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第一篇 总论 1

第1章 绪论 2

1.1 机械设计课程的研究对象 3

1.2 本课程的性质、内容与任务 4

1.3 机械设计课程的地位和作用 5

习题 6

第2章 机械设计概述 7

2.1 机器的组成 8

2.2 机器设计的基本要求 9

2.3 机器设计的一般程序 10

2.4 机械零件常用材料及其选用原则 11

2.4.1 机械零件的常用材料 11

2.4.2 选用材料的原则 12

2.5 机械零件的主要失效形式和计算准则 13

2.5.1 机械零件的主要失效形式 13

2.5.2 机械零件的计算准则 14

2.6 机械零件的设计方法 16

2.6.1 常规设计方法 16

2.6.2 现代设计方法 17

2.7 机械零件设计的一般步骤 18

习题 19

第3章 机械零件的强度 21

3.1 载荷和应力的分类 22

3.1.1 载荷的分类 22

3.1.2 应力的分类 23

3.1.3 静应力下的强度 24

3.2 机械零件的疲劳强度 26

3.2.1 疲劳的概念 26

3.2.2 材料的疲劳曲线和疲劳极限 27

3.2.3 疲劳强度的计算 30

3.2.4 影响机械零件疲劳强度的因素 36

3.3 机械零件的接触强度 37

3.4 机械零件的抗断裂强度 39

习题 41

第4章 摩擦、磨损及润滑概述 43

4.1 概述 44

4.2 摩擦 45

4.3 磨损 46

4.3.1 磨损过程 46

4.3.2 磨损的类型 47

4.3.3 减小磨损的主要方法 49

4.4 润滑 50

4.4.1 润滑剂的分类 50

4.4.2 润滑剂的性能指标 51

4.4.3 添加剂 52

4.4.4 润滑方法与润滑装置 54

4.5 流体润滑简介 56

4.5.1 流体动压润滑 56

4.5.2 流体静压润滑 57

4.5.3 弹性流体动压润滑 58

习题 59

第二篇 机械连接 61

第5章 螺纹连接 62

5.1 螺纹 63

5.1.1 螺纹的类型和应用 63

5.1.2 螺纹的主要参数 65

5.2 螺纹连接的主要类型和螺纹连接件 66

5.2.1 螺纹连接的主要类型 66

5.2.2 螺纹连接件 68

5.3 螺纹连接的预紧 69

5.4 螺纹连接的防松 71

5.5 单个螺栓连接的强度计算 73

5.5.1 螺栓连接的失效形式和设计准则 73

5.5.2 受拉螺栓连接的强度计算 74

5.5.3 受剪螺栓连接 80

5.6 螺纹连接件的材料及许用应力 80

5.6.1 螺纹连接件的材料 80

5.6.2 螺纹连接件的许用应力 81

5.7 螺栓组连接设计 82

5.7.1 螺栓组连接的结构设计 82

5.7.2 螺栓组连接的受力分析 83

5.8 提高螺栓连接强度的措施 87

5.8.1 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 87

5.8.2 改善螺纹牙间载荷分布不均的现象 89

5.8.3 减小应力集中和避免附件弯曲应力 90

5.8.4 采用合理的制造工艺方法 91

5.9 螺旋传动 93

5.9.1 滑动螺旋传动的失效形式与材料 93

5.9.2 螺旋传动的设计与校核 94

5.9.3 滚动螺旋简介 96

习题 97

第6章 键、花键、销连接 100

6.1 键连接 101

6.1.1 平键连接 101

6.1.2 半圆键连接 102

6.1.3 楔键连接 102

6.1.4 切向键连接 103

6.1.5 键连接的类型选择和强度计算 103

6.2 花键连接 106

6.2.1 花键连接的类型和特点 107

6.2.2 花键连接的设计 108

6.3 销连接 109

习题 111

第7章 铆接、焊接、胶接和过盈连接 113

7.1 铆接 114

7.2 焊接 117

7.2.1 电弧焊缝的基本形式及特性 117

7.2.2 焊缝的受力及破坏形式 118

7.2.3 焊缝的强度计算 118

7.3 胶接 122

7.4 过盈连接 125

习题 131

第三篇 机械传动 133

第8章 带传动 134

8.1 带传动的类型、特点和应用 135

8.2 带传动的工作情况分析 138

8.2.1 带传动的受力分析 138

8.2.2 带传动的应力分析 140

8.2.3 带的弹性滑动与打滑 141

8.3 V带传动的设计计算 142

8.3.1 V带传动的失效形式和设计准则 142

8.3.2 V带传动的设计步骤 143

8.4 其他带传动简介 150

习题 153

第9章 链传动 154

9.1 链传动的类型、特点及应用 155

9.2 传动链的结构 156

9.2.1 滚子链及链轮的结构 156

9.2.2 齿形链结构 159

9.3 链传动工作情况分析 159

9.3.1 链传动的运动分析 159

9.3.2 链传动的动载荷 161

9.3.3 链传动的受力分析 161

9.4 滚子链传动设计计算 162

9.4.1 套筒滚子链传动的设计约束分析 162

9.4.2 套筒滚子链传动主要参数的选择和设计步骤 164

9.5 链传动的布置、张紧和润滑 167

9.5.1 链传动的布置 167

9.5.2 链传动的张紧 168

9.5.3 链传动的润滑 169

习题 170

第10章 齿轮传动 172

10.1 概述 173

10.2 齿轮传动的失效形式和计算准则 174

10.3 齿轮的材料及热处理 177

10.4 齿轮传动的计算载荷 180

10.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 184

10.6 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 189

10.7 齿轮传动的设计参数、许用应力和精度选择 192

10.7.1 设计参数的选择 192

10.7.2 齿轮传动的许用应力 193

10.7.3 齿轮精度的选择 198

10.8 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 204

10.9 齿轮传动的润滑 207

10.1 0圆弧齿圆柱齿轮传动简介 208

习题 209

第11章 蜗杆传动 212

11.1 蜗杆传动的类型 213

11.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 216

11.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 216

11.2.2 蜗杆传动变位的特点 219

11.2.3 普通蜗杆传动的几何尺寸计算 220

11.3 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 222

11.4 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 227

11.4.1 蜗杆传动的效率 227

11.4.2 蜗杆传动的润滑 229

11.4.3 蜗杆传动的热平衡计算 229

习题 233

第四篇 轴系零部件 235

第12章 滑动轴承 236

12.1 概述 237

12.2 滑动轴承的主要类型与结构形式 238

12.2.1 径向滑动轴承的结构 238

12.2.2 止推滑动轴承的结构 241

12.3 滑动轴承的失效形式和轴承材料 241

12.3.1 滑动轴承的失效形式 241

12.3.2 轴承材料 242

12.4 轴瓦结构 246

12.5 滑动轴承润滑剂与润滑方法 250

12.6 非液体润滑滑动轴承的设计计算 251

12.7 流体动压润滑基本理论 253

12.7.1 牛顿黏性定律 253

12.7.2 黏度 253

12.7.3 流体动压润滑的基本微分方程 255

12.7.4 雷诺方程 256

12.7.5 动压润滑油膜的承载机理 257

12.8 液体动压润滑径向滑动轴承设计计算 258

12.8.1 径向滑动轴承动压润滑油膜的形成过程 258

12.8.2 径向滑动轴承的主要几何关系 258

12.8.3 径向滑动轴承承载能力计算 259

12.9 其他形式滑动轴承简介 267

习题 271

第13章 滚动轴承 272

13.1 概述 273

13.2 滚动轴承的主要类型、特点、应用及代号 274

13.2.1 滚动轴承的主要类型、特点、应用 274

13.2.2 滚动轴承类型的选择 277

13.2.3 滚动轴承的代号 279

13.3 滚动轴承的工作情况分析、失效形式及计算准则 281

13.3.1 滚动轴承的工作情况分析 281

13.3.2 滚动轴承的失效形式及计算准则 282

13.4 滚动轴承的寿命计算 283

13.5 滚动轴承的静载荷计算 290

13.6 滚动轴承的极限转速 292

13.7 滚动轴承的组合设计 293

习题 306

第14章 联轴器和离合器 308

14.1 概述 309

14.2 联轴器 310

14.2.1 联轴器的分类 310

14.2.2 刚性联轴器 311

14.2.3 无弹性元件挠性联轴器 312

14.2.4 有弹性元件挠性联轴器 314

14.2.5 安全联轴器 316

14.2.6 联轴器的选用计算 316

14.3 离合器 318

14.3.1 离合器的类型 318

14.3.2 常用离合器简介 319

14.3.3 离合器的选择 324

习题 326

第15章 轴 327

15.1 概述 328

15.1.1 轴的分类 328

15.1.2 轴设计的主要内容 330

15.1.3 轴的材料 331

15.2 轴的结构设计 332

15.2.1 拟定轴上零件的装配方案 332

15.2.2 轴上零件的定位 334

15.2.3 各轴段直径和长度的确定 335

15.2.4 提高轴强度的措施 336

15.2.5 轴的结构工艺性 338

15.3 轴的强度计算 338

15.3.1 按扭转强度条件计算 339

15.3.2 按弯扭合成强度条件计算 339

15.3.3 按疲劳强度条件进行精确校核 342

15.3.4 按静强度条件进行校核 343

15.4 轴的刚度计算 343

15.4.1 轴的弯曲刚度校核计算 344

15.4.2 轴的扭转刚度校核计算 344

习题 352

第15章 附录 354

第五篇 其他 361

第16章 弹簧 362

16.1 概述 363

16.2 弹簧材料及制造 364

16.3 圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的设计计算 366

16.3.1 圆柱螺旋弹簧的参数和几何计算 366

16.3.2 圆柱螺旋弹簧的结构 368

16.3.3 圆柱螺旋弹簧的特性曲线 369

16.3.4 圆柱螺旋弹簧的强度和刚度 370

16.3.5 圆柱螺旋压缩弹簧的稳定性 372

16.3.6 圆柱螺旋弹簧的设计计算 373

16.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算 375

16.4.1 圆柱螺旋扭转弹簧的结构及特性曲线 375

16.4.2 圆柱螺旋扭转弹簧受载时的应力及变形 376

16.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧的设计 376

习题 377

第17章 机械零件结构设计 378

17.1 V带轮的结构设计 379

17.2 链轮的结构设计 381

17.3 齿轮的结构设计 384

17.4 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 386

17.4.1 蜗杆的结构 386

17.4.2 蜗轮的结构 386

17.5 机架的结构设计 387

习题 392

参考文献 393