机械设计基础 第3版

本书是根据高等学校机械教学指导分委员会制定的“机械设计课程教学基本要求”，针对高等职业院校的培养目标，并结合编者多年来的教学经验编写而成的。
本书自2010年第1版、2015年第2版出版以来，已累计印刷12次，得到了广大师生和工程技术人员的充分肯定，此次再版结合多所使用院校的反馈意见，并按照行业的发展，对相关内容做了补充，具体修改内容如下：
1）在第7章增加了“轮系的功用”一节，使内容更完善。
2）为了使学生的设计思路更开阔，本书增设了“机械系统方案设计”一章。
3）去掉了原有的光盘，把二维动画和三维动画用二维码的形式放在教材里，学生可以随时观看，学习更方便。
4）全书的课件也进行了修改，把很多二维动画更换为三维动画，使教学更直观，学生更易懂。
本书由闵小琪、陶松桥任主编，闵小琪统稿并定稿。段少丽任副主编，参编人员有薛春娥、代恒、胡玮婧、吴培均。
本书可与闵小琪主编的《机械设计基础课程设计 第2版》配套使用。
限于编者水平，书中难免有疏漏之处，敬请读者批评指正。

《机械设计基础 第3版》是在第2版的基础上，根据关于“机械设计基础”课程的教学要求以及新发布的有关国家标准修订而成。内容编排上，注重理论与实际相结合，注重学生能力的培养与职业素质的养成。
全书共12章，包括机械设计基础概论、平面连杆机构、凸轮及间歇运动机构、带传动与链传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系和减速器、联接、轴和轴承、其他常用零部件、机器速度与机械平衡、机械系统方案设计。每章都有目标要求和思考与练习题。附录是相关章节的实验指导。
《机械设计基础 第3版》适用于学时数为60～80的教学计划，其中10学时为实验课。
《机械设计基础 第3版》可作为高等职业院校的专用教材，也可作为相关工程技术人员的自学用书。
《机械设计基础 第3版》配有教学视频、动画等资源，可扫描二维码直接观看。

第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章机械设计基础概论1
1.1机械的概念1
1.1.1机械的组成1
1.1.2机器和机构2
1.1.3构件和零件2
1.2机械设计的基本要求和一般程序3
1.3机械设计的内容与步骤3
1.4机械零件设计的一般步骤4
1.5机械零件的失效形式及设计计算准则4
1.5.1失效形式4
1.5.2设计计算准则5
1.6机械零件设计的标准化、系列化及通用化6
思考与练习题7
第2章平面连杆机构8
2.1平面机构的运动简图及其自由度8
2.1.1运动副及其分类8
2.1.2机构中构件的分类9
2.1.3平面机构的运动简图9
2.1.4机构的自由度11
2.2平面连杆机构的类型及应用13
2.2.1铰链四杆机构14
2.2.2铰链四杆机构的演化16
2.3四杆机构的基本特性19
2.3.1急回特性与行程速度变化系数19
2.3.2压力角与传动角20
2.3.3死点位置21
2.4平面四杆机构的设计21
2.4.1按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构22
2.4.2按给定连杆位置设计四杆机构22
思考与练习题23
第3章凸轮及间歇运动机构26
3.1凸轮机构26
3.1.1凸轮机构的应用26
3.1.2从动件常用的运动规律28
3.1.3凸轮机构的压力角30
3.1.4凸轮的基圆半径30
3.1.5按给定运动规律设计盘形凸轮轮廓31
3.1.6凸轮的结构和材料33
3.2棘轮机构35
3.2.1棘轮机构的工作原理35
3.2.2棘轮转角的调节36
3.2.3棘轮机构的特点与应用36
3.3槽轮机构36
3.3.1槽轮机构的工作原理36
3.3.2槽轮机构的类型、特点及应用37
3.3.3槽轮槽数z和拨盘圆柱销数k的选择38
3.4不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构38
3.4.1不完全齿轮机构38
3.4.2凸轮式间歇运动机构39
思考与练习题39
第4章带传动和链传动41
4.1带传动概述41
4.1.1带传动的主要类型41
4.1.2带传动的特点和应用42
4.2普通V带和V带轮42
4.2.1普通V带42
4.2.2V带轮45
4.3带传动的工作能力分析46
4.3.1带传动的受力分析46
4.3.2带传动的应力分析47
4.3.3带传动的弹性滑动和传动比48
4.4V带传动的设计49
4.4.1带传动的主要失效形式49
4.4.2设计准则和单根V带的额定功率50
4.4.3设计步骤和参数选择52
4.5带传动的安装、维护和张紧55
4.5.1V带传动的安装和维护55
4.5.2V带传动的张紧55
4.6链传动概述57
4.7滚子链及其链轮58
4.7.1滚子链58
4.7.2链轮59
4.8链传动的运动特性62
4.9滚子链传动的设计计算63
4.9.1链传动的失效形式63
4.9.2链传动的额定功率曲线64
4.9.3链传动的设计计算准则65
4.9.4链传动主要参数的选择66
4.9.5链传动的设计计算67
4.10链传动的布置、张紧和润滑67
4.10.1链传动的布置67
4.10.2链传动的张紧68
4.10.3链传动的润滑68
思考与练习题71
第5章齿轮传动72
5.1齿轮传动的特点和基本类型72
5.2渐开线齿廓73
5.2.1渐开线的形成73
5.2.2渐开线的基本性质73
5.2.3渐开线齿廓的啮合特性74
5.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算75
5.3.1齿轮各部分的名称75
5.3.2渐开线齿轮的基本参数76
5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮常用的测量项目78
5.4渐开线标准齿轮的啮合传动80
5.4.1正确啮合条件80
5.4.2连续传动条件80
5.4.3中心距与啮合角82
5.5渐开线齿轮的切齿原理和根切现象83
5.5.1渐开线齿轮的切齿原理83
5.5.2根切现象和*少齿数85
5.6变位齿轮传动86
5.6.1变位齿轮86
5.6.2*小变位系数87
5.6.3变位齿轮的几何尺寸和传动类型87
5.7平行轴斜齿圆柱齿轮传动88
5.7.1斜齿圆柱齿轮传动的特点88
5.7.2斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算89
5.7.3斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件和重合度91
5.7.4斜齿圆柱齿轮的当量齿数92
5.8直齿锥齿轮传动92
5.8.1锥齿轮传动的特点及应用92
5.8.2直齿锥齿轮传动的主要参数和几何尺寸计算93
5.8.3直齿锥齿轮传动的正确啮合条件94
5.8.4直齿锥齿轮传动的受力分析95
5.9渐开线圆柱齿轮传动的设计95
5.9.1齿轮传动的失效形式95
5.9.2齿轮材料97
5.9.3齿轮传动精度等级的选择98
5.9.4直齿圆柱齿轮传动的强度设计99
5.9.5斜齿圆柱齿轮传动的强度设计104
5.10齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率105
5.10.1齿轮的结构设计105
5.10.2齿轮传动的润滑106
5.10.3齿轮传动的效率107
思考与练习题108
第6章蜗杆传动109
6.1蜗杆传动的特点和类型109
6.1.1蜗杆传动的特点109
6.1.2蜗杆传动的类型109
6.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸110
6.2.1蜗杆传动的主要参数及正确啮合条件110
6.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算114
6.2.3圆柱蜗杆、蜗轮及传动尺寸规格的标记方法115
6.3蜗杆传动的失效形式、材料和结构115
6.3.1蜗杆传动的滑动速度115
6.3.2蜗杆传动的失效形式和设计准则116
6.3.3蜗杆、蜗轮的材料和结构116
6.4蜗杆传动的受力分析和强度计算118
6.4.1蜗杆传动的受力分析118
6.4.2蜗杆传动的强度计算119
6.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算120
6.5.1蜗杆传动的效率120
6.5.2蜗杆传动的润滑121
6.5.3蜗杆传动的热平衡计算122
思考与练习题122
第7章齿轮系和减速器124
7.1齿轮系概述124
7.2定轴轮系的传动比及其计算125
7.2.1一对齿轮啮合的传动比125
7.2.2定轴轮系的传动比125
7.3行星轮系的传动比及其计算127
7.3.1行星轮系的组成127
7.3.2行星轮系的传动比128
7.4组合轮系的传动比129
7.5轮系的功用130
7.5.1实现相距较远的二轴之间的传动130
7.5.2实现大传动比传动130
7.5.3实现变速传动131
7.5.4实现运动的合成与分解131
7.5.5实现结构紧凑的大功率传动132
7.6减速器132
7.6.1减速器的类型、特点和应用133
7.6.2减速器的结构和附件135
思考与练习题137
第8章联接139
8.1机械制造中常用的螺纹139
8.1.1螺纹的形成139
8.1.2螺纹的主要参数139
8.1.3螺纹的类型、特点及应用140
8.2普通螺纹联接142
8.2.1普通螺纹联接的基本类型及应用142
8.2.2常用螺纹联接件143
8.3螺纹副的受力分析、自锁条件及效率145
8.3.1螺纹副的受力分析145
8.3.2自锁条件146
8.3.3螺纹副的效率146
8.4螺纹联接的预紧、防松及结构设计147
8.4.1螺纹联接的预紧147
8.4.2螺纹联接的防松147
8.4.3螺栓组联接的结构设计要点149
8.5螺栓联接的强度计算151
8.5.1松螺栓联接的强度计算151
8.5.2紧螺栓联接的强度计算151
8.5.3螺纹联接件常用材料及许用应力153
8.6滑动螺旋传动简介155
8.6.1螺旋传动的类型155
8.6.2滑动螺旋的结构及材料156
8.7键联接157
8.7.1键联接的类型、标准及应用157
8.7.2平键联接的尺寸选择和强度计算161
8.8花键和销联接162
8.8.1花键联接162
8.8.2销联接163
思考与练习题163
第9章轴和轴承165
9.1轴的分类及材料选择165
9.1.1轴的分类165
9.1.2轴的设计应考虑的问题和一般设计步骤167
9.1.3轴的材料及选择167
9.2轴的设计168
9.2.1*小轴径的估算168
9.2.2轴的结构设计169
9.2.3轴上零件的固定171
9.2.4轴的工艺性173
9.3轴的强度计算173
9.3.1按弯扭强度计算173
9.3.2轴的刚度校核174
9.4轴的设计举例175
9.5滚动轴承的基本知识178
9.5.1滚动轴承的构造178
9.5.2滚动轴承的类型和特点179
9.5.3滚动轴承的代号179
9.6滚动轴承的选择和应用184
9.6.1滚动轴承的失效形式和计算准则184
9.6.2滚动轴承的尺寸选择185
9.6.3滚动轴承的组合设计190
9.6.4滚动轴承的润滑和密封193
9.7滑动轴承概述195
9.7.1两摩擦表面的摩擦状态195
9.7.2滑动轴承的主要类型196
9.8滑动轴承的结构和材料196
9.8.1滑动轴承的结构196
9.8.2轴瓦的结构和材料197
9.9滚动轴承与滑动轴承的性能比较199
思考与练习题200
第10章其他常用零部件202
10.1联轴器202
10.1.1联轴器的分类202
10.1.2常见联轴器介绍203
10.1.3联轴器的选用206
10.2离合器207
10.2.1牙嵌离合器207
10.2.2摩擦离合器208
10.3制动器209
10.3.1带式制动器209
10.3.2块式制动器210
10.3.3内涨式制动器210
10.4弹簧210
10.4.1概述210
10.4.2圆柱形螺旋弹簧的结构212
思考与练习题214
第11章机器速度与机械平衡215
11.1机器速度的波动与调节215
11.1.1机器速度波动的原因215
11.1.2周期性速度波动的调节216
11.1.3非周期性速度波动的调节216
11.2机械的平衡217
11.2.1回转体平衡的目的与分类217
11.2.2静平衡计算及静平衡试验218
11.2.3动平衡计算及动平衡试验219
思考与练习题220
第12章机械系统方案设计221
12.1机械总体方案设计221
12.1.1机械总体方案设计的目的221
12.1.2机械总体方案设计的内容221
12.2机械执行系统的方案设计222
12.2.1机械执行系统方案设计的基本要求222
12.2.2执行机构的选型222
12.3机械传动系统的方案设计和原动机选择223
12.3.1机械传动系统方案设计过程223
12.3.2传动类型的选择223
12.3.3机械传动系统的选择原则224
12.3.4传动链的方案设计224
12.3.5原动机的选择227
12.4机械控制系统简介227
12.5机械系统方案评价与决策228
12.5.1方案评价与决策的意义228
12.5.2评价指标228
12.5.3评价方法228
思考与练习题230
附录实验指导231
附录A机构认识实验231
附录B平面机构运动简图实验233
附录C渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定实验235
附录D渐开线齿廓的展成实验238
附录E减速器的拆装及其轴系的结构分析实验241
参考文献246