《机械设计基础》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，每章最后均附有重点口诀与知识小结。
《机械设计基础》力求形式上的创新，将许多机构的应用实例加入教材之中，这些实例均是参加“大学生机械创新设计与制作大赛” 中获奖的作品，这也反映了学生学习《机械设计基础》课程的成效。
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《机械设计基础》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。
第1章 绪论 1
1.1 机构、机器与机械的概念 1
1.1.1 机器与机构 1
1.1.2 零件和构件 3
1.1.3 本章重点概念关系汇总 3
1.2 本课程的性质、内容和任务 4
1.2.1 本课程的性质 4
1.2.2 本课程的内容和任务 4
1.3 本课程的学习方法 4
1.3.1 注重实践性以及综合能力的培养 4
1.3.2 注意本课程自身的系统性 4
1.3.3 学习理论的同时要坚持联系实际 4
1.3.4 重视结构设计 4
1.3.5 继承传统、与时俱进、努力创新 5
1.4 机械设计的基本要求 5
1.4.1 使用要求 5
1.4.2 经济性要求 5
1.4.3 安全可靠性要求 5
1.4.4 工艺性要求 5
1.4.5 其他特殊性要求 5
1.5 机械零件设计的标准化、系列化及通用化 6
1.6 常用的现代化机械设计方法简介 6
思考与练习 6
本章重点口诀 7
本章知识小结 7
第2章 平面机构的结构分析 8
2.1 平面机构的组成 8
2.1.1 自由度、运动副和约束 8
2.1.2 运动副的分类 8
2.2 平面机构运动简图 9
2.2.1 机构运动简图及作用 9
2.2.2 绘制机构运动简图的步骤 11
2.3 平面机构具有确定运动的条件及自由度 13
2.3.1 平面机构的自由度 13
2.3.2 平面机构具有确定运动的条件 14
2.3.3 计算机构自由度时应注意的事项 14
思考与练习 18
本章重点口诀 20
本章知识小结 20
第3章 平面连杆机构 21
3.1 概述 21
3.2 铰链四杆机构的基本类型 23
3.2.1 曲柄摇杆机构 23
3.2.2 双曲柄机构 23
3.2.3 双摇杆机构 25
3.3 铰链四杆机构的演化 26
3.3.1 移动副取代转动副的演化 26
3.3.2 变更机架的演化 26
3.3.3 运动副元素逆换的演化 26
3.3.4 扩大回转副的演化 28
3.4 铰链四杆机构的基本特性 29
3.4.1 铰链四杆机构曲柄存在条件 29
3.4.2 急回运动 30
3.4.3 压力角和传动角 30
3.4.4 死点 32
※3.5 平面四杆机构的设计 32
3.5.1 平面连杆机构设计的基本问题 32
3.5.2 按照给定的行程速比系数设计四杆机构 32
3.5.3 按给定连杆位置设计四杆机构 34
3.5.4 按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构 35
3.5.5 按给定点运动轨迹设计四杆机构 35
思考与练习 36
社会实践活动——连杆机构的应用课外调查报告 37
本章重点口诀 37
本章知识小结 37
第4章 凸轮机构 39
4.1 凸轮机构的应用和分类 39
4.1.1 应用举例 39
4.1.2 凸轮机构分类 40
4.1.3 凸轮机构的特点 41
4.2 从动件的常用运动规律 42
4.2.1 术语介绍 42
4.2.2 几种常见的从动件运动规律 42
4.3 图解法设计凸轮轮廓 44
4.3.1 绘制原理 44
4.3.2 几种常见的凸轮轮廓的绘制 45
4.4 设计凸轮机构应注意的问题 47
4.4.1 滚子半径的选择 47
4.4.2 压力角的确定 47
4.4.3 基圆半径对凸轮机构的影响 48
思考与练习 49
本章重点口诀 50
本章知识小结 50
第5章 间歇运动机构 52
5.1 棘轮机构 52
5.1.1 棘轮机构的基本组成及工作原理 52
5.1.2 棘轮机构的常见类型及特点 52
5.1.3 棘轮机构的主要功能 54
5.2 槽轮机构 55
5.2.1 槽轮机构的基本组成及工作原理 55
5.2.2 槽轮机构的常见类型、特点及应用 55
5.3 不完全齿轮机构简介 56
5.3.1 不完全齿轮机构的组成及工作原理 56
5.3.2 不完全齿轮机构的特点及应用 57
思考与练习 57
本章重点口诀 57
本章知识小结 58
第6章 键联接与销联接 59
6.1 键联接和花键联接 59
6.1.1 键联接的类型和结构 59
6.1.2 平键联接计算 60
6.1.3 花键联接 63
6.2 销联接 64
6.3 其他联接简介 65
思考与练习 66
本章重点口诀 66
本章知识小结 66
第7章 螺纹联接与螺旋传动 67
7.1 螺纹的形成、分类和参数 67
7.1.1 螺纹的形成 67
7.1.2 螺纹的分类 67
7.1.3 螺纹的参数 68
7.2 机械设备常用螺纹及螺纹的代号与标记 69
7.2.1 机械设备常用螺纹 69
7.2.2 螺纹的代号与标记 70
7.3 常用螺纹联接件和螺纹联接的基本类型 70
7.3.1 常用螺纹联接件 70
7.3.2 螺纹联接的基本类型 72
7.4 螺纹联接的预紧和防松 72
7.4.1 螺纹联接的预紧 72
7.4.2 螺纹联接的防松 73
7.5 螺栓联接的设计 74
7.5.1 螺纹联接的强度计算 74
7.5.2 螺栓组的结构设计 78
7.5.3 提高螺栓联接强度的措施 79
7.6 螺旋传动 81
7.6.1 螺旋传动的应用和类型 82
7.6.2 滚动螺旋简介 83
思考与练习 84
本章重点口诀 84
本章知识小结 85
第8章 带传动 86
8.1 带传动的类型和特点 86
8.1.1 带传动的类型 86
8.1.2 带传动的特点 87
8.2 普通V带和V带轮 87
8.2.1 普通V带 88
8.2.2 V带轮 88
8.3 带传动的工作能力分析 91
8.3.1 带传动的受力分析 91
8.3.2 带的应力分析 92
8.3.3 弹性滑动和打滑 93
8.4 普通V带传动的设计计算 94
8.4.1 带传动的失效形式及设计准则 94
8.4.2 单根V带的基本额定功率和许用功率 94
8.4.3 普通V带传动的设计步骤和参数选择 97
8.5 带传动的张紧、安装与维护 102
8.5.1 带传动的张紧 102
8.5.2 带传动的安装与维护 103
思考与练习 103
本章重点口诀 104
本章知识小结 104
※第9章 链传动 105
9.1 链传动特点及应用 105
9.2 链条 106
9.2.1 链条的种类 106
9.2.2 滚子链基本参数和尺寸 106
9.3 滚子链链轮 107
9.4 链传动的运动分析和受力分析 108
9.4.1 平均传动比 108
9.4.2 瞬时链速和传动比 108
9.5 链传动的主要参数以及链传动的布置 109
9.5.1 链传动的主要参数及选择 109
9.5.2 链传动的布置 110
思考与练习 111
本章重点口诀 111
本章知识小结 111
第10章 齿轮传动 112
10.1 齿轮传动的特点及类型 112
10.1.1 齿轮传动的特点 112
10.1.2 齿轮传动的分类与应用 112
10.1.3 齿轮传动的基本要求 113
10.2 齿廓啮合基本定律 113
10.3 渐开线齿形 114
10.3.1 渐开线的形成 114
10.3.2 渐开线的性质 114
10.3.3 渐开线齿轮啮合特点 115
10.4 渐开线直齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸计算 116
10.4.1 齿轮各部分的名称 116
10.4.2 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数 117
10.4.3 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 118
10.4.4 标准齿轮的公法线长度 119
10.4.5 径节制齿轮简介 120
10.5 渐开线标准齿轮的啮合传动 120
10.5.1 正确啮合的条件 120
10.5.2 重合度 120
10.6 渐开线齿轮的加工方法及根切现象 121
10.6.1 仿形法 121
10.6.2 范成法 122
10.6.3 范成法加工时的根切现象 123
10.7 变位齿轮传动的基本知识 124
10.7.1 变位齿轮的概念 124
10.7.2 最小变位系数 124
10.7.3 变位齿轮几何尺寸和传动类型 125
10.8 齿轮传动的失效形式 126
10.9 齿轮材料及热处理 127
10.9.1 对齿轮材料的要求 127
10.9.2 齿轮的常用材料 128
10.10 齿轮传动的精度 129
10.11 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 130
10.11.1 齿轮传动设计准则 130
10.11.2 受力分析 130
10.11.3 计算载荷 131
10.11.4 齿面接触疲劳强度计算 131
10.11.5 齿根弯曲疲劳强度计算 133
10.11.6 参数选择 134
10.11.7 圆柱齿轮的结构设计 135
10.11.8 设计步骤 136
10.12 斜齿圆柱齿轮传动 139
10.12.1 斜齿圆柱齿轮齿廓的形成及传动特点 139
10.12.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 140
10.12.3 平行轴渐开线斜齿轮正确啮合的条件和重合度 141
10.12.4 斜齿轮的当量齿数 141
10.12.5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 142
10.13 圆锥齿轮传动 145
10.13.1 圆锥齿轮概述 145
10.13.2 背锥和当量齿数 146
10.13.3 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 147
10.13.4 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 148
思考与练习 148
本章重点口诀 149
本章知识小结 150
第11章 蜗杆传动 152
11.1 概述 152
11.1.1 蜗杆、蜗轮的形成以及蜗杆传动的特点 152
11.1.2 蜗杆传动的分类 153
11.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 154
11.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数 154
11.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 156
11.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 156
11.3.1 蜗杆传动的失效形式 156
11.3.2 材料选择 157
11.3.3 蜗杆及蜗轮的结构 157
11.4 蜗杆传动的强度计算 157
11.4.1 蜗杆传动的受力分析 157
11.4.2 蜗杆传动的强度计算 158
11.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 159
11.5.1 蜗杆传动的效率 159
11.5.2 蜗杆传动的润滑 160
11.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 160
思考与练习 161
本章重点口诀 162
本章知识小结 162
第12章 轮系 163
12.1 轮系及其类型 163
12.1.1 定轴轮系 163
12.1.2 周转轮系 163
12.2 定轴轮系传动比计算 164
12.2.1 一对齿轮传动的计算 164
12.2.2 定轴轮系传动比的一般式 164
12.2.3 惰轮 165
12.2.4 定轴轮系传动比计算 165
12.3 周转轮系及其传动比 168
※12.4 混合轮系传动比的计算 170
12.5 轮系的功用 171
12.5.1 获得大传动比 171
12.5.2 实现远距离的两轴之间的传动 172
12.5.3 实现变速传动(多传动比传动)和换向要求 172
12.5.4 实现合成运动和分解运动 172
12.5.5 实现分路传动 173
12.5.6 在尺寸及重量较小的情况下,实现大功率传动 174
12.5.7 实现复杂的运动规律和运动轨迹 174
思考与练习 174
本章重点口诀 176
本章知识小结 176
第13章 轴 177
13.1 概述 177
13.1.1 轴的功用和类型 177
13.1.2 设计轴的基本要求 178
13.1.3 设计轴的一般步骤 178
13.2 轴的材料及选择 179
13.3 轴的结构设计 180
13.3.1 轴的各部分名称 180
13.3.2 拟定轴上零件的装配方案 181
13.3.3 零件在轴上的定位和固定 181
13.3.4 确定各轴段的直径和长度 184
13.3.5 轴的加工和装配工艺性 184
13.3.6 提高轴疲劳强度的措施 187
13.3.7 轴的切削加工及结构设计工艺性图例 188
13.3.8 轴的结构实例分析 192
13.4 轴的强度计算 193
13.4.1 初略计算(按扭转强度估算和按经验公式估算) 193
13.4.2 概略计算(按弯扭合成进行强度计算) 195
13.5 轴的刚度校核 196
13.5.1 轴的弯曲刚度校核 196
13.5.2 轴的扭转刚度校核 197
13.6 轴的设计示例分析 197
思考与练习 202
本章重点口诀 203
本章知识小结 203
第14章 轴承 205
14.1 滑动轴承概述 205
14.1.1 滑动轴承的特点、应用及分类 205
14.1.2 滑动轴承的典型结构 205
14.1.3 滑动轴承的轴瓦结构和材料 207
14.1.4 滑动轴承的润滑 209
14.2 滚动轴承的结构与材料 212
14.2.1 滚动轴承的基本结构 212
14.2.2 滚动轴承的材料 212
14.3 滚动轴承的主要类型、性能和特点 213
14.3.1 滚动轴承的主要类型 213
14.3.2 滚动轴承类型的选择 214
14.4 滚动轴承的代号 216
14.4.1 基本代号 216
14.4.2 前置代号和后置代号 218
14.5 滚动轴承的失效形式和尺寸选择 219
14.5.1 滚动轴承的失效形式 219
14.5.2 基本额定寿命和基本额定动载荷 220
14.5.3 滚动轴承寿命的计算公式 220
14.5.4 滚动轴承的当量动载荷 221
14.5.5 角接触轴承的轴向载荷计算 222
14.5.6 滚动轴承的静载荷的计算 224
14.6 轴承装置的设计 226
14.6.1 滚动轴承的配置 226
14.6.2 滚动轴承的轴向紧固 227
14.6.3 滚动轴承的调整 228
14.6.4 滚动轴承的配合 229
14.6.5 滚动轴承的预紧 229
14.6.6 滚动轴承的装拆 230
14.6.7 滚动轴承的润滑 230
14.6.8 滚动轴承的密封 230
思考与练习 231
本章重点口诀 232
本章知识小结 232
第15章 联轴器和离合器 234
15.1 联轴器 234
15.1.1 联轴器的组成和分类 234
15.1.2 固定式刚性联轴器 235
15.1.3 可移式刚性联轴器 236
15.1.4 弹性联轴器 238
15.1.5 联轴器的选择 239
15.2 离合器 241
15.2.1 离合器的组成与分类 241
15.2.2 嵌入式离合器 242
15.2.3 摩擦式离合器 242
15.2.4 特殊功能离合器 243
思考与练习 243
本章重点口诀 244
本章知识小结 244
第16章 减速器 245
16.1 减速器的类型和特点 245
16.1.1 圆柱齿轮减速器 247
16.1.2 圆锥齿轮减速器 247
16.1.3 蜗杆减速器 248
16.2 减速器的结构 248
16.2.1 箱体 248
16.2.2 附件 249
16.3 减速器的润滑 250
16.3.1 传动零件的润滑 250
16.3.2 轴承的润滑 251
思考与练习 252
本章重点口诀 252
本章知识小结 252
参考文献 253
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