《机械设计基础（第三版）》是2011年清华大学出版社出版的图书，作者是郭仁生。
基本介绍
- 书名：机械设计基础（第3版）
- 作者：郭仁生
- ISBN：9787302239536
- 定价：45元
- 出版社：清华大学出版社
- 出版时间：2011-1-1
图书信息
书名：机械设计基础（第3版）
书号：9787302239536
作者：郭仁生
定价：45元
出版日期：2011-1-1
出版社：清华大学出版社
内容简介
机械设计基础”是高等职业技术教育和高等专科教育机械设计与製造类和机电工程类专业的主干课程。
全书内容分为5篇： 第1篇“机械设计概论和机构结构”主要介绍机械设计概论、现代设计方法套用概述及平面机构的结构分析，是机构和机械设计的共性基础知识；第2篇“常用机构”主要从传递运动的角度介绍一些常用机构（如平面连桿机构、凸轮机构、轮系及其他常用机构）的工作原理、套用和运动设计方法；第3篇“机械传动”主要从传递动力的角度讲述一些常见的机械传动（如带传动、链传动、齿轮传动和蜗桿传动等）的工作原理、标準规範和设计计算方法；第4篇 “轴系零部件”主要介绍轴系（包括滑动轴承、滚动轴承、轴及轴系、联轴器、离合器和制动器等主要零部件）的工作原理、组合设计和选用计算方法；第5篇“机械连线”介绍常用机械连线（包括键、销和螺纹连线）和弹性连线（弹簧）的工作原理、标準规範和计算方法。
本书在各个章节中都有许多机械设计计算、分析和作图等的能力训练案例，以及典型零件工作图，并且摘录了部分机械设计常用的标準和规範。书后还附有凸轮机构设计和运动分析、圆柱齿轮传动设计计算和转轴强度计算等的Matlab程式及套用实例。
本书可以作为高等职业技术教育和高等专科教育机械设计与製造类和机电工程类专业“机械设计基础”课程的教材，也可供有关专业的读者和工程技术人员参考。
与本书配套的教学课件可从清华大学出版社网站下载。
目录
目 录
第1篇 机械设计概论和机构结构
第1章 机械设计概论1
1.1 课程概论1
1.1.1 机械的概念和组成1
1.1.2 机械设计发展概述4
1.1.3 本课程的内容、基本要求和学习特点5
1.2 机械设计过程6
1.3 功能原理设计8
1.3.1 功能原理设计的特点8
1.3.2 功能分析8
1.3.3 功能类型和求解思路9
1.4 机械设计约束12
1.4.1 承载能力约束12
1.4.2 技术性能约束15
1.4.3 标準化约束16
1.4.4 产品成本约束16
1.4.5 可持续发展约束16
1.5 机械结构设计17
1.5.1 零件的相关与结构要素17
1.5.2 结构设计的基本要求18
1.5.3 结构设计的构型变换20
1.5.4 结构设计準则21
思考和实训习题30
第2章 现代设计方法套用概述32
2.1 计算机辅助设计32
2.1.1 概述32
2.1.2 编制CAD程式的方法34
??2.2 最佳化设计39
2.2.1 概述39
2.2.2 最佳化设计的数学模型40
2.2.3 最佳化问题的数值解法42
2.2.4 运用Matlab最佳化工具箱函式求解最佳化设计问题概述43
??2.3 创新设计45
2.3.1 创新设计的实质46
2.3.2 创造性思维的特点和类型46
2.3.3 创新设计的概念和解决原理48
2.3.4 机械创新设计套用实例49
思考和实训习题51
第3章 机构结构分析54
3.1 平面机构的组成54
3.2 平面机构运动简图58
3.3 平面机构自由度和运动确定性61
3.3.1 平面机构的自由度61
3.3.2 机构自由度计算中的特殊情况处理61
3.3.3 平面机构具有确定运动的条件62
思考和实训习题65
第2篇 常 用 机 构
第4章 平面连桿机构69
4.1 平面连桿机构的类型和套用70
4.1.1 铰链四桿机构70
4.1.2 滑块四桿机构74
4.1.3 运动副变换77
4.2 平面连桿机构的基本特性79
4.2.1 急回特性79
4.2.2 传力分析80
??4.3 平面连桿机构的运动分析84
4.4 平面连桿机构的运动设计85
4.4.1 按照给定连桿位置设计铰链四桿机构85
4.4.2 按照给定行程速度变化係数设计四桿机构85
4.4.3 铰链四桿机构的运动几何方程87
4.4.4 按照给定的两连架桿对应位置设计铰链四桿机构88
4.5 多桿机构的套用90
思考和实训习题92第5章 凸轮机构94
5.1 凸轮机构的类型和套用94
5.1.1 凸轮机构的组成和类型94
5.1.2 凸轮机构的特点与套用97
5.2 从动件基本运动规律97
5.2.1 从动件基本运动规律的运动方程和线图98
5.2.2 从动件运动规律的选择101
5.3 凸轮轮廓设计103
5.3.1 用图解法设计凸轮轮廓103
5.3.2 用解析法设计凸轮轮廓106
5.3.3 凸轮机构的计算机辅助设计109
5.4 凸轮机构基本参数和尺寸的确定112
5.4.1 凸轮机构的压力角及许用值112
5.4.2 凸轮基圆半径的确定113
5.4.3 滚子半径的确定114
5.5 凸轮机构的结构、材料和工作图117
5.5.1 凸轮和从动件的结构117
5.5.2 凸轮和从动件的材料及选择119
5.5.3 凸轮工作图120
思考和实训习题120
第6章 轮系123
6.1 定轴轮系123
6.1.1 定轴轮系传动比124
6.1.2 定轴轮系传动比符号的确定方法125
6.1.3 定轴轮系各级传动比的分配125
6.2 行星轮系125
6.2.1 行星轮系的分类126
6.2.2 行星轮系的传动比126
6.2.3 行星轮系传动比符号的确定方法128
6.3 组合轮系128
6.4 轮系的功用129
??6.5 其他行星传动简介133
6.5.1 渐开线少齿差行星传动133
6.5.2 摆线针轮行星传动134
6.5.3 谐波齿轮传动134
思考和实训习题135
第7章 其他常用机构137
7.1 棘轮机构137
7.1.1 棘轮机构的组成和工作原理137
7.1.2 棘轮机构的类型、特点和套用138
7.1.3 棘轮机构的套用实例139
7.1.4 棘轮机构的基本参数和几何尺寸141
7.2 槽轮机构144
7.2.1 槽轮机构的组成和工作原理144
7.2.2 槽轮机构的类型、特点和套用144
7.2.3 槽轮机构的基本参数和尺寸145
7.2.4 槽轮机构的运动特性147
7.3 螺旋机构150
7.3.1 螺旋机构的工作原理和类型150
7.3.2 螺纹的形成和分类151
7.3.3 螺纹的基本参数和尺寸154
7.3.4 螺旋机构的运动分析155
7.3.5 螺旋副的效率和自锁156
7.3.6 滑动螺旋副的材料和结构特点157
??7.4 机构的组合与套用159
7.4.1 机构的串联式组合159
7.4.2 机构的并联式组合160
7.4.3 机构的反馈式组合161
7.4.4 机构的複合式组合161
7.5 机构的选型与套用162
思考和实训习题166
第3篇 机 械 传 动
第8章 带传动169
8.1 带传动的工作原理和套用170
8.1.1 带传动的工作原理170
8.1.2 带传动的类型、特点和套用170
8.2 带传动的受力分析和应力分析171
8.2.1 受力分析171
8.2.2 应力分析172
8.3 带传动的弹性滑动与失效形式173
8.4 V带和V带轮175
8.4.1 V带结构和基本尺寸175
8.4.2 V带轮的材料、结构与工作图177
8.5 带传动的安装和张紧180 8.6 V带传动选用计算182
8.6.1 设计準则和V带的许用功率182
8.6.2 V带传动选用计算的主要步骤186
思考和实训习题192
第9章 链传动194
9.1 链传动的特点、类型和传动件结构参数194
9.1.1 链传动的组成、特点和类型194
9.1.2 链传动的传动件结构参数196
9.2 链传动的运动分析和受力分析200
9.2.1 链传动的运动分析200
9.2.2 链传动的受力分析202
9.3 链传动的选用计算203
9.3.1 链传动的失效形式203
9.3.2 滚子链的功率曲线204
9.3.3 链传动基本参数的选择207
9.3.4 链传动选用计算内容208
9.4 链传动的布置、张紧和润滑210
9.4.1 链传动的布置210
9.4.2 链传动的张紧211
9.4.3 链传动的润滑211
思考和实训习题212
第10章 齿轮传动213
10.1 齿轮传动的特点和类型214
10.1.1 齿轮传动的特点214
10.1.2 齿轮传动的类型214
10.2 齿轮啮合基本定律与渐开线齿廓215
10.2.1 齿廓啮合基本定律215
10.2.2 齿廓间的相对滑动216
10.2.3 渐开线齿廓217
10.3 渐开线标準齿轮的基本参数和尺寸218
10.3.1 齿轮的基本尺寸218
10.3.2 渐开线标準齿轮的基本参数219
10.3.3 标準齿轮的基本尺寸计算219
10.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动221
10.4.1 渐开线齿廓传动特性221
10.4.2 渐开线齿轮的正确啮合条件222
10.4.3 渐开线齿轮的连续传动条件223
10.4.4 内齿轮和齿条224
10.5 渐开线齿形的加工和尺寸检验225
10.5.1 渐开线齿形的加工原理225
10.5.2 渐开线齿廓的根切问题227
10.5.3 渐开线齿轮的尺寸检验228
10.6 变位齿轮传动229
10.6.1 变位齿轮的概念229
10.6.2 变位齿轮的齿形特点和尺寸变动230
10.6.3 变位齿轮的传动类型和套用231
10.7 斜齿圆柱齿轮传动234
10.7.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成和特点234
10.7.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸235
10.7.3 斜齿轮的当量齿数237
10.7.4 交错轴斜齿轮传动238
10.8 圆锥齿轮传动239
10.8.1 直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成239
10.8.2 圆锥齿轮的背锥和当量齿数239
10.8.3 直齿圆锥齿轮的基本参数和尺寸240
??10.8.4 圆柱圆锥齿轮传动简介241
10.9 齿轮传动设计243
10.9.1 齿轮轮齿的失效形式、常用材料和设计约束243
10.9.2 圆柱齿轮传动的受力分析246
10.9.3 圆柱齿轮承载能力计算248
10.9.4 圆柱齿轮传动的精度等级及选用252
10.9.5 齿轮传动设计準则253
10.9.6 圆柱齿轮传动的计算机辅助设计256
10.9.7 直齿圆锥齿轮的强度计算257
10.10 齿轮结构、工作图和传动润滑259
10.10.1 齿轮结构259
10.10.2 齿轮工作图260
10.10.3 齿轮传动的润滑260
??10.11 圆弧齿轮传动简介262
思考和实训习题263
第11章 蜗桿传动266
11.1 蜗桿传动概述266
11.1.1 蜗桿传动的类型266
11.1.2 蜗桿传动的特点和套用267
11.2 蜗桿传动的基本参数和尺寸268
11.2.1 蜗桿传动的基本参数268
11.2.2 蜗桿传动的基本尺寸270
11.2.3 蜗桿传动的变位271
11.3 蜗桿传动的承载能力计算272
11.3.1 蜗桿传动的失效形式272
11.3.2 蜗桿传动的材料和许用应力272
11.3.3 蜗桿传动的受力分析273
11.3.4 蜗桿传动的强度条件274
11.4 蜗桿传动的效率、润滑和热平衡275
11.4.1 蜗桿传动的滑动速度275
11.4.2 蜗桿传动的效率275
11.4.3 蜗桿传动的润滑277
11.4.4 蜗桿传动的热平衡计算277
11.5 蜗桿与蜗轮的结构和工作图279
11.5.1 蜗桿结构279
11.5.2 蜗轮结构279
11.5.3 蜗桿和蜗轮工作图280
思考和实训习题283
第4篇 轴系零部件
第12章 滑动轴承285
12.1 滑动轴承的工作原理286
12.1.1 滑动轴承简介286
12.1.2 滑动摩擦的类型286
12.1.3 滑动轴承设计中的基本问题287
12.2 滑动轴承的分类和结构特点287
12.2.1 滑动轴承的分类287
12.2.2 推力滑动轴承288
12.2.3 特殊结构轴承简介289
12.3 滑动轴承的材料和轴瓦结构289
12.3.1 滑动轴承的材料289
12.3.2 轴瓦的结构290
12.4 滑动轴承的润滑和配合292
12.4.1 润滑剂及其选用原则292
12.4.2 润滑装置293
12.4.3 滑动轴承润滑方式的选择293
12.4.4 滑动轴承的配合294 12.5 非液体润滑滑动轴承的计算294
12.5.1 径向滑动轴承295
12.5.2 推力滑动轴承295
??12.6 液体动压滑动轴承和静压滑动轴承简介297
12.6.1 液体动压滑动轴承297
12.6.2 液体静压滑动轴承297
思考和实训习题298
第13章 滚动轴承299
13.1 滚动轴承的组成、类型和特点299
13.1.1 滚动轴承的组成300
13.1.2 滚动轴承的类型、特点及套用300
13.2 滚动轴承的代号及类型选择304
13.2.1 滚动轴承的代号304
13.2.2 滚动轴承类型的选择307
13.3 滚动轴承寿命计算308
13.3.1 滚动轴承的失效形式及计算準则308
13.3.2 滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷309
13.3.3 滚动轴承的寿命计算公式310
13.3.4 滚动轴承的当量动载荷计算311
13.3.5 角接触轴承的轴向载荷313
13.3.6 滚动轴承的静强度计算314
??13.4 陶瓷滚动轴承与滚动导轨简介321
13.4.1 陶瓷滚动轴承321
13.4.2 滚动导轨322
思考和实训习题323
第14章 轴及轴系324
14.1 轴的概述324
14.1.1 轴的功用与分类324
14.1.2 轴的设计中应考虑的问题325
14.2 轴的材料与强度计算326
14.2.1 轴的材料与机械性能326
14.2.2 轴径的估算和强度计算327
14.3 轴及轴系的结构设计331
14.3.1 轴的结构设计331
14.3.2 轴的工作图335
14.3.3 轴系的结构设计336
思考和实训习题341第15章 联轴器、离合器与制动器343
15.1 联轴器343
15.1.1 固定式刚性联轴器344
15.1.2 移动式刚性联轴器346
15.1.3 弹性联轴器347
15.2 离合器348
15.2.1 嵌合式离合器348
15.2.2 摩擦式离合器349
15.3 制动器351
15.3.1 抱块式制动器351
15.3.2 内涨式制动器351
15.3.3 带式制动器352
思考和实训习题352
第5篇 机 械 连 接
第16章 连线355
16.1 键连线356
16.1.1 键连线的功用和分类356
16.1.2 平键连线的选择和计算358
16.1.3 花键连线的类型、标準和选用359
16.2 销连线360
16.3 螺纹连线361
16.3.1 螺纹连线的基本类型和螺纹连线件361
16.3.2 螺纹连线的预紧和防松365
16.3.3 螺栓组的布置和受力分析366
16.3.4 螺栓连线的强度计算372
16.3.5 螺栓连线件的材料和许用应力374
16.3.6 提高螺栓连线强度的结构设计374
思考和实训习题378
第17章 弹簧380
17.1 概述380
17.1.1 弹簧的类型、特点和套用380
17.1.2 弹簧的材料和製造380
17.2 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的几何参数和特性曲线383
17.2.1 圆柱螺旋弹簧的结构383
17.2.2 基本参数和几何尺寸384
17.2.3 圆柱螺旋弹簧的特性曲线385
17.3 圆柱螺旋弹簧的设计计算386
17.3.1 强度计算386
17.3.2 刚度计算387
17.3.3 稳定性校核388
?*17.4 非金属弹簧简介389
17.4.1 橡胶弹簧389
17.4.2 空气弹簧389
思考和实训习题392
附录A Matlab设计计算程式和套用实例393
A1 凸轮机构设计和运动分析393
A2 圆柱齿轮传动设计计算399
A3 转轴强度计算406
参考文献409