《機械設計基礎(近機、非機類)（第2版）》是針對高等院校應用型人才培養對該課程要求的需要，根據對少學時的教學要求而編寫的。
《機械設計基礎(近機、非機類)（第2版）》是高等學校應用型特色規劃教材系列教材之一，全書共16章，第１章概括機器的全貌、分析機器的組成；第2章補充一些力學的基本知識，可供教學選學或作為讀者的參考內容；第3～6章介紹平面機構、平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構等常用機構的結構；第7章介紹連接中以螺紋連接與鍵、銷為代表的靜連接；第8～11章從常規的撓性傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動和輪系入手研究其使用及簡單的設計計算；第12～15章以軸系為代表著重進行結構設計分析，簡單介紹聯軸器和離合器以及彈簧；第16章介紹機械系統方案設計的基礎知識。另外，每章都提供了實驗與實訓以及習題供讀者學習時參考。
《機械設計基礎(近機、非機類)（第2版）》可作為高等學校本科和專科近機類、非機械類機械設計基礎課程的教材，也可供有關工程技術人員參考使用。
《機械設計基礎(近機、非機類)（第2版）》根據對少學時的教學要求而編寫的。
主要內容涵蓋機械系統的三個部分：機械運動系統、機械傳動系統、機械支撐及聯接設計，突出機械設計基礎課程的基本內容、基本理論和基本方法的學習與應用。
增加了力學基本知識、機械系統運動設計與分析，介紹了整機設計的方法等自動化設備設計不可缺少的基本知識。
以各種典型的機構和通用零件的種類、特點、應用范圍、結構的選擇為重點內容，對強度計算、結構工藝結合具體的機構和零件作一般的介紹。
第2版前言
為適應部分高等院校及高職高專院校向應用技術型人才培養迅速轉型的趨勢，特出版了高等學校應用型特色規劃教材系列教材，本教材是高等院校機械設計系列教材之一。
機械設計基礎課程是高等工科院校機電類、近機類各專業的一門重要的技術基礎課程，具有較強的綜合性和實踐性。本課程在拓寬學生的知識面、培養學生適應專業能力方面具有重要的作用。通過本課程的學習，使學生具有對一般機械設備的分析、維護、改進的基本能力。
本書在滿足非機械類專業對本課程要求的基礎上，突出應用能力的培養，對課程的體系和內容進行了整合。教材的主要特點如下。
(1) 主要內容為機械系統的三個部分，即機械運動系統、機械傳動系統、機械支撐及聯接設計。全書共16章，突出機械設計基礎課程的基本內容、基本理論和基本方法的學習與應用。
(2) 增加了力學基本知識，授課時可以選講；增加機械系統運動設計與分析，介紹了進行整機設計的方法，包括選型、運動循環圖等，是自動化設備設計不可缺少的基本技能。
(3) 以各種典型的機構和通用零件的種類、特點、應用范圍結構的選擇為重點內容，對強度計算、結構工藝結合具體的機構和零件作一般的介紹。
(4) 針對本科應用型人才的培養，著重實用和動手能力的學習和訓練，加強了實訓和習題的內容。
參加本書編寫的有李力(1、2章)、于宏思、紀玉杰(3、4、16章)、穆存遠(5、6章)、羅繼曼、張艷明(7、12、14、15章)、向敬忠(8章)、韓澤光、趙德宏(9、10、11章)、鄭夕健(13章)。由李力、向敬忠擔任主編；韓澤光、羅繼曼、張艷明任副主編。
東北大學王淑仁擔任本書主審，對全部內容進行了詳細審閱，提出了許多寶貴意見，為提高本書質量起了很大作用，在此表示衷心的感謝。王正浩對本書的編寫提出了寶貴意見，在此表示感謝。
感謝使用了本教材的廣大師生、工程技術人員，懇請廣大讀者批評指正。
編 者
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 機器的組成 2
1.1.1 機器的組成和分析 2
1.1.2 機器的組成要素 3
1.2 機械設計的基本要素 4
1.2.1 機械設計的基本要素 4
1.2.2 機械設計的一般程序 4
1.2.3 機械零件設計的一般步驟 5
1.2.4 機械零件的設計方法 5
1.3 機械零件材料選用原則 6
1.4 機械零件的制造工藝性及標準化 6
1.4.1 機械零件的工藝性 6
1.4.2 機械零件設計中的標準化 6
1.5 本課程的內容、性質和任務 7
1.6 實驗與實訓 7
1.7 習題 8
第2章 力學基本知識 9
2.1 靜力學基本概念 9
2.1.1 剛體 9
2.1.2 力和力系 9
2.1.3 約束和約束反力 10
2.1.4 受力圖 12
2.1.5 靜力學基本公理 13
2.2 力系的平衡 13
2.2.1 力在軸上的投影 13
2.2.2 平面匯交力系的合成與平衡 14
2.2.3 力對點的矩 15
2.2.4 力偶、力偶矩及平衡條件 15
2.3 強度的基本知識 16
2.3.1 桿件的拉伸與壓縮 16
2.3.2 材料的力學性能 18
2.3.3 強度計算 20
2.3.4 載荷與變應力 24
2.4 實驗與實訓 25
2.5 習題 26
第3章 平面機構的結構分析 27
3.1 平面機構的組成 28
3.1.1 構件 28
3.1.2 構件的自由度和約束 28
3.1.3 運動副及其分類 29
3.2 平面機構的運動簡圖 30
3.2.1 構件與運動副的表示方法 30
3.2.2 機構運動簡圖的繪制方法 31
3.3 平面機構的自由度 32
3.3.1 平面機構自由度計算公式 32
3.3.2 平面機構具有確定運動的
條件 33
3.3.3 計算機構自由度時應注意的
問題 34
3.4 實驗與實訓 35
3.5 習題 36
第4章 平面連桿機構及其設計 39
4.1 鉸鏈四桿機構的基本形式及應用 39
4.1.1 曲柄搖桿機構 40
4.1.2 雙曲柄機構 40
4.1.3 雙搖桿機構 41
4.2 鉸鏈四桿機構的傳動特性 41
4.2.1 急回運動和行程速比系數 41
4.2.2 壓力角和傳動角 42
4.2.3 死點位置 43
4.3 鉸鏈四桿機構的曲柄存在條件 44
4.4 鉸鏈四桿機構的演化 45
4.4.1 含有一個移動副的平面
四桿機構 45
4.4.2 含有兩個移動副的平面
四桿機構 47
4.4.3 含有偏心輪的平面四桿機構 47
4.5 平面四桿機構的設計 49
4.5.1 圖解法設計四桿機構 49
4.5.2 實驗法設計四桿機構 52
4.5.3 用解析法設計四桿機構 53
4.6 實驗與實訓 53
4.7 習題 55
第5章 凸輪機構 58
5.1 凸輪機構的應用和分類 58
5.1.1 凸輪機構的應用 58
5.1.2 凸輪機構的分類 60
5.1.3 凸輪機構的特點 61
5.2 凸輪機構從動件運動規律分析 61
5.2.1 從動件的位移線圖 62
5.2.2 從動件的常用運動規律 63
5.3 凸輪輪廓曲線的設計 64
5.3.1 凸輪輪廓設計的反轉法原理 64
5.3.2 直動從動件盤形凸輪輪廓的
繪制 64
5.4 凸輪機構設計時應注意的幾個問題 67
5.4.1 滾子半徑的選擇 67
5.4.2 壓力角 67
5.4.3 基圓半徑 68
5.5 實驗與實訓 69
5.6 習題 70
第6章 間歇運動機構 73
6.1 棘輪機構 73
6.1.1 棘輪機構的組成和
工作原理 73
6.1.2 棘輪機構的類型和應用 74
6.1.3 棘輪機構的主要參數和
幾何尺寸 76
6.2 槽輪機構 77
6.2.1 槽輪機構的工作原理 77
6.2.2 槽輪機構的主要參數和
幾何尺寸計算 78
6.3 其他間歇運動機構 80
6.3.1 不完全齒輪機構 80
6.3.2 凸輪間歇運動機構 80
6.4 實訓 82
6.5 習題 82
第7章 連接 84
7.1 螺紋連接 85
7.1.1 螺紋的形成和主要參數 85
7.1.2 常用螺紋的種類、特點和
應用 86
7.1.3 螺紋連接的類型、特點和
應用 88
7.1.4 螺紋連接應用中注意的
幾個問題 91
7.1.5 螺紋連接的強度計算 93
7.1.6 螺栓組連接的結構設計 98
7.1.7 螺旋傳動 100
7.2 鍵連接和花鍵連接 102
7.2.1 鍵連接的類型和應用 102
7.2.2 平鍵連接的選擇及計算 104
7.2.3 花鍵連接 106
7.3 銷連接及應用 107
7.4 實驗與實訓 107
7.5 習題 108
第8章 撓性傳動 111
8.1 帶傳動 111
8.1.1 帶傳動的組成及應用 111
8.1.2 帶傳動的工作情況分析 116
8.1.3 V帶傳動的設計和計算 120
8.2 鏈傳動 125
8.2.1 鏈傳動的組成及應用 125
8.2.2 鏈傳動的工作情況分析 129
8.2.3 鏈傳動的設計和計算 131
8.3 實驗與實訓 135
8.4 習題 135
第9章 齒輪傳動 138
9.1 概述 138
9.1.1 齒輪傳動的演化 138
9.1.2 齒輪傳動的類型及應用 139
9.1.3 漸開線齒廓的形成及特性 141
9.2 漸開線圓柱齒輪傳動 144
9.2.1 一對漸開線齒輪的嚙合 144
9.2.2 漸開線圓柱齒輪傳動的
可分性與連續性 147
9.3 漸開線齒輪輪齒的加工 148
9.3.1 輪齒的切削加工原理 148
9.3.2 輪齒的根切、最少齒數和
變位 150
9.4 齒輪傳動的強度計算 152
9.4.1 齒輪傳動的失效形式、
設計準則 152
9.4.2 齒輪傳動常用材料、
精度選擇 155
9.4.3 直齒圓柱齒輪傳動的
強度計算 157
9.4.4 設計參數的選擇 161
9.4.5 齒輪的結構 162
9.4.6 其他齒輪傳動簡介 165
9.5 實訓 166
9.6 習題 166
第10章 蝸桿傳動 169
10.1 概述 169
10.1.1 蝸桿傳動的類型 169
10.1.2 蝸桿傳動的特點及應用 170
10.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數和
幾何尺寸計算 171
10.2.1 蝸桿傳動的主要參數 171
10.2.2 幾何尺寸計算 173
10.3 蝸桿傳動的承載能力計算 173
10.3.1 蝸桿傳動的失效形式及
設計準則 173
10.3.2 蝸桿傳動的材料及其選擇 174
10.3.3 蝸桿傳動的受力分析 174
10.3.4 蝸桿傳動的強度計算 175
10.4 蝸桿傳動的熱平衡計算 177
10.4.1 蝸桿傳動的效率 177
10.4.2 蝸桿傳動的潤滑 177
10.4.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 177
10.5 蝸桿、蝸輪的結構 178
10.5.1 蝸桿的結構 178
10.5.2 蝸輪的結構 179
10.6 實訓 182
10.7 習題 183
第11章 輪系 184
11.1 輪系的分類 184
11.2 定軸輪系運動分析 185
11.3 周轉輪系的運動分析 188
11.3.1 周轉輪系的組成及類型 188
11.3.2 周轉輪系的傳動比計算 189
11.4 實訓 191
11.5 習題 192
第12章 軸承 194
12.1 滑動軸承 194
12.1.1 摩擦狀態簡介 194
12.1.2 滑動軸承類型 195
12.1.3 滑動軸承的典型結構 197
12.1.4 滑動軸承的材料 199
12.1.5 滑動軸承的潤滑 202
12.2 滾動軸承 206
12.2.1 滾動軸承的結構與特點 206
12.2.2 滾動軸承主要類型及
代號 207
12.2.3 滾動軸承類型的選擇 211
12.2.4 滾動軸承的失效形式和
壽命計算 212
12.3 新型軸承簡介 219
12.3.1 關節軸承 219
12.3.2 直線滾動軸承 220
12.3.3 陶瓷軸承 220
12.4 實驗與實訓 221
12.5 習題 222
第13章 軸 224
13.1 概述 224
13.1.1 軸的用途及分類 224
13.1.2 軸的設計要點 226
13.1.3 軸的材料 226
13.2 軸的結構設計 228
13.2.1 軸徑的初步計算 228
13.2.2 軸的結構設計 229
13.3 軸的強度和剛度計算 234
13.3.1 軸的強度計算 234
13.3.2 軸的剛度計算 236
13.4 實驗與實訓 240
13.5 習題 241
第14章 聯軸器和離合器 244
14.1 聯軸器 244
14.1.1 聯軸器的類型 245
14.1.2 聯軸器的選擇 249
14.2 離合器 250
14.3 實驗與實訓 252
14.4 習題 252
第15章 彈簧 254
15.1 彈簧的功能與類型 254
15.2 圓柱螺旋彈簧 255
15.3 彈簧的材料和制造方法 257
15.4 實訓 260
15.5 習題 260
第16章 機械系統方案設計 261
16.1 概述 262
16.1.1 機械系統的組成 262
16.1.2 機械設計的一般程序 263
16.2 執行系統的功能原理設計和
運動設計 264
16.2.1 機械的功能原理設計 264
16.2.2 執行構件的運動設計 265
16.3 執行機構系統形式設計 265
16.3.1 機構的選型 265
16.3.2 機構的變異 267
16.3.3 機構的組合 268
16.4 執行系統的協調設計 270
16.4.1 執行系統的運動
協調設計 270
16.4.2 機械的工作循環圖 272
16.5 傳動系統的方案設計和
原動機選擇 273
16.5.1 傳動類型的選擇 274
16.5.2 傳動系統的設計過程 276
16.5.3 原動機的類型及其運動
參數的選擇 276
16.6 實驗與實訓 277
16.7 習題 278
附錄A 模擬考試題 280
附錄B 習題參考答案 286
附錄C 模擬考試題答案 298
參考文獻 300
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