本书将机械原理、机械设计、工程力学、公差与配合、金属工艺学等内容有机地结合在一起，以满足目前教学改革的需要。本书按照以工作过程为导向的情境教学方式进行编写，主要内容包括机构分析与设计（载体：牛头刨床）、机械传动装置设计（载体：带式输送机）、机械零件的几何精度（载体：减速器输出轴）和机械零件的制造（载体：减速器）4个项目，每个项目又根据实际教学需要分为若干个任务。 本书可作为高等职业院校的机械设计制造类、机电设备类和自动化类等专业的教学用书，也可供从事本专业的工程技术人员学习参考。

何秋梅，女，广东水利电力职业技术学院教授，荣获全国“水利职教名师”和“南粤优秀教师”称号。主持的“机械基础”项目化课程获评省级精品课程；主持的“三维数字化设计”课程先后获评省级及国家级在线精品课程。主编6部新形态教材，其中2部入选“十三五”国家规划教材，3部入选“十四五”国家规划教材。

前言
绪论1
0.1机械的概念1
0.2机械设计与制造的基本要求、基本原则及一般程序4
0.3课程性质与学习目标6
0.4课堂教学中思政元素的融入8
自我评估8
项目1机构分析与设计（载体：牛头刨床）10
项目任务描述10
任务1.1平面机构的结构分析12
相关知识链接12
1.1.1平面运动副12
1.1.2机构运动简图13
1.1.2.1构件、运动副的代表符号13
1.1.2.2运动简图的绘制步骤15
1.1.3平面机构的自由度16
1.1.3.1构件的自由度及其约束16
1.1.3.2机构具有确定运动的条件17
1.1.3.3计算自由度时应注意的一些问题18
任务实施20
自我评估22
任务1.2连杆机构设计24
相关知识链接24
1.2.1铰链四杆机构24
1.2.1.1曲柄摇杆机构25
1.2.1.2双曲柄机构25
1.2.1.3双摇杆机构26
1.2.1.4铰链四杆机构曲柄存在的条件27
1.2.2滑块四杆机构28
1.2.2.1曲柄滑块机构28
1.2.2.2导杆机构30
1.2.2.3摇块机构和定块机构30
1.2.3平面四杆机构的基本特性32
1.2.3.1机构运动的急回特性32
1.2.3.2压力角和传动角33
1.2.3.3机构的死点34
1.2.4平面四杆机构的设计35
任务实施38
自我评估42
任务1.3凸轮机构设计及其他常用机构44
相关知识链接45
1.3.1凸轮机构的应用与分类45
1.3.1.1凸轮机构的特点与应用45
1.3.1.2凸轮机构的分类46
1.3.2凸轮机构的运动规律47
1.3.2.1凸轮机构的运动分析47
1.3.2.2从动件的基本运动规律48
1.3.2.3从动件运动规律的选择50
1.3.3凸轮轮廓设计51
1.3.3.1凸轮廓线设计的基本原理51
1.3.3.2对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构设计51
1.3.3.3对心直动滚子推杆盘形凸轮机构设计52
1.3.3.4对心直动平底推杆盘形凸轮机构设计53
1.3.3.5摆动推杆盘形凸轮机构设计53
1.3.4凸轮机构基本尺寸的确定54
1.3.4.1凸轮机构的压力角及许用值55
1.3.4.2凸轮基圆半径与滚子半径的确定55
1.3.5机构的创新设计——拓展知识58
任务实施61
自我评估64
项目2机械传动装置设计（载体：带式输送机）66
项目任务描述66
任务2.1机械动力与传动系统设计67
相关知识链接67
2.1.1分析与拟定传动方案67
2.1.2选择电动机69
2.1.3传动装置总传动比及各级传动比的分配72
2.1.4传动装置的运动和动力参数的计算72
任务实施74
自我评估77
任务2.2带传动设计77
相关知识链接77
2.2.1带传动概述78
2.2.2带传动的工作情况分析80
2.2.3V带传动选用计算84
2.2.4V带轮材料和结构88
2.2.5带传动的张紧90
任务实施91
自我评估93
任务2.3齿轮传动系统设计94
相关知识链接94
2.3.1齿轮传动与渐开线94
2.3.2渐开线齿轮各部分的名称及尺寸98
2.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的啮合101
2.3.4渐开线齿轮齿廓的切削加工102
2.3.5斜齿圆柱齿轮传动105
2.3.6锥齿轮传动108
2.3.7齿轮传动设计109
任务实施121
自我评估125
任务2.4轴的结构设计126
相关知识链接126
2.4.1轴的概述126
2.4.2轴的结构设计128
2.4.3轴的强度计算131
任务实施133
自我评估138
任务2.5轴毂联接与联轴器139
相关知识链接140
2.5.1轴毂联接140
2.5.1.1键联接140
2.5.1.2花键联接143
2.5.2联轴器144
任务实施148
自我评估149
任务2.6轴承的选用与校核150
相关知识链接150
2.6.1滚动轴承151
2.6.1.1滚动轴承的结构、类型和代号151
2.6.1.2滚动轴承的设计计算154
2.6.1.3滚动轴承部件结构设计158
2.6.1.4滚动轴承的润滑和密封160
2.6.2滑动轴承简介162
任务实施163
自我评估165
任务2.7带式输送机的三维总装设计与仿真166
相关知识链接166
任务实施166
自我评估171
项目3机械零件的几何精度（载体：减速器输出轴）172
项目任务描述172
任务3.1识读尺寸公差及配合标注173
相关知识链接173
3.1.1互换性173
3.1.2公差配合的基本术语及定义175
3.1.3公差与配合的标注183
3.1.4公差与配合的选用184
任务实施187
自我评估188
任务3.2识读几何公差188
相关知识链接189
3.2.1几何公差概述189
3.2.2几何公差的标注189
3.2.3几何公差的选用198
任务实施200
自我评估201
项目4机械零件的制造（载体：减速器）203
项目任务描述203
任务4.1典型零件的选材与热处理205
相关知识链接205
4.1.1金属材料的力学性能206
4.1.1.1强度与塑性206
4.1.1.2硬度208
4.1.1.3冲击韧性210
4.1.1.4疲劳强度210
4.1.2铁碳合金211
4.1.2.1铁碳合金的基本组织与相图211
4.1.2.2铁碳合金成分、组织与性能的关系212
4.1.2.3铁碳合金相图的应用213
4.1.3钢的热处理214
4.1.3.1普通热处理214
4.1.3.2表面热处理217
4.1.3.3化学热处理217
4.1.3.4热处理工序位置的安排220
4.1.4常用金属材料221
4.1.4.1非合金钢221
4.1.4.2合金钢224
4.1.5零件的选材与加工工艺分析234
4.1.5.1选材的一般原则234
4.1.5.2选材的基本过程与方法236
4.1.5.3典型零件的选材及热处理工艺分析238
任务实施244
自我评估245
任务4.2典型零件的毛坯生产249
相关知识链接250
4.2.1铸造250
4.2.1.1铸造的特点与应用250
4.2.1.2砂型铸造250
4.2.1.3特种铸造255
4.2.2锻压258
4.2.2.1锻压的特点与应用258
4.2.2.2锻压的基本生产方式259
4.2.2.3自由锻260
4.2.2.4模锻260
4.2.3焊接264
4.2.3.1焊接的特点与应用265
4.2.3.2焊条电弧焊265
4.2.3.3埋弧焊268
4.2.3.4常用金属材料的焊接268
4.2.4机械零件毛坯的选择269
任务实施271
自我评估272
任务4.3典型零件的切削加工274
相关知识链接275
4.3.1金属切削加工基础知识275
4.3.1.1金属切削机床的分类及型号编制方法275
4.3.1.2切削运动与切削用量277
4.3.1.3金属切削刀具278
4.3.1.4工件的安装与定位280
4.3.2常用的切削加工方法及设备282
4.3.2.1车削加工282
4.3.2.2铣削加工287
4.3.2.3刨削加工290
4.3.2.4钻削加工292
4.3.2.5磨削加工296
4.3.3典型表面加工方法299
4.3.3.1外圆表面加工299
4.3.3.2孔加工300
4.3.3.3平面加工300
4.3.3.4螺纹加工301
4.3.3.5圆柱齿轮齿形加工302
4.3.3.6成形面加工302
4.3.4典型零件切削加工工艺分析303
4.3.4.1轴类零件303
4.3.4.2套类零件304
4.3.4.3轮盘类零件304
4.3.4.4箱体类零件306
任务实施307
自我评估308
附录310
参考文献315