本书具有5个方面的特色：体系规范，资料丰富，结构严谨。通过大量的图片及动画素材介绍了机械设计知识及其在现代科技成果中的应用，能够比较好地帮助学生广泛了解、深刻理解机械设计相关知识。使学生易于掌握课程学习内容，提高非机类学生学习机械设计知识的兴趣。教学课件是作者总结多年课堂教学经验研制而成，可以根据教学进程，适时、渐进地演示幻灯片内容，具备利用黑板教学的优点，教师可以根据课程讲解思路引导学生适时观看幻灯片内容，比较好地实现教学互动，适应教学实际需求。人机界面简捷、大方、人性化，操作方便。表现形式多样，综合使用文字、图片、动画、视频等演示形式。界面布局合理，制作精细，色彩搭配简单、协调。

为提高学生学习和应用知识的能力，培养学生利用课程知识进行产品设计的兴趣和创新设计的能力，每一章末的练习题中，都附有实践性练习题，其中包括按附录要求完成的设计实践练习题。通过设计实践帮助学生理解、掌握、运用甚至发展课程知识，对于调动学生的学习智慧、培养创新型人才都非常有益。

本书介绍了机械设计常用的基础知识，包括：机械设计知识在现代科技成果及各类产品中的应用；常用机构的类型、特点、功用及其在实践中的应用，满足预期运动和工作要求的各种类型机构设计的基本知识及其运动学和力学特性的分析方法；常用机械零件设计的基本知识及选用原则和方法。

本书适合作为高等工科学校近机械及非机械类各专业的机械设计基础、机械原理及机械零件课程的教材及参考读物，也可作为机械设计工程技术人员的技术参考读物。

1 绪论1

 1.1 机械设计与现代科技产品1

1.1.1 微型机械1

1.1.2 仿生机构4

 1.2 机械设计基础课程的研究对象及内容9

1.2.1 课程学习内容、特点及方法9

1.2.2 机械的基本概念及特征10

 1.3 机械设计的基本要求和一般步骤17

1.3.1 机械的基本要求17

1.3.2 机械设计的程序步骤19

 习题20

2 平面机构运动简图及其自由度21

 2.1 运动副及其分类21

2.1.1 构件自由度21

2.1.2 运动副及其类别22

 2.2 平面机构运动简图24

2.2.1 机构的组成24

2.2.2 机构运动简图24

 2.3 平面机构自由度31

2.3.1 平面机构自由度的基本概念31

2.3.2 平面机构有确定运动的条件33

2.3.3 计算平面机构自由度的注意事项35

 习题41

3 平面连杆机构43

 3.1 平面连杆机构的基本形式及特性43

3.1.1 平面连杆机构概述43

3.1.2 铰链四杆机构的基本形式及性质46

 3.2 平面连杆机构存在曲柄的条件59

3.2.1 铰链四杆机构有一个曲柄的条件60

3.2.2 铰链四杆机构形式判断61

 3.3 平面连杆机构的演化63

3.3.1 曲柄滑块机构63

3.3.2 导杆机构67

3.3.3 偏心轮机构68

3.3.4 四杆机构的组合69

 3.4 平面四杆机构设计71

3.4.1 设计方法71

3.4.2 常见的设计类型72

 习题77

4 凸轮机构及间歇运动机构80

 4.1 凸轮机构的应用及分类80

4.1.1 凸轮机构的应用80

4.1.2 凸轮机构的特点及适用场合84

4.1.3 凸轮机构的组成84

4.1.4 凸轮机构的类型85

 4.2 凸轮机构设计的基本任务及从动件常用运动规律91

4.2.1 凸轮机构设计的基本任务91

4.2.2 相关名词概念及运动分析基础知识91

4.2.3 从动件常用运动规律93

 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计103

4.3.1 凸轮轮廓线的设计方法及基本原理103

4.3.2 对心直动从动件盘形凸轮设计104

4.3.3 摆动从动件盘形凸轮轮廓设计109

 4.4 凸轮机构设计应注意的问题110

4.4.1 凸轮机构压力角110

4.4.2 凸轮基圆半径的确定112

 4.5 间歇运动机构简介113

4.5.1 棘轮机构114

4.5.2 槽轮机构118

4.5.3 不完全齿轮机构123

4.5.4 凸轮式间歇运动机构125

 习题126

5 螺纹连接和螺旋传动129

 5.1 螺纹的主要参数及常用类型129

5.1.1 螺纹形成原理及螺纹类型129

5.1.2 螺纹的主要参数133

 5.2 螺纹连接及螺纹连接件134

5.2.1 螺纹连接的基本类型134

5.2.2 螺纹连接配件138

 5.3 设计螺纹连接时应注意的问题139

5.3.1 防松139

5.3.2 提高螺纹连接承载能力的措施142

 5.4 螺旋传动143

5.4.1 螺旋机构的类型及特点143

5.4.2 螺旋机构的功能146

 习题149

6 带传动151

 6.1 带传动的类型及应用151

6.1.1 带传动的组成及类型151

6.1.2 带传动的主要几何尺寸155

6.1.3 带传动的特点、使用及维护156

 6.2 摩擦型带传动工作情况分析159

6.2.1 带传动受力分析159

6.2.2 带传动的打滑与弹性滑动161

6.2.3 带传动的应力分析及失效形式166

 6.3 普通V带传动的设计计算168

6.3.1 V带的类型、结构及型号168

6.3.2 V带传动设计计算171

 6.4 V带轮的材料及结构180

6.4.1 带轮材料180

6.4.2 带轮结构180

 习题182

7 齿轮传动185

 7.1 齿轮传动的特点、类型及应用185

7.1.1 齿轮传动的特点185

7.1.2 齿轮传动的类型及应用186

7.1.3 齿轮传动的基本要求192

 7.2 齿廓啮合基本定律及共轭齿廓193

7.2.1 齿廓啮合基本定律193

7.2.2 共轭齿廓194

 7.3 渐开线齿廓及其啮合特性195

7.3.1 渐开线的形成及特性195

7.3.2 渐开线齿廓符合齿廓啮合基本定律196

7.3.3 渐开线齿轮的啮合特性197

 7.4 标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸200

7.4.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号200

7.4.2 直齿圆柱齿轮的基本参数201

7.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸204

 7.5 渐开线齿轮正确啮合及连续传动的条件205

7.5.1 渐开线齿轮正确啮合的条件205

7.5.2 渐开线齿轮连续传动的条件207

 7.6 渐开线齿轮的切齿原理210

7.6.1 渐开线轮齿的加工方法210

7.6.2 渐开线齿廓的根切现象216

 7.7 轮齿失效和齿轮材料220

7.7.1 轮齿失效220

7.7.2 齿轮材料224

 7.8 直齿圆柱齿轮的强度计算226

7.8.1 轮齿的受力分析及计算载荷226

7.8.2 齿根弯曲强度计算228

7.8.3 齿面接触强度计算232

7.8.4 齿轮传动设计准则235

7.8.5 齿轮强度计算中的参数选择236

7.8.6 齿轮传动设计的主要内容及步骤238

 7.9 斜齿圆柱齿轮传动241

7.9.1 斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面及啮合特点241

7.9.2 斜齿圆柱齿轮传动的基本参数及正确啮合条件242

7.9.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮246

7.9.4 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析248

 7.10 直齿圆锥齿轮传动250

7.10.1 直齿圆锥齿轮的齿廓曲线及传动特点250

7.10.2 直齿圆锥齿轮的基本参数及当量齿轮252

7.10.3 直齿圆锥齿轮的受力分析255

 7.11 蜗杆传动256

7.11.1 蜗杆传动机构的组成及特点256

7.11.2 蜗杆传动的类型257

7.11.3 普通蜗杆传动的基本参数及几何尺寸的计算与选择259

7.11.4 蜗杆传动的正确啮合条件及齿面相对滑动263

7.11.5 蜗杆传动的受力分析264

 习题266

8 轮系271

 8.1 轮系的功用及分类271

8.1.1 轮系的功用271

8.1.2 轮系的类型276

 8.2 定轴轮系的传动比计算278

8.2.1 定轴轮系传动比值的计算278

8.2.2 从动轮（末轮）转向的确定279

8.2.3 定轴轮系传动比计算小结282

 8.3 周转轮系的传动比计算282

8.3.1 周转轮系传动比计算的基本思路及转化轮系282

8.3.2 周转轮系传动比的计算284

 8.4 复合轮系的传动比计算287

 习题289

9 轴291

 9.1 轴的类型及材料291

9.1.1 轴的类型291

9.1.2 轴的材料293

 9.2 轴的结构设计294

9.2.1 轴的结构形状要求及其组成294

9.2.2 确定轴结构尺寸时应注意的事项295

9.2.3 轴上零件的固定297

9.2.4 轴结构的设计步骤301

 9.3 轴的设计计算302

9.3.1 粗略的设计计算302

9.3.2 精确的校核计算303

 习题310

10 轴承312

 10.1 轴承的分类及功用312

 10.2 滚动轴承的类型、特点及代号313

10.2.1 滚动轴承的基本结构、类型及特点313

10.2.2 滚动轴承代号315

 10.3 滚动轴承的选用321

10.3.1 各类滚动轴承的特点321

10.3.2 滚动轴承的选用原则322

 习题323

附录A 产品设计文档324

 A1 提交三维软件建模324

 A2 提交实体模型325

 A3 提交设计图纸326

参考文献327