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第1篇 机械设计总论1

第0章 绪论2

本章小结5

第1章 机械设计概述6

1.1机械设计与机械零件设计的基本要求7

1.1.1机械设计的基本要求7

1.1.2机械零件设计的基本要求8

1.2机械设计的一般程序9

1.2.1制订设计工作计划9

1.2.2方案设计10

1.2.3技术设计10

1.2.4施工设计10

1.2.5试制、试验、鉴定10

1.2.6定型产品设计11

1.3机械零件的主要失效形式与设计准则11

1.3.1机械零件的主要失效形式11

1.3.2机械零件的设计准则12

1.4机械零件的设计方法与基本原则13

1.4.1机械零件的设计方案13

1.4.2机械零件的设计步骤15

1.4.3机械零件设计的基本原则15

本章小结17

习题17

第2章 机械零件设计中的强度与耐磨性18

2.1机械零件的载荷与应力19

2.1.1载荷与应力的分类19

2.1.2稳定循环变应力的基本参数20

2.2静应力时机械零件的强度计算20

2.2.1塑性材料零件的强度计算20

2.2.2脆性材料与低塑性材料21

2.3机械零件的疲劳强度22

2.3.1疲劳断裂特征22

2.3.2疲劳曲线和疲劳极限应力图22

2.3.3影响机械零件疲劳强度的主要因素和零件极限应力图24

2.3.4单向稳定变应力时的疲劳强度计算25

2.3.5提高机械零件疲劳强度的措施27

2.4机械零件的接触强度28

2.5摩擦、磨损与润滑概述29

2.5.1摩擦29

2.5.2磨损30

2.5.3润滑32

本章小结35

习题35

第2篇 连接件设计37

第3章 螺纹连接与螺旋传动38

3.1概述39

3.2螺纹连接40

3.2.1螺纹40

3.2.2螺纹连接的类型及螺纹连接件42

3.2.3螺纹连接的预紧和防松46

3.2.4螺栓组连接的结构设计和受力分析49

3.2.5单个螺栓连接的强度计算53

3.2.6螺纹连接件的材料选择59

3.2.7提高螺栓连接强度的措施60

3.3螺旋传动65

3.3.1螺旋传动的类型、特点及应用65

3.3.2螺旋传动的设计计算66

3.3.3其他螺旋传动简介70

3.3.4螺旋传动的工程应用71

本章小结72

习题72

第4章 键连接及其他连接75

4.1键连接76

4.1.1键连接的功用、主要类型和应用特点76

4.1.2键的选择和键连接的强度计算78

4.2花键连接80

4.2.1花键连接特点、类型和应用81

4.2.2花键连接的设计计算81

4.3销连接83

4.4无键连接84

4.4.1型面连接84

4.4.2过盈连接84

4.4.3胀紧连接84

本章小结86

习题86

第3篇 机械传动设计87

第5章 带传动88

5.1概述89

5.1.1带传动的类型89

5.1.2摩擦型带传动的特点及应用91

5.2 V带及带轮结构92

5.2.1 V带类型和标准92

5.2.2 V带轮结构94

5.2.3带传动的几何计算96

5.3带传动工作情况分析97

5.3.1带传动的受力分析97

5.3.2带传动的最大有效拉力及其影响因素98

5.3.3带传动的应力分析99

5.3.4带的弹性滑动和打滑100

5.4 V带传动的设计101

5.4.1设计准则和单根V带的基本额定功率101

5.4.2带传动的设计与参数选择105

5.4.3带传动的张紧、安装及维护110

本章小结111

习题111

第6章 链传动113

6.1概述114

6.1.1链传动的组成和工作原理114

6.1.2链的类型115

6.1.3链传动的特点及应用115

6.2链条与链轮115

6.2.1链条115

6.2.2链轮118

6.3链传动的运动分析及受力分析119

6.3.1链传动的运动分析119

6.3.2链传动的受力分析121

6.4滚子链传动的失效形式及功率曲线122

6.4.1滚子链传动的失效形式122

6.4.2滚子链传动的极限功率曲线123

6.4.3滚子链传动的额定功率曲线124

6.5链传动的设计计算126

6.5.1一般链传动的设计计算126

6.5.2低速链传动的静强度计算127

6.6链传动的布置、张紧与润滑128

6.6.1链传动的布置128

6.6.2链传动的张紧128

6.6.3链传动的润滑129

本章小结132

习题132

第7章 齿轮传动134

7.1概述135

7.1.1齿轮传动的特点135

7.1.2齿轮传动类型135

7.2齿轮传动的失效形式及设计准则136

7.2.1齿轮的失效形式136

7.2.2设计准则139

7.3齿轮的材料及其选择原则140

7.3.1常用的齿轮材料140

7.3.2齿轮材料的选择原则142

7.4齿轮传动的计算载荷144

7.5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算150

7.5.1轮齿的受力分析150

7.5.2齿根弯曲疲劳强度计算150

7.5.3齿面接触疲劳强度计算152

7.5.4齿轮传动的强度计算说明155

7.6齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择156

7.6.1齿轮传动设计参数的选择156

7.6.2齿轮的许用应力157

7.6.3齿轮精度的选择160

7.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算164

7.7.1轮齿的受力分析164

7.7.2计算载荷165

7.7.3齿根弯曲疲劳强度计算165

7.7.4齿面接触疲劳强度计算167

7.7.5斜齿轮传动的参数选择169

7.8标准直齿锥齿轮传动的强度计算173

7.8.1设计参数173

7.8.2轮齿的受力分析174

7.8.3齿根弯曲疲劳强度计算175

7.8.4齿面接触疲劳强度计算176

7.9变位齿轮传动强度计算概述176

7.10齿轮的结构设计177

7.11齿轮传动的润滑181

7.11.1齿轮传动的润滑方式181

7.11.2润滑剂的选择182

本章小结183

习题183

第8章 蜗杆传动设计186

8.1概述187

8.1.1蜗杆传动的类型187

8.1.2蜗杆传动的特点189

8.1.3普通圆柱蜗杆传动的精度190

8.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算190

8.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择190

8.2.2普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算193

8.2.3蜗杆传动的变位194

8.3圆柱蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择195

8.3.1蜗杆传动的失效形式195

8.3.2蜗杆传动的设计准则195

8.3.3蜗杆传动的常用材料196

8.4普通圆柱蜗杆传动承载能力计算196

8.4.1蜗杆传动的受力分析196

8.4.2蜗杆传动强度计算198

8.4.3蜗杆传动刚度计算201

8.5蜗杆传动的效率、相对滑动速度、润滑及热平衡计算201

8.5.1蜗杆传动的效率201

8.5.2蜗杆传动的相对滑动速度202

8.5.3蜗杆传动的润滑203

8.5.4蜗杆传动的热平衡计算204

8.6圆柱蜗杆和蜗轮的结构205

8.6.1蜗杆的结构205

8.6.2蜗轮的结构205

本章小结207

习题208

第4篇 轴系零部件及弹簧设计211

第9章 轴的设计212

9.1概述214

9.1.1轴的功用和分类214

9.1.2轴设计时应满足的要求215

9.1.3轴的材料215

9.2轴的结构设计216

9.2.1拟订轴上零件的装配方案216

9.2.2轴上零件轴向和周向定位217

9.2.3各轴段直径和长度的确定219

9.2.4提高轴的强度的常用措施219

9.2.5结构工艺性要求221

9.3轴的工作能力计算222

9.3.1轴的强度计算222

9.3.2轴的刚度计算226

9.3.3轴的振动稳定性计算227

本章小结235

习题235

第10章 滑动轴承237

10.1概述238

10.2滑动轴承的结构、材料及润滑239

10.2.1滑动轴承的类型和结构239

10.2.2滑动轴承的失效形式、常用材料及轴瓦结构241

10.2.3滑动轴承润滑剂的选用249

10.3非液体摩擦滑动轴承的设计计算251

10.3.1径向滑动轴承的设计计算251

10.3.2止推滑动轴承的设计计算252

10.4液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算254

10.4.1流体动力润滑的基本方程254

10.4.2径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程256

10.4.3径向滑动轴承的几何关系和承载量系数257

10.4.4最小油膜厚度259

10.4.5轴承的热平衡计算260

10.4.6参数选择261

本章小结264

习题264

第11章 滚动轴承266

11.1概述267

11.1.1滚动轴承的基本构造267

11.1.2滚动轴承的材料268

11.2滚动轴承的类型、代号和选择269

11.2.1滚动轴承的类型269

11.2.2滚动轴承的性能和特点269

11.2.3滚动轴承的代号273

11.2.4滚动轴承的类型选择276

11.3滚动轴承的工作情况278

11.3.1滚动轴承的受力分析278

11.3.2滚动轴承主要失效形式279

11.3.3计算准则280

11.4滚动轴承的校核计算280

11.4.1滚动轴承的基本额定寿命280

11.4.2基本额定动负荷281

11.4.3滚动轴承的寿命计算公式281

11.4.4滚动轴承的当量动负荷283

11.4.5角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷与轴向载荷计算284

11.4.6滚动轴承的静强度计算285

11.5滚动轴承的组合设计287

11.5.1滚动轴承的固定287

11.5.2滚动轴承轴系支点固定的结构形式288

11.5.3轴承游隙和轴承组合位置的调整290

11.5.4提高轴系刚度的措施290

11.5.5滚动轴承的配合和装拆292

11.5.6滚动轴承的润滑和密封293

本章小结300

习题300

第12章 联轴器和离合器302

12.1概述303

12.2联轴器303

12.2.1联轴器的种类及特性303

12.2.2联轴器的选择312

12.3离合器314

12.3.1离合器的种类及特性314

12.3.2离合器的选择317

本章小结318

习题318

第13章 弹簧设计320

13.1概述321

13.1.1弹簧的功用321

13.1.2弹簧的分类322

13.2弹簧材料、许用应力和制造322

13.2.1弹簧的材料及选择322

13.2.2弹簧的许用应力324

13.2.3弹簧的制造324

13.3圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的结构与设计325

13.3.1圆柱螺旋弹簧的结构325

13.3.2圆柱螺旋弹簧的几何参数计算325

13.3.3圆柱螺旋弹簧的特性曲线327

13.3.4圆柱螺旋弹簧受载时的应力和变形328

13.3.5圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的设计计算330

13.4其他弹簧简介331

13.4.1圆柱螺旋扭转弹簧331

13.4.2蝶形弹簧331

本章小结334

习题334

附录336

参考文献341