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绪论 1

0.1 了解机械设计 1

0.1.1 机器的组成 1

0.1.2 机械设计研究的内容 2

0.2 本课程的性质和任务 2

0.3 本课程的学习方法和注意事项 3

第1章 机械设计概论 4

1.1 机械设计的一般过程与方法 4

1.1.1 机械设计的一般过程 4

1.1.2 机械设计的一般方法 5

1.2 机械传动的类型与参数设计 6

1.2.1 机械传动的类型 6

1.2.2 机械传动类型的比较和选择 6

1.2.3 机械传动计算常用参数设计计算 8

1.3 机械零部件的设计方法 9

1.3.1 选择材料 9

1.3.2 建立力学模型 10

1.3.3 工作能力的计算 10

1.3.4 结构设计 12

1.3.5 绘制零件工作图 12

1.3.6 机械零件设计中的标准化 12

1.4 机械设计新方法简介 13

1.4.1 计算机辅助设计 13

1.4.2 优化设计 14

1.4.3 可靠性设计 14

1.4.4 模块化设计 14

1.4.5 机械系统设计 14

1.4.6 价值分析 14

1.4.7 专家系统 15

1.4.8 机械动态设计 15

1.4.9 并行设计 15

第2章 疲劳强度基本理论 16

2.1 机械零件的强度、所受载荷与失效形式 16

2.1.1 关于强度的基本概念 16

2.1.2 载荷的分类 17

2.1.3 应力的分类 17

2.1.4 零件在静应力作用下的强度 19

2.2 机械零件的疲劳强度 20

2.2.1 疲劳极限 20

2.2.2 等寿命疲劳曲线 21

2.2.3 影响零件疲劳强度的因素 22

2.2.4 变应力条件下的疲劳强度计算 23

2.2.5 提高机械零件疲劳强度的措施 30

2.3 机械零件的接触强度 31

2.4 机械零件可靠性设计概述 33

第3章 机械联接 35

3.1 螺纹联接 35

3.1.1 螺纹联接的标准介绍 35

3.1.2 螺纹联接的预紧与防松 40

3.1.3 螺栓组联接的组合设计 42

3.1.4 螺纹联接的强度计算 50

3.1.5 提高螺栓联接强度的措施 58

3.2 键联接 63

3.2.1 普通平键联接 63

3.2.2 花键联接 69

3.3 无键联接 71

3.3.1 型面联接 71

3.3.2 胀紧联接 72

3.4 销联接 73

3.5 铆接、焊接和胶接 74

3.5.1 铆接 74

3.5.2 焊接 76

3.5.3 胶接 78

思考题及习题 80

第4章 带传动 83

4.1 概述 83

4.1.1 带传动的类型 83

4.1.2 带传动的特点 85

4.1.3 V带的类型与结构 85

4.1.4 带传动的主要几何参数 87

4.2 带传动的受力分析及运动特性 88

4.2.1 带传动的受力分析 88

4.2.2 带传动的最大有效拉力及其影响因素 90

4.2.3 传动带的应力分析 91

4.2.4 带传动的弹性滑动和打滑 93

4.3 普通V带传动的设计 95

4.3.1 失效形式和设计准则 95

4.3.2 单根V带所能传递的功率 95

4.3.3 设计计算和参数选择 98

4.4 带轮设计 104

4.4.1 带轮设计的主要要求 104

4.4.2 带轮结构 104

4.4.3 带轮的常用材料 105

4.5 V带传动的张紧装置 105

4.5.1 定期张紧装置 106

4.5.2 自动张紧装置 106

4.5.3 采用张紧轮的装置 106

4.6 其他带传动简介 108

4.6.1 同步带传动 108

4.6.2 高速带传动 109

思考题及习题 109

第5章 链传动 111

5.1 概述 111

5.1.1 链传动的特点 111

5.1.2 链传动的类型 111

5.2 滚子链和链轮 112

5.2.1 滚子链 112

5.2.2 链轮 114

5.3 链传动的运动特性 117

5.3.1 链传动的运动不均匀性 117

5.3.2 链传动的动载荷 119

5.4 链传动的设计计算 119

5.4.1 链传动的主要失效形式 119

5.4.2 链传动的承载能力 120

5.4.3 滚子链传动的设计步骤和设计方法 121

5.5 链传动的布置和张紧方法 124

5.5.1 链传动的布置 124

5.5.2 链传动的张紧 125

5.5.3 链传动的润滑 126

思考题及习题 127

第6章 齿轮传动 129

6.1 概述 129

6.2 齿轮传动的失效形式及设计准则 129

6.2.1 失效形式 129

6.2.2 设计准则 132

6.3 齿轮的材料及其选择原则、许用应力与精度选择 132

6.3.1 常用的齿轮材料 133

6.3.2 齿轮材料的选择原则 134

6.3.3 齿轮传动的许用应力 135

6.3.4 齿轮精度的选择 137

6.4 齿轮传动的计算载荷 139

6.4.1 使用系数KA 140

6.4.2 动载系数Kv 140

6.4.3 齿间载荷分配系数Kα 141

6.4.4 齿向载荷分布系数Kβ 142

6.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 144

6.5.1 受力分析 144

6.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算 145

6.5.3 齿面接触疲劳强度计算 146

6.5.4 齿轮传动的强度计算说明 149

6.5.5 齿轮传动设计参数的选择 149

6.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 153

6.6.1 轮齿的受力分析 153

6.6.2 计算载荷 154

6.6.3 齿根弯曲疲劳强度计算 156

6.6.4 齿面接触疲劳强度计算 157

6.7 标准圆锥齿轮传动的强度计算 161

6.7.1 设计参数 161

6.7.2 轮齿的受力分析 162

6.7.3 齿根弯曲疲劳强度计算 163

6.7.4 齿面接触疲劳强度计算 164

6.8 齿轮的结构设计 165

6.9 齿轮传动的润滑 167

6.9.1 齿轮传动的润滑方式 167

6.9.2 润滑剂的选择 168

思考题及习题 169

第7章 蜗杆传动 172

7.1 蜗杆传动的特点与类型 172

7.1.1 圆柱蜗杆传动 173

7.1.2 环面蜗杆传动 175

7.1.3 锥蜗杆传动 175

7.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 175

7.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 176

7.2.2 蜗杆传动变位的特点 179

7.2.3 蜗杆传动的几何尺寸计算 179

7.3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 181

7.3.1 蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料 181

7.3.2 蜗杆传动的受力分析 182

7.3.3 蜗杆传动强度计算 183

7.3.4 蜗杆的刚度计算 186

7.3.5 普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择 187

7.4 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 187

7.4.1 蜗杆传动的效率 187

7.4.2 蜗杆传动的润滑 189

7.4.3 蜗杆传动的热平衡计算 189

7.5 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 191

思考题及习题 194

第8章 滑动轴承 195

8.1 机械中的摩擦状态 195

8.1.1 液体摩擦 195

8.1.2 边界摩擦 196

8.1.3 无润滑摩擦 196

8.1.4 混合摩擦 196

8.2 滑动轴承的结构 196

8.2.1 整体式径向滑动轴承 196

8.2.2 剖分式径向滑动轴承 196

8.2.3 调心滑动轴承 197

8.2.4 推力滑动轴承 197

8.3 滑动轴承的失效形式及常用材料 198

8.3.1 滑动轴承的失效形式 198

8.3.2 对轴承材料性能的要求 198

8.3.3 常用轴承材料 198

8.4 轴瓦结构 201

8.4.1 轴瓦的形式和构造 202

8.4.2 轴瓦的定位 203

8.4.3 油孔及油槽 203

8.5 滑动轴承润滑剂的选用 204

8.5.1 润滑脂及其选择 204

8.5.2 润滑油及其选择 205

8.5.3 固体润滑剂 206

8.6 非液体润滑滑动轴承设计计算 206

8.6.1 径向滑动轴承的计算 206

8.6.2 普通推力滑动轴承的计算 207

8.7 液体动压润滑轴承简介 208

8.7.1 动压润滑的基本方程 208

8.7.2 径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 211

8.7.3 动压液体润滑径向轴承的计算 211

8.7.4 最小油膜厚度hmin 214

8.7.5 轴承的热平衡计算 214

8.7.6 参数选择 216

8.8 液体静压滑动轴承简介 217

8.8.1 液体静压滑动轴承 217

8.8.2 气体摩擦滑动轴承 218

思考题及习题 218

第9章 滚动轴承 220

9.1 概述 220

9.1.1 滚动轴承的基本构造 220

9.1.2 滚动轴承的材料 221

9.2 滚动轴承的标准及选择 221

9.2.1 滚动轴承的重要结构特性 221

9.2.2 滚动轴承的主要类型 222

9.2.3 滚动轴承的代号 225

9.2.4 滚动轴承类型的选择 227

9.3 滚动轴承的载荷 228

9.3.1 轴承工作时轴承元件上的载荷分布 228

9.3.2 轴承工作时轴承元件上的载荷及应力的变化 229

9.3.3 轴向载荷对载荷分布的影响 229

9.4 滚动轴承的寿命计算 231

9.4.1 滚动轴承的失效形式和计算准则 231

9.4.2 基本额定寿命和基本额定动载荷 232

9.4.3 滚动轴承的寿命计算公式 233

9.4.4 滚动轴承的当量动载荷 234

9.4.5 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的计算 236

9.4.6 不稳定载荷和不稳定转速时轴承的寿命计算 237

9.5 滚动轴承的静强度计算 238

9.5.1 基本额定静载荷 238

9.5.2 当量静载荷 239

9.5.3 静载荷计算 239

9.6 滚动轴承轴系设计 243

9.6.1 支撑部分的刚性和同心度 243

9.6.2 轴承的配置 244

9.6.3 滚动轴承的轴向紧固 246

9.6.4 滚动轴承的配合 247

9.6.5 滚动轴承的预紧 249

9.6.6 滚动轴承的润滑 250

9.6.7 滚动轴承的密封装置 251

思考题及习题 254

第10章 轴、联轴器和离合器设计 257

10.1 轴的设计 257

10.1.1 概述 257

10.1.2 轴的结构设计 260

10.1.3 轴的计算 266

10.2 联轴器 276

10.2.1 联轴器的分类和特性 277

10.2.2 联轴器的选择 282

10.3 离合器 285

10.3.1 牙嵌离合器 285

10.3.2 圆盘摩擦离合器 286

思考题及习题 289

第11章 机械结构设计 293

11.1 减速器的类型及结构 293

11.1.1 减速器的类型 293

11.1.2 减速器的结构 293

11.1.3 减速器的选用 294

11.2 直线导轨的类型及结构 295

11.2.1 导轨的导向原理 295

11.2.2 导轨的分类 296

11.2.3 导轨的基本要求 296

11.3 滑动摩擦导轨 297

11.3.1 滑动摩擦导轨的类型及结构特点 297

11.3.2 导轨间隙的调整 299

11.3.3 驱动力方向和作用点对导轨工作的影响 300

11.3.4 温度变化对导轨间隙的影响 301

11.3.5 导轨的刚度计算 302

11.3.6 提高导轨耐磨性的措施 302

11.3.7 导轨主要尺寸的确定 304

11.4 滚动摩擦导轨 304

11.4.1 滚珠导轨及结构特点 304

11.4.2 滚柱导轨与滚动轴承导轨 306

11.4.3 导轨主要参数的确定 306

11.4.4 滚动导轨的材料和热处理 307

思考题及习题 308

参考文献 309