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第一篇 总论1

第1章 绪论2

1.1 机械设计课程的研究对象3

1.2 本课程的性质、内容与任务4

1.3 机械设计课程的地位和作用5

习题6

第2章 机械设计概述7

2.1 机器的组成8

2.2 机器设计的基本要求9

2.3 机器设计的一般程序10

2.4 机械零件常用材料及其选用原则11

2.4.1 机械零件的常用材料11

2.4.2 选用材料的原则12

2.5 机械零件的主要失效形式和计算准则13

2.5.1 机械零件的主要失效形式13

2.5.2 机械零件的计算准则14

2.6 机械零件的设计方法16

2.6.1 常规设计方法16

2.6.2 现代设计方法17

2.7 机械零件设计的一般步骤18

习题19

第3章 机械零件的强度21

3.1 载荷和应力的分类22

3.1.1 载荷的分类22

3.1.2 应力的分类23

3.1.3 静应力下的强度24

3.2 机械零件的疲劳强度26

3.2.1 疲劳的概念26

3.2.2 材料的疲劳曲线和疲劳极限27

3.2.3 疲劳强度的计算30

3.2.4 影响机械零件疲劳强度的因素36

3.3 机械零件的接触强度37

3.4 机械零件的抗断裂强度39

习题41

第4章 摩擦、磨损及润滑概述43

4.1 概述44

4.2 摩擦45

4.3 磨损46

4.3.1 磨损过程46

4.3.2 磨损的类型47

4.3.3 减小磨损的主要方法49

4.4 润滑50

4.4.1 润滑剂的分类50

4.4.2 润滑剂的性能指标51

4.4.3 添加剂52

4.4.4 润滑方法与润滑装置54

4.5 流体润滑简介56

4.5.1 流体动压润滑56

4.5.2 流体静压润滑57

4.5.3 弹性流体动压润滑58

习题59

第二篇 机械连接61

第5章 螺纹连接62

5.1 螺纹63

5.1.1 螺纹的类型和应用63

5.1.2 螺纹的主要参数65

5.2 螺纹连接的主要类型和螺纹连接件66

5.2.1 螺纹连接的主要类型66

5.2.2 螺纹连接件68

5.3 螺纹连接的预紧69

5.4 螺纹连接的防松71

5.5 单个螺栓连接的强度计算73

5.5.1 螺栓连接的失效形式和设计准则73

5.5.2 受拉螺栓连接的强度计算74

5.5.3 受剪螺栓连接80

5.6 螺纹连接件的材料及许用应力80

5.6.1 螺纹连接件的材料80

5.6.2 螺纹连接件的许用应力81

5.7 螺栓组连接设计82

5.7.1 螺栓组连接的结构设计82

5.7.2 螺栓组连接的受力分析83

5.8 提高螺栓连接强度的措施87

5.8.1 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅87

5.8.2 改善螺纹牙间载荷分布不均的现象89

5.8.3 减小应力集中和避免附件弯曲应力90

5.8.4 采用合理的制造工艺方法91

5.9 螺旋传动93

5.9.1 滑动螺旋传动的失效形式与材料93

5.9.2 螺旋传动的设计与校核94

5.9.3 滚动螺旋简介96

习题97

第6章 键、花键、销连接100

6.1 键连接101

6.1.1 平键连接101

6.1.2 半圆键连接102

6.1.3 楔键连接102

6.1.4 切向键连接103

6.1.5 键连接的类型选择和强度计算103

6.2 花键连接106

6.2.1 花键连接的类型和特点107

6.2.2 花键连接的设计108

6.3 销连接109

习题111

第7章 铆接、焊接、胶接和过盈连接113

7.1 铆接114

7.2 焊接117

7.2.1 电弧焊缝的基本形式及特性117

7.2.2 焊缝的受力及破坏形式118

7.2.3 焊缝的强度计算118

7.3 胶接122

7.4 过盈连接125

习题131

第三篇 机械传动133

第8章 带传动134

8.1 带传动的类型、特点和应用135

8.2 带传动的工作情况分析138

8.2.1 带传动的受力分析138

8.2.2 带传动的应力分析140

8.2.3 带的弹性滑动与打滑141

8.3 V带传动的设计计算142

8.3.1 V带传动的失效形式和设计准则142

8.3.2 V带传动的设计步骤143

8.4 其他带传动简介150

习题153

第9章 链传动154

9.1 链传动的类型、特点及应用155

9.2 传动链的结构156

9.2.1 滚子链及链轮的结构156

9.2.2 齿形链结构159

9.3 链传动工作情况分析159

9.3.1 链传动的运动分析159

9.3.2 链传动的动载荷161

9.3.3 链传动的受力分析161

9.4 滚子链传动设计计算162

9.4.1 套筒滚子链传动的设计约束分析162

9.4.2 套筒滚子链传动主要参数的选择和设计步骤164

9.5 链传动的布置、张紧和润滑167

9.5.1 链传动的布置167

9.5.2 链传动的张紧168

9.5.3 链传动的润滑169

习题170

第10章 齿轮传动172

10.1 概述173

10.2 齿轮传动的失效形式和计算准则174

10.3 齿轮的材料及热处理177

10.4 齿轮传动的计算载荷180

10.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算184

10.6 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算189

10.7 齿轮传动的设计参数、许用应力和精度选择192

10.7.1 设计参数的选择192

10.7.2 齿轮传动的许用应力193

10.7.3 齿轮精度的选择198

10.8 直齿圆锥齿轮传动的强度计算204

10.9 齿轮传动的润滑207

10.1 0圆弧齿圆柱齿轮传动简介208

习题209

第11章 蜗杆传动212

11.1 蜗杆传动的类型213

11.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算216

11.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择216

11.2.2 蜗杆传动变位的特点219

11.2.3 普通蜗杆传动的几何尺寸计算220

11.3 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算222

11.4 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算227

11.4.1 蜗杆传动的效率227

11.4.2 蜗杆传动的润滑229

11.4.3 蜗杆传动的热平衡计算229

习题233

第四篇 轴系零部件235

第12章 滑动轴承236

12.1 概述237

12.2 滑动轴承的主要类型与结构形式238

12.2.1 径向滑动轴承的结构238

12.2.2 止推滑动轴承的结构241

12.3 滑动轴承的失效形式和轴承材料241

12.3.1 滑动轴承的失效形式241

12.3.2 轴承材料242

12.4 轴瓦结构246

12.5 滑动轴承润滑剂与润滑方法250

12.6 非液体润滑滑动轴承的设计计算251

12.7 流体动压润滑基本理论253

12.7.1 牛顿黏性定律253

12.7.2 黏度253

12.7.3 流体动压润滑的基本微分方程255

12.7.4 雷诺方程256

12.7.5 动压润滑油膜的承载机理257

12.8 液体动压润滑径向滑动轴承设计计算258

12.8.1 径向滑动轴承动压润滑油膜的形成过程258

12.8.2 径向滑动轴承的主要几何关系258

12.8.3 径向滑动轴承承载能力计算259

12.9 其他形式滑动轴承简介267

习题271

第13章 滚动轴承272

13.1 概述273

13.2 滚动轴承的主要类型、特点、应用及代号274

13.2.1 滚动轴承的主要类型、特点、应用274

13.2.2 滚动轴承类型的选择277

13.2.3 滚动轴承的代号279

13.3 滚动轴承的工作情况分析、失效形式及计算准则281

13.3.1 滚动轴承的工作情况分析281

13.3.2 滚动轴承的失效形式及计算准则282

13.4 滚动轴承的寿命计算283

13.5 滚动轴承的静载荷计算290

13.6 滚动轴承的极限转速292

13.7 滚动轴承的组合设计293

习题306

第14章 联轴器和离合器308

14.1 概述309

14.2 联轴器310

14.2.1 联轴器的分类310

14.2.2 刚性联轴器311

14.2.3 无弹性元件挠性联轴器312

14.2.4 有弹性元件挠性联轴器314

14.2.5 安全联轴器316

14.2.6 联轴器的选用计算316

14.3 离合器318

14.3.1 离合器的类型318

14.3.2 常用离合器简介319

14.3.3 离合器的选择324

习题326

第15章 轴327

15.1 概述328

15.1.1 轴的分类328

15.1.2 轴设计的主要内容330

15.1.3 轴的材料331

15.2 轴的结构设计332

15.2.1 拟定轴上零件的装配方案332

15.2.2 轴上零件的定位334

15.2.3 各轴段直径和长度的确定335

15.2.4 提高轴强度的措施336

15.2.5 轴的结构工艺性338

15.3 轴的强度计算338

15.3.1 按扭转强度条件计算339

15.3.2 按弯扭合成强度条件计算339

15.3.3 按疲劳强度条件进行精确校核342

15.3.4 按静强度条件进行校核343

15.4 轴的刚度计算343

15.4.1 轴的弯曲刚度校核计算344

15.4.2 轴的扭转刚度校核计算344

习题352

第15章 附录354

第五篇 其他361

第16章 弹簧362

16.1 概述363

16.2 弹簧材料及制造364

16.3 圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的设计计算366

16.3.1 圆柱螺旋弹簧的参数和几何计算366

16.3.2 圆柱螺旋弹簧的结构368

16.3.3 圆柱螺旋弹簧的特性曲线369

16.3.4 圆柱螺旋弹簧的强度和刚度370

16.3.5 圆柱螺旋压缩弹簧的稳定性372

16.3.6 圆柱螺旋弹簧的设计计算373

16.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算375

16.4.1 圆柱螺旋扭转弹簧的结构及特性曲线375

16.4.2 圆柱螺旋扭转弹簧受载时的应力及变形376

16.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧的设计376

习题377

第17章 机械零件结构设计378

17.1 V带轮的结构设计379

17.2 链轮的结构设计381

17.3 齿轮的结构设计384

17.4 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计386

17.4.1 蜗杆的结构386

17.4.2 蜗轮的结构386

17.5 机架的结构设计387

习题392

参考文献393