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0绪论 1

0.1机械在经济建设中的作用 1

0.2机械的组成 1

0.3本课程的内容、性质和学习方法 2

思考题 3

1机械设计总论 4

1.1机械设计的基本要求 4

1.2机械设计的一般程序 4

1.2.1机械设计的指导思想及一般步骤 4

1.2.2机械零件设计的一般步骤 5

1.3机械零件的主要失效形式 6

1.3.1整体断裂 6

1.3.2过量变形 6

1.3.3表面失效 6

1.4机械零件设计的计算准则 7

1.4.1强度 7

1.4.2刚度 8

1.4.3抗磨性 8

1.5机械零件的材料及其选择 9

1.5.1机械零件的常用材料 9

1.5.2机械零件材料的选择原则 9

1.6机械设计中的标准化 10

1.7机械设计的新发展 10

思考题 12

2机械零件的强度 13

2.1机械零件的接触强度 13

2.2变应力的类型和特性 14

2.2.1变应力类型 14

2.2.2稳定循环变应力的特性参数和应力谱 15

2.3材料的疲劳极限和极限应力线图 18

2.3.1疲劳曲线 18

2.3.2稳定循环变应力的极限应力线图及其简化 20

2.4影响机械零件疲劳强度的因素及机械零件的极限应力线图 22

2.4.1影响机械零件疲劳强度的因素 22

2.4.2机械零件的简化极限应力线图 26

2.5稳定循环变应力时的疲劳强度计算 28

2.5.1单向稳定循环变应力下的零件疲劳强度的计算 28

2.5.2复合稳定变应力时的疲劳强度计算 31

2.6单向不稳定循环变应力时的疲劳强度计算 32

2.6.1疲劳损伤累积假说 33

2.6.2单向的规律性不稳定循环变应力下的疲劳强度计算 35

思考题 37

习题 37

3摩擦、磨损和润滑 39

3.1摩擦 39

3.1.1摩擦状态 39

3.1.2摩擦理论 40

3.1.3摩擦特性曲线 41

3.2磨损 42

3.2.1磨损过程及曲线 42

3.2.2磨损分类 43

3.3润滑 43

3.3.1润滑剂的分类及其特点 43

3.3.2润滑剂的性能指标 44

3.3.3润滑油添加剂及润滑剂的选择 45

3.3.4流体润滑机理简介 46

思考题 47

4螺纹连接 48

4.1螺纹 48

4.1.1螺纹的分类 48

4.1.2螺纹的主要参数 49

4.1.3螺纹副中力的关系、效率和自锁 49

4.2螺纹连接的基本类型和标准连接件 50

4.2.1螺纹连接的基本类型 50

4.2.2标准螺纹连接件 50

4.3螺纹连接的预紧与防松 53

4.3.1螺纹连接的预紧 53

4.3.2螺纹连接的防松 55

4.4螺栓组连接的受力分析 56

4.4.1受轴向工作载荷的螺栓组连接 56

4.4.2受横向工作载荷的螺栓组连接 57

4.4.3受旋转力矩的螺栓组连接 58

4.4.4受翻转力矩的螺栓组连接 59

4.5单个螺栓连接的强度计算 61

4.5.1受拉螺栓连接强度计算 61

4.5.2受剪螺栓连接强度计算 67

4.5.3螺栓连接的许用应力 68

4.6提高螺栓连接强度的措施 68

4.6.1螺纹牙的受力分配 69

4.6.2降低应力幅 69

4.6.3减小附加应力 70

4.7螺旋传动 74

4.7.1螺旋传动的类型与特点 74

4.7.2螺旋传动的设计计算 75

思考题 79

习题 79

5带传动 80

5.1带传动的类型和特点 80

5.1.1带传动的类型 80

5.1.2带传动的特点 80

5.1.3带传动的标准 81

5.2带传动的工作原理 81

5.3带传动的工作情况分析 82

5.3.1带传动的受力分析 82

5.3.2带传动的应力分析 84

5.4带传动的运动特性 86

5.4.1带传动的弹性滑动 86

5.4.2带传动的打滑现象 87

5.5带传动的失效形式和计算准则 87

5.5.1带传动的失效形式 87

5.5.2带传动的计算准则 87

5.5.3传动带允许传递的功率 88

5.6普通V带传动的设计计算 90

5.6.1普通V带的规格 90

5.6.2普通V带传动的几何计算 91

5.6.3传动参数的选择 92

5.6.4普通V带的根数计算 93

5.6.5预拉力和压轴力的计算 94

5.6.6普通V带传动的设计步骤 95

5.7 V带轮结构与张紧装置 96

5.7.1带轮结构 96

5.7.2张紧装置 96

思考题 100

习题 101

6链传动 102

6.1链传动的组成、特点和应用 102

6.1.1链传动的组成 102

6.1.2链传动的特点 102

6.1.3链传动的应用 103

6.2传动链的类型、结构和标准 103

6.2.1套筒滚子链 103

6.2.2齿形链 105

6.3链传动的运动特性 105

6.3.1链传动的运动不均匀性 105

6.3.2链传动的动载荷 107

6.4链传动的受力分析 108

6.5滚子链传动的设计计算 109

6.5.1滚子链传动的失效形式 109

6.5.2链传动的主要参数及其选择原则 110

6.5.3滚子链选择计算方法 113

6.6链传动的布置、张紧和润滑 115

6.6.1链传动的布置 115

6.6.2链传动的张紧 115

6.6.3链传动的润滑 115

思考题 118

习题 118

7齿轮传动 120

7.1齿轮传动的特点和分类 120

7.1.1齿轮传动的特点 120

7.1.2齿轮传动的分类 120

7.2齿轮传动的失效形式和设计准则 121

7.2.1齿轮传动的失效形式 121

7.2.2齿轮传动的设计准则 122

7.3齿轮常用材料及许用应力 122

7.3.1齿轮常用材料及热处理 122

7.3.2许用应力 124

7.4齿轮传动的精度等级及其选择 128

7.5齿轮的计算载荷 128

7.6标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 131

7.6.1轮齿的受力分析 131

7.6.2齿面接触疲劳强度计算 132

7.6.3齿根弯曲疲劳强度计算 134

7.6.4齿轮传动主要参数的选择 137

7.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 142

7.7.1斜齿轮轮齿的受力分析 142

7.7.2齿面接触疲劳强度计算 143

7.7.3齿根弯曲疲劳强度计算 143

7.7.4参数选择 144

7.8标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算 146

7.8.1锥齿轮轮齿受力分析 146

7.8.2计算载荷 147

7.8.3齿面接触疲劳强度计算 147

7.8.4齿根弯曲疲劳强度计算 147

7.8.5参数选择 147

7.9齿轮的结构设计 150

7.9.1齿轮轴和实心齿轮 150

7.9.2腹板式和轮辐式齿轮 150

7.9.3组合式的齿轮结构 151

7.10齿轮传动的润滑 152

7.10.1齿轮传动的润滑方式 152

7.10.2润滑剂的选择 152

思考题 153

习题 153

8蜗杆传动 155

8.1蜗杆传动的特点及类型 155

8.1.1蜗杆传动的特点 155

8.1.2蜗杆传动的类型 155

8.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 156

8.2.1模数m和压力角α 156

8.2.2蜗杆分度圆直径d1 158

8.2.3蜗杆导程角γ 158

8.2.4蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i 158

8.2.5变位系数x 159

8.2.6几何尺寸计算 159

8.3蜗杆传动的失效形式和材料选择 161

8.3.1蜗杆传动的失效形式 161

8.3.2蜗杆传动的材料选择 161

8.4蜗杆传动的强度计算 161

8.4.1蜗杆传动的受力分析 161

8.4.2蜗轮蜗杆的强度计算 162

8.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 166

8.5.1蜗杆传动的效率 166

8.5.2蜗杆传动的润滑 167

8.5.3蜗杆传动的热平衡 168

8.6蜗杆和蜗轮的结构设计 172

8.6.1蜗杆的结构设计 172

8.6.2蜗轮的结构设计 172

思考题 173

习题 173

9轴 175

9.1轴的功用和分类 175

9.2轴的材料选择 176

9.3轴的强度计算 177

9.3.1按扭转强度条件计算 178

9.3.2按弯扭合成强度条件计算 178

9.3.3按疲劳强度条件进行精确校核计算 180

9.3.4按静强度条件计算 181

9.3.5轴的刚度校核计算 182

思考题 188

习题 188

10轴毂连接 189

10.1键连接 189

10.1.1平键连接 190

10.1.2半圆键连接 191

10.2花键连接 191

10.3销连接 193

10.4无键连接 194

思考题 195

习题 195

11滑动轴承 196

11.1滑动轴承的结构和材料 196

11.1.1滑动轴承的类型 196

11.1.2轴瓦结构 198

11.1.3轴承材料 199

11.2滑动轴承的润滑 203

11.2.1润滑剂及其选择 203

11.2.2润滑方式及其选择 205

11.3非液体摩擦滑动轴承的设计计算 206

11.3.1径向滑动轴承的计算 206

11.3.2推力滑动轴承的计算 207

11.4流体润滑原理简介 208

11.4.1流体动力润滑形成机理 208

11.4.2流体动力润滑的基本方程 208

11.4.3径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 210

11.4.4宽径比参数选择 211

11.5其他滑动轴承简介 211

11.5.1多油楔滑动轴承 211

11.5.2液体静压轴承 211

11.5.3气体轴承 212

思考题 213

习题 213

12滚动轴承 214

12.1滚动轴承的结构 214

12.2滚动轴承的主要类型 214

12.3滚动轴承的代号 216

12.4滚动轴承的受力、应力分析及其失效形式 217

12.5滚动轴承的类型选择 218

12.6滚动轴承的动态承载能力计算 219

12.6.1滚动轴承的基本额定动载荷和基本额定寿命 219

12.6.2寿命计算 219

12.6.3滚动轴承当量动载荷P的计算 220

12.6.4角接触轴承和轴向载荷FA的计算 222

12.7滚动轴承的静态承载能力计算 224

12.8滚动轴承的组合设计 225

12.8.1轴的支撑结构形式 225

12.8.2滚动轴承的轴向固定 227

12.8.3滚动轴承游隙和轴承组合位置的调整 228

12.8.4滚动轴承的配合 229

12.8.5滚动轴承的装拆 229

12.8.6滚动轴承的润滑 230

12.8.7滚动轴承的密封 231

12.8.8保证轴承孔的同轴度和支撑刚度 232

思考题 233

习题 233

13联轴器、离合器和制动器 235

13.1联轴器 235

13.1.1联轴器的功用 235

13.1.2联轴器的类型及特点 235

13.1.3联轴器的选择 239

13.2离合器 240

13.2.1离合器的功用 240

13.2.2离合器的类型及特点 240

13.2.3离合器的选择 243

13.3制动器 243

13.3.1制动器的功用 243

13.3.2制动器的类型及特点 243

13.3.3制动器的选择 244

思考题 245

习题 245

14弹簧 246

14.1弹簧的功用及类型 246

14.1.1弹簧的功用 246

14.1.2弹簧的类型 246

14.2弹簧的材料、选材与制造 247

14.2.1弹簧的材料 247

14.2.2材料选择 249

14.2.3弹簧的制造 250

14.3弹簧的工作原理 250

14.3.1弹簧的参数及几何尺寸 250

14.3.2弹簧的特性曲线 252

14.3.3弹簧的刚度 253

14.4圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算 254

14.4.1弹簧的受力 254

14.4.2弹簧丝直径的计算 254

14.4.3弹簧圈数及刚度的计算 255

14.4.4稳定性计算 255

14.5圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算 256

14.5.1无初拉力的拉伸弹簧设计 256

14.5.2有初拉力的拉伸弹簧计算 256

14.6受变载荷螺旋弹簧的疲劳强度验算 257

14.6.1疲劳强度验算 257

14.6.2静强度验算 257

思考题 260

习题 260

15减速器 261

15.1减速器的主要形式 261

15.1.1圆柱齿轮减速器 261

15.1.2圆锥齿轮减速器 262

15.1.3蜗杆减速器 262

15.1.4行星齿轮减速器 262

15.2传动比分配 263

15.3减速器的结构 264

15.4减速器的润滑 264

15.4.1传动件的润滑 264

15.4.2轴承的润滑 265

思考题 265

参考文献 267