目　录

基础篇

第 1章　工程材料与钢的热处理　1
1.1　材料的力学性能和工艺性能　1
1.1.1　金属材料的力学性能　1
1.1.2　金属材料的工艺性能　6
1.2　常用工程材料　7
1.2.1　黑色金属材料　7
1.2.2　有色金属材料　13
1.2.3　非金属材料　15
1.3　钢的常用热处理及其作用　16
1.3.1　退火　17
1.3.2　正火　18
1.3.3　淬火　18
1.3.4　回火　18
1.3.5　表面淬火　19
1.3.6　化学热处理　19
1.3.7　热处理表示方法　19
习题　21

第 2章　极限配合与技术测量　22
2.1　概述　22
2.1.1　极限配合在机械生产中的应用　22
2.1.2　互换性的概念　28
2.2　公差与配合标准简介和选用　29
2.2.1　公差与配合标准的主要内容　30
2.2.2　公差与配合的选择　34
2.3　形位公差简介　39
2.3.1　形状公差　40
2.3.2　位置公差　43
2.3.3　包容原则　49
2.4　表面粗糙度　50
2.4.1　表面粗糙度的界定　50
2.4.2　表面粗糙度的评定　51
2.4.3　评定参数的选用　54
2.4.4　参数值的选用　54
2.5　常用量具的选择和使用　56
2.5.1　外圆、孔、高度与深度的检测　56
2.5.2　圆锥表面的检测　60
2.5.3　角度的检测　62
2.5.4　平键测量　64
2.5.5　螺纹的检测　66
习题　67

第3章　工程力学基础　69
3.1　静力学基础　69
3.1.1　力的概念及力的性质　69
3.1.2　力偶和力偶矩　72
3.1.3　力的平移定理　73
3.2　刚体的运动力学　74
3.2.1　刚体的平动运动分析　74
3.2.2　刚体的定轴转动　81
3.2.3　刚体的平面运动　86
3.3　载荷和应力的分类　87
3.3.1　载荷分类　87
3.3.2　应力分类　87
3.4　机械零件的主要失效形式及工作能力准则　89
3.4.1　机械零件的主要失效形式　89
3.4.2　机械零件的工作能力准则　90
习题　91

应用篇

第4章　平面连杆机构　95
4.1　机器和机构　95
4.1.1　机器及其特性　95
4.1.2　机构及其特征　97
4.1.3　构件和零件　97
4.2　平面机构运动简图　98
4.2.1　运动副及其分类　98
4.2.2　机构运动简图的绘制　100
4.2.3　平面机构具有确定相对运动的条件　102
4.3　平面四杆机构及其应用　104
4.3.1　铰链四杆机构　104
4.3.2　带移动副的四杆机构　107
4.3.3　平面四杆机构的急回特性和行程速比系数　110
4.4　平面机构支反力和构件受力分析　111
4.4.1　机构运动副的约束力及构件受力图　111
4.4.2　机构运动副和构件受力计算(平面力系平衡条件)　115
4.5　平面机构中拉(压)构件的强度和变形计算　123
4.5.1　轴向拉伸和轴向压缩概述　123
4.5.2　内力、截面法和轴力(轴力图)　123
4.5.3　轴向拉压时横截面上的应力及强度计算　125
4.5.4　轴向拉伸和压缩时的变形　127
4.5.5　压杆稳定和应力集中简介　129
习题　131

第5章　齿轮传动　136
5.1　齿轮传动的特点和分类　136
5.1.1　齿轮传动的特点　136
5.1.2　齿轮传动的分类　137
5.1.3　齿轮传动的基本要求　138
5.2　渐开线齿廓　138
5.2.1　渐开线的形成及性质　139
5.2.2　渐开线齿廓的啮合特性　139
5.3　直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸　141
5.3.1　齿轮各部分名称　141
5.3.2　直齿圆柱齿轮的主要参数　142
5.3.3　标准直齿圆柱齿轮的主要几何尺寸　142
5.3.4　公法线长度和分度圆弦齿厚　143
5.4　渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动　144
5.4.1　渐开线直齿圆柱齿轮的啮合过程　144
5.4.2　渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件　145
5.4.3　渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件　146
5.5　渐开线直齿圆柱齿轮的切齿干涉和变位齿轮简介　146
5.5.1　渐开线齿轮的加工方法及原理　146
5.5.2　渐开线齿轮的切齿干涉和**少齿数　148
5.5.3　变位齿轮简介　148
5.6　齿轮失效形式与齿轮材料　149
5.6.1　齿轮的常见失效形式　149
5.6.2　齿轮传动的设计准则　150
5.6.3　齿轮材料及热处理　151
5.6.4　齿轮的许用应力　152
5.7　标准直齿圆柱齿轮传动设计计算　153
5.7.1　受力分析　153
5.7.2　齿面接触疲劳强度的简化计算　154
5.7.3　齿根弯曲疲劳强度的简化计算　155
5.7.4　齿轮传动主要参数的选择　156
5.7.5　圆柱齿轮的精度等级选择　157
5.7.6　圆柱齿轮的结构设计与工作图　158
5.7.7　应用实例　160
5.8　斜齿圆柱齿轮传动　162
5.8.1　斜齿圆柱齿轮传动的特点　162
5.8.2　斜齿圆柱齿轮传动　163
5.8.3　斜齿圆柱齿轮传动的强度计算　165
5.9　直齿圆锥齿轮　166
5.9.1　圆锥齿轮传动概述　166
5.9.2　直齿圆锥齿轮传动的主要参数、几何尺寸　167
5.9.3　当量齿轮与当量齿数　168
5.9.4　强度计算　169
5.10　蜗杆传动　169
5.10.1　蜗杆传动的类型及特点　169
5.10.2　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸　170
5.10.3　蜗杆和蜗轮的结构　173
5.10.4　蜗杆传动的失效形式及所用材料　173
5.10.5　蜗杆传动的强度计算　174
5.11　轮系　176
5.11.1　概述　176
5.11.2　定轴轮系传动比计算　177
5.11.3　周转轮系传动比计算　179
习题　182

第6章　带传动和链传动　185
6.1　带传动的类型和特点　185
6.1.1　带传动的主要类型　185
6.1.2　带传动的特点和应用　186
6.2　普通V带、V带轮的结构及标准　187
6.2.1　普通V带的结构及标准　187
6.2.2　普通V带轮的结构　188
6.3　带传动的工作情况分析　189
6.3.1　传动比和包角　190
6.3.2　受力分析　190
6.3.3　弹性滑动和打滑　191
6.3.4　普通V传动的计算　191
6.4　链传动的类型和特点　197
6.4.1　链条的主要类型　197
6.4.2　链传动的主要特点　198
6.4.3　滚子链传动　198
6.5　带传动和链传动的布置、润滑和维护　200
6.5.1　V带传动的张紧装置　200
6.5.2　V带传动的安装和维护　201
6.5.3　链传动的布置　201
6.5.4　链传动的润滑和维护　202
习题　203

第7章　轴承　204
7.1　轴承的功用和类型　204
7.1.1 轴承的功用　204
7.1.2　轴承的类型　204
7.2　滑动轴承简介　205
7.2.1　向心滑动轴承　205
7.2.2　推力滑动轴承　207
7.2.3　轴承材料　208
7.3　滚动轴承　210
7.3.1　滚动轴承的结构和类型　210
7.3.2　滚动轴承的代号　213
7.3.3　滚动轴承的类型选择　215
7.3.4　滚动轴承的失效形式　216
7.3.5　滚动轴承的寿命计算　216
7.3.6　滚动轴承寿命计算举例　219
7.3.7　滚动轴承的静强度计算　222
7.3.8　滚动轴承的组合结构　223
7.3.9　滚动轴承的润滑与密封　228
习题　233

第8章　轴　235
8.1　概述　235
8.1.1　轴的分类　235
8.1.2　轴的材料　236
8.2　传动轴的强度和刚度——构件的扭转问题　238
8.2.1　扭转的基本概念和转矩T　238
8.2.2　扭矩和扭矩图　238
8.2.3　传动轴受扭转时截面上切应力与变形　241
8.2.4　传动轴的强度和刚度校核　243
8.2.5　轴**小直径的估算　245
8.3　心轴的强度和刚度——构件的弯曲问题　246
8.3.1　弯曲的基本概念　246
8.3.2　弯曲时的内力—剪力和弯矩　248
8.3.3　弯曲正应力和弯曲强度校核　251
8.3.4　弯曲变形的刚度条件　255
8.4　转轴的强度——构件的弯扭组合问题　256
8.5　轴结构尺寸的确定　259
8.5.1　轴和轴上零件的定位　259
8.5.2　轴上零件的固定　259
8.5.3　轴的结构工艺性　261
8.5.4　提高轴的疲劳强度　262
习题　266

第9章　联接　271
9.1　螺纹联接　271
9.1.1　概述　271
9.1.2　螺纹联接类型及螺纹联接件　275
9.1.3　螺纹联接的装配法　278
9.1.4　螺纹联接的防松　279
9.2　键联接和销联接　279
9.2.1　键联接的类型　280
9.2.2　平键联接的尺寸选择及强度校核　282
9.2.3　花键联接　285
9.2.4　销联接　286
9.3　联轴器、离合器和制动器　286
9.3.1　概述　287
9.3.2　联轴器　287
9.3.3　离合器　290
习题　292

第 10章　其他常用机构　294
10.1　凸轮机构　294
10.1.1　凸轮机构的组成、类型及特点　294
10.1.2　工作原理　296
10.1.3　应用实例　297
10.2　螺旋机构　298
10.2.1　螺旋机构的组成和特点　298
10.2.2　螺旋机构的工作原理　298
10.3　间歇运动机构　300
10.3.1　棘轮机构　300
10.3.2　槽轮机构　302
10.3.3　不完全齿轮机构　304
10.4　其他新型传动机构　305
10.4.1　滚动螺旋传动　305
10.4.2　静压螺旋传动　307
10.4.3　滚珠花键传动　307
10.4.4　锥环无键联轴传动　308
10.4.5　摆线针轮行星传动　308
10.4.6　谐波齿轮传动　309
习题　310

第 11章　机械创新　312
11.1　机械创新设计概述　312
11.1.1　机械创新设计的概念　312
11.1.2　机械创新设计的特点　313
11.1.3　机械创新设计中的创新思维　313
11.1.4　常用创新技法　314
11.2　平面四杆机构尺寸的确定　315
11.2.1　按给定的连杆位置确定四杆机构　315
11.2.2　按给定的行程速比系数K确定四杆机构　316
11.3　机构的演化　317
11.4　机构的组合与创新　320
11.4.1　串联式机构组合与创新　321
11.4.2　并联式机构组合与创新　324
11.4.3　复合式机构组合与创新　326
11.4.4　叠加式机构组合与创新　328
习题　329

参考文献　330