1.1 棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理和
類型 （125）
8.1.2 棘輪機(jī)構(gòu)正常工作的
條件 （127）
8.1.3 棘輪機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) （128）
8.2 槽輪機(jī)構(gòu) （129）
8.2.1 槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理和
類型 （129）
8.2.2 槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù) （129）
8.2.3 槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) （130）
8.3 不 齒輪機(jī)構(gòu) （131）
8.3.1 不 齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理
和類型 （131）
8.3.2 不 齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和
應(yīng)用 （131）
8.4 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) （132）
8.4.1 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成和
工作原理 （132）
8.4.2 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和
應(yīng)用 （132）
8.5 星輪機(jī)構(gòu) （133）
8.6 非圓齒輪機(jī)構(gòu) （133）
8.7 螺旋機(jī)構(gòu) （134）
擴(kuò)展閱讀 （135）
習(xí)題 （136）
第9章 撓性傳動(dòng) （137）
9.1 帶傳動(dòng)的組成與工作原理、類型和
特點(diǎn) （137）
9.1.1 帶傳動(dòng)的組成與工作
原理 （137）
9.1.2 帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn) （138）
9.1.3 帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) （139）
9.2 V帶及V帶輪 （139）
9.2.1 V帶的結(jié)構(gòu)、型號(hào)和基本
尺寸 （139）
9.2.2 V帶輪的材料和結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì) （141）
9.3 帶傳動(dòng)的工作情況分析 （143）
9.3.1 帶傳動(dòng)的受力分析 （143）
9.3.2 帶傳動(dòng) 有效拉力及其影響
因素 （144）
9.3.3 帶的應(yīng)力分析 （145）
9.3.4 彈性滑動(dòng)和打滑 （146）
9.4 普通V帶的設(shè)計(jì) （146）
9.4.1 帶傳動(dòng)的主要失效形式及設(shè)計(jì)
準(zhǔn)則 （146）
9.4.2 單根V帶的額定功率 （147）
9.4.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟與參數(shù)
選擇 （150）
9.5 帶傳動(dòng)的張緊與維護(hù) （154）
9.5.1 V帶的張緊裝置 （154）
9.5.2 V帶傳動(dòng)的安裝和維護(hù) （155）
9.6 鏈傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn) （157）
9.7 鏈與鏈輪 （157）
9.7.1 滾子鏈 （157）
9.7.2 齒形鏈 （159）
9.7.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 （159）
9.8 鏈傳動(dòng)的工作情況 （161）
9.8.1 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性 （161）
9.8.2 鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷 （162）
9.8.3 鏈傳動(dòng)的受力分析 （162）
9.9 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （163）
9.9.1 鏈傳動(dòng)的失效形式 （163）
9.9.2 滾子鏈的額定功率 （164）
9.9.3 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟與參數(shù)
選擇 （166）
9.10 鏈傳動(dòng)的合理布置與潤滑 （167）
9.10.1 鏈傳動(dòng)的合理布置 （167）
9.10.2 鏈傳動(dòng)的張緊 （168）
9.10.3 鏈傳動(dòng)的潤滑 （168）
擴(kuò)展閱讀 （170）
習(xí)題 （172）
0章 連接 （173）
10.1 螺紋 （173）
10.1.1 螺紋形成原理及主要
參數(shù) （173）
10.1.2 螺紋的分類 （174）
10.2 螺旋副的受力分析、效率和
自鎖 （175）
10.2.1 矩形螺紋 （175）
10.2.2 其他螺紋 （176）
10.3 螺紋連接的基本類型 （177）
10.4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 （178）
10.4.1 螺紋連接的預(yù)緊 （178）
10.4.2 螺紋連接的防松 （179）
10.5 螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 （180）
10.5.1 失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 （180）
10.5.2 受軸向載荷的螺栓
連接 （181）
10.5.3 受橫向載荷的螺栓
連接 （183）
10.6 螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （186）
10.7 提高螺栓連接強(qiáng)度的措施 （188）
10.7.1 降低螺栓的應(yīng)力幅 （188）
10.7.2 改善螺紋牙間的偏載
現(xiàn)象 （189）
10.7.3 減小螺栓的應(yīng)力集中 （189）
10.7.4 避免螺栓承受偏心
載荷 （190）
10.7.5 采用合理的制造工藝 （190）
10.8 鍵連接 （190）
10.8.1 平鍵連接 （190）
10.8.2 半圓鍵連接 （192）
10.8.3 楔鍵連接 （192）
10.8.4 花鍵連接 （193）
10.9 無鍵連接 （193）
擴(kuò)展閱讀 （194）
習(xí)題 （195）
1章 軸 （197）
11.1 概述 （197）
11.1.1 軸的分類 （197）
11.1.2 軸的材料及其選擇 （199）
11.1.3 軸的失效形式和設(shè)計(jì)主要
內(nèi)容 （200）
11.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （201）
11.2.1 軸上零件的裝配方案 （201）
11.2.2 軸上零件的定位 （202）
11.2.3 各軸段直徑和長度的
確定 （204）
11.2.4 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 （204）
11.2.5 提高軸強(qiáng)度的措施 （205）
11.3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 （207）
11.3.1 按抗扭強(qiáng)度條件計(jì)算 （207）
11.3.2 按彎扭組合強(qiáng)度條件
計(jì)算 （208）
11.3.3 按安全系數(shù)校核計(jì)算 （210）
11.4 軸的剛度計(jì)算 （212）
11.4.1 彎曲剛度校核計(jì)算 （212）
11.4.2 扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算 （212）
11.5 軸的振動(dòng)簡介 （213）
習(xí)題 （217）
2章 滑動(dòng)軸承 （219）
12.1 概述 （219）
12.1.1 滑動(dòng)軸承的類型 （219）
12.1.2 滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)和
應(yīng)用 （220）
12.2 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式及軸瓦
結(jié)構(gòu) （220）
12.2.1 常見滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)
形式 （221）
12.2.2 軸瓦結(jié)構(gòu) （223）
12.3 滑動(dòng)軸承的失效形式和常用
材料 （226）
12.3.1 滑動(dòng)軸承的失效形式 （226）
12.3.2 對(duì)軸承材料的要求 （227）
12.3.3 軸承材料 （227）
12.4 滑動(dòng)軸承的潤滑劑和潤滑
方法 （230）
12.4.1 潤滑脂及其選擇 （231）
12.4.2 潤滑油及其選擇 （232）
12.4.3 固體潤滑劑及其選擇 （234）
12.4.4 潤滑方式及其選擇 （234）
12.5 不 液體潤滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)
計(jì)算 （235）
12.5.1 不 液體潤滑滑動(dòng)軸承的
設(shè)計(jì)方法及步驟 （235）
12.5.2 徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) （235）
12.6 液體動(dòng)壓潤滑徑向滑動(dòng)軸承
簡介 （236）
12.6.1 油膜承載機(jī)理 （236）
12.6.2 液體動(dòng)壓潤滑徑向滑動(dòng)軸承
的工作狀況 （237）
12.7 其他形式滑動(dòng)軸承簡介 （237）
12.7.1 多油楔軸承 （237）
12.7.2 液體靜壓軸承 （239）
12.7.3 氣體軸承 （240）
習(xí)題 （240）
3章 滾動(dòng)軸承 （241）
13.1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型和
特點(diǎn) （241）
13.1.1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu) （241）
13.1.2 滾動(dòng)軸承的類型和
特點(diǎn) （242）
13.2 滾動(dòng)軸承的代號(hào)和類型選擇 （243）
13.2.1 滾動(dòng)軸承代號(hào) （243）
13.2.2 滾動(dòng)軸承類型的選擇 （245）
13.3 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 （246）
13.3.1 滾動(dòng)軸承的失效形式和設(shè)計(jì)
準(zhǔn)則 （246）
13.3.2 滾動(dòng)軸承承載能力
計(jì)算 （247）
13.4 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) （256）
13.4.1 保證支承的剛度和同
軸度 （256）
13.4.2 軸承內(nèi)圈、外圈的軸向
緊固 （256）
13.4.3 軸系支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （257）
13.4.4 滾動(dòng)軸承的安裝和
調(diào)整 （258）
13.4.5 滾動(dòng)軸承的配合和
裝拆 （259）
13.4.6 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊 （259）
13.4.7 滾動(dòng)軸承的潤滑 （260）
13.4.8 滾動(dòng)軸承的密封 （260）
擴(kuò)展閱讀 （261）
習(xí)題 （262）
4章 聯(lián)軸器及離合器 （263）
14.1 聯(lián)軸器 （263）
14.1.1 剛性固定式聯(lián)軸器 （263）
14.1.2 剛性可移式聯(lián)軸器 （264）
14.1.3 彈性聯(lián)軸器 （267）
14.1.4 聯(lián)軸器的選用 （268）
14.2 離合器 （268）
14.2.1 牙嵌式離合器 （268）
14.2.2 摩擦離合器 （269）
習(xí)題 （270）
5章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) （272）
15.1 概述 （272）
15.2 機(jī)械工作原理及運(yùn)動(dòng)方案的
擬定 （273）
15.3 原動(dòng)機(jī)的選擇 （275）
15.4 電動(dòng)機(jī)的類型及其選擇 （276）
15.4.1 電動(dòng)機(jī)的類型 （276）
15.4.2 選擇電動(dòng)機(jī)綜合考慮的
問題 （276）
15.4.3 電動(dòng)機(jī)的類型選擇 （276）
15.5 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) （278）
15.6 執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) （280）
15.6.1 執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) （280）
15.6.2 執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合
及機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 （280）
15.7 機(jī)構(gòu)的選型 （282）
15.7.1 機(jī)構(gòu)的選型方法 （282）
15.7.2 機(jī)構(gòu)選型注意的問題 （283）
15.8 機(jī)械系統(tǒng)方案擬定舉例 （286）
15.8.1 設(shè)計(jì)要求 （286）
15.8.2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖繪制 （286）
15.8.3 動(dòng)力源的選擇及執(zhí)行機(jī)構(gòu)
方案的確定 （287）
15.8.4 牛頭刨床的傳動(dòng)系統(tǒng) （289）
15.8.5 機(jī)構(gòu)分析與綜合 （290）
習(xí)題 （290）
6章 機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （291）
16.1 常用低壓電器 （291）
16.1.1 低壓電器概述 （291）
16.1.2 常用開關(guān) （294）
16.1.3 接觸器 （295）
16.1.4 繼電器 （296）
16.1.5 其他常用電器 （300）
16.2 電動(dòng)機(jī)的基本控制電路 （302）
16.2.1 控制電路概述 （302）
16.2.2 直接啟動(dòng)控制 （302）
16.2.3 降壓啟動(dòng)控制 （304）
16.2.4 正反轉(zhuǎn)控制電路 （306）
16.2.5 調(diào)速控制電路 （308）
16.2.6 點(diǎn)動(dòng)控制電路 （311）
16.2.7 制動(dòng)控制電路 （312）
16.3 機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （314）
16.3.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 （314）
16.3.2 電氣原理圖設(shè)計(jì) （315）
16.3.3 控制系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) （319）
習(xí)題 （320）
參考文獻(xiàn) （321）