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第1章 绪论1

1.1 机器的组成及本课程研究的对象1

1.1.1 机器的组成1

1.1.2 本课程研究的对象1

1.2 本课程的性质、地位和任务2

1.2.1 本课程的性质和地位2

1.2.2 本课程的任务2

1.3 本课程的特点和学习方法2

1.4 机械设计的一般进程和方法3

1.4.1 机械设计的主要工作阶段3

1.4.2 设计机械零件时应满足的基本要求3

1 4.3 机械零件设计的一般步骤4

1.5 机械零件的失效形式和设计准则4

1.5.1 机械零件的常见失效形式4

1.5.2 机械零件的设计准则5

1.6 机械设计方法简介及机械设计的最新进展7

1.6.1 机械设计方法简介7

1.6.2 机械设计的最新进展8

第2章 连接9

2.1 螺纹9

2.1.1 螺纹的分类9

2.1.2 螺纹的主要参数11

2.2 螺纹连接的基本类型和标准螺纹连接件11

2.2.1 螺纹连接的主要类型11

2.2.2 标准螺纹连接件简介13

2.2.3 螺纹紧固件的常用材料和力学性能等级14

2.2.4 螺纹公差及精度的选用15

2.3 螺纹连接的拧紧16

2.3.1 拧紧目的、实质及预紧力F'16

2.3.2 拧紧力矩T1的计算17

2.4 螺纹连接的防松19

2.5 螺栓组连接的结构设计和受力分析20

2.5.1 螺栓组连接的结构设计20

2.5.2 螺栓组连接的受力分析21

2.6 单个螺栓连接的强度计算24

2.6.1 受拉螺栓连接的强度计算24

2.6.2 受剪螺栓连接的强度计算29

2.7 提高螺栓连接强度的措施29

2.7.1 改善螺纹牙间载荷分布不均匀状况30

2.7.2 减小应力幅σa31

2.7.3 减小应力集中31

2.7.4 减小附加应力31

2.7.5 采用合理的制造工艺32

2.8 螺旋传动32

2.8.1 螺旋传动的类型与应用32

2.8.2 滑动螺旋的设计计算34

2.9 键连接37

2.9.1 键连接的类型与构造37

2.9.2 平键连接的设计计算40

2.10 花键连接42

2.10.1 花键连接的特点和类型42

2.10.2 花键连接的强度计算44

2.11 销连接45

2.12 无键连接46

2.12.1 成形连接46

2.12.2 弹性环连接46

2.12.3 过盈连接47

2.13 其他形式的连接48

2.13.1 铆接48

2.13.2 焊接50

2.13.3 胶接51

2.14 连接设计禁忌示例52

2.14.1 螺纹连接设计禁忌示例52

2.14.2 螺旋千斤顶设计禁忌示例57

2.14.3 键连接设计禁忌示例58

2.14.4 销连接设计禁忌示例61

2.14.5 过盈连接设计禁忌示例62

2.14.6 焊、粘、铆连接设计禁忌示例63

第3章 带传动67

3.1 概述67

3.1.1 带传动的优缺点67

3.1.2 带传动的类型67

3.1.3 带传动的形式68

3.1.4 带传动的适用范围68

3.1.5 注意问题与禁忌69

3.2 V带与V带轮70

3.2.1 普通V带的构造和标准70

3.2.2 开口V带传动的几何参数及计算71

3.2.3 V带轮73

3.2.4 注意问题与禁忌74

3.3 V带传动的工作情况分析75

3.3.1 V带传动的受力分析75

3.3.2 V带的弹性滑动和传动比76

3.3.3 V带传动的应力分析77

3.3.4 注意问题与禁忌78

3.4 V 带传动的设计计算80

3.4.1 V带传动的失效形式和设计准则80

3.4.2 V带传动的设计计算80

3.4.3 注意问题与禁忌83

3.5 V 带传动的张紧与维护89

3.5.1 V带传动的张紧89

3.5.2 V带传动的维护90

3.5.3 注意问题与禁忌91

3.6 V带轮三维设计92

第4章 链传动95

4.1 概述95

4.1.1 链传动的优缺点95

4.1.2 链传动的适用范围95

4.1.3 链传动的种类96

4.1.4 传动链的类型96

4.1.5 注意问题与禁忌96

4.2 滚子链和链轮97

4.2.1 滚子链97

4.2.2 滚子链链轮99

4.2.3 注意问题与禁忌100

4.3 链传动的运动特性101

4.3.1 链传动的运动特性101

4.3.2 注意问题与禁忌103

4.4 链传动的设计计算104

4.4.1 链传动的主要失效形式及额定功率104

4.4.2 中、高速滚子链传动的设计计算及主要参数的选择106

4.4.3 低速滚子链传动的静强度计算108

4.4.4 注意问题与禁忌108

4.5 链传动的布置、张紧和润滑110

4.5.1 链传动的布置原则110

4.5.2 链传动的张紧111

4.5.3 链传动的润滑111

4.5.4 注意问题与禁忌112

第5章 齿轮传动116

5.1 概述116

5.1.1 齿轮机构的类型116

5.1.2 齿轮传动的主要几何计算117

5.1.3 齿轮传动的优缺点119

5.1.4 注意问题与禁忌119

5.2 齿轮传动的分类及失效形式122

5.2.1 齿轮传动的分类122

5.2.2 传动对齿轮的基本要求122

5.2.3 齿轮的失效形式123

5.2.4 齿轮传动的设计准则123

5.2.5 注意问题与禁忌124

5.3 齿轮常用材料125

5.3.1 齿轮传动对材料的基本要求125

5.3.2 齿轮常用材料125

5.4 齿轮传动的精度及其选择126

5.4.1 精度等级127

5.4.2 齿侧间隙128

5.5 齿轮传动的作用力及计算载荷128

5.5.1 直齿圆柱传动的受力分析128

5.5.2 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析129

5.5.3 直齿圆锥齿轮传动的受力分析130

5.5.4 计算载荷130

5.5.5 注意问题与禁忌133

5.6 标准齿轮传动的强度计算136

5.6.1 标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算136

5.6.2 标准直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算141

5.6.3 标准斜齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算144

5.6.4 标准斜齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算145

5.6.5 标准直齿圆锥齿轮传动的弯曲疲劳强度计算146

5.6.6 标准直齿圆锥齿轮传动的接触疲劳强度计算149

5.6.7 齿轮设计时模数或分度圆直径的估算及修正149

5.6.8 静强度校核计算149

5.6.9 注意问题与禁忌150

5.7 齿轮结构152

5.7.1 齿轮的结构形式152

5.7.2 注意问题与禁忌155

5.8 齿轮传动的效率和润滑156

5.8.1 齿轮传动的效率156

5.8.2 齿轮传动的润滑156

5.8.3 注意问题与禁忌157

5.9 齿轮的三维设计165

第6章 蜗杆传动167

6.1 概述167

6.1.1 蜗杆传动的类型167

6.1.2 蜗杆传动的适用范围168

6.1.3 蜗杆传动的优缺点168

6.1.4 注意问题与禁忌169

6.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算171

6.2.1 主要参数171

6.2.2 几何尺寸计算175

6.2.3 蜗杆传动变位的特点176

6.2.4 注意问题与禁忌178

6.3 普通圆柱蜗杆传动的失效形式、设计准则及蜗杆和蜗轮的材料、结构179

6.3.1 蜗杆传动的失效形式及设计准则179

6.3.2 蜗杆传动的材料180

6.3.3 蜗杆和蜗轮的结构180

6.3.4 注意问题与禁忌182

6.4 普通圆柱蜗杆传动承载能力及热平衡计算183

6.4.1 蜗杆传动的受力分析183

6.4.2 蜗杆传动的强度计算184

6.4.3 蜗杆的刚度计算187

6.4.4 蜗杆传动的热平衡计算187

6.4.5 注意问题与禁忌190

第7章 轴195

7.1 轴的功用、分类及设计要求195

7.1.1 轴的功用195

7.1.2 轴的分类195

7.1.3 轴的设计要求和设计步骤195

7.2 轴的材料196

7.2.1 碳素钢197

7.2.2 合金钢197

7.2.3 球墨铸铁197

7.3 轴的结构设计197

7.3.1 满足使用的要求198

7.3.2 轴的结构工艺性199

7.3.3 提高轴的疲劳强度201

7.4 轴的强度计算202

7.4.1 按许用切应力计算202

7.4.2 按许用弯曲应力计算202

7.4.3 按许用安全系数校核轴的疲劳强度204

7.5 轴的刚度计算210

7.5.1 弯曲变形的计算211

7.5.2 扭转变形的计算212

7.6 轴的振动稳定性概念213

7.7 轴设计禁忌213

7.7.1 轴强度计算禁忌213

7.7.2 轴结构设计禁忌216

7.7.3 轴刚度计算禁忌220

第8章 摩擦、磨损及滑动轴承221

8.1 概述221

8.2 摩擦221

8.2.1 摩擦状态221

8.2.2 干摩擦理论222

8.2.3 摩擦系数223

8.2.4 摩擦特性曲线224

8.3 磨损224

8.3.1 磨损过程及曲线224

8.3.2 磨损分类及其影响因素225

8.4 润滑226

8.4.1 润滑剂的分类及其特点226

8.4.2 润滑剂的性能指标227

8.4.3 润滑剂的选择230

8.5 滑动轴承的主要结构形式231

8.5.1 径向滑动轴承231

8.5.2 推力轴承232

8.6 滑动轴承的失效形式和常用材料232

8.6.1 滑动轴承的失效形式232

8.6.2 滑动轴承轴瓦和轴承衬的常用材料233

8.7 滑动轴承的轴瓦结构235

8.7.1 向心滑动轴承的轴瓦结构235

8.7.2 推力轴承的轴瓦结构237

8.8 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算237

8.8.1 不完全液体润滑径向滑动轴承的计算237

8.8.2 推力滑动轴承的计算238

8.9 液体动压润滑的基本方程239

8.9.1 液体动压润滑的形成239

8.9.2 液体动压润滑的基本方程——雷诺方程240

8.10 液体动力润滑径向轴承的计算243

8.10.1 几何计算243

8.10.2 判断润滑的流动状态244

8.10.3 承载能力和索氏数So244

8.10.4 流量计算245

8.10.5 功耗计算245

8.10.6 热平衡计算246

8.10.7 向心滑动轴承获得液体动压润滑的条件249

8.10.8 参数选择249

8.11 滑动轴承的润滑方式251

8.11.1 油润滑251

8.11.2 脂润滑252

8.12 液体动压润滑推力轴承的设计计算255

8.13 其他轴承简介257

8.13.1 多油楔滑动轴承257

8.13.2 液体静压轴承257

第9章 滚动轴承259

9.1 概述259

9.1.1 基本构造及材料259

9.1.2 滚动轴承的优缺点259

9.2 滚动轴承的类型及选择260

9.2.1 滚动轴承的类型260

9.2.2 滚动轴承类型的选择262

9.3 滚动轴承的代号262

9.4 滚动轴承的受力分析、失效形式和计算准则265

9.4.1 向心轴承的载荷分布265

9.4.2 滚动轴承的失效形式265

9.4.3 滚动轴承的计算准则265

9.5 滚动轴承的寿命计算266

9.5.1 基本额定寿命计算和基本额定动载荷266

9.5.2 当量动载荷266

9.5.3 基本额定寿命的计算267

9.5.4 角接触轴承的载荷计算269

9.6 滚动轴承的静强度计算271

9.6.1 基本额定静载荷271

9.6.2 当量静载荷271

9.6.3 静载荷的校核计算271

9.7 滚动轴承的组合设计、润滑与密封272

9.7.1 滚动轴承的配置272

9.7.2 轴承组合的调整273

9.7.3 轴承的预紧274

9.7.4 滚动轴承的配合275

9.7.5 轴承的装拆276

9.7.6 滚动轴承的润滑和密封276

第10章 联轴器、离合器和制动器280

10.1 概述280

10.2 联轴器281

10.2.1 刚性联轴器281

10.2.2 挠性联轴器282

10.2.3 联轴器类型的选择288

10.2.4 联轴器设计禁忌288

10.3 离合器292

10.3.1 操纵式离合器292

10.3.2 自动离合器296

10.3.3 离合器有关禁忌296

10.4 制动器298

10.4.1 短行程电磁铁双瓦块式制动器299

10.4.2 带式制动器299

10.4.3 内张蹄式制动器300

第11章 弹簧303

11.1 概述303

11.1.1 弹簧的功能303

11.1.2 弹簧的类型303

11.2 弹簧的材料、许用应力及制造305

11.2.1 弹簧的材料305

11.2.2 弹簧材料的许用应力307

11.2.3 弹簧的制造309

11.3 圆柱压缩（拉伸）螺旋弹簧的结构及设计计算309

11.3.1 圆柱压缩（拉伸）螺旋弹簧的结构309

11.3.2 圆柱压缩（拉伸）螺旋弹簧的设计计算312

11.4 圆柱螺旋扭转弹簧317

11.4.1 圆柱螺旋扭转弹簧的结构317

11.4.2 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算318

11.5 其他弹簧简介319

11.5.1 板弹簧319

11.5.2 碟形弹簧319

11.5.3 环形弹簧320

11.5.4 平面涡卷弹簧320

11.5.5 空气弹簧321

11.5.6 橡胶弹簧322

参考文献323

附录324

机械设计常用中英文词汇表329