內(nèi)容實用：由淺入深講解機械設(shè)計基礎(chǔ)知識，力求重點突出、繁簡得當(dāng)。

提升技能：以實際案例為驅(qū)動，突出機械創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

資源豐富：配套微課視頻、教學(xué)大綱、電子課件等，方便師生教與學(xué)。

第二版前言

黨的二十大報告提出深入實施人才強國戰(zhàn)略，強調(diào)“培養(yǎng)造就大批德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才，是國家和民族長遠(yuǎn)發(fā)展大計”。教材建設(shè)是實施人才強國建設(shè)的基礎(chǔ)。“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是高等工科院校非機械類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，本書在滿足相關(guān)專業(yè)對本課程要求的基礎(chǔ)上，注重更新教學(xué)內(nèi)容，加強素質(zhì)教育，突出機械創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在內(nèi)容編排上，以設(shè)計基礎(chǔ)知識—方案設(shè)計—零件設(shè)計—設(shè)計實例為主線，由淺入深，力求重點突出、繁簡得當(dāng)；在文字?jǐn)⑹錾希�力求簡明扼要、語言通達、通俗易懂，以適應(yīng)各專業(yè)學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的需要。本書根據(jù)專業(yè)需求對內(nèi)容進行了分層設(shè)計，標(biāo)注“*”號的章節(jié)內(nèi)容可作為近機械類專業(yè)學(xué)生的選修內(nèi)容。

本書是在第一版的基礎(chǔ)上，添加了重點知識點的講解視頻和動畫，并結(jié)合教師在實際使用過程中提出的改進意見修訂而成的，本次修訂主要做了以下幾項工作：

（1）增加了重要知識點的講解視頻，讀者可通過掃描二維碼，解決學(xué)習(xí)過程中可能產(chǎn)生的疑難問題。

（2）更新了部分參考文獻，以準(zhǔn)確反映科技領(lǐng)域新理論和新技術(shù)的狀況。

（3）增加了一些課后習(xí)題，便于學(xué)生掌握各章的重點和難點內(nèi)容。

（4）更正了第一版文字、插圖與計算中的一些疏漏和錯誤。

（5）采用了新近頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)。

本書由田亞平、李愛姣擔(dān)任主編，參加本次修訂工作的有張強（緒論）、石慧榮（第一章）、李愛姣（第二～五章），曹文翰（第六章）、柳彥虎（第七章）、田亞平（第八章、第九章、第十一～十五章），汪諍（第十章和第十六章）。

在本書的修訂過程中，蘭州交通大學(xué)機電工程學(xué)院機械設(shè)計系的趙軍、劉艷妍、牛衛(wèi)中、潘麗華等對本書提出了許多寶貴的意見和建議。

在本書出版過程中，中國水利水電出版社的領(lǐng)導(dǎo)和編輯給予了很大的支持與幫助，并付出了辛勤勞動，編者在此表示衷心的感謝！

本書由蘭州交通大學(xué)機電工程學(xué)院機械設(shè)計系劉艷妍教授審閱，在此致以衷心的感謝。

限于編者水平，書中錯誤和不當(dāng)之處在所難免，敬請各位專家和廣大讀者批評指正。

編 者

2023年4月

第一篇 機械設(shè)計總論

緒論 1
第一節(jié) 本課程研究的對象和內(nèi)容 1
一、機器 1
二、機構(gòu) 2
三、構(gòu)件、零件和部件 3
四、機器的組成 3
第二節(jié) 本課程的性質(zhì)、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 5
一、本課程的性質(zhì)和任務(wù) 5
二、本課程的學(xué)習(xí)方法 5
習(xí)題 5
第一章 機械設(shè)計的基礎(chǔ)知識 6
第一節(jié) 機械設(shè)計的基本要求和一般程序 6
一、機械設(shè)計的基本要求 6
二、機械設(shè)計的一般程序 6
第二節(jié) 機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則及設(shè)計步驟 7
一、機械零件的主要失效形式 8
二、機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則 8
三、機械零件的設(shè)計步驟 12
第三節(jié) 機械零件的常用材料及其選擇 12
一、機械零件的常用材料 12
二、鋼的熱處理 16
三、機械零件材料的選擇原則 18
第四節(jié) 機械零件的工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化 19
一、機械零件的工藝性 19
二、機械零件設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化 20
習(xí)題 20

第二篇 常用機構(gòu)設(shè)計

第二章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 21
第一節(jié) 運動副的分類及機構(gòu)的組成 21
一、運動副及其分類 21
二、平面機構(gòu)的組成 23
第二節(jié) 平面機構(gòu)的運動簡圖 23
一、平面機構(gòu)運動簡圖的定義 23
二、機構(gòu)運動簡圖中的常用符號 23
三、機構(gòu)運動簡圖的繪制 24
第三節(jié) 平面機構(gòu)的自由度 26
一、平面機構(gòu)的自由度計算公式 26
二、機構(gòu)具有確定運動的條件 26
三、計算平面機構(gòu)自由度時要注意的
問題 27
習(xí)題 31
第三章 平面連桿機構(gòu) 32
第一節(jié) 平面連桿機構(gòu)及其傳動特點 32
第二節(jié) 平面四桿機構(gòu)的基本形式
及其應(yīng)用 32
一、曲柄搖桿機構(gòu) 33
二、雙曲柄機構(gòu) 33
三、雙搖桿機構(gòu) 34
第三節(jié) 平面四桿機構(gòu)的演化 35
一、改變相對桿長、轉(zhuǎn)動副演化為
移動副 35
二、改變構(gòu)件的形狀和相對尺寸 36
三、選取不同構(gòu)件為機架 37
第四節(jié) 平面四桿機構(gòu)有曲柄的條件
及運動特性 40
一、平面四桿機構(gòu)有曲柄的條件 40
二、急回特性 41
三、死點 43
*第五節(jié) 平面四桿機構(gòu)設(shè)計簡介 44
一、平面四桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題 44
二、圖解法設(shè)計四桿機構(gòu) 45
習(xí)題 47
第四章 凸輪機構(gòu) 50
第一節(jié) 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類 50
一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用 50
二、凸輪機構(gòu)的分類 51
三、凸輪機構(gòu)的特點 53
第二節(jié) 從動件的常用運動規(guī)律 53
一、凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)
及基本名詞術(shù)語 53
二、從動件常用的運動規(guī)律 54
第三節(jié) 圖解法設(shè)計盤形凸輪輪廓曲線 56
一、凸輪輪廓曲線的設(shè)計原理 56
二、直動從動件盤形凸輪輪廓線的繪制 57
三、擺動從動件盤形凸輪輪廓線的繪制 59
*第四節(jié) 設(shè)計凸輪機構(gòu)應(yīng)注意的問題 60
一、合理選擇滾子的半徑 60
二、基圓對凸輪機構(gòu)的影響 61
習(xí)題 61
第五章 齒輪機構(gòu)和輪系 63
第一節(jié) 齒輪機構(gòu)的特點及類型 63
一、齒輪機構(gòu)的特點 63
二、齒輪機構(gòu)的類型 63
*第二節(jié) 齒廓嚙合的基本定律 64
第三節(jié) 漸開線及漸開線齒輪 65
一、漸開線的形成及其特性 65
二、漸開線齒輪的嚙合特點 66
第四節(jié) 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)
及幾何尺寸 67
一、齒輪各部分的名稱和符號 67
二、漸開線齒輪的基本參數(shù) 68
三、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸 69
第五節(jié) 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 70
一、漸開線齒輪的正確嚙合條件 70
二、齒輪連續(xù)傳動的條件及重合度 71
第六節(jié) 漸開線齒廓的切制原理
和根切現(xiàn)象 72
一、輪齒的切削加工方法 72
二、根切現(xiàn)象及避免根切的方法 75
第七節(jié) 斜齒圓柱齒輪機構(gòu) 76
一、斜齒圓柱齒輪齒廓的形成
及嚙合特點 76
二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)
和幾何尺寸計算 77
三、斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動 79
四、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪
和當(dāng)量齒數(shù) 80
五、斜齒輪傳動的優(yōu)缺點 80
第八節(jié) 直齒錐齒輪機構(gòu) 81
一、直齒錐齒輪齒廓曲面的形成 82
二、直齒錐齒輪的背錐和當(dāng)量齒數(shù) 82
三、直齒錐齒輪的幾何尺寸計算 83
第九節(jié) 蝸桿蝸輪機構(gòu) 84
一、蝸桿傳動的特點及其類型 84
二、蝸桿蝸輪的正確嚙合條件 85
三、蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸 85
四、蝸桿傳動的幾何尺寸計算 87
第十節(jié) 輪系的分類 87
一、定軸輪系 88
二、周轉(zhuǎn)輪系 88
三、復(fù)合輪系 89
第十一節(jié) 輪系傳動比的計算 89
一、定軸輪系的傳動比 89
*二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比 91
第十二節(jié) 輪系的功用 93
一、獲得大的傳動比 93
二、實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動 93
三、實現(xiàn)變速換向傳動 93
四、實現(xiàn)運動的合成與分解 94
五、實現(xiàn)分路傳動 95
習(xí)題 96
第六章 間歇運動機構(gòu) 98
第一節(jié) 槽輪機構(gòu) 98
一、槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 98
二、槽輪機構(gòu)的類型、特點及應(yīng)用 99
第二節(jié) 棘輪機構(gòu) 99
一、棘輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 99
二、棘輪機構(gòu)的類型、特點 100
三、棘輪機構(gòu)的應(yīng)用 101
第三節(jié) 不完全齒輪機構(gòu) 102
第四節(jié) 凸輪間歇運動機構(gòu) 102
一、圓柱凸輪式間歇運動機構(gòu) 103
二、蝸桿凸輪式間歇運動機構(gòu) 103
習(xí)題 103
第七章 機械的平衡與調(diào)速 104
第一節(jié) 機械的平衡 104
一、機械平衡的目的 104
二、轉(zhuǎn)子的靜平衡 104
三、轉(zhuǎn)子的動平衡 105
第二節(jié) 機械的運轉(zhuǎn)及速度波動 106
一、機械的運轉(zhuǎn)過程 106
二、調(diào)節(jié)機械速度波動的目的與方法 107
三、飛輪設(shè)計的基本原理 108
習(xí)題 110

第三篇 機 械 傳 動

第八章 帶傳動和鏈傳動 111
第一節(jié) 帶傳動的特點及應(yīng)用 111
一、帶的工作原理和特點 111
二、帶傳動的主要形式 112
三、帶的類型和結(jié)構(gòu) 112
第二節(jié) 帶傳動工作情況分析 114
一、帶傳動的受力分析 114
二、帶的應(yīng)力分析 115
三、帶的彈性滑動 116
第三節(jié) 普通Ｖ帶傳動的設(shè)計計算 117
一、設(shè)計準(zhǔn)則和單根V帶的
基本額定功率 117
二、V帶傳動的設(shè)計步驟及方法 119
第四節(jié) V帶輪設(shè)計 122
一、V帶輪設(shè)計的要求和材料 122
二、帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸 122
第五節(jié) V帶傳動的張緊裝置 123
一、張緊力 123
二、張緊裝置 124
三、帶傳動的維護 125
第六節(jié) 鏈傳動的特點及應(yīng)用 126
第七節(jié) 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點 127
一、鏈的種類和結(jié)構(gòu) 127
二、鏈輪 129
第八節(jié) 鏈傳動的主要參數(shù)及其選擇 130
一、鏈條速度v 130
二、傳動比i 130
三、鏈輪的齒數(shù)z 130
四、鏈節(jié)距p 131
五、中心距a和鏈條長度L 131
第九節(jié) 滾子鏈傳動的計算 131
一、鏈傳動的失效形式 131
二、鏈傳動的額定功率和潤滑方式 131
三、鏈傳動的設(shè)計過程 133
第十節(jié) 鏈傳動的布置、張緊、
潤滑與維護 134
一、鏈傳動的布置和張緊 134
二、鏈傳動的潤滑和維護 134
習(xí)題 135
第九章 齒輪傳動設(shè)計 137
第一節(jié) 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 137
一、齒輪傳動的概述 137
二、齒輪的主要失效形式 137
三、齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則 139
第二節(jié) 齒輪的材料和精度及其選擇 139
一、齒輪常用的材料 139
二、齒輪材料的選擇原則 140
三、齒輪傳動精度的選擇 141
第三節(jié) 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 142
一、齒輪受力分析 142
二、計算載荷 142
三、齒根彎曲疲勞強度計算 143
四、齒面接觸疲勞強度計算 145
五、齒輪傳動強度計算說明 146
第四節(jié) 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 148
一、作用力分析 148
二、斜齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度
計算 148
三、輪齒彎曲疲勞強度計算 149
第五節(jié) 直齒錐齒輪傳動的強度計算 152
一、直齒錐齒輪作用力的分析 152
二、直齒錐齒輪輪齒表面的接觸疲勞
強度計算 152
三、直齒錐齒輪輪齒的彎曲疲勞強度
計算 153
第六節(jié) 齒輪傳動的潤滑和結(jié)構(gòu)設(shè)計 154
一、齒輪傳動的潤滑設(shè)計 154
二、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 155
習(xí)題 157
第十章 蝸桿傳動 159
第一節(jié) 普通蝸桿傳動的承載能力計算 159
一、蝸桿傳動類型概述 159
二、蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則
及常用材料 159
三、蝸桿傳動的受力分析 160
四、蝸輪輪齒表面的強度計算 161
五、普通圓柱蝸桿傳動的精度等級
及其選擇 162
第二節(jié) 普通蝸桿傳動的效率、潤滑
及熱平衡計算 163
一、蝸桿傳動的效率 163
二、蝸桿傳動的潤滑 163
三、蝸桿傳動的熱平衡計算 164
第三節(jié) 圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 165
習(xí)題 168

第四篇 機 械 連 接

第十一章 螺紋連接 170
第一節(jié) 螺紋的基本參數(shù) 170
一、螺紋的形成及分類 170
二、螺紋的主要參數(shù) 171
第二節(jié) 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件 172
一、螺紋連接的類型 172
二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件 174
第三節(jié) 螺旋副中力的關(guān)系、效率和自鎖 175
第四節(jié) 螺紋連接的預(yù)緊和防松 176
一、螺栓的預(yù)緊 176
二、螺紋連接的防松 177
第五節(jié) 螺栓連接的強度計算 179
一、松螺栓連接的強度計算 179
二、緊螺栓連接的強度計算 179
第六節(jié) 螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力 183
一、螺紋連接件的材料 183
二、螺紋連接件的許用應(yīng)力 184
第七節(jié) 螺紋連接件的尺寸參數(shù) 185
習(xí)題 190
第十二章 軸轂連接 192
第一節(jié) 鍵連接 192
一、鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)形式
及應(yīng)用 192
二、鍵的選擇和鍵連接的強度計算 194
第二節(jié) 花鍵連接 195
第三節(jié) 無鍵連接和銷連接 196
一、型面連接 196
二、脹緊連接 196
三、銷連接 197
習(xí)題 197

第五篇 軸系零部件

第十三章 軸承 198
第一節(jié) 概述 198
第二節(jié) 滑動軸承的主要結(jié)構(gòu)形式 199
一、向心滑動軸承的結(jié)構(gòu) 199
二、推力滑動軸承的結(jié)構(gòu) 200
第三節(jié) 滑動軸承的失效形式
和常用材料 200
一、滑動軸承的主要失效形式 200
二、滑動軸承材料 201
第四節(jié) 滑動軸承潤滑劑和潤滑裝置 202
一、常用的潤滑劑 202
二、常用的潤滑裝置 203
第五節(jié) 非全液體摩擦滑動軸承的計算 205
一、向心軸承 205
二、推力滑動軸承 206
第六節(jié) 滾動軸承的結(jié)構(gòu) 206
第七節(jié) 滾動軸承的主要類型及其代號 208
一、前置代號 208
二、基本代號 208
三、后置代號 209
第八節(jié) 滾動軸承的類型、特點及選擇 210
一、滾動軸承的主要類型及特點 210
二、滾動軸承的類型選擇 211
第九節(jié) 滾動軸承尺寸的選擇 211
一、滾動軸承的失效形式 211
二、滾動軸承的基本額定壽命和基本
額定動載荷 212
三、滾動軸承疲勞壽命計算的基本公式 212
四、滾動軸承的當(dāng)量動載荷 213
五、角接觸軸承軸向載荷的計算 214
六、滾動軸承的靜載荷計算 216
第十節(jié) 滾動軸承的組合設(shè)計 216
一、軸承的配置和固定 217
二、滾動軸承組合的調(diào)整 218
三、滾動軸承的配合與拆裝 219
四、滾動軸承的潤滑與密封 220
第十一節(jié) 滾動軸承的標(biāo)準(zhǔn) 221
習(xí)題 226
第十四章 聯(lián)軸器、離合器和制動器 227
第一節(jié) 聯(lián)軸器及其選擇 227
一、聯(lián)軸器的功用 227
二、聯(lián)軸器的分類 227
三、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和特點 228
四、聯(lián)軸器類型的選擇原則 230
五、聯(lián)軸器型號、尺寸的確定 230
第二節(jié) 離合器 231
一、離合器的分類 231
二、常見的離合器 231
第三節(jié) 制動器 233
一、制動器的功用 233
二、常用制動器的結(jié)構(gòu)和特點 233
習(xí)題 234
第十五章 軸 235
第一節(jié) 概述 235
第二節(jié) 軸的材料和結(jié)構(gòu) 236
一、軸的材料 236
二、軸的結(jié)構(gòu) 237
三、各軸段直徑和長度的確定 239
第三節(jié) 軸的計算 239
一、軸的強度校核計算 239
二、軸的剛度計算 244
習(xí)題 245

第六篇 機械設(shè)計實例

第十六章 減速器設(shè)計 247
第一節(jié) 減速器的類型及結(jié)構(gòu) 247
一、減速器的類型 247
二、減速器的結(jié)構(gòu) 248
第二節(jié) 減速器的常用附件 250
第三節(jié) 減速器課程設(shè)計 250
一、減速器課程設(shè)計的目的 250
二、減速器設(shè)計的內(nèi)容和任務(wù) 251
三、設(shè)計數(shù)據(jù) 252
第四節(jié) 單級圓柱齒輪減速器樣圖 252
一、圓柱齒輪樣圖 252
二、轉(zhuǎn)軸樣圖 253
三、裝配圖樣圖 254
參考文獻 256

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2. Java Web項目化設(shè)計實踐教程 [邱云 曾陳萍]
3. 人工智能開發(fā)框架應(yīng)用 [主編 王明超 蘆婭云]
4. 民航客艙服務(wù)實用英語教程 [主編 田靜 徐亞玲]
5. Python數(shù)據(jù)分析 [主編　馮志輝　趙磊　李放]
6. 大學(xué)信息技術(shù) [曾翰穎 編著]
7. 多維視域下的高校籃球教學(xué)創(chuàng)新研究 [張利超 李寧 著]
8. 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練實踐教程 [主編 王日華 陳武 黃喆誠]
9. 實用運籌學(xué) [主編　邢育紅　于晉臣]
10. 電子技術(shù)（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
11. 勞動爭議處理實務(wù) [主編 王秀卿 羅靜]
12. 工程數(shù)學(xué) [主編 郭立娟 王海]
13. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
14. 武術(shù)基礎(chǔ)教程 [主編 李代勇 謝志民]
15. 計算機網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
16. 畫法幾何與機械制圖習(xí)題集（多學(xué)時） [主編 趙軍]
17. 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) [主編 劉 軍 楊國龍 劉天成]
18. MySQL數(shù)據(jù)庫項目式教程 [陳亞峰]
19. 畫法幾何與機械制圖 [主編 趙軍]
20. C語言程序設(shè)計習(xí)題與實驗指導(dǎo)（第二版） [主編 甄增榮 張賓]
21. C語言程序設(shè)計（第二版） [主編 甄增榮 田云霞]
22. Unity3D虛擬現(xiàn)實應(yīng)用開發(fā)實踐 [主 編 劉龍]
23. 智能化技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） [鄧文達　李禮]
24. 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
25. 網(wǎng)絡(luò)營銷 [主編 夏薇薇 劉婷 尚潔]
26. 電視節(jié)目策劃與制作（微課版） [主　編　黃滴滴]
27. 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用實踐教程（SQL Server 2019） [主 編 嚴(yán)暉 周肆清]
28. 大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué) [主編 郭立娟]
29. 工業(yè)機器人拆裝與調(diào)試 [主編 胡月霞 向艷芳 朱奇]
30. 功能材料制備與表征實驗指導(dǎo)書 [龔偉平 趙軍峰 梅海娟 等編著]