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0绪论1

0.1机械在经济建设中的作用1

0.2机械的组成1

0.3本课程的内容、性质和学习方法2

思考题3

1机械设计总论4

1.1机械设计的基本要求4

1.2机械设计的一般程序4

1.2.1机械设计的指导思想及一般步骤4

1.2.2机械零件设计的一般步骤5

1.3机械零件的主要失效形式6

1.3.1整体断裂6

1.3.2过量变形6

1.3.3表面失效6

1.4机械零件设计的计算准则7

1.4.1强度7

1.4.2刚度8

1.4.3抗磨性8

1.5机械零件的材料及其选择9

1.5.1机械零件的常用材料9

1.5.2机械零件材料的选择原则9

1.6机械设计中的标准化10

1.7机械设计的新发展10

思考题12

2机械零件的强度13

2.1机械零件的接触强度13

2.2变应力的类型和特性14

2.2.1变应力类型14

2.2.2稳定循环变应力的特性参数和应力谱15

2.3材料的疲劳极限和极限应力线图18

2.3.1疲劳曲线18

2.3.2稳定循环变应力的极限应力线图及其简化20

2.4影响机械零件疲劳强度的因素及机械零件的极限应力线图22

2.4.1影响机械零件疲劳强度的因素22

2.4.2机械零件的简化极限应力线图26

2.5稳定循环变应力时的疲劳强度计算28

2.5.1单向稳定循环变应力下的零件疲劳强度的计算28

2.5.2复合稳定变应力时的疲劳强度计算31

2.6单向不稳定循环变应力时的疲劳强度计算32

2.6.1疲劳损伤累积假说33

2.6.2单向的规律性不稳定循环变应力下的疲劳强度计算35

思考题37

习题37

3摩擦、磨损和润滑39

3.1摩擦39

3.1.1摩擦状态39

3.1.2摩擦理论40

3.1.3摩擦特性曲线41

3.2磨损42

3.2.1磨损过程及曲线42

3.2.2磨损分类43

3.3润滑43

3.3.1润滑剂的分类及其特点43

3.3.2润滑剂的性能指标44

3.3.3润滑油添加剂及润滑剂的选择45

3.3.4流体润滑机理简介46

思考题47

4螺纹连接48

4.1螺纹48

4.1.1螺纹的分类48

4.1.2螺纹的主要参数49

4.1.3螺纹副中力的关系、效率和自锁49

4.2螺纹连接的基本类型和标准连接件50

4.2.1螺纹连接的基本类型50

4.2.2标准螺纹连接件50

4.3螺纹连接的预紧与防松53

4.3.1螺纹连接的预紧53

4.3.2螺纹连接的防松55

4.4螺栓组连接的受力分析56

4.4.1受轴向工作载荷的螺栓组连接56

4.4.2受横向工作载荷的螺栓组连接57

4.4.3受旋转力矩的螺栓组连接58

4.4.4受翻转力矩的螺栓组连接59

4.5单个螺栓连接的强度计算61

4.5.1受拉螺栓连接强度计算61

4.5.2受剪螺栓连接强度计算67

4.5.3螺栓连接的许用应力68

4.6提高螺栓连接强度的措施68

4.6.1螺纹牙的受力分配69

4.6.2降低应力幅69

4.6.3减小附加应力70

4.7螺旋传动74

4.7.1螺旋传动的类型与特点74

4.7.2螺旋传动的设计计算75

思考题79

习题79

5带传动80

5.1带传动的类型和特点80

5.1.1带传动的类型80

5.1.2带传动的特点80

5.1.3带传动的标准81

5.2带传动的工作原理81

5.3带传动的工作情况分析82

5.3.1带传动的受力分析82

5.3.2带传动的应力分析84

5.4带传动的运动特性86

5.4.1带传动的弹性滑动86

5.4.2带传动的打滑现象87

5.5带传动的失效形式和计算准则87

5.5.1带传动的失效形式87

5.5.2带传动的计算准则87

5.5.3传动带允许传递的功率88

5.6普通V带传动的设计计算90

5.6.1普通V带的规格90

5.6.2普通V带传动的几何计算91

5.6.3传动参数的选择92

5.6.4普通V带的根数计算93

5.6.5预拉力和压轴力的计算94

5.6.6普通V带传动的设计步骤95

5.7 V带轮结构与张紧装置96

5.7.1带轮结构96

5.7.2张紧装置96

思考题100

习题101

6链传动102

6.1链传动的组成、特点和应用102

6.1.1链传动的组成102

6.1.2链传动的特点102

6.1.3链传动的应用103

6.2传动链的类型、结构和标准103

6.2.1套筒滚子链103

6.2.2齿形链105

6.3链传动的运动特性105

6.3.1链传动的运动不均匀性105

6.3.2链传动的动载荷107

6.4链传动的受力分析108

6.5滚子链传动的设计计算109

6.5.1滚子链传动的失效形式109

6.5.2链传动的主要参数及其选择原则110

6.5.3滚子链选择计算方法113

6.6链传动的布置、张紧和润滑115

6.6.1链传动的布置115

6.6.2链传动的张紧115

6.6.3链传动的润滑115

思考题118

习题118

7齿轮传动120

7.1齿轮传动的特点和分类120

7.1.1齿轮传动的特点120

7.1.2齿轮传动的分类120

7.2齿轮传动的失效形式和设计准则121

7.2.1齿轮传动的失效形式121

7.2.2齿轮传动的设计准则122

7.3齿轮常用材料及许用应力122

7.3.1齿轮常用材料及热处理122

7.3.2许用应力124

7.4齿轮传动的精度等级及其选择128

7.5齿轮的计算载荷128

7.6标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算131

7.6.1轮齿的受力分析131

7.6.2齿面接触疲劳强度计算132

7.6.3齿根弯曲疲劳强度计算134

7.6.4齿轮传动主要参数的选择137

7.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算142

7.7.1斜齿轮轮齿的受力分析142

7.7.2齿面接触疲劳强度计算143

7.7.3齿根弯曲疲劳强度计算143

7.7.4参数选择144

7.8标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算146

7.8.1锥齿轮轮齿受力分析146

7.8.2计算载荷147

7.8.3齿面接触疲劳强度计算147

7.8.4齿根弯曲疲劳强度计算147

7.8.5参数选择147

7.9齿轮的结构设计150

7.9.1齿轮轴和实心齿轮150

7.9.2腹板式和轮辐式齿轮150

7.9.3组合式的齿轮结构151

7.10齿轮传动的润滑152

7.10.1齿轮传动的润滑方式152

7.10.2润滑剂的选择152

思考题153

习题153

8蜗杆传动155

8.1蜗杆传动的特点及类型155

8.1.1蜗杆传动的特点155

8.1.2蜗杆传动的类型155

8.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算156

8.2.1模数m和压力角α156

8.2.2蜗杆分度圆直径d1158

8.2.3蜗杆导程角γ158

8.2.4蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i158

8.2.5变位系数x159

8.2.6几何尺寸计算159

8.3蜗杆传动的失效形式和材料选择161

8.3.1蜗杆传动的失效形式161

8.3.2蜗杆传动的材料选择161

8.4蜗杆传动的强度计算161

8.4.1蜗杆传动的受力分析161

8.4.2蜗轮蜗杆的强度计算162

8.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算166

8.5.1蜗杆传动的效率166

8.5.2蜗杆传动的润滑167

8.5.3蜗杆传动的热平衡168

8.6蜗杆和蜗轮的结构设计172

8.6.1蜗杆的结构设计172

8.6.2蜗轮的结构设计172

思考题173

习题173

9轴175

9.1轴的功用和分类175

9.2轴的材料选择176

9.3轴的强度计算177

9.3.1按扭转强度条件计算178

9.3.2按弯扭合成强度条件计算178

9.3.3按疲劳强度条件进行精确校核计算180

9.3.4按静强度条件计算181

9.3.5轴的刚度校核计算182

思考题188

习题188

10轴毂连接189

10.1键连接189

10.1.1平键连接190

10.1.2半圆键连接191

10.2花键连接191

10.3销连接193

10.4无键连接194

思考题195

习题195

11滑动轴承196

11.1滑动轴承的结构和材料196

11.1.1滑动轴承的类型196

11.1.2轴瓦结构198

11.1.3轴承材料199

11.2滑动轴承的润滑203

11.2.1润滑剂及其选择203

11.2.2润滑方式及其选择205

11.3非液体摩擦滑动轴承的设计计算206

11.3.1径向滑动轴承的计算206

11.3.2推力滑动轴承的计算207

11.4流体润滑原理简介208

11.4.1流体动力润滑形成机理208

11.4.2流体动力润滑的基本方程208

11.4.3径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程210

11.4.4宽径比参数选择211

11.5其他滑动轴承简介211

11.5.1多油楔滑动轴承211

11.5.2液体静压轴承211

11.5.3气体轴承212

思考题213

习题213

12滚动轴承214

12.1滚动轴承的结构214

12.2滚动轴承的主要类型214

12.3滚动轴承的代号216

12.4滚动轴承的受力、应力分析及其失效形式217

12.5滚动轴承的类型选择218

12.6滚动轴承的动态承载能力计算219

12.6.1滚动轴承的基本额定动载荷和基本额定寿命219

12.6.2寿命计算219

12.6.3滚动轴承当量动载荷P的计算220

12.6.4角接触轴承和轴向载荷FA的计算222

12.7滚动轴承的静态承载能力计算224

12.8滚动轴承的组合设计225

12.8.1轴的支撑结构形式225

12.8.2滚动轴承的轴向固定227

12.8.3滚动轴承游隙和轴承组合位置的调整228

12.8.4滚动轴承的配合229

12.8.5滚动轴承的装拆229

12.8.6滚动轴承的润滑230

12.8.7滚动轴承的密封231

12.8.8保证轴承孔的同轴度和支撑刚度232

思考题233

习题233

13联轴器、离合器和制动器235

13.1联轴器235

13.1.1联轴器的功用235

13.1.2联轴器的类型及特点235

13.1.3联轴器的选择239

13.2离合器240

13.2.1离合器的功用240

13.2.2离合器的类型及特点240

13.2.3离合器的选择243

13.3制动器243

13.3.1制动器的功用243

13.3.2制动器的类型及特点243

13.3.3制动器的选择244

思考题245

习题245

14弹簧246

14.1弹簧的功用及类型246

14.1.1弹簧的功用246

14.1.2弹簧的类型246

14.2弹簧的材料、选材与制造247

14.2.1弹簧的材料247

14.2.2材料选择249

14.2.3弹簧的制造250

14.3弹簧的工作原理250

14.3.1弹簧的参数及几何尺寸250

14.3.2弹簧的特性曲线252

14.3.3弹簧的刚度253

14.4圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算254

14.4.1弹簧的受力254

14.4.2弹簧丝直径的计算254

14.4.3弹簧圈数及刚度的计算255

14.4.4稳定性计算255

14.5圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算256

14.5.1无初拉力的拉伸弹簧设计256

14.5.2有初拉力的拉伸弹簧计算256

14.6受变载荷螺旋弹簧的疲劳强度验算257

14.6.1疲劳强度验算257

14.6.2静强度验算257

思考题260

习题260

15减速器261

15.1减速器的主要形式261

15.1.1圆柱齿轮减速器261

15.1.2圆锥齿轮减速器262

15.1.3蜗杆减速器262

15.1.4行星齿轮减速器262

15.2传动比分配263

15.3减速器的结构264

15.4减速器的润滑264

15.4.1传动件的润滑264

15.4.2轴承的润滑265

思考题265

参考文献267