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1 绪论 1

1.1 机械工业在我国经济建设中的作用 1

1.2 机器的组成 1

1.3 本课程的内容、性质与任务 3

2 机械设计总论 5

2.1 设计机器的一般程序 5

2.1.1 可行性研究阶段 5

2.1.2 方案设计阶段 5

2.1.3 技术设计阶段 6

2.1.4 技术文件编制阶段 8

2.1.5 设计的检查 8

2.1.6 改进设计与进一步完善阶段 9

2.2 机械设计的基本要求 9

2.2.1 使用功能要求 10

2.2.2 经济性要求 10

2.2.3 可靠性要求 10

2.2.4 劳动保护和环境保护要求 10

2.2.5 其他专用要求 11

2.3 机械零件的主要失效形式 11

2.3.1 断裂 11

2.3.2 过大的残余变形 11

2.3.3 表面破坏 11

2.3.4 破坏正常工作条件引起的失效 12

2.4 机械零件设计的设计准则 12

2.4.1 强度准则 12

2.4.2 刚度准则 12

2.4.3 耐热性准则 12

2.4.4 振动稳定性准则 13

2.4.5 可靠性准则 13

2.4.6 寿命准则 14

2.4.7 精度准则 14

2.5 机械零件的设计方法与设计的一般步骤 14

2.5.1 机械零件的设计方法 14

2.5.2 机械零件设计的一般步骤 15

2.6 机械零件的材料及其选用 15

2.6.1 机械零件常用的材料 15

2.6.2 机械零件材料的选择原则 16

2.7 机械设计中的标准化 17

2.7.1 机械零件的标准化 17

2.7.2 与机械有关的标准 18

2.8 机械现代设计方法简介 19

习题 19

3 机械零件的强度 20

3.1 材料的疲劳特性 20

3.1.1 交变应力 20

3.1.2 材料的疲劳特性 21

3.2 机械零件的疲劳强度计算 23

3.2.1 零件的极限应力线图 23

3.2.2 单向稳定变应力时的疲劳强度计算 24

3.2.3 单向不稳定变应力时的疲劳强度计算 26

3.2.4 提高机械零件疲劳强度的措施 27

3.3 机械零件的接触强度 27

习题 32

4 摩擦、磨损和润滑 33

4.1 摩擦 33

4.1.1 摩擦定义 33

4.1.2 摩擦的分类 33

4.1.3 影响摩擦的主要因素 34

4.2 磨损 35

4.2.1 磨损的定义 35

4.2.2 典型的磨损过程 35

4.2.3 磨损的类型 36

4.2.4 减少磨损的措施 36

4.3 润滑剂和润滑方法 36

4.3.1 润滑剂 36

4.3.2 润滑方法 39

习题 40

5 螺纹联接 41

5.1 螺纹 41

5.1.1 螺纹及螺纹的主要参数 41

5.1.2 螺纹分类、特点和应用 43

5.2 螺纹联接的基本类型和标准螺纹联接件 44

5.2.1 螺纹联接的基本类型 44

5.2.2 标准螺纹联接件 46

5.3 螺纹联接的预紧和防松 48

5.3.1 螺纹联接的预紧 48

5.3.2 螺纹联接的防松 50

5.4 螺栓组联接设计 52

5.4.1 螺栓组联接的结构设计 53

5.4.2 螺栓组联接受力分析 54

5.5 单个螺栓联接的强度计算 58

5.5.1 松螺栓联接强度计算 58

5.5.2 紧螺栓联接强度计算 59

5.5.3 螺栓联接件的许用应力 63

5.6 螺纹联接零件的常用材料和力学性能等级 64

5.7 提高螺栓联接强度的措施 64

习题 69

6 带传动 72

6.1 概述 72

6.1.1 带传动的类型 72

6.1.2 带传动的形式 73

6.1.3 带传动的特点 74

6.1.4 带传动的应用 74

6.2 V带与V带轮 74

6.2.1 V带的结构与标准 75

6.2.2 开口传动的几何参数及计算 76

6.2.3 V带轮结构 77

6.3 带传动工作情况分析 77

6.3.1 带传动的力分析 77

6.3.2 带传动的弹性滑动和打滑 80

6.3.3 带传动的应力分析 81

6.4 普通V带传动的设计 82

6.4.1 失效形式和设计准则 82

6.4.2 额定功率的修正 85

6.4.3 普通V带传动的设计计算 85

6.4.4 带传动参数的合理选择 90

6.4.5 V带传动的张紧装置 90

6.5 V带传动设计的实例分析 91

习题 92

7 链传动 94

7.1 概述 94

7.1.1 链传动的特点 94

7.1.2 链传动的类型 94

7.1.3 链传动的应用 95

7.2 滚子链和链轮 95

7.2.1 滚子链 95

7.2.2 滚子链链轮 96

7.3 链传动的运动特性和受力分析 99

7.3.1 链传动的多边形效应 99

7.3.2 链传动的动载荷 101

7.3.3 链传动的受力分析 101

7.4 滚子链传动设计 102

7.4.1 滚子链传动的主要失效形式 102

7.4.2 链传动的额定功率 103

7.4.3 滚子链传动的设计计算 104

7.5 滚子链的布置、张紧和润滑 109

7.5.1 链传动的布置 109

7.5.2 链传动的张紧 109

7.5.3 链传动的润滑 110

7.6 滚子链传动的设计实例 111

习题 112

8 齿轮传动 114

8.1 概述 114

8.1.1 齿轮传动的优缺点 114

8.1.2 分类 114

8.2 齿轮传动的主要失效形式及设计准则 115

8.2.1 失效形式 115

8.2.2 设计准则 117

8.3 齿轮材料及热处理选择 118

8.3.1 齿轮材料 118

8.3.2 齿轮热处理 119

8.4 齿轮传动的计算载荷 120

8.4.1 轮齿的受力分析 120

8.4.2 计算载荷 122

8.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 127

8.5.1 齿根弯曲疲劳强度计算 127

8.5.2 齿面接触疲劳强度计算 129

8.5.3 强度计算中的一些说明 130

8.5.4 齿轮传动设计参数的选择 131

8.6 齿轮材料的许用应力与精度选择 132

8.6.1 齿轮传动的许用应力 132

8.6.2 齿轮精度的选择 136

8.7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 139

8.7.1 计算载荷 139

8.7.2 齿根弯曲疲劳强度计算 139

8.7.3 齿面接触疲劳强度计算 140

8.8 标准锥齿轮传动的强度计算 146

8.8.1 设计参数 146

8.8.2 轮齿的受力分析 147

8.8.3 齿根弯曲疲劳强度计算 148

8.8.4 齿面接触疲劳强度计算 149

8.9 变位齿轮传动强度计算概述 150

8.10 齿轮的结构设计 151

8.11 齿轮传动的润滑 153

8.11.1 齿轮传动的润滑方式 153

8.11.2 润滑剂的选择 153

习题 154

9 蜗杆传动 155

9.1 蜗杆传动的类型及特点 155

9.1.1 普通圆柱蜗杆传动 156

9.1.2 圆弧圆柱蜗杆传动（ZC蜗杆） 157

9.1.3 圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择 158

9.2 蜗杆传动的失效形式，材料选择 158

9.2.1 失效形式 158

9.2.2 材料选择 158

9.3 普通圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 159

9.3.1 普通圆柱蜗杆传动的基本参数 159

9.3.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 163

9.3.3 蜗杆、蜗轮及其传动的尺寸规格的标记方法 163

9.4 蜗杆传动的受力分析和效率计算 164

9.4.1 蜗杆传动的受力分析 164

9.4.2 蜗杆传动的效率 165

9.5 蜗杆传动的强度计算 166

9.5.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 166

9.5.2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 169

9.5.3 蜗杆轴的刚度计算 169

9.6 蜗杆传动的润滑与热平衡计算 170

9.6.1 蜗杆传动的润滑 170

9.6.2 蜗杆传动的热平衡计算 170

习题 175

10 滑动轴承 177

10.1 概述 177

10.2 径向滑动轴承的主要结构形式 177

10.2.1 整体式径向滑动轴承 177

10.2.2 剖分式径向滑动轴承 178

10.2.3 自动调心式径向滑动轴承 178

10.3 滑动轴承的失效形式及常用材料 178

10.3.1 滑动轴承的失效形式 178

10.3.2 滑动轴承常用材料 179

10.4 轴瓦结构 181

10.4.1 轴瓦结构 181

10.4.2 轴瓦的定位 182

10.4.3 油孔和油槽 182

10.5 滑动轴承润滑剂的选用 182

10.5.1 润滑油的选择 182

10.5.2 润滑脂的选择 183

10.5.3 固体润滑剂的选择 184

10.6 流体润滑原理简介 184

10.6.1 流体动压润滑 184

10.6.2 流体静压润滑 185

10.6.3 动、静压润滑 185

10.7 不完全液体滑动轴承设计计算 185

习题 187

11 滚动轴承 188

11.1 概述 188

11.1.1 滚动轴承的组成 188

11.1.2 滚动轴承的分类 189

11.2 常用滚动轴承的类型、代号及选择 189

11.2.1 常用滚动轴承的类型 189

11.2.2 滚动轴承的代号 191

11.2.3 滚动轴承的选择 192

11.3 滚动轴承的选择计算 193

11.3.1 滚动轴承内部的载荷分布及应力变化情况 193

11.3.2 滚动轴承的失效形式 194

11.3.3 滚动轴承的计算准则 194

11.3.4 轴承的寿命 194

11.3.5 基本额定动载荷 195

11.3.6 滚动轴承的寿命计算公式 195

11.3.7 滚动轴承的当量动载荷 196

11.3.8 角接触轴承轴向载荷Fa的计算 197

11.4 滚动轴承的静载荷计算 198

11.4.1 基本额定静载荷 198

11.4.2 当量静载荷 198

11.5 滚动轴承的组合设计 201

11.5.1 轴承的轴向固定 201

11.5.2 滚动轴承的配合与装拆 203

11.5.3 轴向位置及轴承游隙的调整 204

11.5.4 支承部分的刚度和同轴度 204

11.5.5 滚动轴承的润滑 204

11.5.6 滚动轴承的密封 205

习题 207

12 轴及其联接 209

12.1 概述 209

12.1.1 轴的用途与分类 209

12.1.2 轴的材料 210

12.2 轴的结构设计 212

12.2.1 零件在轴上的定位 212

12.2.2 轴段的直径和长度的确定 222

12.2.3 轴的定位 223

12.2.4 提高轴的强度和刚度的措施 223

12.2.5 轴的结构工艺性 224

12.3 轴的强度计算 224

12.3.1 轴的强度校核计算 224

12.3.2 轴的刚度校核 227

12.3.3 轴的振动及振动稳定性的概念 229

习题 234

13 联轴器及离合器简介 236

13.1 联轴器的功能及类型 236

13.1.1 固定式联轴器 236

13.1.2 可移式联轴器 238

13.2 联轴器的选择 242

13.2.1 联轴器的类型选择 242

13.2.2 联轴器尺寸的选择 242

13.3 离合器简介 243

13.3.1 操纵式离合器 243

13.3.2 自动式离合器 244

习题 245

14 弹簧 246

14.1 概述 246

14.2 弹簧的材料及制造 247

14.2.1 弹簧的材料 247

14.2.2 弹簧的制造 248

14.3 弹簧的结构和尺寸 249

14.3.1 弹簧的结构 249

14.3.2 弹簧的几何尺寸 250

14.4 圆柱螺旋弹簧的设计计算 251

14.4.1 圆柱螺旋弹簧的特性 251

14.4.2 圆柱螺旋弹簧的强度计算 252

14.4.3 圆柱螺旋弹簧的刚度计算 253

14.4.4 压缩弹簧的稳定性计算 255

14.4.5 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计步骤 255

习题 258

15 减速器、箱体结构简介 259

15.1 减速器 259

15.1.1 齿轮减速器 259

15.1.2 蜗杆减速器 261

15.2 箱体结构简介 261

15.2.1 箱体的制造方法 262

15.2.2 箱体的设计准则 262

15.2.3 箱体的结构设计要点 262

参考文献 265