第一篇 设计基础 1
第一章 机械工程设计概论 1
1·1课程概述 1
目录 1
1·2安全因素 2
1·3生态学因素 4
1·4社会因素 5
1·5整体设计考虑 7
1·6功和能 8
1·7功率 8
2·2应变的定义、测量和莫尔图表示 10
第二章 弹性应变、挠度和稳定性 10
2·1引言 10
2·3应变的分析——等角应变片组 12
2·4应变的分析——直角应变片组 13
2·5弹性应力－应变的关系和三维莫尔圆 14
2·6挠度和刚度系数简单的情况 14
2·7梁的挠度 16
2·8由卡氏定理确定弹性变形 17
2·9用卡氏方法确定多余反力 19
2·10欧拉压杆侧弯——弹性木稳定性 19
2·11各种端部条件的有效柱长 20
2·12压杆设计方法J．B．约翰逊抛物线 22
2·13偏心柱载荷——正割公式 23
2·14当量压杆应力 24
2·15纵向弯曲的其它形式 24
第三章 失效理论、安全系数和可靠性 26
3·1引言 26
3·2失效型式 26
3·3断裂力学基本概念 27
3·4断裂力学的应用 28
3·5静载下的强度理 29
3·7最大剪应力理论 30
3·6最大正应力理论 30
3·8最大歪形能理论（最大八面体剪应力理论） 31
3·9修正莫尔理论 33
3·10强度理论的选择与应用 33
3·11安全系数——概念与定义 34
3·12安全系数的具体取值 34
3·13可靠性 36
3·14正态分布 37
3·15可靠性预测中的干涉原理 39
第四章 疲劳 40
4·1引言 40
4·2基本概念 41
4·3标准旋转…弯曲疲劳强度S′a 42
4·4反复弯曲与反复轴向载荷下的疲劳强度 45
4·5反复扭转载荷作用下的疲劳强度 46
4·6反复双向载荷作用下的疲劳强度 47
4·7表面和尺寸对疲劳强度的影响 47
4·8对称反复载荷作用下疲劳强度小结 49
4·9平均应力对疲劳强度的影响 49
4·10在对称循环疲劳载荷作用下应力集中的影响 53
4·11在非对称循环疲劳载荷作用下应力集中的影响 56
4·12在随机变化载荷作用下的疲劳寿命预测 58
4·13表面处理对零件疲劳强度的影响 59
4·14机械表面处理（喷丸处理等） 60
4·15热表面硬化处理及化学表面硬化处理（高频淬火及渗碳等） 61
第五章 表面损伤 62
5·1引言 62
5·2腐蚀基本原理 62
5·3腐蚀——电极和电解质的不均匀性 65
5·4防腐蚀设计 66
5·5受静应力作用的金属零件的腐蚀 68
5·6受交变应力作用的零件腐蚀 69
5·7气蚀损伤 70
5·8磨损类型 70
5·9粘性磨损 71
5·10研磨性磨损 73
5·11微振磨损 73
5·12磨损的分析方法 74
5·13曲面接触应力 75
5·14表面疲劳破坏 79
5·15结束语 81
第二篇 设计实践 83
第六章 螺纹紧固件和传动螺旋 83
6·1引言 83
6·2螺纹形式、术语和标准 83
6·3传动螺旋 84
6·4螺旋静应力 90
6·5螺纹紧固件的型式 94
6·6紧固件的材料和制造方法 95
6·7螺旋拧紧与初拉力 96
6·8螺纹松动与防松 99
6·9在使连接分离的外载荷作用下的螺栓拉力 101
6·10受静载荷作用下螺栓（螺钉）的选择 104
6·11疲劳载荷作用下螺栓（螺钉）的选择——基本原理 105
6·12疲劳载荷作用下螺栓的选择——用专门试验数据的方法 108
6·13提高螺栓连接疲劳强度的措施 109
7·1引言 111
7·2铆接 111
第七章 铆接、焊接和粘接 111
7·3焊接法 114
7·4承受静轴向和垂直方向剪切载荷的焊接 115
7·5承受静扭转和弯曲载荷作用的焊接 118
7·6受疲劳载荷的焊缝 118
7·7钎焊和软焊 120
7·8胶合剂 121
第八章 弹簧 124
8·1引言 124
8·2扭杆弹簧 124
8·3圆柱形螺旋弹簧的应力和变形方程式 125
8·4圆柱螺旋压缩弹簧——静载荷下的应力和强度分析 130
8·5螺旋压缩弹簧的端部结构型式 132
8·6螺旋压缩弹簧的纵向弯曲分析 133
8·7静载荷作用下螺旋压缩弹簧的设计方法 133
8·8疲劳载荷作用下螺旋压缩弹簧的设计方法 134
8·9螺旋拉伸弹簧 138
8·10板弹簧（包括片弹簧） 139
8·11扭转弹簧 141
8·12其它形式的弹簧 142
9·1润滑剂种类 146
9·2滑动轴承型式 146
第九章 润滑和滑动轴承 146
9·3润滑型式 147
9·4流体动力润滑的基本概念 148
9·5粘度 150
9·6温度和压力对粘度的影响 152
9·7轴承摩擦的Petroff（彼得洛夫）公式 153
9·8流体动力润滑理论 154
9·9流体动力轴承设计图表 156
9·10供油方式 161
9·11热扩散及油膜温度平衡 162
9·12轴承材料 164
9·13流体动力轴承设计 165
9·14边界和混合膜润滑 166
9·15推力轴承 167
9·16弹性流体动力润滑 169
第十章 滚动轴承 171
10·1旋转轴两种支承方式的比较 171
10·2滚动轴承的历史 173
10·3滚动轴承的类型 173
10·4滚动轴承的设计 180
10·5滚动轴承的装配 182
10·6滚动轴承的“样本信息” 182
10·7轴承的选择 182
10·8承受适当推力载荷时轴承的安装 186
第十一章 正齿轮 188
11·1引言和历史 188
11·2轮齿形状和名称 188
11·3干涉和重合度 194
11·4齿轮受力分析 196
11·5齿轮轮齿的强度 197
11·6轮齿弯曲应力的基本分析（路易斯方程式） 197
11·7轮齿弯曲强度的精确分析——基本概念 199
11·8轮齿弯曲强度的精确分析——推荐的方法 201
11·9轮齿表面的耐久性——基本概念 203
11·10轮齿表面疲劳分析——推荐的方法 206
11·11正齿轮的设计程序 208
11·12齿轮材料 209
11·13轮系 209
第十二章 斜齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动 214
12·1引言 214
12·2斜齿轮的各部名称及几何尺寸 216
12·3斜齿轮受力分析 217
12·4斜齿轮轮齿弯曲及表面疲劳强度 219
12·5螺旋齿轮 220
12·6圆锥齿轮的各部名称及几何尺寸 221
12·7圆锥齿轮受力分析 222
12·8圆锥齿轮轮齿弯曲和表面疲劳强度 223
12·9圆锥齿轮系、差动轮系 225
12·10蜗杆传动各部名称及几何尺寸 226
12·11蜗杆传动受力分析及效率 228
12·12蜗杆传动的弯曲和表面疲劳强度 231
12·13蜗杆传动发热计算 232
第十三章 轴及轴上附件 234
13·1引言 234
13·2轴的支承 234
13·3轴上零件 234
13·4转轴动力学 236
13·5轴设计总结 237
13·6键、销和花键联接 239
13·7联轴器和万向联轴节 241
第十四章 其它传动零件 244
14·1引言 244
14·2平型带 244
14·3三角胶带 246
14·4齿形带 248
14·5滚子链 248
14·6齿形链 250
14·7流体动力传动的历史 250
14·8液力联轴器 252
14·9液力变矩器 255