机械原理与设计 下PDF电子书下载

第1章 绪 论 1

1.1 引 言 1

1.2 机器的组成 1

1.3 本课程的内容、性质与任务 2

1.3.1 内容 2

1.3.2 性质 2

1.3.3 任务 2

第2章 机械设计概论 3

2.1 机器设计的基本要求 3

2.1.1 功能要求 3

2.1.2 经济性要求 3

2.1.3 安全和环境保护要求 3

2.1.4 工艺性要求 4

2.1.5 寿命与可靠性要求 4

2.1.6 其他特殊要求 4

2.2 设计机器的一般过程 4

2.2.1 计划阶段 4

2.2.2 方案设计阶段 4

2.2.3 技术设计阶段 4

2.2.4 技术文件的编制 5

2.3 机械零件的主要失效形式 5

2.3.1 断裂 5

2.3.2 过大的残余变形 5

2.3.3 表面破坏 5

2.3.4 破坏正常工作条件引起的失效 5

2.4 机械零件的设计准则 6

2.4.1 强度要求 6

2.4.2 刚度要求 6

2.4.3 寿命要求 6

2.4.4 工艺性要求 6

2.4.5 经济性要求 6

2.5 机械零件的常用材料及其选择 6

2.5.1 机械零件常用材料 6

2.5.2 机械零件材料选择 7

2.6 机械零件的“三化” 8

2.6.1 标准化 8

2.6.2 系列化 8

2.6.3 通用化 8

练习题 9

第3章 机械零件的强度 10

3.1 概述 10

3.1.1 载荷 10

3.1.2 应力 11

3.1.3 强度 13

3.2 材料的疲劳特性曲线 13

3.2.1 б-N疲劳曲线 13

3.2.2 极限应力线图 15

3.3 零件的疲劳特性 17

3.3.1 影响机械零件疲劳强度的因素 17

3.3.2 零件极限应力线图 18

3.4 机械零件的接触强度 19

练习题 21

第4章 带传动 22

4.1 概述 22

4.1.1 带传动的组成及主要类型 22

4.1.2 V带结构及标准 23

4.1.3 带传动的特点 25

4.2 带传动的工作原理 26

4.2.1 带传动中的力分析 26

4.2.2 带传动中的应力分析 28

4.2.3 带的弹性滑动 29

4.3 V带传动的设计计算 30

4.3.1 设计准则 30

4.3.2 原始数据及设计内容 30

4.3.3 设计步骤和方法 31

4.4 V带轮设计 39

4.4.1 V带轮设计的要求及V带轮的材料 39

4.4.2 V带轮的结构尺寸 39

4.5 带的维护与张紧 42

4.5.1 带的维护 42

4.5.2 带的张紧 43

4.6 其他新型带传动简介 44

4.6.1 高速带传动 44

4.6.2 同步带传动 45

练习题 45

第5章 链传动 46

5.1 概述 46

5.2 链传动的主要零部件及材料 47

5.2.1 滚子链 47

5.2.2 滚子链链轮 48

5.3 链传动的运动特性 50

5.4 链传动的受力分析 52

5.5 链传动的主要参数及计算 53

5.5.1 链传动的失效形式 53

5.5.2 链条极限功率曲线 53

5.5.3 链条额定功率曲线 53

5.5.4 链传动的设计计算 54

5.6 链传动的合理布置及张紧方式 59

5.6.1 链传动的合理布置 59

5.6.2 链传动的张紧方式 60

5.7 链传动的润滑 61

5.8 滚子链的其他应用 63

练习题 64

第6章 齿轮与蜗杆传动 65

6.1 概 述 65

6.2 齿轮传动的失效形式及设计准则 66

6.2.1 齿轮传动的失效形式 66

6.2.2 齿轮传动的设计准则 68

6.3 齿轮的材料及热处理 68

6.3.1 钢 69

6.3.2 灰铸铁及球墨铸铁 69

6.3.3 非金属材料 69

6.4 齿轮传动的计算载荷 70

6.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 74

6.5.1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析 74

6.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算 76

6.5.3 齿面接触疲劳强度计算 79

6.5.4 齿轮传动强度计算说明 82

6.5.5 齿轮传动的精度等级、主要参数及许用应力 82

6.6 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 93

6.6.1 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 93

6.6.2 齿根弯曲疲劳强度计算 95

6.6.3 齿面接触疲劳强度计算 96

6.6.4 参数选择 96

6.7 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 101

6.7.1 直齿圆锥齿轮传动的受力分析 101

6.7.2 齿根弯曲疲劳强度计算 103

6.7.3 齿面接触疲劳强度计算 104

6.8 齿轮传动的效率和润滑设计 108

6.8.1 齿轮传动的效率 108

6.8.2 齿轮传动的润滑设计 108

6.9 蜗杆传动设计 109

6.9.1 普通圆柱蜗杆传动的类型与特点 109

6.9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 111

6.9.3 普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择 118

6.9.4 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 118

6.9.5 蜗杆传动的热平衡计算 130

6.9.6 蜗杆传动的润滑 132

6.10 齿轮、蜗杆与蜗轮的结构设计 134

6.10.1 圆柱齿轮的结构 134

6.10.2 圆锥齿轮的结构 135

6.10.3 圆柱蜗杆、蜗轮的结构 135

6.11 磁力齿轮传动 138

6.11.1 磁力齿轮的特点和应用 138

6.11.2 磁力齿轮的类型 138

6.11.3 高性能磁力齿轮的传动比 139

练习题 139

第7章 滑动轴承 143

7.1 概述 143

7.2 滑动轴承的类型 143

7.2.1 整体式径向滑动轴承 143

7.2.2 对开式径向滑动轴承 144

7.2.3 止推滑动轴承 144

7.3 滑动轴承的失效形式及常用材料 145

7.3.1 滑动轴承的失效形式 145

7.3.2 滑动轴承的常用材料 146

7.4 非液体摩擦滑动轴承的计算 147

7.5 液体摩擦滑动轴承简介 148

7.5.1 液体动压轴承 148

7.5.2 液体静压轴承 149

练习题 149

第8章 滚动轴承 150

8.1 概述 150

8.2 滚动轴承的主要类型及其代号 151

8.2.1 滚动轴承的主要类型、性能及特点 151

8.2.2 滚动轴承的代号 156

8.3 滚动轴承的类型选择 159

8.3.1 载荷的大小、方向和性质 159

8.3.2 轴承的转速 159

8.3.3 轴承刚度及调心性能要求 159

8.3.4 轴承的安装和拆卸 160

8.3.5 轴承的经济性能要求 160

8.3.6 滚动轴承的公差 160

8.4 滚动轴承内径、外径的公差带及其特点 161

8.4.1 滚动轴承配合的基准制 161

8.4.2 滚动轴承内、外公差带特点 161

8.5 滚动轴承的工作情况分析 161

8.5.1 滚动轴承工作时轴承元件的载荷分析 161

8.5.2 滚动轴承工作时轴承元件的应力分析 162

8.6 滚动轴承的尺寸选择 163

8.6.1 滚动轴承的失效形式 163

8.6.2 滚动轴承的强度计算准则 164

8.6.3 滚动轴承的寿命 164

8.6.4 滚动轴承的基本额定动载荷 165

8.6.5 滚动轴承的寿命计算 165

8.6.6 滚动轴承的当量动载荷 166

8.6.7 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的载荷计算 168

8.6.8 滚动轴承的静强度计算 171

8.7 滚动轴承的组合设计 172

8.7.1 轴承的配置 172

8.7.2 滚动轴承的轴向紧固 175

8.7.3 轴承游隙及轴上零件位置的调整 176

8.7.4 滚动轴承的预紧 176

8.7.5 滚动轴承的配合 177

8.7.6 滚动轴承的润滑 178

8.8 滚动轴承的密封装置 179

练习题 181

第9章 轴及轴系 182

9.1 概述 182

9.1.1 轴的分类、功用及组成 182

9.1.2 轴的设计要求 183

9.1.3 轴的一般设计步骤 184

9.1.4 轴的常用材料 184

9.2 轴的结构设计 187

9.2.1 轴结构设计的原则 187

9.2.2 轴上零件的定位方式 188

9.2.3 各轴段直径和长度的确定 191

9.2.4 提高轴强度的常用措施 191

9.2.5 轴的结构工艺性 193

9.3 轴的强度设计计算 194

9.3.1 按扭转强度条件设计 194

9.3.2 按弯扭合成强度条件设计 195

9.3.3 按疲劳强度条件进行精确校核 197

9.3.4 按静强度条件进行校核 198

9.4 轴的刚度校核计算 198

9.4.1 轴的弯曲刚度校核计算 198

9.4.2 轴的扭转刚度校核计算 199

练习题 207

第10章 联轴器、离合器和制动器 208

10.1 联轴器 208

10.1.1 刚性联轴器 208

10.1.2 弹性联轴器 211

10.2 离合器 212

10.2.1 牙嵌离合器 212

10.2.2 圆盘摩擦离合器 213

10.3 制动器 214

10.3.1 块式制动器 214

10.3.2 带式制动器 215

练习题 216

第11章 螺纹连接 217

11.1 螺纹的主要参数 217

11.2 机械制造常用螺纹 219

11.3 螺旋副的受力分析、效率和自锁 221

11.4 螺纹连接的基本类型和螺纹连接件 223

11.4.1 螺纹连接的基本类型 223

11.4.2 螺纹连接件 225

11.5 螺纹连接的预紧和防松 227

11.5.1 预紧力与拧紧力矩 227

11.5.2 防松 228

11.6 螺栓连接强度的计算 230

11.6.1 松螺栓连接 230

11.6.2 紧螺栓连接 231

11.6.3 螺栓连接的许用应力 233

11.7 设计螺纹连接的注意事项 235

11.7.1 适当提高螺栓强度 235

11.7.2 支承面应平整 235

11.7.3 扳手空间 235

11.8 螺旋传动 236

练习题 238

第12章 轴毂连接 240

12.1 键连接的类型与应用 240

12.1.1 平键连接 240

12.1.2 半圆键连接 241

12.1.3 楔键连接 242

12.1.4 切向键连接 242

12.2 平键的选择与强度计算 243

12.2.1 平键的选择 243

12.2.2 平键连接强度的计算 243

12.3 花键连接 245

12.3.1 花键连接的类型、特点和应用 245

12.3.2 花键连接强度的计算 246

12.4 销连接 247

12.5 其他连接 249

12.5.1 型面连接 249

12.5.2 胀紧连接 249

12.5.3 过盈连接 250

练习题 250

参考文献 251