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第1章 绪论 1

1.1 机械工业在现代化建设中的地位与作用 1

1.2 “机械设计”课程的研究对象及研究内容 2

1.3 “机械设计”课程的性质和任务 4

1.4 学习“机械设计”课程应注意的问题 4

本章小结 5

第2章 机械设计概论 6

2.1 机械设计与机械零件设计的基本要求 6

2.1.1 机械设计的基本要求 7

2.1.2 机械零件设计的基本要求 7

2.2 机械设计的一般程序 8

2.2.1 制订设计工作计划 9

2.2.2 方案设计 9

2.2.3 技术设计 9

2.2.4 施工设计 10

2.2.5 试制、试验、鉴定 10

2.2.6 定型产品设计 10

2.3 机械零件的主要失效形式与设计准则 10

2.3.1 机械零件的主要失效形式 10

2.3.2 机械零件的设计准则 11

2.4 机械零件的设计方法与基本原则 13

2.4.1 机械零件的设计方法 13

2.4.2 机械零件的设计步骤 14

2.4.3 机械零件设计的基本原则 15

本章小结 16

习题 16

第3章 机械零件设计中的强度与耐磨性 17

3.1 机械零件的载荷与应力 18

3.1.1 载荷与应力的分类 18

3.1.2 稳定循环变应力的基本参数 18

3.2 静应力时机械零件的强度计算 19

3.2.1 塑性材料零件的强度计算 19

3.2.2 脆性材料与低塑性材料 20

3.3 机械零件的疲劳强度 20

3.3.1 疲劳断裂特征 20

3.3.2 疲劳曲线和疲劳极限应力图 21

3.3.3 影响机械零件疲劳强度的主要因素和零件极限应力图 23

3.3.4 单向稳定变应力时的疲劳强度计算 24

3.3.5 提高机械零件疲劳强度的措施 27

3.4 机械零件的接触强度 27

3.5 摩擦、磨损与润滑概述 29

3.5.1 摩擦 29

3.5.2 磨损 30

3.5.3 润滑 32

本章小结 35

习题 35

第4章 螺纹连接与螺旋传动 36

4.1 概述 36

4.2 螺纹连接 37

4.2.1 螺纹 38

4.2.2 螺纹连接件及连接的主要类型 40

4.2.3 螺纹连接的预紧与防松 44

4.2.4 螺栓连接的类型 47

4.2.5 螺栓连接受力分析和强度计算 47

4.2.6 提高螺栓连接强度的措施 60

4.3 螺旋传动 63

4.3.1 螺旋传动的类型、特点及应用 63

4.3.2 螺旋传动的设计 64

4.3.3 其他螺旋传动简介 69

4.3.4 螺旋传动的工程应用 70

4.4 综合应用实例 70

本章小结 71

习题 71

第5章 键连接、销连接及无键连接 74

5.1 键连接 74

5.1.1 键连接的功用、分类和应用特点 74

5.1.2 键的选择和键连接的强度计算 77

5.2 花键连接 80

5.2.1 花键连接类型、特点和应用 80

5.2.2 花键连接的设计计算 82

5.3 销连接 83

5.3.1 销连接的功用、分类和应用特点 83

5.3.2 销连接设计计算 85

5.4 无键连接 85

5.4.1 型面连接 86

5.4.2 胀紧连接 86

5.4.3 过盈连接 87

5.5 综合应用实例 87

本章小结 88

习题 88

第6章 带传动 90

6.1 带传动的类型、特点及应用 91

6.1.1 带传动的类型 91

6.1.2 带传动的形式 92

6.1.3 带传动的特点及应用 93

6.2 普通V带和带轮的结构 93

6.2.1 普通V带的结构和规格 93

6.2.2 普通V带带轮的结构和材料 95

6.2.3 带传动的几何尺寸计算 97

6.3 带传动工作情况分析 98

6.3.1 带传动的受力分析 98

6.3.2 带传动的应力分析 100

6.3.3 带传动的运动分析 101

6.4 普通V带传动的设计 102

6.4.1 带传动的失效形式和设计准则 102

6.4.2 单根V带的基本额定功率和许用功率 102

6.4.3 V带传动的设计步骤和传动参数选择 104

6.5 带传动的张紧、安装与维护 107

6.5.1 带传动的张紧方法 107

6.5.2 带传动的安装与维护 108

6.6 综合应用实例 109

本章小结 110

习题 110

第7章 链传动 112

7.1 链传动的类型、特点及应用 113

7.1.1 链传动的组成与类型 113

7.1.2 链传动的特点及应用 113

7.2 滚子链及链轮 114

7.2.1 滚子链的结构和规格 114

7.2.2 滚子链链轮 116

7.3 链传动的运动特性 118

7.3.1 链传动的运动特性 118

7.3.2 链传动的受力分析 120

7.4 滚子链传动的失效形式及功率曲线 121

7.4.1 链传动的失效形式 121

7.4.2 功率曲线图 122

7.5 滚子链传动的设计 124

7.5.1 链传动设计内容 124

7.5.2 链传动主要参数的选择及设计步骤 124

7.6 链传动的布置、张紧与润滑 125

7.6.1 链传动的布置 125

7.6.2 链传动的张紧 125

7.6.3 链传动的润滑 126

7.7 综合应用实例 127

本章小结 128

习题 128

第8章 齿轮传动 129

8.1 概述 130

8.1.1 齿轮传动的特点 130

8.1.2 齿轮传动类型 130

8.1.3 齿轮传动要求 131

8.2 齿轮传动的失效形式及设计准则 131

8.2.1 齿轮的失效形式 131

8.2.2 设计准则 134

8.3 齿轮材料的选择及其许用应力 135

8.3.1 常用的齿轮材料 135

8.3.2 齿轮材料的选择原则 137

8.3.3 齿轮的许用应力 138

8.4 齿轮传动的计算载荷 142

8.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 147

8.5.1 轮齿的受力分析 147

8.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算 148

8.5.3 齿面接触疲劳强度计算 150

8.5.4 齿轮传动的强度计算说明 153

8.6 齿轮传动的设计参数与精度选择 154

8.6.1 齿轮传动设计参数的选择 154

8.6.2 齿轮精度的选择 155

8.7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 156

8.7.1 轮齿的受力分析 156

8.7.2 齿根弯曲疲劳强度计算 158

8.7.3 齿面接触疲劳强度计算 158

8.8 标准直齿锥齿轮传动的强度计算 161

8.8.1 直齿锥齿轮传动几何参数 161

8.8.2 轮齿的受力分析 162

8.8.3 齿根弯曲疲劳强度计算 163

8.8.4 齿面接触疲劳强度计算 163

8.9 齿轮的结构设计 164

8.10 齿轮传动的润滑 166

8.11 综合应用实例 168

本章小结 174

习题 174

第9章 蜗杆传动 177

9.1 蜗杆传动的类型、特点及应用 177

9.1.1 蜗杆传动的类型 178

9.1.2 蜗杆传动的特点及应用 179

9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 180

9.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及选择 180

9.2.2 蜗杆传动的几何尺寸 183

9.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构 184

9.3.1 失效形式和设计准则 184

9.3.2 蜗杆传动的材料和结构 184

9.3.3 蜗杆传动的精度等级 186

9.4 蜗杆传动的强度计算 187

9.4.1 蜗杆传动的受力分析 187

9.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 188

9.4.3 蜗轮轮齿齿根弯曲疲劳强度计算 189

9.5 蜗杆传动相对滑动速度、效率、润滑和热平衡计算 190

9.5.1 齿面间相对滑动速度 190

9.5.2 蜗杆传动的效率 191

9.5.3 蜗杆传动的润滑 192

9.5.4 蜗杆传动的热平衡计算 193

9.6 综合应用实例 194

本章小结 195

习题 196

第10章 轴 198

10.1 概述 199

10.1.1 轴的分类 199

10.1.2 轴的材料 200

10.1.3 轴设计的内容和一般步骤 201

10.2 轴的结构设计 201

10.2.1 轴结构设计的要求 201

10.2.2 拟定轴上零件的装配方案 202

10.2.3 轴上零件的定位及固定 202

10.2.4 轴的结构工艺性 204

10.2.5 提高轴强度和刚度的措施 205

10.3 轴的强度计算 206

10.3.1 按扭转强度计算 206

10.3.2 按弯扭合成强度计算 207

10.4 轴的刚度计算简介 209

10.5 综合应用实例 209

本章小结 213

习题 214

第11章 滑动轴承 216

11.1 概述 217

11.2 滑动轴承的分类、结构形式及材料 217

11.2.1 滑动轴承的类型 217

11.2.2 滑动轴承的结构 218

11.2.3 轴承材料和轴瓦结构 220

11.2.4 滑动轴承润滑剂的选用及润滑装置 228

11.3 非液体摩擦滑动轴承的设计 232

11.3.1 径向滑动轴承的设计 232

11.3.2 止推滑动轴承的设计 233

11.4 液体动力润滑径向滑动轴承的设计 234

11.4.1 径向滑动轴承的工作过程 234

11.4.2 流体动力润滑的基本方程 235

11.4.3 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 238

11.4.4 最小油膜厚度hmin 240

11.4.5 轴承的热平衡计算 241

11.4.6 参数选择 242

11.5 综合应用实例 243

本章小结 246

习题 246

第12章 滚动轴承 248

12.1 概述 249

12.2 滚动轴承的组成及基本结构 251

12.2.1 滚动轴承基本组成 251

12.2.2 滚动轴承材料 251

12.3 滚动轴承的类型和代号 252

12.3.1 滚动轴承的类型 252

12.3.2 滚动轴承的性能和特点 254

12.3.3 滚动轴承的选择 256

12.3.4 滚动轴承的代号 258

12.4 滚动轴承的工作情况 266

12.4.1 滚动轴承的主要失效形式及计算准则 266

12.4.2 滚动轴承的受力分析 267

12.5 滚动轴承的寿命计算 270

12.5.1 滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷 270

12.5.2 滚动轴承疲劳寿命计算的基本公式 271

12.5.3 当量动载荷 274

12.5.4 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 276

12.6 滚动轴承的静强度计算 278

12.6.1 基本额定静载荷 278

12.6.2 静载荷计算 278

12.7 滚动轴承的极限转速 279

12.8 滚动轴承的组合设计 280

12.8.1 滚动轴承轴系支点固定的结构形式 281

12.8.2 轴承的配合与装拆 282

12.8.3 轴承的润滑与密封 283

12.8.4 滚动轴承部件的调整 286

12.8.5 轴承座的刚度与同轴度 286

12.9 综合应用实例 288

本章小结 289

习题 290

第13章 联轴器、离合器及制动器 292

13.1 联轴器的类型、特点和选择 292

13.1.1 联轴器的类型 293

13.1.2 联轴器的特点 303

13.1.3 联轴器的选择 305

13.2 离合器的类型、特点和选择 306

13.2.1 离合器类型及特点 307

13.2.2 离合器的选择 313

13.3 制动器的类型及特点 314

本章小结 314

习题 315

第14章 弹簧 316

14.1 概述 317

14.1.1 弹簧功用 317

14.1.2 弹簧的分类 317

14.2 弹簧材料和制造 317

14.2.1 弹簧的材料及选择 317

14.2.2 弹簧的制造 319

14.3 弹簧的工作原理 320

14.3.1 弹簧特性曲线 320

14.3.2 弹簧刚度 320

14.3.3 变形能 321

14.4 圆柱螺旋弹簧的结构与设计 322

14.4.1 圆柱螺旋压缩弹簧 322

14.4.2 圆柱螺旋拉伸弹簧 328

14.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧 329

14.5 其他弹簧简介 331

14.5.1 蝶形弹簧 331

14.5.2 环形弹簧 332

14.6 综合应用实例 333

本章小结 335

习题 336

参考文献 337