本书主要介绍机械设计方面的基础知识，以强化基础能力建设，推进科技创新为指引，内容包括常用机构的类型、特点、设计原则与方法等，难度适中，章节体系合理。共包含10个项目，分别为平面机构结构方案分析、平面连杆机构方案分析、凸轮机构设计、齿轮传动设计、轮系及其传动比计算、带传动设计、链传动设计、轴承设计、连接设计和轴的设计。
本书是根据高等院校培养目标、教育部制定的机械设计基础课程教学基本要求，立足学生的学情、应用型教学改革的需求，同时参考各相关行业对机械设计基础知识的要求，并结合编者多年教学经验编写的。
本书是高等学校机械专业和近机械专业的机械设计基础课程的教材，授课学时可在40～64学时，也可以作为相关技术人员的参考书使用。
夏冰新，女，1988.3，汉族，中共党员，2015年毕业于沈阳工业大学机械专业，现系沈阳城市建设学院专任教师，常年教授机械设计基础、机械原理、机械制造装备设计等课程，发表过多篇论文，主持和参与多项科研项目以及教改项目。多次获得学校奖励。
项目一 平面机构结构方案分析 001
学习目标 001
任务引入 001
相关知识 002
一、机构的组成 002
二、平面机构运动简图 004
(一)平面运动简图的概念 004
(二)平面机构的运动简图绘制 006
三、平面机构的自由度 007
(一)平面机构自由度计算公式 007
(二)机构具有确定运动的条件 008
(三)计算平面机构自由度时的注意事项 009
任务实施 012
思考与练习题 013
项目二 平面连杆机构方案分析 015
学习目标 015
任务引入 015
相关知识 015
一、概述 015
二、平面四杆机构的类型及应用 016
(一)平面四杆机构的基本类型 016
(二)平面四杆机构的演化形式 017
三、平面连杆机构的基本特性 019
(一)平面四杆机构有转动副和曲柄的条件 019
(二)急回特性 020
(三)压力角和传动角 021
(四)机构死点的位置 021
四、平面四杆机构的设计 023
任务实施 026
思考与练习题 027
项目三 凸轮机构设计 028
学习目标 028
任务引入 028
相关知识 028
一、凸轮机构的应用及分类 028
(一)凸轮机构的应用 028
(二)凸轮机构的分类 029
二、凸轮机构从动件的运动规律 031
(一)凸轮机构的工作过程 031
(二)从动件的运动规律 032
(三)从动件运动规律的选择 034
三、凸轮轮廓曲线设计 034
(一)凸轮轮廓曲线设计的基本原理 035
(二)盘形凸轮轮廓曲线设计 035
(三)凸轮机构设计时应注意的问题 038
任务实施 040
思考与练习题 041
项目四 齿轮传动设计 043
学习目标 043
任务引入 043
相关知识 044
一、齿轮传动的类型和特点 044
(一)齿轮传动的类型 044
(二)齿轮传动的应用特点 045
二、渐开线齿轮的齿廓曲线与啮合特性 046
(一)齿廓啮合基本定律 046
(二)渐开线的形成与特性 047
(三)渐开线齿廓的啮合特性 048
三、渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数及尺寸计算 049
(一)直齿圆柱齿轮各部分名称及符号 049
(二)直齿圆柱齿轮基本参数 049
(三)渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算 051
四、渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 051
(一)正确啮合条件 051
(二)连续传动的条件 052
(三)标准中心距 053
五、渐开线齿轮的加工方法及变位传动 055
(一) 加工方法 055
(二)根切与最少齿数 058
(三)变位齿轮 059
六、 斜齿圆柱齿轮机构 060
(一)斜齿轮的齿廓曲面与啮合特点 060
(二)斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 061
(三)斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件 063
七、标准直齿锥齿轮机构 064
(一)锥齿轮 064
(二)直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸 064
八、蜗轮蜗杆机构 067
(一)蜗杆传动的特点与类型 067
(二)普通圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸 068
九、齿轮失效形式、材料、精度 071
(一)齿轮的失效形式 071
(二)齿轮材料选择 073
(三)齿轮精度 076
十、标准直齿圆柱齿轮载荷设计 077
(一)标准直齿圆柱齿轮传动受力分析 077
(二)标准直齿圆柱齿轮传动载荷计算 078
十一、标准直齿圆柱齿轮传动的设计 079
(一)齿面接触疲劳强度计算 079
(二)齿根弯曲疲劳强度计算 081
(三)齿轮材料的许用应力 083
(四)齿轮主要参数的选择 084
(五)齿轮传动的设计准则 084
(六)标准直齿轮传动的设计实例 084
十二、标准斜齿圆柱齿轮传动设计 086
(一)轮齿的受力分析 086
(二)齿面接触疲劳强度 087
(三)齿根弯曲疲劳强度 088
(四)标准斜齿轮传动的设计示例 089
十三、标准直齿锥齿轮传动设计 091
(一)轮齿的受力分析 091
(二)标准直齿锥齿轮传动的强度 092
(三)标准直齿锥齿轮传动的设计示例 093
十四、齿轮的结构设计 095
十五、齿轮传动的润滑方式 097
(一)润滑剂的选择 098
(二)润滑方式的选择 098
任务实施 099
思考与练习题 101
项目五 轮系及其传动比计算 102
学习目标 102
任务引入 102
相关知识 103
一、齿轮系及其分类 103
(一)定轴轮系和周转轮系 103
(二)平行轴轮系和非平行轴轮系 104
二、轮系传动比计算 105
(一)定轴轮系传动比计算 105
(二)周转轮系传动比计算 107
(三)复合轮系传动比计算 109
三、轮系的应用 110
任务实施 112
思考与练习题 113
项目六 带传动设计 115
学习目标 115
任务引入 115
相关知识 115
一、带传动概述 115
(一)带传动的组成及工作原理 115
(二) 带传动的特点 115
(三)带传动的类型 116
二、V带和带轮 117
(一)V带的结构 117
(二)V带轮的材料及结构 119
三、带的受力分析 121
四、带传动的应力分析和运动分析 123
(一)带传动的应力分析 123
(二)带传动的运动分析 124
(三)带传动的主要失效形式 125
五、带传动的设计计算 125
六、带传动的张紧、注意事项 129
任务实施 131
思考与练习题 132
项目七 链传动设计 133
学习目标 133
任务引入 133
相关知识 133
一、链传动概述 133
(一)链传动组成与特点 133
(二)链传动的分类 134
二、滚子链和链轮 135
(一)滚子链及其主要参数 135
(二)滚子链链轮 137
三、链传动的运动特性 140
(一)链传动的运动不均匀性 140
(二)链传动的动载荷 142
四、滚子链传动的设计 142
(一)中、高速滚子链传动的设计计算 142
(二)低速滚子链传动的设计计算 145
五、链传动失效形式、布置方式和张紧 145
(一)链传动的主要失效形式 145
(二)链传动的常见布置形式 146
(三)链传动的张紧 147
任务实施 147
思考与练习题 149
项目八 轴承 150
学习目标 150
任务引入 150
相关知识 151
一、滚动轴承 151
(一)概述 151
(二)滚动轴承的类型和选择 151
(三)滚动轴承的受力分析 157
(四)滚动轴承的失效形式和设计准则 157
(五)滚动轴承的寿命计算 158
(六)滚动轴承的组合设计 163
(七)滚动轴承的预紧、配合和拆装 166
(八)滚动轴承的润滑和密封 168
二、滑动轴承 170
任务实施 170
思考与练习题 171
项目九 连接 172
学习目标 172
任务引入 172
相关知识 173
一、螺纹连接 173
(一)螺纹的种类和主要参数 173
(二)螺纹连接的四种基本类型 177
(三)螺纹连接件 179
(四)螺纹连接的预紧、防松和结构设计 181
(五)螺纹连接的强度计算 184
(六)螺纹连接的材料和许用应力 189
二、 键连接 190
(一)键连接的类型和工作原理 190
(二)键的选择和强度校核 194
(三)花键连接 195
三、其他连接类型 196
任务实施 198
思考与练习题 199
项目十 轴的设计 201
学习目标 201
任务引入 201
相关知识 202
一、轴的功用、分类和设计要求 202
(一)轴的功用、分类 202
(二)轴的失效形式与计算准则 203
二、轴的材料 204
三、轴径的估算方法 205
四、轴的结构设计 206
(一)制造安装要求 206
(二)轴上零件的定位和固定 207
(三)提高轴的强度的措施 208
(四)轴的各段直径和长度的确定 210
五、轴的工作能力计算 210
任务实施 212
思考与练习题 215
参考文献 216
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