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项目1 概论1

1.1 机器的概念1

1.1.1 机器的组成及其特征1

1.1.2 零件、部件和构件4

1.2 机器设计的基本要求5

1.3 机械零件的失效形式6

1.4 机械零件的设计计算准则7

1.5 机械零件设计的标准化、通用化及系列化8

【实训任务】说明9

思考与练习题10

项目2 电动机类型及型号的选择11

2.1 确定工作机的功率12

2.2 确定电动机的功率12

2.3 确定电动机的转速13

2.4 电动机参数13

2.5 传动装置总传动比的计算和分配15

【实训任务一】电动机选型及总传动比分配16

思考与练习题18

项目3 带传动设计19

3.1 带传动概述19

3.2 普通V带与V带轮20

3.2.1 普通V带20

3.2.2 V带轮22

3.3 带传动工作能力分析24

3.3.1 带传动中的受力分析24

3.3.2 带传动中的应力分析26

3.3.3 带传动的弹性滑动和传动比28

3.4 普通V带传动设计29

3.4.1 带传动的主要失效形式29

3.4.2 带传动的设计准则和单根V带的额定功率29

3.4.3 带传动的设计步骤和参数选择30

3.5 带传动的安装、维护和张紧35

3.5.1 V带传动的安装和维护35

3.5.2 V带传动的张紧35

【实训任务二】带传动设计36

思考与练习题39

项目4 齿轮传动设计40

4.1 齿轮传动的特点及基本类型40

4.1.1 齿轮传动的特点40

4.1.2 齿轮传动的类型40

4.2 渐开线齿廓43

4.2.1 渐开线的形成43

4.2.2 渐开线的基本性质43

4.2.3 渐开线齿廓的啮合特点45

4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算46

4.3.1 齿轮各部分名称及计算公式46

4.3.2 标准齿轮49

4.4 渐开线标准齿轮的啮合传动50

4.4.1 正确啮合条件50

4.4.2 连续传动条件51

4.4.3 中心距与啮合角53

4.5 渐开线齿轮的切齿原理和根切现象54

4.5.1 渐开线齿轮的切齿原理54

4.5.2 根切现象和最少齿数56

4.6 变位齿轮传动57

4.6.1 变位齿轮57

4.6.2 最小变位系数58

4.6.3 变位齿轮的几何尺寸和传动类型59

4.7 平行轴斜齿圆柱齿轮传动61

4.7.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成及啮合特点61

4.7.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算62

4.7.3 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件和重合度65

4.7.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮和最少齿数66

4.7.5 斜齿圆柱齿轮传动的特点68

4.8 直齿锥齿轮传动68

4.8.1 直齿锥齿轮传动的特点及应用68

4.8.2 直齿锥齿轮传动的主要参数和几何尺寸计算69

4.8.3 直齿锥齿轮的正确啮合条件71

4.9 渐开线圆柱齿轮传动的设计71

4.9.1 齿轮传动的失效形式71

4.9.2 齿轮材料74

4.9.3 直齿圆柱齿轮传动的受力分析与计算载荷77

4.9.4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算79

4.9.5 斜齿圆柱齿轮传动的强度设计86

4.10 齿轮的结构设计87

4.11 齿轮传动的润滑和效率89

【实训任务三】齿轮传动设计91

思考与练习题96

项目5 直齿圆柱齿轮精度设计97

5.1 齿轮传动的基本要求97

5.2 齿轮精度评定98

5.2.1 齿轮精度评定指标98

5.2.2 齿轮精度等级101

5.2.3 精度等级的选择101

5.2.4 齿轮偏差的允许值（公差）103

5.2.5 齿轮检验项目的确定103

5.3 齿轮精度检测104

5.3.1 单个齿轮精度检测104

5.3.2 齿轮副精度检测108

5.4 有关齿轮精度的几个问题109

5.4.1 关于齿轮偏差的允许值109

5.4.2 关于齿轮坯的精度109

5.4.3 关于轮齿齿面粗糙度111

5.4.4 关于齿轮副精度111

5.5 齿轮精度的图样标注112

5.6 尺寸公差与配合113

5.7 形位公差118

5.8 公差原则118

【实训任务四】直齿圆柱齿轮精度设计120

思考与练习题129

项目6 齿轮系和减速器130

6.1 齿轮系概述130

6.2 定轴轮系传动比及计算132

6.3 行星轮系传动比及计算134

6.4 组合轮系传动比计算137

6.5 减速器137

6.5.1 常见减速器的主要类型、特点及应用137

6.5.2 减速器的结构和附件139

【实训任务五】一级直齿圆柱齿轮减速器总成设计145

思考与练习题154

项目7 连接155

7.1 机械制造中常用的螺纹156

7.1.1 螺纹的形成156

7.1.2 螺纹的主要参数156

7.1.3 螺纹的类型、特点及应用158

7.2 普通螺纹连接160

7.3 常用螺纹连接标准件160

7.4 螺纹连接的预紧、防松及结构设计164

7.4.1 螺纹连接的预紧164

7.4.2 螺纹连接的防松165

7.5 键连接167

7.5.1 键连接的类型、标准及应用167

7.5.2 平键的选择及强度计算171

7.6 花键连接173

7.7 销连接174

思考与练习题175

项目8 轴176

8.1 轴的分类及材料选择176

8.1.1 轴的分类176

8.1.2 轴设计应满足的要求及设计步骤179

8.1.3 轴的材料及选择180

8.2 轴的结构设计181

8.2.1 最小轴径的估算181

8.2.2 设计要求及设计步骤182

8.2.3 轴上零件的定位与固定185

8.2.4 轴的工艺性186

8.3 轴的强度设计187

8.3.1 轴的计算简图187

8.3.2 轴的强度计算188

8.3.3 轴的刚度校核191

8.4 轴间连接件192

8.4.1 联轴器的类型192

8.4.2 常见联轴器193

8.4.3 离合器199

【实训任务六】轴的强度校核计算201

思考与练习题208

项目9 轴承209

9.1 滚动轴承的基本知识209

9.1.1 滚动轴承的构造209

9.1.2 滚动轴承结构特性210

9.1.3 滚动轴承的类型和特点211

9.1.4 滚动轴承代号的基本规定211

9.1.5 常用滚动轴承的代号及特性213

9.2 滚动轴承的选择与应用216

9.2.1 滚动轴承的失效形式及计算准则216

9.2.2 滚动轴承的尺寸选择217

9.2.3 滚动轴承的组合设计222

9.2.4 滚动轴承的润滑与密封227

9.3 滑动轴承230

9.3.1 两摩擦表面的摩擦状态230

9.3.2 滑动轴承的主要类型231

9.4 滑动轴承的结构和材料231

9.4.1 滑动轴承的结构231

9.4.2 轴瓦结构和材料233

【实训任务七】轴承寿命校核计算236

思考与练习题239

项目10 平面连杆机构240

10.1 项目导入240

10.1.1 缝纫机踏板机构运动240

10.1.2 单缸汽油机曲柄滑块机构的运动241

10.2 平面机构运动简图及自由度241

10.2.1 平面机构的组成242

10.2.2 平面机构运动简图245

10.2.3 平面机构的自由度245

10.3 平面连杆机构249

10.3.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化250

10.3.2 平面四杆机构的基本特性253

10.3.3 平面四杆机构的设计257

小结259

项目11 凸轮机构260

11.1 项目导入260

11.1.1 凸轮机构的应用260

11.1.2 凸轮机构的分类261

11.2 常用的从动件运动规律263

11.2.1 等速运动规律264

11.2.2 等加速、等减速运动规律265

11.2.3 简谐（余弦加速度）运动规律266

11.3 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线267

11.3.1 绘制原理267

11.3.2 对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制268

11.3.3 对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制268

11.3.4 对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制269

11.3.5 偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制269

11.4 设计凸轮机构应注意的问题270

11.4.1 滚子半径的选择270

11.4.2 压力角的选择和检验271

11.4.3 基圆半径的确定272

小结273

附录275

参考文献278