《机械基础：机械原理与零件分册》采用模块化方式构建课程内容体系，课程内容由4个模块，20个单元组成。第一模块是静力学基础，主要介绍静力学的基本知识，构件的受力分析、力系简化和构件的平衡计算；第二模块是材料力学基础，主要介绍构件在外力作用下产生变形的受力特点和变形特点，构件的强度和刚度计算；第三模块是常用机构和机械传动，主要介绍常用机构工作原理、运动特点、应用及设计的基本知识，通用零件的工作原理、结构特点、标准及其选用和设计的基本方法，以及机械润滑与密封的基本知识；第四模块是联接与轴系零部件，主要介绍键联接、销联接、螺纹联接、轴、轴承、联轴器和离合器的结构、特点及其选用和设计的基本方法。
全书分为工程力学分册和机械原理与零件分册出版，工程力学分册包括绪论、第一模块（静力学基础）、第二模块（材料力学基础）和附录；机械原理与零件分册包括第三模块（常用机构和机械传动）、第四模块（联接与轴系零部件）和附录。
《机械基础：机械原理与零件分册》内容丰富，案例取材新颖，重点突出，重视知识的应用和实践技能的培养，可作为高职高专院校、成人教育学院、技师学院机械类专业的教材，也可供有关工程技术人员参考。
本书按照高等职业教育教学和改革要求，以生产实际所需的基本知识、基本理论和基本技能为基础，打破了“工程力学”、“机械设计基础”课程的界限，以培养学生的机械系统分析、创新能力和综合知识应用能力为主线，将“工程力学”、“机械设计基础”两门课程的教学内容进行有机整合精炼、充实，并辅以创新思维法则等内容，突出了实用性和综合性。注重对学生的动手能力、工程实践能力等的训练和综合能力的培养。
1.本书采用模块化方式构建课程内容体系，课程内容由4个模块，20个单元组成。为适应不同专业和教学需求，全书分为两册：工程力学分册和机械原理与零件分册。工程力学分册由第一模块和第二模块组成，适用于50学时左右教学选用，机械原理与零件分册由第三模块和第四模块组成，适用于60学时左右教学选用，全书适用于110学时左右的教学选用。
2.本书的每个单元都是以某一综合案例作为导入引出工程实际问题，阐述学习目标。综合案例始终贯穿于整个教学单元，学习目标和能力目标则通过简单到复杂案例得以实现。本书所选教学案例注重实用性、典型性、覆盖性、综合性和趣味性。
3.本书配有电子课件，课件中的综合案例配有动画素材，可方便教师授课和学生学习。
本书由广东机电职业技术学院曾德江老师和重庆工程职业技术学院黄均平老师主编，广东机电职业技术学院朱中仕老师、龙贞老师参加编写。编写分工如下：第1、2、3、7、8、10、16单元由曾德江老师编写；第4、5、6、9、13单元由朱中仕老师编写；第ll、12、17、20单元由龙贞老师编写，第14、15、18、19单元由黄均平老师编写。教材配套课件部分动画由广东机电职业技术学院陈平老师制作。
广东机电职业技术学院陈力捷老师担任工程力学分册主审，广东机电职业技术学院漆军老师担任机械原理与零件分册主审，他们对书稿进行了认真细致的审阅，并提出了许多宝贵意见，在此表示衷心感谢。
由于编者水平有限，书中难免有疏漏及不当之处，恳请广大读者批评指正。
前言
第三模块 常用机构和机械传动
第9单元 平面机构的结构分析2
学习目标2
学习重点和难点2
案例导入2
9.1 构件和运动副2
9.1.1 构件的自由度3
9.1.2 运动副和约束3
9.1.3 运动副的分类3
9.1.4 构件的分类4
9.2 平面机构运动简图4
9.3 机构具有确定相对运动的条件7
9.3.1 平面机构具有确定相对运动的条件7
9.3.2 几种特殊情况的处理9
☆综合案例分析11
习题912
第10单元 平面连杆机构15
学习目标15
学习重点和难点15
案例导入15
10.1 铰链四杆机构的认知15
10.1.1 铰链四杆机构的类型16
10.1.2 铰链四杆机构类型的判别18
10.2 平面四杆机构的演化20
10.3 平面四杆机构的基本特性23
10.3.1 急回特性23
10.3.2 压力角与传动角24
10.3.3 死点位置25
10.4 平面四杆机构的设计26
10.4.1 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构26
10.4.2 按连杆给定的预定位置来设计四杆机构28
☆综合案例分析28
习题1029
第11单元 凸轮机构31
学习目标31
学习重点和难点31
案例导入31
11.1 凸轮机构的特点、应用和分类31
11.1.1 凸轮机构的特点及应用31
11.1.2 凸轮机构的分类32
11.2 从动件常用的运动规律33
11.2.1 凸轮机构的运动过程及有关名称33
11.2.2 从动件常用的运动规律34
11.3 凸轮轮廓曲线的设计36
11.3.1 图解法设计凸轮的原理36
11.3.2 对心直动从动件盘形凸轮轮廓设计36
11.4 凸轮工作轮廓的校核38
11.4.1 凸轮机构的压力角38
11.4.2 运动失真39
11.4.3 凸轮基圆半径的确定39
11.5 凸轮机构的结构与材料40
11.5.1 凸轮机构的结构40
11.5.2 凸轮和从动件的材料选择41
☆综合案例分析41
习题1142
第12单元 间歇机构44
学习目标44
学习重点和难点44
案例导入44
12.1 棘轮机构44
12.1.1 棘轮机构的工作原理和类型44
12.1.2 棘轮机构的特点及应用46
☆综合案例分析47
12.2 槽轮机构47
12.2.1 槽轮机构的工作原理和类型48
12.2.2 槽轮机构的特点及应用48
☆综合案例分析49
12.3 不完全齿轮机构49
12.3.1 不完全齿轮机构的工作原理49
12.3.2 不完全齿轮机构的特点及应用50
☆综合案例分析50
习题1251
第13单元 螺旋机构52
学习目标52
学习重点和难点52
案例导入52
13.1 螺纹的基本知识52
13.1.1 螺纹的形成及分类52
13.1.2 螺纹的主要参数54
13.2 螺旋机构的类型、应用及特点54
13.2.1 螺旋机构的类型及应用55
13.2.2 螺旋机构的特点57
13.3 滑动螺旋机构57
13.3.1 单螺旋机构57
13.3.2 双螺旋机构57
13.4 滚动螺旋机构58
13.4.1 滚动螺旋机构的工作原理及特点58
13.4.2 滚珠的循环方式59
13.4.3 滚动螺旋机构的主要参数及代号60
☆综合案例分析61
习题1362
第14单元 带传动63
学习目标63
学习重点和难点63
案例导入63
14.1 带传动的类型、特点及应用63
14.1.1 带传动的类型63
14.1.2 带传动的特点及应用64
14.2 V带与V带轮65
14.2.1 V带传动的运动和几何关系65
14.2.2 V带的构造及其截面尺寸68
14.2.3 V带轮的轮槽结构及其截面尺寸68
14.2.4 带轮的结构和尺寸68
14.3 V带轮的工艺和材料70
14.4 带传动工作分析70
14.4.1 带传动中的受力分析70
14.4.2 带传动中带的应力分析71
14.5 V带传动的设计计算72
14.5.1 V带传动的失效形式及设计准则72
14.5.2 V带传动的设计步骤和传动参数选择74
☆综合案例分析76
14.6 V带传动的张紧与维护79
14.6.1 V带传动的张紧与调整79
14.6.2 V带传动的安装与维护80
习题1481
第15单元 齿轮传动83
学习目标83
学习重点和难点83
案例导入83
15.1 齿轮传动基础知识83
15.1.1 齿轮传动的特点、类型和基本要求83
15.1.2 渐开线的形成及其性质85
15.1.3 渐开线齿廓啮合特性86
15.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸86
15.2.1 齿轮各部分名称和基本参数86
15.2.2 渐开线标准齿轮88
15.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动89
15.3.1 正确啮合条件89
15.3.2 标准安装90
15.3.3 齿轮连续传动的条件90
15.4 齿轮的切削加工和变位齿轮91
15.4.1 齿轮的切削加工原理91
15.4.2 变位齿轮的概念93
15.4.3 渐开线齿轮的测量尺寸94
15.4.4 齿轮传动的精度94
15.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算95
15.5.1 齿轮传动的失效形式及计算准则95
15.5.2 齿轮材料及热处理97
15.5.3 轮齿的受力分析和计算载荷99
15.5.4 直齿圆柱齿轮的强度计算100
15.6 斜齿圆柱齿轮传动105
15.6.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点105
15.6.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸106
15.6.3 斜齿圆柱齿轮的啮合传动和当量齿数107
15.6.4 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析108
15.7 直齿锥齿轮传动109
15.7.1 直齿锥齿轮齿廓曲面与当量齿数109
15.7.2 直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸110
15.7.3 直齿锥齿轮传动的受力分析111
15.8 蜗杆传动112
15.8.1 蜗杆传动的类型和特点112
15.8.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸113
15.8.3 蜗杆传动的受力分析115
15.9 齿轮的结构115
15.9.1 齿轮的结构115
15.9.2 蜗杆和蜗轮的结构117
☆综合案例分析118
习题15120
第16单元 轮系123
学习目标123
学习重点和难点123
案例导入123
16.1 轮系的类型123
16.2 定轴轮系的传动比125
16.2.1 定轴轮系传动比的计算125
16.2.2 首末轮转向关系的确定127
16.3 周转轮系的传动比129
16.4 混合轮系的传动比132
16.5 轮系的功用132
☆综合案例分析134
习题16135
第四模块 联接与轴系零部件
第17单元 联接138
学习目标138
学习重点和难点138
案例导入138
17.1 键联接138
17.1.1 键联接的类型和应用139
17.1.2 平键联接的尺寸选择和验算141
17.2 花键联接143
17.3 销联接144
17.4 螺纹联接的类型和应用145
17.4.1 联接用螺纹145
17.4.2 联接螺纹的类型和应用145
17.5 螺纹联接的预紧与防松148
17.5.1 螺纹联接的预紧148
17.5.2 螺纹联接的防松148
☆综合案例分析149
习题17149
第18单元 轴151
学习目标151
学习重点和难点151
案例导入151
18.1 概述151
18.1.1 轴的分类151
18.1.2 轴的材料选择153
18.2 轴的结构设计154
18.2.1 轴的结构组成154
18.2.2 轴上零件的定位155
18.2.3 轴上零件的固定155
18.2.4 轴的结构工艺性156
18.2.5 轴的疲劳强度157
18.2.6 轴的直径和长度158
18.3 轴的设计计算159
18.3.1 轴的强度计算159
18.3.2 轴的刚度计算160
☆综合案例分析161
习题18165
第19单元 轴承167
学习目标167
学习重点和难点167
案例导入167
19.1 滑动轴承168
19.1.1 滑动轴承的类型和结构168
19.1.2 轴瓦的结构170
19.1.3 轴瓦的材料171
19.1.4 滑动轴承的润滑172
19.2 滚动轴承的类型、代号和选用173
19.2.1 滚动轴承的类型和性能173
19.2.2 滚动轴承的代号及其组成175
19.3 滚动轴承的计算和尺寸选择178
19.3.1 失效形式和计算准则179
19.3.2 动载荷计算（寿命计算）180
19.3.3 静载荷计算183
19.4 滚动轴承的组合结构183
19.4.1 滚动轴承组合的轴向固定184
19.4.2 滚动轴承组合的调整185
19.4.3 滚动轴承的配合186
19.4.4 支承部位的刚度和同轴度186
19.4.5 滚动轴承的装拆187
19.4.6 滚动轴承的润滑187
19.5 轴承的密封与维护187
☆综合案例分析188
习题19189
第20单元 联轴器与离合器190
学习目标190
学习重点和难点190
案例导入190
20.1 联轴器191
20.1.1 联轴器的类型及特点191
20.1.2 联轴器的选择195
20.2 离合器196
☆综合案例分析198
习题20199
附录201
参考文献208
11.3 凸轮轮廓曲线的设计
根据机器的工作要求，在确定了凸轮机构的类型及从动件的运动规律、凸轮的基圆半径和凸轮转动方向后，便可开始凸轮轮廓曲线的设计了。凸轮轮廓曲线的设计方法有图解法和解析法。图解法简单直观，但不够精确，只适用于设计精度要求较低的凸轮和一些圆弧直线凸轮；解析法是借助计算机辅助设计求得凸轮轮廓，轮廓精确但计算量大，设计出的轮廓可采用数控机床加工。由于这两种设计方法的基本原理相同，而通过图解法有助于理解凸轮轮廓设计原理及一些基本概念。所以本单元只介绍图解法设计凸轮轮廓。
11.3.1 图解法设计凸轮的原理
图11-8所示为尖顶对心直动从动件盘形凸轮机构。当凸轮以角速度∞绕轴心D逆时针转动时，从动件沿导路（机架）作往复移动。
为便于绘制凸轮轮廓线，需要凸轮相对固定，可以假设给整个凸轮机构加上一个公共角速度一绕凸轮轴心转动。根据相对运动原理，机构各构件间的相对运动关系不变，但是凸轮已“固定不动”，而从动件一方面随机架和导路以角速度一绕D点转动，另一方面又在导路中按原来的运动规律往复移动。由于从动件尖顶始终与凸轮轮廓相接触，因此，从动件在这种复合运动中，从动件尖顶的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线，该轮廓曲线便是凸轮的理论轮廓。这种按相对运动原理绘制凸轮轮廓曲线的方法称为“反转法”（图11-8）。
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