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第1章 绪论1

1.1 机械工业在现代化建设中的地位与作用1

1.2 “机械设计”课程的研究对象及研究内容2

1.3 “机械设计”课程的性质和任务4

1.4 学习“机械设计”课程应注意的问题4

本章小结5

第2章 机械设计概论6

2.1 机械设计与机械零件设计的基本要求6

2.1.1 机械设计的基本要求7

2.1.2 机械零件设计的基本要求7

2.2 机械设计的一般程序8

2.2.1 制订设计工作计划9

2.2.2 方案设计9

2.2.3 技术设计9

2.2.4 施工设计10

2.2.5 试制、试验、鉴定10

2.2.6 定型产品设计10

2.3 机械零件的主要失效形式与设计准则10

2.3.1 机械零件的主要失效形式10

2.3.2 机械零件的设计准则11

2.4 机械零件的设计方法与基本原则13

2.4.1 机械零件的设计方法13

2.4.2 机械零件的设计步骤14

2.4.3 机械零件设计的基本原则15

本章小结16

习题16

第3章 机械零件设计中的强度与耐磨性17

3.1 机械零件的载荷与应力18

3.1.1 载荷与应力的分类18

3.1.2 稳定循环变应力的基本参数18

3.2 静应力时机械零件的强度计算19

3.2.1 塑性材料零件的强度计算19

3.2.2 脆性材料与低塑性材料20

3.3 机械零件的疲劳强度20

3.3.1 疲劳断裂特征20

3.3.2 疲劳曲线和疲劳极限应力图21

3.3.3 影响机械零件疲劳强度的主要因素和零件极限应力图23

3.3.4 单向稳定变应力时的疲劳强度计算24

3.3.5 提高机械零件疲劳强度的措施27

3.4 机械零件的接触强度27

3.5 摩擦、磨损与润滑概述29

3.5.1 摩擦29

3.5.2 磨损30

3.5.3 润滑32

本章小结35

习题35

第4章 螺纹连接与螺旋传动36

4.1 概述36

4.2 螺纹连接37

4.2.1 螺纹38

4.2.2 螺纹连接件及连接的主要类型40

4.2.3 螺纹连接的预紧与防松44

4.2.4 螺栓连接的类型47

4.2.5 螺栓连接受力分析和强度计算47

4.2.6 提高螺栓连接强度的措施60

4.3 螺旋传动63

4.3.1 螺旋传动的类型、特点及应用63

4.3.2 螺旋传动的设计64

4.3.3 其他螺旋传动简介69

4.3.4 螺旋传动的工程应用70

4.4 综合应用实例70

本章小结71

习题71

第5章 键连接、销连接及无键连接74

5.1 键连接74

5.1.1 键连接的功用、分类和应用特点74

5.1.2 键的选择和键连接的强度计算77

5.2 花键连接80

5.2.1 花键连接类型、特点和应用80

5.2.2 花键连接的设计计算82

5.3 销连接83

5.3.1 销连接的功用、分类和应用特点83

5.3.2 销连接设计计算85

5.4 无键连接85

5.4.1 型面连接86

5.4.2 胀紧连接86

5.4.3 过盈连接87

5.5 综合应用实例87

本章小结88

习题88

第6章 带传动90

6.1 带传动的类型、特点及应用91

6.1.1 带传动的类型91

6.1.2 带传动的形式92

6.1.3 带传动的特点及应用93

6.2 普通V带和带轮的结构93

6.2.1 普通V带的结构和规格93

6.2.2 普通V带带轮的结构和材料95

6.2.3 带传动的几何尺寸计算97

6.3 带传动工作情况分析98

6.3.1 带传动的受力分析98

6.3.2 带传动的应力分析100

6.3.3 带传动的运动分析101

6.4 普通V带传动的设计102

6.4.1 带传动的失效形式和设计准则102

6.4.2 单根V带的基本额定功率和许用功率102

6.4.3 V带传动的设计步骤和传动参数选择104

6.5 带传动的张紧、安装与维护107

6.5.1 带传动的张紧方法107

6.5.2 带传动的安装与维护108

6.6 综合应用实例109

本章小结110

习题110

第7章 链传动112

7.1 链传动的类型、特点及应用113

7.1.1 链传动的组成与类型113

7.1.2 链传动的特点及应用113

7.2 滚子链及链轮114

7.2.1 滚子链的结构和规格114

7.2.2 滚子链链轮116

7.3 链传动的运动特性118

7.3.1 链传动的运动特性118

7.3.2 链传动的受力分析120

7.4 滚子链传动的失效形式及功率曲线121

7.4.1 链传动的失效形式121

7.4.2 功率曲线图122

7.5 滚子链传动的设计124

7.5.1 链传动设计内容124

7.5.2 链传动主要参数的选择及设计步骤124

7.6 链传动的布置、张紧与润滑125

7.6.1 链传动的布置125

7.6.2 链传动的张紧125

7.6.3 链传动的润滑126

7.7 综合应用实例127

本章小结128

习题128

第8章 齿轮传动129

8.1 概述130

8.1.1 齿轮传动的特点130

8.1.2 齿轮传动类型130

8.1.3 齿轮传动要求131

8.2 齿轮传动的失效形式及设计准则131

8.2.1 齿轮的失效形式131

8.2.2 设计准则134

8.3 齿轮材料的选择及其许用应力135

8.3.1 常用的齿轮材料135

8.3.2 齿轮材料的选择原则137

8.3.3 齿轮的许用应力138

8.4 齿轮传动的计算载荷142

8.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算147

8.5.1 轮齿的受力分析147

8.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算148

8.5.3 齿面接触疲劳强度计算150

8.5.4 齿轮传动的强度计算说明153

8.6 齿轮传动的设计参数与精度选择154

8.6.1 齿轮传动设计参数的选择154

8.6.2 齿轮精度的选择155

8.7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算156

8.7.1 轮齿的受力分析156

8.7.2 齿根弯曲疲劳强度计算158

8.7.3 齿面接触疲劳强度计算158

8.8 标准直齿锥齿轮传动的强度计算161

8.8.1 直齿锥齿轮传动几何参数161

8.8.2 轮齿的受力分析162

8.8.3 齿根弯曲疲劳强度计算163

8.8.4 齿面接触疲劳强度计算163

8.9 齿轮的结构设计164

8.10 齿轮传动的润滑166

8.11 综合应用实例168

本章小结174

习题174

第9章 蜗杆传动177

9.1 蜗杆传动的类型、特点及应用177

9.1.1 蜗杆传动的类型178

9.1.2 蜗杆传动的特点及应用179

9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算180

9.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及选择180

9.2.2 蜗杆传动的几何尺寸183

9.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构184

9.3.1 失效形式和设计准则184

9.3.2 蜗杆传动的材料和结构184

9.3.3 蜗杆传动的精度等级186

9.4 蜗杆传动的强度计算187

9.4.1 蜗杆传动的受力分析187

9.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算188

9.4.3 蜗轮轮齿齿根弯曲疲劳强度计算189

9.5 蜗杆传动相对滑动速度、效率、润滑和热平衡计算190

9.5.1 齿面间相对滑动速度190

9.5.2 蜗杆传动的效率191

9.5.3 蜗杆传动的润滑192

9.5.4 蜗杆传动的热平衡计算193

9.6 综合应用实例194

本章小结195

习题196

第10章 轴198

10.1 概述199

10.1.1 轴的分类199

10.1.2 轴的材料200

10.1.3 轴设计的内容和一般步骤201

10.2 轴的结构设计201

10.2.1 轴结构设计的要求201

10.2.2 拟定轴上零件的装配方案202

10.2.3 轴上零件的定位及固定202

10.2.4 轴的结构工艺性204

10.2.5 提高轴强度和刚度的措施205

10.3 轴的强度计算206

10.3.1 按扭转强度计算206

10.3.2 按弯扭合成强度计算207

10.4 轴的刚度计算简介209

10.5 综合应用实例209

本章小结213

习题214

第11章 滑动轴承216

11.1 概述217

11.2 滑动轴承的分类、结构形式及材料217

11.2.1 滑动轴承的类型217

11.2.2 滑动轴承的结构218

11.2.3 轴承材料和轴瓦结构220

11.2.4 滑动轴承润滑剂的选用及润滑装置228

11.3 非液体摩擦滑动轴承的设计232

11.3.1 径向滑动轴承的设计232

11.3.2 止推滑动轴承的设计233

11.4 液体动力润滑径向滑动轴承的设计234

11.4.1 径向滑动轴承的工作过程234

11.4.2 流体动力润滑的基本方程235

11.4.3 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数238

11.4.4 最小油膜厚度hmin240

11.4.5 轴承的热平衡计算241

11.4.6 参数选择242

11.5 综合应用实例243

本章小结246

习题246

第12章 滚动轴承248

12.1 概述249

12.2 滚动轴承的组成及基本结构251

12.2.1 滚动轴承基本组成251

12.2.2 滚动轴承材料251

12.3 滚动轴承的类型和代号252

12.3.1 滚动轴承的类型252

12.3.2 滚动轴承的性能和特点254

12.3.3 滚动轴承的选择256

12.3.4 滚动轴承的代号258

12.4 滚动轴承的工作情况266

12.4.1 滚动轴承的主要失效形式及计算准则266

12.4.2 滚动轴承的受力分析267

12.5 滚动轴承的寿命计算270

12.5.1 滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷270

12.5.2 滚动轴承疲劳寿命计算的基本公式271

12.5.3 当量动载荷274

12.5.4 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276

12.6 滚动轴承的静强度计算278

12.6.1 基本额定静载荷278

12.6.2 静载荷计算278

12.7 滚动轴承的极限转速279

12.8 滚动轴承的组合设计280

12.8.1 滚动轴承轴系支点固定的结构形式281

12.8.2 轴承的配合与装拆282

12.8.3 轴承的润滑与密封283

12.8.4 滚动轴承部件的调整286

12.8.5 轴承座的刚度与同轴度286

12.9 综合应用实例288

本章小结289

习题290

第13章 联轴器、离合器及制动器292

13.1 联轴器的类型、特点和选择292

13.1.1 联轴器的类型293

13.1.2 联轴器的特点303

13.1.3 联轴器的选择305

13.2 离合器的类型、特点和选择306

13.2.1 离合器类型及特点307

13.2.2 离合器的选择313

13.3 制动器的类型及特点314

本章小结314

习题315

第14章 弹簧316

14.1 概述317

14.1.1 弹簧功用317

14.1.2 弹簧的分类317

14.2 弹簧材料和制造317

14.2.1 弹簧的材料及选择317

14.2.2 弹簧的制造319

14.3 弹簧的工作原理320

14.3.1 弹簧特性曲线320

14.3.2 弹簧刚度320

14.3.3 变形能321

14.4 圆柱螺旋弹簧的结构与设计322

14.4.1 圆柱螺旋压缩弹簧322

14.4.2 圆柱螺旋拉伸弹簧328

14.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧329

14.5 其他弹簧简介331

14.5.1 蝶形弹簧331

14.5.2 环形弹簧332

14.6 综合应用实例333

本章小结335

习题336

参考文献337