機械設計

本書根據教育部高等學校機械基礎課程教學指導分委員會對機械設計課程教學的基本要求，考慮卓越工程師培養計劃對機械設計人才的能力要求，在作者長期教學與學術研究並認真吸取其他高等學校機械類專業機械設計課程教學改革經驗的基礎上編寫而成。以培養學生綜合機械設計能力為主線，以機械設計的基本概念、基本知識和基本設計計算方法為主要內容，突出設計性、實踐性和綜合性的特點。全書共分14章，包括：緒論，機械設計概論，機械零件設計中的強度與耐磨性，螺紋連接與螺旋傳動，鍵連接、銷連接及鍵連接，帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，蝸桿傳動，軸，滑動軸承，滾動軸承，聯軸器、離合器及制動器，彈簧。每一章節給出了教學目標、知識要點，並通過導入案例引出本章的教學內容。每一章節後有本章小結及習題。

本書可作為高等工科學校機械類各專業機械設計課程的教材，也可供有關專業的師生和工程技術人員參考。 ^[1] 

第1章緒論(1)

1.1機械工業在現代化建設中的地位與作用(1)

1.2“機械設計”課程的研究對象及研究內容(2)

1.3“機械設計”課程的性質和任務(4)

1.4學習“機械設計”課程應注意的問題(4)

本章小結(5)

第2章機械設計概論(6)

2.1機械設計與機械零件設計的基本要求(6)

2.1.1機械設計的基本要求(7)

2.1.2機械零件設計的基本要求(7)

2.2機械設計的一般程序(8)

2.2.1制訂設計工作計劃(9)

2.2.2方案設計(9)

2.2.3技術設計(9)

2.2.4施工設計(10)

2.2.5試製、試驗、鑑定(10)

2.2.6定型產品設計(10)

2.3機械零件的主要失效形式與設計準則(10)

2.3.1機械零件的主要失效形式(10)

2.3.2機械零件的設計準則(11)

2.4機械零件的設計方法與基本原則(13)

2.4.1機械零件的設計方法(13)

2.4.2機械零件的設計步驟(14)

2.4.3機械零件設計的基本原則(15)

本章小結(16)

習題(16)

第3章機械零件設計中的強度與耐磨性(17)

3.1機械零件的載荷與應力(18)

3.1.1載荷與應力的分類(18)

3.1.2穩定循環變應力的基本參數(18)

3.2靜應力時機械零件的強度計算(19)

3.2.1塑性材料零件的強度計算(19)

3.2.2脆性材料與低塑性材料(20)

3.3機械零件的疲勞強度(20)

3.3.1疲勞斷裂特徵(20)

3.3.2疲勞曲線和疲勞極限應力圖(21)

3.3.3影響機械零件疲勞強度的主要因素和零件極限應力圖(23)

3.3.4單向穩定變應力時的疲勞強度計算(24)

3.3.5提高機械零件疲勞強度的措施(27)

3.4機械零件的接觸強度(27)

3.5摩擦、磨損與潤滑概述(29)

3.5.1摩擦(29)

3.5.2磨損(30)

3.5.3潤滑(32)

本章小結(35)

習題(35)

機械設計

目錄

第4章螺紋連接與螺旋傳動(36)

4.1概述(36)

4.2螺紋連接(37)

4.2.1螺紋(38)

4.2.2螺紋連接件及連接的主要類型(40)

4.2.3螺紋連接的預緊與防松(44)

4.2.4螺栓連接的類型(47)

4.2.5螺栓連接受力分析和強度計算(47)

4.2.6提高螺栓連接強度的措施(60)

4.3螺旋傳動(63)

4.3.1螺旋傳動的類型、特點及應用(63)

4.3.2螺旋傳動的設計(64)

4.3.3其他螺旋傳動簡介(69)

4.3.4螺旋傳動的工程應用(70)

4.4綜合應用實例(70)

本章小結(71)

習題(71)

第5章鍵連接、銷連接及鍵連接(74)

5.1鍵連接(74)

5.1.1鍵連接的功用、分類和應用特點(74)

5.1.2鍵的選擇和鍵連接的強度計算(77)

5.2花鍵連接(80)

5.2.1花鍵連接類型、特點和應用(80)

5.2.2花鍵連接的設計計算(82)

5.3銷連接(83)

5.3.1銷連接的功用、分類和應用特點(83)

5.3.2銷連接設計計算(85)

5.4鍵連接(85)

5.4.1型面連接(86)

5.4.2脹緊連接(86)

5.4.3過盈連接(87)

5.5綜合應用實例(87)

本章小結(88)

習題(88)

第6章帶傳動(90)

6.1帶傳動的類型、特點及應用(91)

6.1.1帶傳動的類型(91)

6.1.2帶傳動的形式(92)

6.1.3帶傳動的特點及應用(93)

6.2普通V帶和帶輪的結構(93)

6.2.1普通V帶的結構和規格(93)

6.2.2普通V帶帶輪的結構和材料(95)

6.2.3帶傳動的幾何尺寸計算(97)

6.3帶傳動工作情況分析(98)

6.3.1帶傳動的受力分析(98)

6.3.2帶傳動的應力分析(100)

6.3.3帶傳動的運動分析(101)

6.4普通V帶傳動的設計(102)

6.4.1帶傳動的失效形式和設計準則(102)

6.4.2單根V帶的基本額定功率和許用功率(102)

6.4.3V帶傳動的設計步驟和傳動參數選擇(104)

6.5帶傳動的張緊、安裝與維護(107)

6.5.1帶傳動的張緊方法(107)

6.5.2帶傳動的安裝與維護(108)

6.6綜合應用實例(109)

本章小結(110)

習題(110)

第7章鏈傳動(112)

7.1鏈傳動的類型、特點及應用(113)

7.1.1鏈傳動的組成與類型(113)

7.1.2鏈傳動的特點及應用(113)

7.2滾子鏈及鏈輪(114)

7.2.1滾子鏈的結構和規格(114)

7.2.2滾子鏈鏈輪(116)

7.3鏈傳動的運動特性(118)

7.3.1鏈傳動的運動特性(118)

7.3.2鏈傳動的受力分析(120)

7.4滾子鏈傳動的失效形式及功率曲線(121)

7.4.1鏈傳動的失效形式(121)

7.4.2功率曲線圖(122)

7.5滾子鏈傳動的設計(124)

7.5.1鏈傳動設計內容(124)

7.5.2鏈傳動主要參數的選擇及設計步驟(124)

7.6鏈傳動的佈置、張緊與潤滑(125)

7.6.1鏈傳動的佈置(125)

7.6.2鏈傳動的張緊(125)

7.6.3鏈傳動的潤滑(126)

7.7綜合應用實例(127)

本章小結(128)

習題(128)

第8章齒輪傳動(129)

8.1概述(130)

8.1.1齒輪傳動的特點(130)

8.1.2齒輪傳動類型(130)

8.1.3齒輪傳動要求(131)

8.2齒輪傳動的失效形式及設計準則(131)

8.2.1齒輪的失效形式(131)

8.2.2設計準則(134)

8.3齒輪材料的選擇及其許用應力(135)

8.3.1常用的齒輪材料(135)

8.3.2齒輪材料的選擇原則(137)

8.3.3齒輪的許用應力(138)

8.4齒輪傳動的計算載荷(142)

8.5標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算(147)

8.5.1輪齒的受力分析(147)

8.5.2齒根彎曲疲勞強度計算(148)

8.5.3齒面接觸疲勞強度計算(150)

8.5.4齒輪傳動的強度計算説明(153)

8.6齒輪傳動的設計參數與精度選擇(154)

8.6.1齒輪傳動設計參數的選擇(154)

8.6.2齒輪精度的選擇(155)

8.7標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算(156)

8.7.1輪齒的受力分析(156)

8.7.2齒根彎曲疲勞強度計算(158)

8.7.3齒面接觸疲勞強度計算(158)

8.8標準直齒錐齒輪傳動的強度計算(161)

8.8.1直齒錐齒輪傳動幾何參數(161)

8.8.2輪齒的受力分析(162)

8.8.3齒根彎曲疲勞強度計算(163)

8.8.4齒面接觸疲勞強度計算(163)

8.9齒輪的結構設計(164)

8.10齒輪傳動的潤滑(166)

8.11綜合應用實例(168)

本章小結(174)

習題(174)

第9章蝸桿傳動(177)

9.1蝸桿傳動的類型、特點及應用(177)

9.1.1蝸桿傳動的類型(178)

9.1.2蝸桿傳動的特點及應用(179)

9.2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算(180)

9.2.1普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及選擇(180)

9.2.2蝸桿傳動的幾何尺寸(183)

9.3蝸桿傳動的失效形式、設計準則、材料和結構(184)

9.3.1失效形式和設計準則(184)

9.3.2蝸桿傳動的材料和結構(184)

9.3.3蝸桿傳動的精度等級(186)

9.4蝸桿傳動的強度計算(187)

9.4.1蝸桿傳動的受力分析(187)

9.4.2蝸輪齒面接觸疲勞強度計算(188)

9.4.3蝸輪輪齒齒根彎曲疲勞強度計算(189)

9.5蝸桿傳動相對滑動速度、效率、潤滑和熱平衡計算(190)

9.5.1齒面間相對滑動速度(190)

9.5.2蝸桿傳動的效率(191)

9.5.3蝸桿傳動的潤滑(192)

9.5.4蝸桿傳動的熱平衡計算(193)

9.6綜合應用實例(194)

本章小結(195)

習題(196)

第10章軸(198)

10.1概述(199)

10.1.1軸的分類(199)

10.1.2軸的材料(200)

10.1.3軸設計的內容和一般步驟(201)

10.2軸的結構設計(201)

10.2.1軸結構設計的要求(201)

10.2.2擬定軸上零件的裝配方案(202)

10.2.3軸上零件的定位及固定(202)

10.2.4軸的結構工藝性(204)

10.2.5提高軸強度和剛度的措施(205)

10.3軸的強度計算(206)

10.3.1按扭轉強度計算(206)

10.3.2按彎扭合成強度計算(207)

10.4軸的剛度計算簡介(209)

10.5綜合應用實例(209)

本章小結(213)

習題(214)

第11章滑動軸承(216)

11.1概述(217)

11.2滑動軸承的分類、結構形式及材料(217)

11.2.1滑動軸承的類型(217)

11.2.2滑動軸承的結構(218)

11.2.3軸承材料和軸瓦結構(220)

11.2.4滑動軸承潤滑劑的選用及潤滑裝置(228)

11.3非液體摩擦滑動軸承的設計(232)

11.3.1徑向滑動軸承的設計(232)

11.3.2止推滑動軸承的設計(233)

11.4液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計(234)

11.4.1徑向滑動軸承的工作過程(234)

11.4.2流體動力潤滑的基本方程(235)

11.4.3徑向滑動軸承的幾何關係和承載量係數(238)

11.4.4最小油膜厚度hmin(240)

11.4.5軸承的熱平衡計算(241)

11.4.6參數選擇(242)

11.5綜合應用實例(243)

本章小結(246)

習題(246)

第12章滾動軸承(248)

12.1概述(249)

12.2滾動軸承的組成及基本結構(251)

12.2.1滾動軸承基本組成(251)

12.2.2滾動軸承材料(251)

12.3滾動軸承的類型和代號(252)

12.3.1滾動軸承的類型(252)

12.3.2滾動軸承的性能和特點(254)

12.3.3滾動軸承的選擇(256)

12.3.4滾動軸承的代號(258)

12.4滾動軸承的工作情況(266)

12.4.1滾動軸承的主要失效形式及計算準則(266)

12.4.2滾動軸承的受力分析(267)

12.5滾動軸承的壽命計算(270)

12.5.1滾動軸承的基本額定壽命和基本額定動載荷(270)

12.5.2滾動軸承疲勞壽命計算的基本公式(271)

12.5.3當量動載荷(274)

12.5.4角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷與軸向載荷計算(276)

12.6滾動軸承的靜強度計算(278)

12.6.1基本額定靜載荷(278)

12.6.2靜載荷計算(278)

12.7滾動軸承的極限轉速(279)

12.8滾動軸承的組合設計(280)

12.8.1滾動軸承軸系支點固定的結構形式(281)

12.8.2軸承的配合與裝拆(282)

12.8.3軸承的潤滑與密封(283)

12.8.4滾動軸承部件的調整(286)

12.8.5軸承座的剛度與同軸度(286)

12.9綜合應用實例(288)

本章小結(289)

習題(290)

第13章聯軸器、離合器及制動器(292)

13.1聯軸器的類型、特點和選擇(292)

13.1.1聯軸器的類型(293)

13.1.2聯軸器的特點(303)

13.1.3聯軸器的選擇(305)

13.2離合器的類型、特點和選擇(306)

13.2.1離合器類型及特點(307)

13.2.2離合器的選擇(313)

13.3制動器的類型及特點(314)

本章小結(314)

習題(315)

第14章彈簧(316)

14.1概述(317)

14.1.1彈簧功用(317)

14.1.2彈簧的分類(317)

14.2彈簧材料和製造(317)

14.2.1彈簧的材料及選擇(317)

14.2.2彈簧的製造(319)

14.3彈簧的工作原理(320)

14.3.1彈簧特性曲線(320)

14.3.2彈簧剛度(320)

14.3.3變形能(321)

14.4圓柱螺旋彈簧的結構與設計(322)

14.4.1圓柱螺旋壓縮彈簧(322)

14.4.2圓柱螺旋拉伸彈簧(328)

14.4.3圓柱螺旋扭轉彈簧(329)

14.5其他彈簧簡介(331)

14.5.1蝶形彈簧(331)

14.5.2環形彈簧(332)

14.6綜合應用實例(333)

本章小結(335)

習題(336)

參考文獻(337) ^[1]