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第0章 绪论1

第1章 机械设计概论5

1.1 机器应满足的主要要求5

1.2 机器设计的一般程序及主要内容6

1.3 机械零件设计的基本要求及一般步骤8

1.3.1 机械零件设计的基本要求8

1.3.2 机械零件设计的一般步骤9

1.4 机械零件的主要失效形式及计算准则10

1.4.1 机械零件的主要失效形式10

1.4.2 机械零件的计算准则11

1.5 机械零件的材料选择12

1.5.1 机械零件的常用材料12

1.5.2 机械零件材料的选用原则13

1.6 机械零件的结构工艺性及标准化14

1.6.1 机械零件的结构工艺性14

1.6.2 机械零件设计中的标准化15

1.7 机械设计方法及其新发展15

1.7.1 传统设计方法15

1.7.2 设计方法的新发展16

1.7.3 现代设计方法的特点18

第2章 机械零件的强度20

2.1 载荷和应力的分类20

2.1.1 载荷的分类20

2.1.2 应力的分类21

2.2 静应力下机械零件的整体强度22

2.2.1 静应力下机械零件的强度条件22

2.2.2 许用安全系数的选择23

2.3 稳定变应力下机械零件的整体强度23

2.3.1 材料的疲劳极限和疲劳曲线23

2.3.2 材料的疲劳极限应力线图25

2.3.3 影响机械零件疲劳强度的主要因素26

2.3.4 稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算30

2.4 机械零件的表面接触疲劳强度33

第3章 机器中的摩擦、磨损及润滑简介37

3.1 机器中的摩擦问题37

3.1.1 摩擦状态37

3.1.2 摩擦机理简介38

3.2 磨损41

3.2.1 典型磨损过程41

3.2.2 磨损的分类42

3.2.3 减轻磨损的途径43

3.3 润滑剂44

3.3.1 润滑油44

3.3.2 润滑脂（半固体润滑剂）47

3.3.3 固体润滑剂48

3.3.4 添加剂48

3.3.5 润滑剂的选用48

3.4 润滑状态49

3.4.1 边界润滑50

3.4.2 流体润滑50

3.4.3 混合润滑50

3.5 流体润滑原理简介51

3.5.1 流体动压润滑51

3.5.2 流体静压润滑51

3.5.3 弹性流体动力润滑51

第4章 带传动设计53

4.1 概述53

4.2 V带和V带带轮54

4.2.1 V带的构造和标准54

4.2.2 V带带轮55

4.3 带传动的工作情况分析57

4.3.1 带传动的几何关系与计算57

4.3.2 带传动的受力分析58

4.3.3 弹性滑动和打滑59

4.3.4 极限有效拉力及其影响因素60

4.3.5 带的应力分析61

4.3.6 带传动的失效形式和设计准则62

4.4 普通V带传动的设计计算62

4.4.1 单根普通V带的基本额定功率62

4.4.2 普通V带传动的设计步骤和参数选择63

4.5 带传动的张紧与维护69

4.5.1 带传动的张紧69

4.5.2 带传动的维护70

4.6 其他带传动简介70

4.6.1 窄V带传动70

4.6.2 同步齿形带传动71

4.6.3 高速带传动71

第5章 链传动设计73

5.1 概述73

5.2 滚子链和链轮74

5.2.1 滚子链的结构74

5.2.2 滚子链的基本参数和尺寸75

5.2.3 滚子链链轮76

5.3 链传动的工作情况分析78

5.3.1 平均链速和平均传动比78

5.3.2 链传动的速度不均匀性78

5.3.3 滚子链传动的主要失效形式和设计准则79

5.4 滚子链传动的设计计算80

5.4.1 链的额定功率曲线80

5.4.2 链传动的设计步骤和主要参数选择80

5.5 链传动的布置、张紧和润滑85

5.5.1 链传动的布置85

5.5.2 链传动的张紧85

5.5.3 链传动的润滑86

第6章 齿轮传动设计89

6.1 概述89

6.2 齿轮传动的失效形式和设计准则90

6.2.1 齿轮传动的失效形式90

6.2.2 齿轮传动的设计准则92

6.3 齿轮常用材料和许用应力93

6.3.1 齿轮常用材料93

6.3.2 齿轮传动的许用应力95

6.4 齿轮传动的计算载荷和载荷系数99

6.4.1 计算载荷和载荷系数99

6.4.2 载荷系数说明99

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103

6.5.3 齿根弯曲疲劳强度计算106

6.5.4 齿轮传动主要参数和传动精度的选择108

6.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算111

6.6.1 轮齿的受力分析111

6.6.2 齿面接触疲劳强度计算112

6.6.3 齿根弯曲疲劳强度计算113

6.7 标准直齿锥齿轮传动的强度计算117

6.7.1 强度当量齿轮传动及其几何尺寸计算117

6.7.2 受力分析和载荷系数117

6.7.3 齿面接触疲劳强度计算118

6.7.4 齿根弯曲疲劳强度计算119

6.8 变位齿轮传动强度计算简介119

6.9 齿轮的结构120

6.10 齿轮传动的润滑122

6.11 其他齿轮传动简介124

6.11.1 曲线齿锥齿轮传动124

6.11.2 准双曲面齿轮传动124

6.11.3 圆弧齿圆柱齿轮传动125

第7章 蜗杆传动设计129

7.1 概述129

7.1.1 蜗杆传动的特点129

7.1.2 蜗杆传动的分类及应用129

7.2 普通圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算132

7.2.1 普通圆柱蜗杆传动的基本参数132

7.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算134

7.2.3 变位蜗杆传动135

7.3 普通圆柱蜗杆传动的滑动速度和传动效率136

7.3.1 蜗杆传动的滑动速度136

7.3.2 蜗杆传动的传动效率136

7.4 普通圆柱蜗杆传动的失效形式、设计准则与材料选择137

7.4.1 蜗杆传动的失效形式与设计准则137

7.4.2 蜗杆传动的材料137

7.5 普通圆柱蜗杆传动的精度选择、侧隙规定、蜗杆和蜗轮的结构138

7.5.1 蜗杆传动的精度选择和侧隙规定138

7.5.2 蜗杆的结构138

7.5.3 蜗轮的结构139

7.6 蜗杆传动的受力分析139

7.7 普通圆柱蜗杆传动的强度计算和蜗杆的刚度校核140

7.7.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算140

7.7.2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算142

7.7.3 蜗杆的刚度校核143

7.8 普通圆柱蜗杆传动的热平衡计算及润滑143

7.8.1 蜗杆传动的热平衡计算143

7.8.2 蜗杆传动的润滑144

第8章 螺纹连接与螺旋传动设计150

8.1 概述150

8.2 螺纹连接的主要类型、特点及应用150

8.3 螺纹连接的预紧与防松151

8.3.1 螺纹连接的预紧151

8.3.2 螺纹连接的防松153

8.4 螺栓组连接的设计154

8.4.1 螺栓组连接的结构设计154

8.4.2 螺栓组连接的受力分析156

8.5 螺纹连接的强度计算159

8.5.1 螺纹连接的失效形式159

8.5.2 螺纹连接的常用材料和许用应力159

8.5.3 普通螺栓连接的强度计算161

8.5.4 铰制孔用螺栓连接的强度计算164

8.6 提高螺纹连接强度的措施164

8.7 螺旋传动169

8.7.1 概述169

8.7.2 滑动螺旋传动170

8.7.3 滚动螺旋简介174

8.7.4 静压螺旋传动简介174

第9章 轴毂连接设计178

9.1 键连接178

9.1.1 键连接的类型、功用、结构及应用178

9.1.2 键连接的选择180

9.1.3 键连接的强度计算181

9.2 花键连接182

9.2.1 花键连接的类型、结构和特点182

9.2.2 花键连接的强度计算183

9.2.3 滚珠花键连接简介184

9.3 销连接184

9.4 其他轴毂连接简介186

9.4.1 过盈连接186

9.4.2 胀紧连接187

9.4.3 型面连接187

第10章 滚动轴承190

10.1 概述190

10.2 滚动轴承的主要类型、特点和代号191

10.2.1 滚动轴承的三个重要结构特性191

10.2.2 滚动轴承的主要类型192

10.2.3 滚动轴承的性能与特点192

10.2.4 滚动轴承的代号194

10.3 滚动轴承的类型选择196

10.4 滚动轴承的工作情况分析197

10.4.1 滚动轴承工作时的受力分析197

10.4.2 滚动轴承工作时各元件的应力分析198

10.4.3 滚动轴承的失效形式和计算准则198

10.5 滚动轴承的寿命计算199

10.5.1 滚动轴承的寿命和基本额定寿命199

10.5.2 滚动轴承的基本额定动载荷199

10.5.3 滚动轴承的寿命计算公式200

10.5.4 滚动轴承的当量动载荷201

10.5.5 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷Fa的计算202

10.5.6 —个支点上成对安装同型号角接触球轴承或圆锥滚子轴承的计算206

10.6 滚动轴承的静强度计算207

10.7 滚动轴承的组合结构设计208

10.7.1 滚动轴承的轴向固定208

10.7.2 滚动轴承的支承结构形式209

10.7.3 滚动轴承的配合211

10.7.4 滚动轴承的装拆212

10.7.5 滚动轴承的游隙调整和轴系组件轴向位置的调整212

10.7.6 滚动轴承的预紧213

10.7.7 提高滚动轴承支座的刚度和同轴度214

10.7.8 滚动轴承的润滑214

10.7.9 滚动轴承的密封216

第11章 滑动轴承220

11.1 概述220

11.1.1 滑动轴承的分类、特点和应用220

11.1.2 滑动轴承的设计内容221

11.2 滑动轴承的典型结构221

11.2.1 径向滑动轴承的典型结构221

11.2.2 普通止推滑动轴承的典型结构222

11.3 滑动轴承的材料和轴瓦结构223

11.3.1 滑动轴承的材料223

11.3.2 轴瓦的结构226

11.4 滑动轴承的润滑229

11.4.1 滑动轴承的润滑剂及其选择229

11.4.2 滑动轴承的润滑方式和润滑装置230

11.4.3 润滑方式的选择231

11.5 不完全油膜滑动轴承的设计计算232

11.5.1 不完全油膜滑动轴承的失效形式和计算准则232

11.5.2 径向滑动轴承的设计计算232

11.5.3 止推滑动轴承的设计计算233

11.6 液体动压径向滑动轴承的设计234

11.6.1 液体动压润滑的基本方程234

11.6.2 液体动压油膜承载机理和形成动压油膜的条件235

11.6.3 径向滑动轴承形成液体动压润滑的过程236

11.6.4 液体动压径向滑动轴承的几何关系236

11.6.5 液体动压径向滑动轴承的承载能力和承载量系数Cp237

11.6.6 最小油膜厚度hmin和保证流体动压润滑的条件239

11.6.7 液体动压径向滑动轴承的热平衡计算239

11.6.8 液体动压径向滑动轴承参数的选择241

11.6.9 液体动压径向滑动轴承的设计方法及步骤242

11.7 其他形式滑动轴承简介244

11.7.1 自位式滑动轴承244

11.7.2 间隙可调式滑动轴承244

11.7.3 液体动压多叶滑动轴承245

11.7.4 液体动压止推滑动轴承245

11.7.5 液体静压径向滑动轴承246

11.7.6 关节轴承247

11.7.7 电磁轴承247

第12章 联轴器、离合器、制动器251

12.1 联轴器251

12.1.1 刚性联轴器251

12.1.2 挠性联轴器252

12.1.3 安全联轴器259

12.1.4 联轴器的选择259

12.2 离合器261

12.2.1 离合器的功用、分类及其基本要求261

12.2.2 操纵离合器261

12.2.3 自控离合器264

12.3 制动器265

12.3.1 制动器的功用、分类及其基本要求265

12.3.2 外抱块式制动器266

12.3.3 带式制动器266

12.3.4 内涨蹄式制动器266

12.3.5 盘式制动器267

第13章 轴的设计269

13.1 概述269

13.1.1 轴的功用、分类及组成269

13.1.2 轴的主要设计内容和设计要求271

13.1.3 轴的设计步骤271

13.2 轴的常用材料及选择271

13.2.1 轴毛坯的选择271

13.2.2 轴的常用材料及选择272

13.3 轴的结构设计273

13.3.1 轴上零件的布置和装配273

13.3.2 轴的最小直径估算274

13.3.3 轴上零件的轴向定位与固定275

13.3.4 轴上零件的周向固定277

13.3.5 各轴段直径和长度的确定277

13.3.6 轴的结构工艺性278

13.3.7 提高轴的强度和刚度的措施279

13.4 轴的强度计算284

13.4.1 轴的受力分析及计算简图284

13.4.2 轴的内力分析285

13.4.3 轴的弯扭合成强度计算285

13.4.4 轴的安全系数校核计算286

13.5 轴的刚度计算和振动稳定性概念291

13.5.1 轴的刚度计算291

13.5.2 轴的振动稳定性概念291

第14章 弹簧设计295

14.1 弹簧的功用和类型295

14.1.1 弹簧的功用295

14.1.2 弹簧的类型295

14.2 弹簧的特性线和变形能296

14.2.1 弹簧的特性线和弹簧刚度296

14.2.2 弹簧的变形能297

14.3 弹簧的材料和制造298

14.3.1 弹簧的材料298

14.3.2 弹簧的制造299

14.4 圆柱螺旋压缩弹簧和拉伸弹簧的结构300

14.4.1 圆柱螺旋压缩弹簧的结构300

14.4.2 圆柱螺旋拉伸弹簧的结构300

14.5 圆柱螺旋弹簧的设计301

14.5.1 弹簧的基本参数和特性线301

14.5.2 弹簧的强度计算303

14.5.3 弹簧的刚度计算305

14.5.4 弹簧的稳定性计算305

14.5.5 变载荷圆柱螺旋（拉伸）压缩弹簧的强度验算306

14.6 其他类型弹簧简介308

14.6.1 圆柱扭转螺旋弹簧308

14.6.2 碟形弹簧309

14.6.3 环形弹簧310

14.6.4 橡胶弹簧310

14.6.5 空气弹簧311

参考文献313