机械设计 机械零件设计 下PDF电子书下载

第四篇 机械零件设计 1

第13章 机械零件设计概论 1

13.1 引言 1

13.2 机械零件设计的基本要求、一般步骤和设计计算方法 1

13.2.1 机械零件设计的基本要求 1

13.2.2 机械零件设计的一般步骤 2

13.2.3 机械零件设计计算方法 2

13.3 载荷与应力的分类 3

13.3.1 载荷分类 3

13.3.2 应力分类 4

13.4 机械零件的主要失效形式及设计准则 8

13.4.1 机械零件的主要失效形式 8

13.4.2 机械零件设计准则 9

13.5 机械零件的强度计算 11

13.5.1 机械零件的静强度 11

13.5.2 机械零件的疲劳强度 12

13.6 机械零件的表面强度 17

13.6.1 表面挤压强度 17

13.6.2 表面接触强度 18

13.6.3 表面磨损强度 19

13.7 机械零件的摩擦、磨损和润滑 19

13.7.1 摩擦的种类及其性质 19

13.7.2 磨损 23

13.7.3 流体动力润滑原理 24

13.7.4 润滑和润滑剂 25

13.8 机械零件的常用材料及其选择原则 32

13.8.1 机械零件的常用材料 32

13.8.2 机械零件材料的选择原则 33

13.9 零件设计中的工艺性 33

习题 38

第14章 螺纹连接与螺旋传动 39

14.1 引言 39

14.2 螺纹 39

14.2.1 螺纹的类型 39

14.2.2 螺纹参数 41

14.2.3 螺纹紧固件的性能等级和材料 42

14.2.4 螺纹的公差和精度 42

14.3 螺纹连接的类型、预紧和防松 42

14.3.1 螺纹连接的类型 42

14.3.2 螺纹连接的预紧 44

14.3.3 螺纹连接的防松 46

14.4 螺栓组连接设计 47

14.4.1 螺栓组连接的结构设计 47

14.4.2 螺栓组连接的受力分析 49

14.5 单个螺栓连接的强度计算 52

14.5.1 受拉螺栓连接 52

14.5.2 受剪螺栓连接 56

14.5.3 许用应力 57

14.6 提高螺栓连接强度的措施 58

14.6.1 使螺纹牙受力均匀 58

14.6.2 减小附加应力 59

14.6.3 减轻应力集中 60

14.6.4 降低应力幅 60

14.6.5 改善螺纹制造工艺 61

14.7 螺旋传动 63

14.7.1 螺旋传动机构 63

14.7.2 螺旋传动 65

习题 71

第15章 带传动和链传动 74

15.1 引言 74

15.1.1 带传动的特点 74

15.1.2 链传动特点 74

15.1.3 带传动、链传动的应用 75

15.2 带和带轮 75

15.2.1 平带和带轮 75

15.2.2 V带和V带轮 76

15.2.3 同步带和带轮 81

15.3 带传动的工作情况分析 82

15.3.1 带传动几何计算 82

15.3.2 带传动作用力分析 83

15.3.3 带的应力分析 85

15.3.4 带传动的弹性滑动和打滑 86

15.4 普通V带传动的设计 87

15.4.1 单根V带基本额定功率 87

15.4.2 V带传动的设计计算 91

15.5 带传动的张紧装置及使用维护 96

15.5.1 带传动张紧方法及装置 96

15.2.2 带传动的使用维护 96

15.6 滚子链和链轮 98

15.6.1 滚子传动链结构 98

15.6.2 滚子链链轮 101

15.7 链传动的运动特性与受力分析 103

15.7.1 链传动的运动特性 103

15.7.2 链传动的动载荷 105

15.7.3 链传动的受力分析 105

15.8 滚子链传动的设计 106

15.8.1 链传动的失效形式和设计准则 106

15.8.2 滚子传动链的额定功率曲线和额定功率 107

15.8.3 滚子传动链设计（GB/T18150—2006） 108

15.8.4 主要参数选择 112

15.9 链传动的正确使用和维护 113

15.9.1 链传动的合理布置 113

15.9.2 链传动的张紧 113

15.9.3 链传动的润滑 113

习题 115

第16章 齿轮传动 117

16.1 引言 117

16.2 齿轮传动的失效形式和设计准则 117

16.2.1 齿轮传动的主要失效形式与原因 117

16.2.2 齿轮传动的设计准则 119

16.3 齿轮的材料及其选择原则 120

16.3.1 齿轮材料 120

16.3.2 齿轮热处理 122

16.3.3 许用应力 123

16.4 齿轮传动的受力分析和计算载荷 128

16.4.1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析 128

16.4.2 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 129

16.4.3 圆锥齿轮传动的受力分析 130

16.4.4 计算载荷 132

16.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 136

16.5.1 齿面接触疲劳强度计算 137

16.5.2 弯曲疲劳强度计算 140

16.6 齿轮设计参数选择 144

16.6.1 压力角α的选择 144

16.6.2 小齿轮齿数z1的选择 144

16.6.3 齿宽系数φd的选择 144

16.6.4 齿面硬度的选择 144

16.7 齿轮传动精度 145

16.8 斜齿圆柱齿轮传动设计 149

16.8.1 斜齿轮齿面接触疲劳强度计算 149

16.8.2 斜齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 150

16.9 轴交角为90°直齿锥齿轮传动设计 153

16.9.1 齿面接触疲劳强度计算 153

16.9.2 齿根弯曲疲劳强度计算 154

16.10 齿轮传动的效率与润滑 154

16.10.1 齿轮传动的效率 154

16.10.2 齿轮传动的润滑方式 155

16.10.3 润滑剂的选择 156

16.11 齿轮结构 156

16.12 圆弧齿轮传动简介 159

习题 161

第17章 蜗杆传动 163

17.1 引言 163

17.1.1 蜗杆传动的特点 163

17.1.2 蜗杆传动的应用 163

17.1.3 蜗杆传动的类型 164

17.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 166

17.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数 166

17.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 170

17.3 蜗杆传动的失效形式和材料选择 171

17.3.1 失效形式 171

17.3.2 材料选择 171

17.3.3 计算准则 172

17.4 普通圆柱蜗杆传动的设计计算 172

17.4.1 蜗杆传动中的作用力分析 172

17.4.2 计算载荷 173

17.4.3 普通圆柱蜗杆传动的强度计算 173

17.4.4 蜗杆轴挠度计算 176

17.5 蜗杆传动的润滑与热平衡计算 176

17.5.1 蜗杆传动的齿面滑动速度υs 176

17.5.2 蜗杆传动的效率 176

17.5.3 蜗杆传动的润滑 178

17.5.4 蜗杆传动的热平衡计算 179

17.6 蜗杆、蜗轮的结构 180

习题 186

第18章 轴及相关零件 187

18.1 引言 187

18.2 轴 187

18.2.1 轴的分类、材料和一般设计步骤 187

18.2.2 轴的结构设计 190

18.2.3 轴的计算 194

18.3 轴毂连接 202

18.3.1 键连接 202

18.3.2 花键连接 206

18.3.3 无键连接 208

18.3.4 销连接 209

18.3.5 过盈连接 210

18.4 联轴器和离合器 211

18.4.1 联轴器 212

18.4.2 离合器 221

习题 225

第19章 滚动轴承 228

19.1 引言 228

19.2 滚动轴承的类型、代号和选择 229

19.2.1 滚动轴承的分类 229

19.2.2 滚动轴承的代号 232

19.2.3 滚动轴承类型的选择 234

19.3 滚动轴承的受载情况、应力情况和失效 234

19.3.1 滚动轴承的受载情况 234

19.3.2 滚动轴承零件的应力情况 235

19.3.3 滚动轴承的失效 236

19.4 滚动轴承的尺寸选择和寿命计算 237

19.4.1 滚动轴承尺寸选择计算准则 237

19.4.2 按额定动载荷计算 237

19.4.3 按额定静载荷计算 245

19.5 滚动轴承的极限转速 246

19.6 滚动轴承轴系的支承结构设计 247

19.6.1 滚动轴承轴系的轴向位置固定 247

19.6.2 滚动轴承的轴向固定方法 249

19.6.3 轴承间隙及轴系轴向位置的调整 251

19.6.4 滚动轴承的配合 252

19.6.5 滚动轴承的拆装 253

19.7 滚动轴承的润滑和密封 254

19.7.1 滚动轴承的润滑 254

19.7.2 滚动轴承的密封 255

习题 256

第20章 滑动轴承 258

20.1 引言 258

20.2 滑动轴承的结构 258

20.2.1 径向滑动轴承的结构 258

20.2.2 止推滑动轴承的结构 260

20.3 轴瓦（轴套）材料和结构 260

20.3.1 轴瓦（轴套）材料 260

20.3.2 轴瓦（轴套）结构 263

20.4 混合润滑滑动轴承的设计 265

20.4.1 失效和设计准则 265

20.4.2 设计内容 266

20.5 液体动压径向滑动轴承的设计 268

20.5.1 形成流液动力润滑的条件和雷诺方程 268

20.5.2 液体动压径向滑动轴承的工作过程 270

20.5.3 液体动压径向滑动轴承的承载能力及最小油膜厚度 270

20.5.4 液体动压滑动轴承的热平衡计算 272

20.5.5 液体动压滑动轴承主要参数及其选择 274

20.6 液体静压滑动轴承简介 277

习题 278

第21章 弹簧 279

21.1 引言 279

21.2 弹簧的材料、许用应力及制造 280

21.2.1 弹簧的材料及许用应力 280

21.2.2 圆柱螺旋弹簧的结构形式 283

21.2.3 弹簧的制造 285

21.3 圆柱压缩（拉伸）螺旋弹簧的设计计算 285

21.3.1 弹簧的几何参数计算 285

21.3.2 弹簧的特性线 287

21.3.3 圆截面圆柱螺旋弹簧的计算 288

21.3.4 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计 292

习题 294

第22章 机架与直线导轨 295

22.1 机架 295

22.1.1 机架的功能和分类 295

22.1.2 机架设计的要求和步骤 296

22.2 直线导轨 299

22.2.1 导轨的功能和导轨设计的基本要求 299

22.2.2 滑动导轨简介 300

22.2.3 滚动导轨简介 302

习题 304

第五篇 现代机械设计方法概论 305

第23章 现代设计方法特征及内容 305

23.1 引言 305

23.2 现代设计方法的特征 306

23.2.1 现代设计方法的产生背景 306

23.2.2 现代设计方法的特征 307

23.3 现代设计方法的主要内容 308

习题 309

第24章 部分现代设计方法简介 310

24.1 优化设计 310

24.1.1 优化设计概述 310

24.1.2 优化设计问题的数学模型 311

24.1.3 优化方法的选择及其程序化 314

24.1.4 计算结果的处理 314

24.2 有限元法 314

24.2.1 有限元法概述 314

24.2.2 有限元法的应用 315

24.2.3 有限元分析过程 315

24.2.4 常用有限元软件 317

24.3 机械可靠性设计 318

24.3.1 可靠性概述 318

24.3.2 机械零件可靠性设计 319

24.3.3 机械系统可靠性设计 321

习题 323

附录A 324

参考文献 333