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绪论 1

思考题 3

第1篇 机械设计总论 7

第1章 机械设计概论 7

1.1 概述 7

1.1.1 机械设计的任务 7

1.1.2 机械设计的类型和典型步骤 7

1.1.3 机械创新设计 8

1.2 机械零部件设计 8

1.2.1 机械零部件设计的要求 8

1.2.2 机械零件的失效分析和计算准则 9

1.2.3 机械零件的设计计算 10

1.2.4 机械结构设计 10

1.3 机械零件的材料和热处理的选择原则 10

1.4 机械零件的标准化 12

1.5 机械设计技术的新发展 12

习题1 13

第2章 机械零件的疲劳强度 15

2.1 概述 15

2.1.1 疲劳失效的特点 15

2.1.2 变应力的种类 16

2.1.3 变应力的特征参数 16

2.2 疲劳强度的基本理论 17

2.2.1 疲劳曲线 17

2.2.2 疲劳极限应力图 19

2.3 影响疲劳强度的主要因素 21

2.3.1 应力集中的影响 21

2.3.2 尺寸效应 21

2.3.3 表面状态的影响 22

2.4 稳定变应力机械零件的疲劳强度计算 22

2.4.1 单向稳定变应力的安全系数 23

2.4.2 复合稳定变应力的安全系数 25

2.4.3 许用安全系数的选择 26

2.5 非稳定循环变应力机械零件的疲劳强度计算 27

2.5.1 疲劳损伤累积理论 27

2.5.2 非稳定循环变应力疲劳强度计算 27

2.6 提高疲劳强度的主要措施 30

2.7 机械零件的接触疲劳强度 31

附录 疲劳强度计算资料 33

习题2 36

第3章 摩擦学设计 39

3.1 概述 39

3.2 摩擦 39

3.2.1 摩擦的类型 39

3.2.2 摩擦状态的判定 41

3.3 磨损 41

3.3.1 磨损的定义 41

3.3.2 磨损的过程&. 42

3.3.3 磨损的类型 42

3.3.4 提高摩擦副耐磨性的措施 43

3.4 润滑剂 44

3.4.1 润滑剂的类型 44

3.4.2 润滑剂的主要性能 45

3.4.3 润滑剂的添加剂 47

3.5 流体动压润滑原理——一维雷诺方程 48

3.6 摩擦学设计应用简介 50

3.6.1 弹流润滑理论在高副设计中的应用 51

3.6.2 边界润滑或混合润滑在运动副设计中的应用 53

习题3 54

第2篇 机械零部件工作能力设计 59

第4章 传动总论及机械传动方案的设计 59

4.1 概述 59

4.1.1 传动装置的作用及分类 59

4.1.2 机械传动装置设计的典型条件 60

4.2 机械传动的运动和动力参数计算 60

4.3 常用机械传动的特点和适用场合 63

4.4 机械传动装置 65

4.5 机械传动装置方案设计的一般原则 70

4.6 机械传动装置方案设计举例 73

习题4 76

第5章 带传动 80

5.1 概述 80

5.2 V带的类型、特点 81

5.3 带传动的工作原理 84

5.3.1 带传动的受力分析 84

5.3.2 带传动中的应力 86

5.3.3 带的弹性滑动和打滑 87

5.4 V带传动的设计计算 88

5.4.1 带传动的失效形式和设计准则 88

5.4.2 单根V带的基本额定功率 89

5.4.3 V带（窄V带）传动的设计 92

5.5 带传动的张紧装置 98

5.5.1 定期张紧 98

5.5.2 自动张紧 98

5.6 其他带传动简介 99

5.6.1 同步带传动 99

5.6.2 高速带传动 100

习题5 100

第6章 链传动 102

6.1 概述 102

6.2 传动链和链轮 103

6.2.1 滚子链 103

6.2.2 其他传动链 105

6.2.3 滚子链链轮 106

6.3 链传动的运动分析 107

6.3.1 链传动的运动不均匀性 107

6.3.2 链传动的动载荷 108

6.4 链传动的设计计算 109

6.4.1 链传动的受力分析 109

6.4.2 链传动的失效形式 110

6.4.3 滚子链传动的功率曲线 111

6.4.4 滚子链传动的设计步骤和设计方法 113

6.5 链传动的合理布置、张紧 115

6.5.1 链传动合理布置形式 115

6.5.2 链传动的张紧 116

习题6 118

第7章 齿轮传动 119

7.1 概述 119

7.2 圆柱齿轮的基本参数、几何计算和精度等级选择 119

7.2.1 圆柱齿轮的基本参数 119

7.2.2 渐开线外啮合圆柱齿轮主要几何尺寸计算公式 120

7.2.3 渐开线圆柱齿轮精度等级选择 120

7.3 齿轮传动的失效形式、材料和热处理 122

7.3.1 齿轮传动的失效形式 122

7.3.2 齿轮材料和热处理 123

7.4 圆柱齿轮的计算载荷 127

7.4.1 名义载荷 127

7.4.2 计算载荷 128

7.5 直齿圆柱齿轮受力分析和强度计算 133

7.5.1 直齿圆柱齿轮受力分析 133

7.5.2 直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 134

7.5.3 直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 137

7.6 直齿圆柱齿轮的参数选择和许用应力 140

7.6.1 设计参数选择 140

7.6.2 许用应力 142

7.7 斜齿圆柱齿轮受力分析和强度计算 152

7.7.1 斜齿圆柱齿轮受力分析 152

7.7.2 斜齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 153

7.7.3 斜齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 155

7.8 齿轮静强度校核计算 159

7.8.1 载荷的确定 159

7.8.2 静强度校核计算公式 159

7.9 开式齿轮强度计算的特点 160

7.10 直齿锥齿轮受力分析和强度计算 160

7.10.1 直齿锥齿轮几何计算 160

7.10.2 直齿锥齿轮受力分析 162

7.10.3 直齿锥齿轮强度计算 163

7.11 曲线齿锥齿轮简介 165

7.12 圆弧齿轮传动 167

习题7 168

第8章 蜗杆传动 173

8.1 概述 173

8.1.1 蜗杆传动的特点和应用 173

8.1.2 蜗杆传动的分类 173

8.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 176

8.2.1 蜗杆传动的主要参数 176

8.2.2 蜗轮的变位 178

8.2.3 蜗杆传动的几何尺寸计算 179

8.3 蜗杆传动的失效形式、材料 180

8.4 蜗杆传动的受力分析和效率计算 181

8.4.1 蜗杆传动的受力分析 181

8.4.2 蜗杆传动的计算载荷 182

8.4.3 蜗杆传动的相对滑动速度 183

8.4.4 蜗杆传动的效率 184

8.5 圆柱蜗杆传动的设计计算 185

8.5.1 蜗轮接触疲劳强度计算 185

8.5.2 蜗轮的接触许用应力 187

8.5.3 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 188

8.5.4 蜗杆轴的刚度计算 189

8.5.5 蜗杆传动散热计算 190

8.6 圆弧齿圆柱蜗杆传动简介 191

8.6.1 圆弧齿圆柱蜗杆传动概述 191

8.6.2 圆弧齿圆柱蜗杆传动的参数选择 191

8.6.3 圆弧齿圆柱蜗杆传动的承载能力计算 191

习题8 194

第9章 螺旋传动 196

9.1 概述 196

9.1.1 螺旋传动的特点 196

9.1.2 螺旋传动的应用 196

9.1.3 螺旋传动的类型 196

9.2 螺纹 198

9.2.1 螺纹的主要参数 198

9.2.2 常用螺纹 199

9.3 滑动螺旋传动的设计 199

9.3.1 滑动螺旋的失效形式和设计准则 199

9.3.2 滑动螺旋副的材料 200

9.3.3 滑动螺旋的设计计算 200

9.4 其他螺旋传动简介 206

9.4.1 滚动螺旋传动简介 206

9.4.2 静压螺旋传动简介 208

习题9 209

第10章 轴的设计计算 211

10.1 概述 211

10.1.1 轴的分类 211

10.1.2 轴的材料选择 211

10.1.3 轴设计的主要问题 213

10.2 轴的疲劳强度计算 213

10.2.1 按许用切应力计算 213

10.2.2 按许用弯曲应力计算 214

10.2.3 安全系数校核计算 215

10.3 轴的静强度校核 215

10.4 轴的刚度计算 219

10.4.1 扭转刚度的校核计算 219

10.4.2 弯曲刚度的校核计算 219

10.5 轴的振动概念 221

习题10 222

第11章 滚动轴承 227

11.1 概述 227

11.1.1 滚动轴承的特点 227

11.1.2 滚动轴承的组成 227

11.2 滚动轴承的类型和选用 228

11.2.1 常用滚动轴承的主要类型、结构和特点 228

11.2.2 滚动轴承的代号 232

11.2.3 滚动轴承类型的选择 234

11.3 滚动轴承的工作情况分析、失效形式和设计准则 235

11.3.1 滚动轴承的工作情况分析 235

11.3.2 滚动轴承的失效形式和设计准则 237

11.4 滚动轴承的寿命计算 238

11.4.1 基本额定寿命和基本额定动载荷 238

11.4.2 当量动载荷 239

11.4.3 额定寿命计算 240

11.4.4 角接触轴承的载荷计算 243

11.4.5 不稳定载荷下的轴承寿命计算 245

11.5 滚动轴承的静强度计算 246

11.5.1 基本额定静载荷 246

11.5.2 当量静载荷 246

11.5.3 静强度计算 246

11.6 一支承处成对安装角接触轴承的计算特点 247

11.7 滚动轴承的极限转速 248

11.8 特殊工作条件下的滚动轴承简介 249

11.8.1 高速滚动轴承简介 249

11.8.2 高温滚动轴承简介 250

11.8.3 陶瓷滚动轴承简介 250

习题11 251

第12章 滑动轴承 254

12.1 概述 254

12.1.1 滑动轴承的分类与失效形式 254

12.1.2 滑动轴承的常用材料 254

12.1.3 滑动轴承结构 258

12.1.4 轴瓦结构 260

12.2 混合润滑滑动轴承的工作能力条件性计算 261

12.2.1 径向滑动轴承的计算 262

12.2.2 推力滑动轴承的计算 262

12.3 流体润滑轴承的工作能力设计 263

12.3.1 流体动压润滑径向滑动轴承的主要几何参数 263

12.3.2 稳定工况下径向滑动轴承的工作能力计算 264

12.3.3 流体动压润滑径向滑动轴承主要参数的选择 270

12.4 滑动轴承与滚动轴承的比较 274

习题12 275

第13章 螺纹连接 278

13.1 螺纹连接的类型和标准螺纹连接件 278

13.1.1 螺纹连接的主要类型 278

13.1.2 标准螺纹连接件 280

13.2 螺栓连接的设计计算 283

13.2.1 普通螺栓连接的设计计算 284

13.2.2 铰制孔用螺栓连接的设计计算 288

13.3 螺栓组连接的设计 288

13.3.1 螺栓组连接的结构设计 289

13.3.2 螺栓组连接的受力分析与计算 290

13.4 螺纹连接件的材料和许用应力 295

13.4.1 螺纹连接件的材料 295

13.4.2 螺纹连接件的许用应力 296

13.5 螺纹连接的预紧和防松 297

13.5.1 螺纹连接的预紧 297

13.5.2 螺纹连接的防松 299

13.6 提高螺纹连接强度的措施 301

13.6.1 改善螺纹牙间载荷分布不均的现象 301

13.6.2 减小应力集中 301

13.6.3 减小影响螺栓疲劳强度的应力幅 302

13.6.4 避免附加应力 303

13.6.5 采用合理的加工工艺 303

习题13 306

第14章 弹簧 310

14.1 概述 310

14.1.1 弹簧的功用 310

14.1.2 弹簧的类型和特点 310

14.2 弹簧的材料和制造方法 313

14.2.1 弹簧的常用材料 313

14.2.2 弹簧的制造方法 316

14.3 圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的设计计算 317

14.3.1 圆柱螺旋弹簧的基本尺寸 317

14.3.2 弹簧的强度计算 318

14.3.3 弹簧的刚度 319

14.3.4 弹簧的特性线 319

14.3.5 弹簧的结构 320

14.3.6 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计 322

14.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算 326

14.4.1 圆柱螺旋扭转弹簧的强度和刚度 326

14.4.2 圆柱螺旋扭转弹簧的结构 327

14.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算 327

14.5 其他弹簧简介 328

14.5.1 碟形弹簧 328

14.5.2 平面涡卷弹簧 329

14.5.3 橡胶弹簧 330

14.5.4 空气弹簧 330

习题14 331

第3篇 机械结构设计 335

第15章 机械结构设计概论 335

15.1 概述 335

15.1.1 机械结构设计的作用和步骤 335

15.1.2 机械结构设计的要求 336

15.1.3 机械结构设计的思考法 338

15.1.4 机械结构方案设计的技巧 339

15.2 机械结构设计的准则 341

15.2.1 符合力学要求的机械结构设计准则 341

15.2.2 提高耐磨性的机械结构设计准则 343

15.2.3 提高精度的机械结构设计准则 343

15.2.4 减小噪声的机械结构设计准则 345

15.2.5 提高耐腐蚀性的机械结构设计准则 345

15.2.6 提高工艺性的机械结构设计准则 345

习题15 348

第16章 轮及其与轴的连接 350

16.1 概述 350

16.2 轮辐结构设计 350

16.3 轮毂结构设计 354

16.4 键连接 355

16.4.1 平键连接 355

16.4.2 半圆键连接 356

16.4.3 楔键连接 356

16.4.4 切向键连接 357

16.4.5 键连接的类型选择和强度校核 357

16.5 花键连接 360

16.5.1 花键连接的类型和特点 360

16.5.2 花键连接的设计 361

16.6 其他轴毂连接方式 362

16.6.1 过盈连接 362

16.6.2 弹性环连接 368

习题16 370

第17章 滚动轴承轴系结构设计 372

17.1 概述 372

17.2 滚动轴承轴系轴向定位方法 372

17.3 滚动轴承及轴上零件的轴向定位方法 376

17.4 滚动轴承游隙及轴系轴向位置调整方法 379

17.5 滚动轴承的配合 379

17.6 轴的结构设计 381

17.6.1 轴的设计过程 381

17.6.2 轴段直径 382

17.6.3 轴段长度 382

17.6.4 轴段过渡结构 382

17.7 提高滚动轴承轴系性能的方法 383

17.7.1 提高轴强度的措施 383

17.7.2 提高轴刚度的措施 385

17.7.3 提高滚动轴承轴系刚度和旋转精度的措施 386

17.7.4 改善滚动轴承轴系的结构工艺性 388

习题17 389

第18章 联轴器与离合器 393

18.1 概述 393

18.2 联轴器 393

18.2.1 联轴器的特性及分类 393

18.2.2 刚性联轴器 394

18.2.3 挠性联轴器 396

18.2.4 联轴器的选择 400

18.3 离合器 402

习题18 406

第19章 润滑方式与密封装置 407

19.1 概述 407

19.2 常用润滑方式及装置 407

19.2.1 常用润滑方式及装置的选择 407

19.2.2 常用润滑方式的原理及装置特点 408

19.3 典型零部件润滑方式的选择 413

19.3.1 滑动轴承润滑 413

19.3.2 滚动轴承润滑 414

19.3.3 齿轮传动润滑 415

19.3.4 蜗杆传动润滑 417

19.3.5 链传动润滑 420

19.4 密封装置概述 421

19.5 动密封装置 423

19.5.1 动密封的工作机理和选择原则 423

19.5.2 接触式动密封装置 423

19.5.3 非接触式动密封装置 426

19.5.4 组合式密封 428

19.6 静密封简介 428

19.6.1 直接接触密封 429

19.6.2 垫片、垫圈密封 429

19.6.3 密封胶密封 429

19.6.4 自紧式密封 430

习题19 430

参考文献 433

各章专用参考文献 435