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第一章 绪论1

1.1 机械的组成及本课程研究的对象1

1.1.1 机械的组成1

1.1.2 本课程研究的对象2

1.2 本课程的性质、地位和任务2

1.3 本课程的特点和学习方法2

思考题与习题3

第二章 机械设计概论4

2.1 机械设计的基本要求和一般程序4

2.1.1 机械设计的基本要求4

2.1.2 机械设计的一般程序4

2.2 机械零件的载荷和应力5

2.2.1 载荷5

2.2.2 应力6

2.3 机械零件的主要失效形式和设计计算准则9

2.3.1 机械零件的主要失效形式9

2.3.2 机械零件的工作能力和设计计算准则10

2.4 机械零件材料的选用原则12

2.5 机械零件的结构工艺性13

2.6 机械设计中的标准化16

2.7 摩擦、磨损和润滑基本知识16

2.7.1 摩擦17

2.7.2 磨损19

2.7.3 润滑剂19

思考题与习题24

第三章 螺纹连接25

3.1 螺纹25

3.1.1 常用螺纹类型及特点25

3.1.2 螺纹的主要参数26

3.1.3 螺纹的公差和精度27

3.1.4 螺纹副的受力、效率和自锁28

3.2 螺纹连接的基本类型和标准连接件29

3.2.1 螺纹连接的基本类型及应用特点29

3.2.2 标准螺纹连接件30

3.2.3 螺纹连接件的常用材料及力学性能等级31

3.3 螺纹连接的预紧与防松32

3.3.1 螺纹连接的拧紧力矩及其控制方法32

3.3.2 螺纹连接的防松33

3.4 螺栓组连接的设计36

3.4.1 螺栓组连接的结构设计36

3.4.2 螺栓组连接的受力分析37

3.5 单个螺栓连接的强度计算41

3.5.1 松螺栓连接42

3.5.2 紧螺栓连接42

3.5.3 螺栓连接的许用应力47

3.5.4 受轴向工作拉力作用的紧螺栓连接设计流程图48

3.6 提高螺栓连接强度的措施51

3.6.1 改善螺纹牙上的载荷分配51

3.6.2 避免螺栓承受附加额外载荷52

3.6.3 提高疲劳强度的措施53

思考题与习题53

第四章 其他常用连接56

4.1 键连接56

4.1.1 平键连接56

4.1.2 楔键连接58

4.1.3 半圆键连接58

4.2 花键连接59

4.2.1 矩形花键连接59

4.2.2 渐开线花键连接59

4.2.3 花键连接的强度计算59

4.3 销连接60

4.4 成形连接61

4.5 焊接和胶接61

4.5.1 焊接61

4.5.2 胶接65

思考题与习题66

第五章 带传动68

5.1 带传动概述68

5.2 传动带的应用基础69

5.2.1 传动带的类型和特点69

5.2.2 普通V带的结构、型号和基本尺寸70

5.2.3 V带轮的结构设计73

5.2.4 带传动的张紧74

5.3 带传动的工作能力分析75

5.3.1 带传动的受力分析75

5.3.2 带传动的应力分析76

5.3.3 带传动的弹性滑动和打滑现象78

5.3.4 带传动的失效形式和设计准则79

5.4 普通V带传动的设计计算步骤和方法81

5.5 其他带传动简介86

5.5.1 同步带传动86

5.5.2 高速带传动86

思考题与习题87

第六章 齿轮传动88

6.1 齿轮传动概述88

6.2 齿轮传动的主要失效形式和设计准则89

6.2.1 齿轮传动的主要失效形式89

6.2.2 齿轮传动的设计准则93

6.3 齿轮常用材料及其热处理方法93

6.3.1 齿轮常用材料93

6.3.2 齿轮常用热处理方式95

6.3.3 齿轮材料及热处理方式的选择96

6.4 齿轮传动的计算载荷97

6.4.1 使用系数KA（≥1）97

6.4.2 动载系数Kv（≥1）97

6.4.3 齿向载荷分布系数Kβ（≥1）99

6.4.4 齿间载荷分配系数Kα（≥1）101

6.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算102

6.5.1 轮齿的受力分析102

6.5.2 齿面接触疲劳强度计算104

6.5.3 齿根弯曲疲劳强度计算108

6.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算112

6.6.1 轮齿的受力分析112

6.6.2 齿面接触疲劳强度计算114

6.6.3 齿根弯曲疲劳强度计算117

6.7 齿轮传动强度计算中的许用应力118

6.7.1 齿轮传动的许用应力、齿轮极限应力σHlim与σFlim118

6.7.2 许用接触应力［σ］H120

6.7.3 许用弯曲应力［σ］F120

6.8 圆柱齿轮传动的设计121

6.8.1 概述121

6.8.2 齿轮传动的主要参数选择122

6.8.3 齿轮传动设计流程图124

6.9 直齿锥齿轮传动的强度计算134

6.9.1 直齿锥齿轮传动强度计算的特点134

6.9.2 直齿锥齿轮传动几何参数计算134

6.9.3 直齿锥齿轮轮齿受力分析135

6.9.4 直齿锥齿轮的载荷系数K=KAKvKβ137

6.9.5 直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度计算137

6.9.6 直齿锥齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算138

6.9.7 主要参数选择138

6.10 齿轮的结构设计142

6.10.1 齿轮结构设计的主要内容142

6.10.2 齿轮的常用结构型式与结构尺寸的确定143

6.11 齿轮传动的润滑146

6.11.1 齿轮传动的润滑方式146

6.11.2 润滑剂的选择147

6.12 谐波齿轮传动简介147

思考题与习题148

第七章 蜗杆传动151

7.1 蜗杆传动的概述151

7.1.1 蜗杆传动的组成、主要特点及应用151

7.1.2 蜗杆传动的主要类型152

7.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算154

7.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择154

7.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算157

7.3 蜗杆传动的主要失效形式、设计准则和材料选择159

7.3.1 失效形式和设计准则159

7.3.2 蜗杆和蜗轮的常用材料160

7.4 普通圆柱蜗杆传动的强度计算和刚度计算160

7.4.1 蜗杆传动的受力分析与计算载荷160

7.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算162

7.4.3 蜗杆轴的强度与刚度计算164

7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算165

7.5.1 蜗杆传动的效率165

7.5.2 蜗杆传动的润滑166

7.5.3 蜗杆传动的热平衡计算167

7.6 蜗杆和蜗轮的结构设计168

7.6.1 蜗杆结构168

7.6.2 蜗轮结构169

思考题与习题172

第八章 其他常用传动175

8.1 链传动175

8.1.1 链传动的特点和应用175

8.1.2 滚子链的结构和规格176

8.1.3 滚子链链轮的材料和结构177

8.1.4 链传动的运动特性180

8.1.5 链传动的受力分析182

8.1.6 滚子链传动的设计计算183

8.1.7 链传动的布置和张紧186

8.2 螺旋传动188

8.2.1 螺旋传动的类型和应用188

8.2.2 滑动螺旋的材料及许用应力188

8.2.3 滑动螺旋传动的设计计算189

8.2.4 滚动螺旋传动简介192

8.2.5 静压螺旋传动简介192

8.3 摩擦轮传动193

8.3.1 摩擦轮传动的类型和应用193

8.3.2 摩擦轮材料194

8.3.3 摩擦轮传动中的滑动195

8.3.4 摩擦轮传动的计算196

8.3.5 摩擦轮传动的润滑197

思考题与习题197

第九章 轴199

9.1 轴的概述199

9.1.1 轴的分类199

9.1.2 转轴的力和应力分析及失效形式199

9.1.3 轴的设计200

9.2 轴的材料201

9.3 轴径的初步估算202

9.3.1 类比法202

9.3.2 经验公式计算202

9.3.3 按扭转强度计算202

9.4 轴的结构设计203

9.4.1 制造安装要求203

9.4.2 固定要求204

9.4.3 提高轴的强度的措施205

9.4.4 轴的结构设计206

9.5 轴的强度计算209

9.5.1 轴的计算简图209

9.5.2 按弯扭合成强度计算209

9.5.3 轴的安全系数校核计算211

9.6 轴的刚度计算215

9.6.1 弯曲变形计算216

9.6.2 扭转变形计算216

思考题与习题217

第十章 滚动轴承218

10.1 滚动轴承的构造和特点218

10.2 滚动轴承的类型和选择218

10.2.1 滚动轴承的类型218

10.2.2 滚动轴承类型的选择220

10.3 滚动轴承代号221

10.4 滚动轴承的失效形式和计算准则224

10.4.1 滚动轴承的失效形式224

10.4.2 滚动轴承的计算准则225

10.5 滚动轴承的寿命计算225

10.5.1 基本公式225

10.5.2 当量动载荷228

10.5.3 角接触轴承的内部轴向力229

10.5.4 轴承寿命计算程序框图231

10.6 滚动轴承的静强度计算232

10.7 滚动轴承的极限转速233

10.8 滚动轴承部件结构设计233

10.8.1 轴承部件的轴向固定234

10.8.2 轴承部件的调整236

10.8.3 滚动轴承的配合236

10.8.4 轴承的装拆238

10.8.5 滚动轴承的润滑和密封238

10.9 减速器输出轴部件设计240

思考题与习题247

第十一章 滑动轴承249

11.1 滑动轴承的分类及特点249

11.1.1 滑动轴承的分类249

11.1.2 滑动轴承的特点和应用249

11.2 滑动轴承的结构型式250

11.2.1 径向滑动轴承250

11.2.2 推力滑动轴承251

11.3 轴瓦的材料和结构252

11.3.1 对轴瓦材料的要求252

11.3.2 常用的轴瓦材料及其性质252

11.3.3 轴瓦结构255

11.4 非液体摩擦滑动轴承的计算257

11.4.1 非液体摩擦径向滑动轴承的计算258

11.4.2 非液体摩擦推力滑动轴承的计算259

11.4.3 非液体摩擦径向滑动轴承的配合259

11.5 液体动压润滑形成原理及基本方程260

11.5.1 液体动压润滑形成原理260

11.5.2 液体动压润滑基本方程262

11.6 液体动压径向滑动轴承的计算263

11.6.1 径向滑动轴承的工作过程263

11.6.2 径向滑动轴承的几何参数及其基本方程的形式264

11.6.3 径向滑动轴承的承载量系数和最小油膜厚度计算265

11.6.4 滑动轴承的热平衡计算267

11.6.5 耗油量和摩擦功率269

11.6.6 滑动轴承主要参数和选择269

11.6.7 滑动轴承摩擦特性曲线271

11.7 其他形式滑动轴承简介274

11.7.1 自润滑轴承274

11.7.2 多油楔滑动轴承276

11.7.3 气体润滑轴承277

11.7.4 电磁轴承278

11.8 滑动轴承用润滑剂与润滑装置279

11.8.1 滑动轴承用润滑剂的选择279

11.8.2 润滑方法与润滑装置280

思考题与习题281

第十二章 联轴器 离合器 制动器283

12.1 概述283

12.2 联轴器283

12.2.1 刚性联轴器283

12.2.2 无弹性元件的挠性联轴器285

12.2.3 有弹性元件的挠性联轴器287

12.3 离合器289

12.3.1 操纵式离合器289

12.3.2 自动式离合器292

12.4 制动器294

12.4.1 带式制动器294

12.4.2 块式制动器295

12.4.3 内涨式制动器295

思考题与习题295

第十三章 弹簧297

13.1 弹簧概述297

13.1.1 弹簧的功用297

13.1.2 弹簧的类型和特点297

13.2 圆柱螺旋弹簧的材料、结构和制造299

13.2.1 弹簧的材料及许用应力299

13.2.2 螺旋弹簧的制造303

13.3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计305

13.3.1 弹簧的几何参数和尺寸305

13.3.2 弹簧的特性线306

13.3.3 弹簧的强度计算307

13.3.4 弹簧的刚度计算309

13.3.5 弹簧的稳定性310

13.3.6 圆柱形螺旋弹簧的设计311

思考题与习题314

第十四章 机架零件315

14.1 概述315

14.1.1 机架的类型315

14.1.2 常用机架零件的材料及制造方法315

14.1.3 机架零件设计的基本要求316

14.2 机架零件设计中应注意的几个问题317

14.2.1 计算载荷317

14.2.2 截面形状的合理选择317

14.2.3 间壁和筋318

14.2.4 壁厚的选择319

14.3 机架零件的结构设计320

14.3.1 减速器机体结构型式320

14.3.2 轴承座支承刚度321

14.3.3 机体的固定321

14.3.4 机体的工艺性321

14.3.5 机体的几何造型322

思考题与习题323

第十五章 机械传动系统方案设计324

15.1 机械传动系统概述324

15.1.1 机械传动系统的功能324

15.1.2 机械传动的分类324

15.2 常用机械传动的主要性能、特点和选择325

15.2.1 常用机械传动的主要性能和特点325

15.2.2 机械传动类型的选择327

15.3 机械传动系统方案的设计与设计示例328

15.3.1 机械传动系统方案设计的一般原则328

15.3.2 机械传动系统方案设计的一般步骤329

15.3.3 机械传动系统方案设计示例329

思考题与习题332

参考文献334