機械設計基礎

本書以各類常用機構的運動特性分析為導引，以傳動機構及其對應的通用零件為主要研究對象，以各類零部件的失效形式及設計準則為主線進行章節內容的組織編排。

全書共13章，包括第1章機械設計概論、第2章平面機構的結構分析、第3章平面連桿機構、第4章凸輪機構、第5章間歇運動機構和螺旋機構、第6章機械的平衡與調速、第7章摩擦與疲勞破壞、第8章齒輪傳動、第9章帶傳動和鏈傳動、第10章連接、第11章軸承、第12章軸、第13章機械系統設計。其中，第13章屬於選學內容。

本書在部分章節中摘錄了的機械設計常用標準和規範，每章後面均安排了題型多樣的典型練習，書末還附有自測題，供讀者複習鞏固之用，以利於讀者更好地掌握所學知識。

本書可作為職業院校機電大類專業的授課教材，也可作為相關工程技術人員的參考用書。

第1章　機械設計概論　1

1.1　本課程的性質和學習目標　1

1.2　機械設計的基本要求及一般過程　2

1.3　機械零件的主要失效形式及計算準則　6

1.4　機械零件材料的選用原則　8

1.5　現代設計方法　10

習題..　13

第2章　平面機構的結構分析　15

2.1　機器、機構及構件　15

2.2　運動副及其分類　18

2.3　平面機構運動簡圖　20

2.4　平面機構的自由度　22

習題..　26

第3章　平面連桿機構　30

3.1　鉸鏈四杆機構的基本類型　30

3.2　鉸鏈四杆機構的演化　33

3.3　平面四杆機構的工作特性　35

3.4　平面四杆機構的圖解法設計　38

習題　40

第4章　凸輪機構　43

4.1　凸輪機構的應用特點和類型　43

4.2　從動件的常用運動規律　44

4.3　凸輪輪廓的圖解法設計　48

4.4　凸輪機構基本參數的確定　50

習題　53

第5章　間歇運動機構和螺旋機構　56

5.1　間歇運動機構　56

5.2　螺旋機構　58

5.3　組合機構簡介　62

習題　64

第6章　機械的平衡與調速　66

6.1　機械平衡的目的　66

6.2　剛性轉子的平衡　67

6.3　機械速度波動的調節　68

習題　70

第7章　摩擦與疲勞破壞　72

7.1　摩擦、磨損與潤滑　72

7.2　變應力與疲勞破壞　75

習題　77

第8章　齒輪傳動　80

8.1　齒輪傳動的特點和分類　80

8.2　漸開線齒廓的形成及性質　82

8.3　標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸　83

8.4　漸開線齒輪的齧合傳動特性　86

8.5　漸開線齒輪的切齒原理　89

8.6　變位齒輪傳動　91

8.7　齒輪材料、熱處理及許用應力　93

8.8　齒輪的失效形式與設計準則　96

8.9　直齒圓柱齒輪傳動的強度計算　98

8.10　平行軸斜齒圓柱齒輪傳動　106

8.11　直齒錐齒輪傳動　111

8.12　齒輪傳動的潤滑和效率　113

8.13　蝸桿傳動　114

8.14　輪系　123

習題　132

第9章　帶傳動和鏈傳動　137

9.1　帶傳動的應用特點和結構　137

9.2　帶傳動的工作情況分析　143

9.3　帶傳動的彈性滑動和打滑　145

9.4　普通V帶傳動的設計　145

9.5　鏈傳動的應用特點和類型　151

9.6　滾子鏈傳動的結構和參數　153

9.7　滾子鏈傳動的設計　155

9.8　帶傳動和鏈傳動的佈置及維護　159

習題　161

第 10章　連接　164

10.1　螺紋連接概述　164

10.2　單個螺栓連接的強度計算　172

10.3　鍵連接　176

10.4　銷連接　181

10.5　聯軸器、離合器和制動器　182

習題　190

第 11章　軸承　193

11.1　軸承的功用和類型　193

11.2　滾動軸承的代號標準及選擇　196

11.3　滾動軸承的壽命計算　199

11.4　滾動軸承的組合設計　204

11.5　滾動軸承的潤滑與密封　210

11.6　滑動軸承　211

習題　215

第 12章　軸　218

12.1　軸的概述　218

12.2　軸的結構設計　222

12.3　軸的承載能力計算　227

習題　233

第 13章　機械系統設計　235

13.1　執行系統方案設計　235

13.2　傳動裝置方案設計　243

13.3　帶式運輸機設計　246

習題　255

附　錄　258

附錄A　自測題（上）　258

附錄B　自測題（下）　260

附錄C　常用滾動軸承的結構及

參數　262

參考文獻　266

金旭星，浙江大學研究生畢業，碩士學位，副教授，台灣清華大學訪問學者，從事機械優化設計方面的教科研工作。已獨立發表高水平論文25篇，獲授權專利8項，多次指導學生獲得國內國際學科競賽大獎。