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第1篇 机械设计总论 1

第0章 绪论 2

本章小结 5

第1章 机械设计概述 6

1.1机械设计与机械零件设计的基本要求 7

1.1.1机械设计的基本要求 7

1.1.2机械零件设计的基本要求 8

1.2机械设计的一般程序 9

1.2.1制订设计工作计划 9

1.2.2方案设计 10

1.2.3技术设计 10

1.2.4施工设计 10

1.2.5试制、试验、鉴定 10

1.2.6定型产品设计 11

1.3机械零件的主要失效形式与设计准则 11

1.3.1机械零件的主要失效形式 11

1.3.2机械零件的设计准则 12

1.4机械零件的设计方法与基本原则 13

1.4.1机械零件的设计方案 13

1.4.2机械零件的设计步骤 15

1.4.3机械零件设计的基本原则 15

本章小结 17

习题 17

第2章 机械零件设计中的强度与耐磨性 18

2.1机械零件的载荷与应力 19

2.1.1载荷与应力的分类 19

2.1.2稳定循环变应力的基本参数 20

2.2静应力时机械零件的强度计算 20

2.2.1塑性材料零件的强度计算 20

2.2.2脆性材料与低塑性材料 21

2.3机械零件的疲劳强度 22

2.3.1疲劳断裂特征 22

2.3.2疲劳曲线和疲劳极限应力图 22

2.3.3影响机械零件疲劳强度的主要因素和零件极限应力图 24

2.3.4单向稳定变应力时的疲劳强度计算 25

2.3.5提高机械零件疲劳强度的措施 27

2.4机械零件的接触强度 28

2.5摩擦、磨损与润滑概述 29

2.5.1摩擦 29

2.5.2磨损 30

2.5.3润滑 32

本章小结 35

习题 35

第2篇 连接件设计 37

第3章 螺纹连接与螺旋传动 38

3.1概述 39

3.2螺纹连接 40

3.2.1螺纹 40

3.2.2螺纹连接的类型及螺纹连接件 42

3.2.3螺纹连接的预紧和防松 46

3.2.4螺栓组连接的结构设计和受力分析 49

3.2.5单个螺栓连接的强度计算 53

3.2.6螺纹连接件的材料选择 59

3.2.7提高螺栓连接强度的措施 60

3.3螺旋传动 65

3.3.1螺旋传动的类型、特点及应用 65

3.3.2螺旋传动的设计计算 66

3.3.3其他螺旋传动简介 70

3.3.4螺旋传动的工程应用 71

本章小结 72

习题 72

第4章 键连接及其他连接 75

4.1键连接 76

4.1.1键连接的功用、主要类型和应用特点 76

4.1.2键的选择和键连接的强度计算 78

4.2花键连接 80

4.2.1花键连接特点、类型和应用 81

4.2.2花键连接的设计计算 81

4.3销连接 83

4.4无键连接 84

4.4.1型面连接 84

4.4.2过盈连接 84

4.4.3胀紧连接 84

本章小结 86

习题 86

第3篇 机械传动设计 87

第5章 带传动 88

5.1概述 89

5.1.1带传动的类型 89

5.1.2摩擦型带传动的特点及应用 91

5.2 V带及带轮结构 92

5.2.1 V带类型和标准 92

5.2.2 V带轮结构 94

5.2.3带传动的几何计算 96

5.3带传动工作情况分析 97

5.3.1带传动的受力分析 97

5.3.2带传动的最大有效拉力及其影响因素 98

5.3.3带传动的应力分析 99

5.3.4带的弹性滑动和打滑 100

5.4 V带传动的设计 101

5.4.1设计准则和单根V带的基本额定功率 101

5.4.2带传动的设计与参数选择 105

5.4.3带传动的张紧、安装及维护 110

本章小结 111

习题 111

第6章 链传动 113

6.1概述 114

6.1.1链传动的组成和工作原理 114

6.1.2链的类型 115

6.1.3链传动的特点及应用 115

6.2链条与链轮 115

6.2.1链条 115

6.2.2链轮 118

6.3链传动的运动分析及受力分析 119

6.3.1链传动的运动分析 119

6.3.2链传动的受力分析 121

6.4滚子链传动的失效形式及功率曲线 122

6.4.1滚子链传动的失效形式 122

6.4.2滚子链传动的极限功率曲线 123

6.4.3滚子链传动的额定功率曲线 124

6.5链传动的设计计算 126

6.5.1一般链传动的设计计算 126

6.5.2低速链传动的静强度计算 127

6.6链传动的布置、张紧与润滑 128

6.6.1链传动的布置 128

6.6.2链传动的张紧 128

6.6.3链传动的润滑 129

本章小结 132

习题 132

第7章 齿轮传动 134

7.1概述 135

7.1.1齿轮传动的特点 135

7.1.2齿轮传动类型 135

7.2齿轮传动的失效形式及设计准则 136

7.2.1齿轮的失效形式 136

7.2.2设计准则 139

7.3齿轮的材料及其选择原则 140

7.3.1常用的齿轮材料 140

7.3.2齿轮材料的选择原则 142

7.4齿轮传动的计算载荷 144

7.5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 150

7.5.1轮齿的受力分析 150

7.5.2齿根弯曲疲劳强度计算 150

7.5.3齿面接触疲劳强度计算 152

7.5.4齿轮传动的强度计算说明 155

7.6齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 156

7.6.1齿轮传动设计参数的选择 156

7.6.2齿轮的许用应力 157

7.6.3齿轮精度的选择 160

7.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 164

7.7.1轮齿的受力分析 164

7.7.2计算载荷 165

7.7.3齿根弯曲疲劳强度计算 165

7.7.4齿面接触疲劳强度计算 167

7.7.5斜齿轮传动的参数选择 169

7.8标准直齿锥齿轮传动的强度计算 173

7.8.1设计参数 173

7.8.2轮齿的受力分析 174

7.8.3齿根弯曲疲劳强度计算 175

7.8.4齿面接触疲劳强度计算 176

7.9变位齿轮传动强度计算概述 176

7.10齿轮的结构设计 177

7.11齿轮传动的润滑 181

7.11.1齿轮传动的润滑方式 181

7.11.2润滑剂的选择 182

本章小结 183

习题 183

第8章 蜗杆传动设计 186

8.1概述 187

8.1.1蜗杆传动的类型 187

8.1.2蜗杆传动的特点 189

8.1.3普通圆柱蜗杆传动的精度 190

8.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 190

8.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 190

8.2.2普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 193

8.2.3蜗杆传动的变位 194

8.3圆柱蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择 195

8.3.1蜗杆传动的失效形式 195

8.3.2蜗杆传动的设计准则 195

8.3.3蜗杆传动的常用材料 196

8.4普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 196

8.4.1蜗杆传动的受力分析 196

8.4.2蜗杆传动强度计算 198

8.4.3蜗杆传动刚度计算 201

8.5蜗杆传动的效率、相对滑动速度、润滑及热平衡计算 201

8.5.1蜗杆传动的效率 201

8.5.2蜗杆传动的相对滑动速度 202

8.5.3蜗杆传动的润滑 203

8.5.4蜗杆传动的热平衡计算 204

8.6圆柱蜗杆和蜗轮的结构 205

8.6.1蜗杆的结构 205

8.6.2蜗轮的结构 205

本章小结 207

习题 208

第4篇 轴系零部件及弹簧设计 211

第9章 轴的设计 212

9.1概述 214

9.1.1轴的功用和分类 214

9.1.2轴设计时应满足的要求 215

9.1.3轴的材料 215

9.2轴的结构设计 216

9.2.1拟订轴上零件的装配方案 216

9.2.2轴上零件轴向和周向定位 217

9.2.3各轴段直径和长度的确定 219

9.2.4提高轴的强度的常用措施 219

9.2.5结构工艺性要求 221

9.3轴的工作能力计算 222

9.3.1轴的强度计算 222

9.3.2轴的刚度计算 226

9.3.3轴的振动稳定性计算 227

本章小结 235

习题 235

第10章 滑动轴承 237

10.1概述 238

10.2滑动轴承的结构、材料及润滑 239

10.2.1滑动轴承的类型和结构 239

10.2.2滑动轴承的失效形式、常用材料及轴瓦结构 241

10.2.3滑动轴承润滑剂的选用 249

10.3非液体摩擦滑动轴承的设计计算 251

10.3.1径向滑动轴承的设计计算 251

10.3.2止推滑动轴承的设计计算 252

10.4液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 254

10.4.1流体动力润滑的基本方程 254

10.4.2径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 256

10.4.3径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 257

10.4.4最小油膜厚度 259

10.4.5轴承的热平衡计算 260

10.4.6参数选择 261

本章小结 264

习题 264

第11章 滚动轴承 266

11.1概述 267

11.1.1滚动轴承的基本构造 267

11.1.2滚动轴承的材料 268

11.2滚动轴承的类型、代号和选择 269

11.2.1滚动轴承的类型 269

11.2.2滚动轴承的性能和特点 269

11.2.3滚动轴承的代号 273

11.2.4滚动轴承的类型选择 276

11.3滚动轴承的工作情况 278

11.3.1滚动轴承的受力分析 278

11.3.2滚动轴承主要失效形式 279

11.3.3计算准则 280

11.4滚动轴承的校核计算 280

11.4.1滚动轴承的基本额定寿命 280

11.4.2基本额定动负荷 281

11.4.3滚动轴承的寿命计算公式 281

11.4.4滚动轴承的当量动负荷 283

11.4.5角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷与轴向载荷计算 284

11.4.6滚动轴承的静强度计算 285

11.5滚动轴承的组合设计 287

11.5.1滚动轴承的固定 287

11.5.2滚动轴承轴系支点固定的结构形式 288

11.5.3轴承游隙和轴承组合位置的调整 290

11.5.4提高轴系刚度的措施 290

11.5.5滚动轴承的配合和装拆 292

11.5.6滚动轴承的润滑和密封 293

本章小结 300

习题 300

第12章 联轴器和离合器 302

12.1概述 303

12.2联轴器 303

12.2.1联轴器的种类及特性 303

12.2.2联轴器的选择 312

12.3离合器 314

12.3.1离合器的种类及特性 314

12.3.2离合器的选择 317

本章小结 318

习题 318

第13章 弹簧设计 320

13.1概述 321

13.1.1弹簧的功用 321

13.1.2弹簧的分类 322

13.2弹簧材料、许用应力和制造 322

13.2.1弹簧的材料及选择 322

13.2.2弹簧的许用应力 324

13.2.3弹簧的制造 324

13.3圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的结构与设计 325

13.3.1圆柱螺旋弹簧的结构 325

13.3.2圆柱螺旋弹簧的几何参数计算 325

13.3.3圆柱螺旋弹簧的特性曲线 327

13.3.4圆柱螺旋弹簧受载时的应力和变形 328

13.3.5圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的设计计算 330

13.4其他弹簧简介 331

13.4.1圆柱螺旋扭转弹簧 331

13.4.2蝶形弹簧 331

本章小结 334

习题 334

附录 336

参考文献 341