本教材共11章，主要介紹機械設計基礎知識，內容包括緒論、平面機構運動簡圖及自由度、常用機構、齒輪與蝸桿傳動、輪系、帶與鏈傳動、螺紋連接、軸及其連接件、軸承、機械裝置的潤滑與密封和TRIZ創(chuàng)新原理。書后結合關鍵知識點設計了各章綜合練習題共1383道，并配有參考答案以及電子教案和課件，供教師和學習者參考。
本教材考慮了現(xiàn)代職業(yè)本科對教材的要求，以職業(yè)能力和技術創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點，充分體現(xiàn)職業(yè)性、實踐性和創(chuàng)新性。本教材具有挖掘思政元素，突出育人功能、突出學生主體，培養(yǎng)創(chuàng)新能力、對接職業(yè)標準，設計教學內容、融合理論實踐，提升培養(yǎng)質量、互聯(lián)網(wǎng)+教育，線上線下融合等特色。
本教材可作為高等職業(yè)院校、普通高等院校、職工大學、非脫產(chǎn)學院、成人教育學院等機械類、機電類、冶金類、汽車類、化工類等相關專業(yè)教材，也可供工程技術工作人員參考。
第1章緒論001
1.1本課程研究的對象、內容001
1.1.1本課程的研究對象001
1.1.2本課程的主要內容002
1.2機械設計基本要求和準則002
1.2.1機械設計的基本要求002
1.2.2機械零件的選用與工藝性要求003
1.2.3機械設計的基本準則003
1.2.4機械設計方法的發(fā)展004
1.3本課程的特點和學習方法004
故事匯我國著名科學家——錢偉長005
第2章平面機構運動簡圖及自由度006
2.1運動副006
2.1.1低副006
2.1.2高副006
2.2平面機構的運動簡圖007
2.2.1機構運動簡圖的概念007
2.2.2機構運動簡圖的繪制方法007
2.3平面機構的自由度009
2.3.1平面機構自由度的計算009
2.3.2自由度計算中的三類問題011
故事匯北京科技大學牢記囑托，努力培養(yǎng)新時代的鋼鐵脊梁——百煉成鋼攀高峰013
第3章常用機構016
3.1平面四桿機構016
3.1.1平面四桿機構的基本類型016
3.1.2平面四桿機構的工作特性020
3.1.3平面四桿機構的設計024
3.1.4多桿機構簡介026
3.2凸輪機構027
3.2.1凸輪機構的應用和分類027
3.2.2從動件的常用運動規(guī)律030
3.2.3凸輪輪廓設計與凸輪結構尺寸的確定033
3.2.4凸輪機構的材料、結構和精度036
3.3螺旋機構038
3.3.1螺紋的基本知識038
3.3.2螺旋機構的傳動形式040
3.4間歇運動機構042
3.4.1棘輪機構042
3.4.2槽輪機構046
3.4.3不完全齒輪機構048
故事匯大國重器——“泰山號”起重機048
第4章齒輪與蝸桿傳動050
4.1概述050
4.1.1齒輪傳動的特點及應用050
4.1.2齒輪傳動的分類050
4.2漸開線的性質和參數(shù)方程051
4.2.1漸開線的性質051
4.2.2漸開線極坐標參數(shù)方程051
4.3漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分名稱及幾何尺寸052
4.3.1標準直齒圓柱齒輪各部分的名稱052
4.3.2標準直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)053
4.3.3標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算053
4.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動054
4.4.1正確嚙合條件054
4.4.2連續(xù)傳動條件054
4.4.3中心距和嚙合角055
4.5漸開線圓柱輪齒的切齒原理與根切現(xiàn)象056
4.5.1仿形法056
4.5.2范成法056
4.5.3根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)057
4.5.4變位齒輪058
4.6齒輪傳動的失效形式和設計準則058
4.6.1齒輪的失效形式058
4.6.2設計準則059
4.7齒輪材料和齒輪傳動精度060
4.7.1齒輪材料及熱處理方式060
4.7.2齒輪傳動精度060
4.8直齒圓柱齒輪傳動的強度計算061
4.8.1受力分析061
4.8.2計算載荷062
4.8.3齒面接觸疲勞強度計算062
4.8.4齒根彎曲疲勞強度計算065
4.8.5圓柱齒輪傳動參數(shù)選擇和設計步驟067
4.9斜齒圓柱齒輪機構070
4.9.1斜齒圓柱齒輪齒面的形成和嚙合特點070
4.9.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算071
4.9.3斜齒輪傳動的正確嚙合條件和重合度071
4.9.4斜齒圓柱齒輪的當量齒數(shù)072
4.9.5斜齒輪傳動的特點072
4.9.6斜齒輪傳動受力分析及強度計算073
4.10直齒錐齒輪傳動076
4.10.1錐齒輪傳動的特點和應用076
4.10.2錐齒輪的背錐和當量齒輪076
4.10.3錐齒輪的參數(shù)和尺寸計算077
4.10.4錐齒輪傳動受力分析及強度計算078
4.11蝸桿傳動080
4.11.1蝸桿傳動的類型和特點080
4.11.2蝸桿傳動基本參數(shù)與幾何尺寸計算081
4.11.3蝸桿傳動的失效形式、常用材料和結構084
4.11.4蝸桿傳動受力分析及強度計算085
4.11.5蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算086
故事匯我國古建筑的力與美探析088
第5章輪系090
5.1輪系的分類090
5.2輪系傳動比計算091
5.2.1定軸輪系傳動比091
5.2.2周轉輪系傳動比092
5.3輪系的應用094
故事匯綠色清潔能源——風電095
第6章帶與鏈傳動096
6.1帶傳動的組成、類型、特點096
6.1.1帶傳動的組成096
6.1.2帶傳動的主要類型096
6.1.3帶傳動的特點096
6.2普通V帶和V帶輪097
6.2.1普通V帶的結構和標準097
6.2.2V帶輪的常用材料與結構098
6.3帶傳動的受力分析和應力分析099
6.3.1帶傳動的受力分析099
6.3.2帶傳動的應力分析100
6.4V帶傳動的張緊與彈性打滑101
6.4.1V帶傳動的張緊101
6.4.2帶傳動的彈性滑動102
6.5V帶傳動的失效形式與設計計算103
6.5.1帶傳動的失效形式103
6.5.2帶傳動的設計準則103
6.5.3帶傳動的設計計算103
6.6鏈傳動的組成、類型、特點及應用106
6.6.1鏈傳動的組成106
6.6.2鏈傳動的類型106
6.6.3鏈傳動的特點和應用107
6.7滾子鏈傳動的結構和標準107
6.7.1滾子鏈的結構和標準107
6.7.2滾子鏈鏈輪108
6.8滾子鏈傳動的失效形式與設計準則109
6.8.1滾子鏈傳動的失效形式109
6.8.2滾子鏈的設計準則109
故事匯世界最長的跨海大橋——港珠澳大橋111
第7章螺紋連接113
7.1螺紋連接件與螺紋連接的基本類型113
7.1.1常用螺紋連接件及應用113
7.1.2螺紋連接類型及應用113
7.2螺紋連接的預緊和防松116
7.2.1螺紋連接的預緊116
7.2.2螺紋連接的防松117
7.3螺栓連接的強度計算118
7.3.1普通螺栓連接的強度計算118
7.3.2鉸制孔螺栓的強度計算120
7.3.3螺紋連接件常用材料及許用應力120
7.4螺紋連接結構設計要點122
故事匯屹立千年的力學有奇跡——應縣木塔123
第8章軸及其連接件125
8.1軸125
8.1.1軸的功用與分類125
8.1.2軸的材料126
8.1.3軸的結構設計127
8.1.4軸的強度計算131
8.2軸轂連接135
8.2.1鍵連接135
8.2.2花鍵連接與銷連接140
8.3聯(lián)軸器、離合器和制動器141
8.3.1聯(lián)軸器141
8.3.2離合器144
8.3.3制動器146
故事匯世界屋脊上的“巨龍”——青藏鐵路147
第9章軸承148
9.1軸承概述148
9.2非液體摩擦滑動軸承的主要類型、結構和材料148
9.2.1向心滑動軸承148
9.2.2推力滑動軸承149
9.2.3軸瓦和軸承襯150
9.2.4軸承材料150
9.3非液體摩擦滑動軸承的設計計算152
9.3.1計算準則152
9.3.2設計步驟152
9.3.3向心滑動軸承的校核計算152
9.4滾動軸承的組成、類型及特點153
9.4.1滾動軸承的組成153
9.4.2滾動軸承的類型及特點153
9.5滾動軸承的代號155
9.5.1基本代號155
9.5.2前置代號156
9.5.3后置代號156
9.5.4軸承代號表示法舉例157
9.6滾動軸承類型選擇157
9.7滾動軸承的失效形式及壽命計算158
9.8滾動軸承組合設計162
9.8.1滾動軸承內外圈的軸向固定162
9.8.2軸系的固定162
9.8.3滾動軸承組合結構的調整164
9.8.4滾動軸承的裝拆165
故事匯警鐘長鳴——韓國三豐百貨大樓事故165
第10章機械裝置的潤滑與密封167
10.1常用潤滑劑及選擇167
10.1.1潤滑油167
10.1.2潤滑脂168
10.1.3固體潤滑劑170
10.2常用潤滑方式及裝置170
10.2.1油潤滑方式及裝置170
10.2.2脂潤滑方式及裝置171
10.3常用傳動裝置的潤滑171
10.3.1滑動軸承的潤滑171
10.3.2滾動軸承的潤滑171
10.3.3齒輪傳動的潤滑173
10.3.4蝸桿傳動的潤滑174
10.4機械裝置的密封174
10.4.1靜密封174
10.4.2動密封175
故事匯我國古代的力學探索177
第11章TRIZ創(chuàng)新原理178
11.1TRIZ創(chuàng)新原理概述178
11.1.1TRIZ理論的產(chǎn)生178
11.1.2TRIZ理論的發(fā)展179
11.2TRIZ創(chuàng)新原理基本概念180
11.2.1功能和功能分析180
11.2.2因果鏈分析181
11.2.3理想解182
11.2.4資源182
11.2.5裁剪182
11.2.6進化法則183
11.2.7功能導向搜索185
11.2.8科學效應與知識庫186
11.3創(chuàng)新實例——基于TRIZ理論的高爐布袋除塵系統(tǒng)的創(chuàng)新設計186
11.3.1項目概述186
11.3.2發(fā)明問題初始形勢分析187
11.3.3系統(tǒng)分析188
11.3.4TRIZ工具189
11.3.5全部技術方案及評價194
11.3.6最終確定方案195
故事匯我國17世紀的力學家王征196
綜合練習題197
第1章緒論練習題197
第2章平面機構運動簡圖及自由度練習題198
第3章常用機構練習題206
第4章齒輪與蝸桿傳動練習題224
第5章輪系練習題244
第6章帶與鏈傳動練習題248
第7章螺紋連接練習題255
第8章軸及其連接件練習題258
第9章軸承練習題266
第10章機械裝置的潤滑與密封練習題273
第11章TRIZ創(chuàng)新原理練習題274
機械結構練習題275
參考文獻282
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