绪论 1
思考题 3
第1篇 机械设计总论 7
第1章 机械设计概论 7
1.1 概述 7
1.1.1 机械设计的任务 7
1.1.2 机械设计的类型和典型步骤 7
1.1.3 机械创新设计 8
1.2 机械零部件设计 8
1.2.1 机械零部件设计的要求 8
1.2.2 机械零件的失效分析和计算准则 9
1.2.3 机械零件的设计计算 10
1.2.4 机械结构设计 10
1.3 机械零件的材料和热处理的选择原则 10
1.4 机械零件的标准化 12
1.5 机械设计技术的新发展 12
习题1 13
第2章 机械零件的疲劳强度 15
2.1 概述 15
2.1.1 疲劳失效的特点 15
2.1.2 变应力的种类 16
2.1.3 变应力的特征参数 16
2.2 疲劳强度的基本理论 17
2.2.1 疲劳曲线 17
2.2.2 疲劳极限应力图 19
2.3 影响疲劳强度的主要因素 21
2.3.1 应力集中的影响 21
2.3.2 尺寸效应 21
2.3.3 表面状态的影响 22
2.4 稳定变应力机械零件的疲劳强度计算 22
2.4.1 单向稳定变应力的安全系数 23
2.4.2 复合稳定变应力的安全系数 25
2.4.3 许用安全系数的选择 26
2.5 非稳定循环变应力机械零件的疲劳强度计算 27
2.5.1 疲劳损伤累积理论 27
2.5.2 非稳定循环变应力疲劳强度计算 27
2.6 提高疲劳强度的主要措施 30
2.7 机械零件的接触疲劳强度 31
附录 疲劳强度计算资料 33
习题2 36
第3章 摩擦学设计 39
3.1 概述 39
3.2 摩擦 39
3.2.1 摩擦的类型 39
3.2.2 摩擦状态的判定 41
3.3 磨损 41
3.3.1 磨损的定义 41
3.3.2 磨损的过程&. 42
3.3.3 磨损的类型 42
3.3.4 提高摩擦副耐磨性的措施 43
3.4 润滑剂 44
3.4.1 润滑剂的类型 44
3.4.2 润滑剂的主要性能 45
3.4.3 润滑剂的添加剂 47
3.5 流体动压润滑原理——一维雷诺方程 48
3.6 摩擦学设计应用简介 50
3.6.1 弹流润滑理论在高副设计中的应用 51
3.6.2 边界润滑或混合润滑在运动副设计中的应用 53
习题3 54
第2篇 机械零部件工作能力设计 59
第4章 传动总论及机械传动方案的设计 59
4.1 概述 59
4.1.1 传动装置的作用及分类 59
4.1.2 机械传动装置设计的典型条件 60
4.2 机械传动的运动和动力参数计算 60
4.3 常用机械传动的特点和适用场合 63
4.4 机械传动装置 65
4.5 机械传动装置方案设计的一般原则 70
4.6 机械传动装置方案设计举例 73
习题4 76
第5章 带传动 80
5.1 概述 80
5.2 V带的类型、特点 81
5.3 带传动的工作原理 84
5.3.1 带传动的受力分析 84
5.3.2 带传动中的应力 86
5.3.3 带的弹性滑动和打滑 87
5.4 V带传动的设计计算 88
5.4.1 带传动的失效形式和设计准则 88
5.4.2 单根V带的基本额定功率 89
5.4.3 V带（窄V带）传动的设计 92
5.5 带传动的张紧装置 98
5.5.1 定期张紧 98
5.5.2 自动张紧 98
5.6 其他带传动简介 99
5.6.1 同步带传动 99
5.6.2 高速带传动 100
习题5 100
第6章 链传动 102
6.1 概述 102
6.2 传动链和链轮 103
6.2.1 滚子链 103
6.2.2 其他传动链 105
6.2.3 滚子链链轮 106
6.3 链传动的运动分析 107
6.3.1 链传动的运动不均匀性 107
6.3.2 链传动的动载荷 108
6.4 链传动的设计计算 109
6.4.1 链传动的受力分析 109
6.4.2 链传动的失效形式 110
6.4.3 滚子链传动的功率曲线 111
6.4.4 滚子链传动的设计步骤和设计方法 113
6.5 链传动的合理布置、张紧 115
6.5.1 链传动合理布置形式 115
6.5.2 链传动的张紧 116
习题6 118
第7章 齿轮传动 119
7.1 概述 119
7.2 圆柱齿轮的基本参数、几何计算和精度等级选择 119
7.2.1 圆柱齿轮的基本参数 119
7.2.2 渐开线外啮合圆柱齿轮主要几何尺寸计算公式 120
7.2.3 渐开线圆柱齿轮精度等级选择 120
7.3 齿轮传动的失效形式、材料和热处理 122
7.3.1 齿轮传动的失效形式 122
7.3.2 齿轮材料和热处理 123
7.4 圆柱齿轮的计算载荷 127
7.4.1 名义载荷 127
7.4.2 计算载荷 128
7.5 直齿圆柱齿轮受力分析和强度计算 133
7.5.1 直齿圆柱齿轮受力分析 133
7.5.2 直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 134
7.5.3 直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 137
7.6 直齿圆柱齿轮的参数选择和许用应力 140
7.6.1 设计参数选择 140
7.6.2 许用应力 142
7.7 斜齿圆柱齿轮受力分析和强度计算 152
7.7.1 斜齿圆柱齿轮受力分析 152
7.7.2 斜齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 153
7.7.3 斜齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 155
7.8 齿轮静强度校核计算 159
7.8.1 载荷的确定 159
7.8.2 静强度校核计算公式 159
7.9 开式齿轮强度计算的特点 160
7.10 直齿锥齿轮受力分析和强度计算 160
7.10.1 直齿锥齿轮几何计算 160
7.10.2 直齿锥齿轮受力分析 162
7.10.3 直齿锥齿轮强度计算 163
7.11 曲线齿锥齿轮简介 165
7.12 圆弧齿轮传动 167
习题7 168
第8章 蜗杆传动 173
8.1 概述 173
8.1.1 蜗杆传动的特点和应用 173
8.1.2 蜗杆传动的分类 173
8.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 176
8.2.1 蜗杆传动的主要参数 176
8.2.2 蜗轮的变位 178
8.2.3 蜗杆传动的几何尺寸计算 179
8.3 蜗杆传动的失效形式、材料 180
8.4 蜗杆传动的受力分析和效率计算 181
8.4.1 蜗杆传动的受力分析 181
8.4.2 蜗杆传动的计算载荷 182
8.4.3 蜗杆传动的相对滑动速度 183
8.4.4 蜗杆传动的效率 184
8.5 圆柱蜗杆传动的设计计算 185
8.5.1 蜗轮接触疲劳强度计算 185
8.5.2 蜗轮的接触许用应力 187
8.5.3 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 188
8.5.4 蜗杆轴的刚度计算 189
8.5.5 蜗杆传动散热计算 190
8.6 圆弧齿圆柱蜗杆传动简介 191
8.6.1 圆弧齿圆柱蜗杆传动概述 191
8.6.2 圆弧齿圆柱蜗杆传动的参数选择 191
8.6.3 圆弧齿圆柱蜗杆传动的承载能力计算 191
习题8 194
第9章 螺旋传动 196
9.1 概述 196
9.1.1 螺旋传动的特点 196
9.1.2 螺旋传动的应用 196
9.1.3 螺旋传动的类型 196
9.2 螺纹 198
9.2.1 螺纹的主要参数 198
9.2.2 常用螺纹 199
9.3 滑动螺旋传动的设计 199
9.3.1 滑动螺旋的失效形式和设计准则 199
9.3.2 滑动螺旋副的材料 200
9.3.3 滑动螺旋的设计计算 200
9.4 其他螺旋传动简介 206
9.4.1 滚动螺旋传动简介 206
9.4.2 静压螺旋传动简介 208
习题9 209
第10章 轴的设计计算 211
10.1 概述 211
10.1.1 轴的分类 211
10.1.2 轴的材料选择 211
10.1.3 轴设计的主要问题 213
10.2 轴的疲劳强度计算 213
10.2.1 按许用切应力计算 213
10.2.2 按许用弯曲应力计算 214
10.2.3 安全系数校核计算 215
10.3 轴的静强度校核 215
10.4 轴的刚度计算 219
10.4.1 扭转刚度的校核计算 219
10.4.2 弯曲刚度的校核计算 219
10.5 轴的振动概念 221
习题10 222
第11章 滚动轴承 227
11.1 概述 227
11.1.1 滚动轴承的特点 227
11.1.2 滚动轴承的组成 227
11.2 滚动轴承的类型和选用 228
11.2.1 常用滚动轴承的主要类型、结构和特点 228
11.2.2 滚动轴承的代号 232
11.2.3 滚动轴承类型的选择 234
11.3 滚动轴承的工作情况分析、失效形式和设计准则 235
11.3.1 滚动轴承的工作情况分析 235
11.3.2 滚动轴承的失效形式和设计准则 237
11.4 滚动轴承的寿命计算 238
11.4.1 基本额定寿命和基本额定动载荷 238
11.4.2 当量动载荷 239
11.4.3 额定寿命计算 240
11.4.4 角接触轴承的载荷计算 243
11.4.5 不稳定载荷下的轴承寿命计算 245
11.5 滚动轴承的静强度计算 246
11.5.1 基本额定静载荷 246
11.5.2 当量静载荷 246
11.5.3 静强度计算 246
11.6 一支承处成对安装角接触轴承的计算特点 247
11.7 滚动轴承的极限转速 248
11.8 特殊工作条件下的滚动轴承简介 249
11.8.1 高速滚动轴承简介 249
11.8.2 高温滚动轴承简介 250
11.8.3 陶瓷滚动轴承简介 250
习题11 251
第12章 滑动轴承 254
12.1 概述 254
12.1.1 滑动轴承的分类与失效形式 254
12.1.2 滑动轴承的常用材料 254
12.1.3 滑动轴承结构 258
12.1.4 轴瓦结构 260
12.2 混合润滑滑动轴承的工作能力条件性计算 261
12.2.1 径向滑动轴承的计算 262
12.2.2 推力滑动轴承的计算 262
12.3 流体润滑轴承的工作能力设计 263
12.3.1 流体动压润滑径向滑动轴承的主要几何参数 263
12.3.2 稳定工况下径向滑动轴承的工作能力计算 264
12.3.3 流体动压润滑径向滑动轴承主要参数的选择 270
12.4 滑动轴承与滚动轴承的比较 274
习题12 275
第13章 螺纹连接 278
13.1 螺纹连接的类型和标准螺纹连接件 278
13.1.1 螺纹连接的主要类型 278
13.1.2 标准螺纹连接件 280
13.2 螺栓连接的设计计算 283
13.2.1 普通螺栓连接的设计计算 284
13.2.2 铰制孔用螺栓连接的设计计算 288
13.3 螺栓组连接的设计 288
13.3.1 螺栓组连接的结构设计 289
13.3.2 螺栓组连接的受力分析与计算 290
13.4 螺纹连接件的材料和许用应力 295
13.4.1 螺纹连接件的材料 295
13.4.2 螺纹连接件的许用应力 296
13.5 螺纹连接的预紧和防松 297
13.5.1 螺纹连接的预紧 297
13.5.2 螺纹连接的防松 299
13.6 提高螺纹连接强度的措施 301
13.6.1 改善螺纹牙间载荷分布不均的现象 301
13.6.2 减小应力集中 301
13.6.3 减小影响螺栓疲劳强度的应力幅 302
13.6.4 避免附加应力 303
13.6.5 采用合理的加工工艺 303
习题13 306
第14章 弹簧 310
14.1 概述 310
14.1.1 弹簧的功用 310
14.1.2 弹簧的类型和特点 310
14.2 弹簧的材料和制造方法 313
14.2.1 弹簧的常用材料 313
14.2.2 弹簧的制造方法 316
14.3 圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的设计计算 317
14.3.1 圆柱螺旋弹簧的基本尺寸 317
14.3.2 弹簧的强度计算 318
14.3.3 弹簧的刚度 319
14.3.4 弹簧的特性线 319
14.3.5 弹簧的结构 320
14.3.6 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计 322
14.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算 326
14.4.1 圆柱螺旋扭转弹簧的强度和刚度 326
14.4.2 圆柱螺旋扭转弹簧的结构 327
14.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算 327
14.5 其他弹簧简介 328
14.5.1 碟形弹簧 328
14.5.2 平面涡卷弹簧 329
14.5.3 橡胶弹簧 330
14.5.4 空气弹簧 330
习题14 331
第3篇 机械结构设计 335
第15章 机械结构设计概论 335
15.1 概述 335
15.1.1 机械结构设计的作用和步骤 335
15.1.2 机械结构设计的要求 336
15.1.3 机械结构设计的思考法 338
15.1.4 机械结构方案设计的技巧 339
15.2 机械结构设计的准则 341
15.2.1 符合力学要求的机械结构设计准则 341
15.2.2 提高耐磨性的机械结构设计准则 343
15.2.3 提高精度的机械结构设计准则 343
15.2.4 减小噪声的机械结构设计准则 345
15.2.5 提高耐腐蚀性的机械结构设计准则 345
15.2.6 提高工艺性的机械结构设计准则 345
习题15 348
第16章 轮及其与轴的连接 350
16.1 概述 350
16.2 轮辐结构设计 350
16.3 轮毂结构设计 354
16.4 键连接 355
16.4.1 平键连接 355
16.4.2 半圆键连接 356
16.4.3 楔键连接 356
16.4.4 切向键连接 357
16.4.5 键连接的类型选择和强度校核 357
16.5 花键连接 360
16.5.1 花键连接的类型和特点 360
16.5.2 花键连接的设计 361
16.6 其他轴毂连接方式 362
16.6.1 过盈连接 362
16.6.2 弹性环连接 368
习题16 370
第17章 滚动轴承轴系结构设计 372
17.1 概述 372
17.2 滚动轴承轴系轴向定位方法 372
17.3 滚动轴承及轴上零件的轴向定位方法 376
17.4 滚动轴承游隙及轴系轴向位置调整方法 379
17.5 滚动轴承的配合 379
17.6 轴的结构设计 381
17.6.1 轴的设计过程 381
17.6.2 轴段直径 382
17.6.3 轴段长度 382
17.6.4 轴段过渡结构 382
17.7 提高滚动轴承轴系性能的方法 383
17.7.1 提高轴强度的措施 383
17.7.2 提高轴刚度的措施 385
17.7.3 提高滚动轴承轴系刚度和旋转精度的措施 386
17.7.4 改善滚动轴承轴系的结构工艺性 388
习题17 389
第18章 联轴器与离合器 393
18.1 概述 393
18.2 联轴器 393
18.2.1 联轴器的特性及分类 393
18.2.2 刚性联轴器 394
18.2.3 挠性联轴器 396
18.2.4 联轴器的选择 400
18.3 离合器 402
习题18 406
第19章 润滑方式与密封装置 407
19.1 概述 407
19.2 常用润滑方式及装置 407
19.2.1 常用润滑方式及装置的选择 407
19.2.2 常用润滑方式的原理及装置特点 408
19.3 典型零部件润滑方式的选择 413
19.3.1 滑动轴承润滑 413
19.3.2 滚动轴承润滑 414
19.3.3 齿轮传动润滑 415
19.3.4 蜗杆传动润滑 417
19.3.5 链传动润滑 420
19.4 密封装置概述 421
19.5 动密封装置 423
19.5.1 动密封的工作机理和选择原则 423
19.5.2 接触式动密封装置 423
19.5.3 非接触式动密封装置 426
19.5.4 组合式密封 428
19.6 静密封简介 428
19.6.1 直接接触密封 429
19.6.2 垫片、垫圈密封 429
19.6.3 密封胶密封 429
19.6.4 自紧式密封 430
习题19 430
参考文献 433
各章专用参考文献 435