機械設計

全書共分14章，主要內容包括機械設計概論、機械精度設計基礎、聯接、帶傳動和鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、滾動軸承、滑動軸承、聯軸器和離合器等。

本教材適用於高等工科院校機械類各專業的機械設計課程；也可供有關專業師生及工程技術人員參考。

緒論1

01課程性質和任務1

02課程內容和要求1

03學習方法1

思考題2

1機械設計概論3

11概述3

111機械零部件設計的內容、要求和步驟3

112機械零件的設計計算和結構設計4

12機械零件的工作能力和計算準則4

121載荷和應力4

122機械零件的強度和剛度6

123機械零件的振動穩定性和可靠性7

13機械零件的材料和製造工藝性7

131機械常用材料及其選擇7

132零件的製造工藝性9

14機械設計中的互換性和標準化9

141機械設計中的互換性9

142機械設計中的標準化及標準的發展10

15機械設計技術的新發展10

151設計理論的拓展10

152新的設計方法的採用11

153計算機輔助設計技術的應用11

154機械設計的實驗研究技術的發展11

思考題11

2機械零件的疲勞強度12

21概述12

22疲勞強度的基本理論12

221疲勞曲線12

222疲勞極限應力圖14

223影響疲勞強度的主要因素15

23穩定變應力時機械零件的疲勞強度計算18

231單向穩定變應力的安全係數18

232複合穩定變應力的安全係數21

24非穩定變應力時機械零件的疲勞強度計算22

241疲勞損傷累積理論22

242非穩定變應力時的疲勞強度計算24

25機械零件的接觸疲勞強度25

251接觸應力計算26

252接觸疲勞失效與接觸疲勞強度計算27

253提高表面接觸強度的主要措施28

思考題28

3機械設計中的摩擦學問題29

31概述29

32摩擦29

33磨損31

331典型磨損過程31

332磨損的類型31

34潤滑材料33

341潤滑劑的種類34

342潤滑劑的選擇37

35流體動壓潤滑的基本理論——雷諾方程37

思考題39

4機械精度設計基礎40

41概述40

42尺寸公差、圓柱體結合的精度設計基礎41

421標準公差系列和基本偏差系列41

422公差帶代號與配合代號的識別48

423極限與配合的選用50

424一般公差、線性尺寸的未注公差54

43形狀、位置精度設計基礎55

431形位公差的特徵項目、符號及圖樣標註55

432形位公差與形位公差帶58

433形位公差的選用59

434形位誤差的測量63

44微觀幾何形狀精度設計基礎63

441表面粗糙度的基本概念63

442表面粗糙度的評定64

443表面粗糙度的標註67

444表面粗糙度的選用68

思考題及習題70

5螺紋聯接和軸轂聯接72

51螺紋聯接72

511螺紋的基本概念72

512螺紋聯接的主要類型及螺紋緊固件76

513螺紋聯接的預緊與防松77

514螺栓組聯接的結構設計和受力分析79

515單個螺栓的強度計算84

516提高螺栓聯接強度的措施91

517普通螺紋聯接的精度設計94

518螺旋傳動98

52軸轂聯接101

521鍵聯接101

522花鍵聯接106

523銷聯接109

524軸轂聯接的其他形式109

習題111

6帶傳動和鏈傳動113

61帶傳動113

611概述113

612帶傳動的受力分析與應力分析118

613帶傳動的彈性滑動、帶的傳動比和打滑121

614V帶傳動的設計123

615同步帶傳動的設計131

616帶傳動的張緊裝置134

617其他帶傳動簡介135

62鏈傳動136

621概述136

622滾子鏈的結構與標準137

623鏈傳動的運動分析和受力分析140

624滾子鏈的設計計算143

625齒形鏈傳動介紹149

626鏈傳動的布置、張緊及潤滑150

習題152

7齒輪傳動153

71概述153

72齒輪傳動的失效形式與設計準則153

721齒輪的失效形式153

722齒輪傳動設計準則155

73齒輪材料、熱處理及其許用應力155

731齒輪材料及熱處理155

732齒輪的許用應力[σH]、[σF]158

74齒輪傳動的載荷計算160

741直齒圓柱齒輪傳動載荷計算160

742斜齒圓柱齒輪傳動載荷計算161

743直齒圓錐齒輪傳動載荷計算161

75齒輪傳動機構的強度條件163

751計算載荷163

752直齒圓柱齒輪傳動的強度條件166

753斜齒圓柱齒輪傳動的強度條件174

754錐齒輪強度計算175

76齒輪傳動機構的精度設計175

761齒輪傳動基本要求175

762漸開線圓柱齒輪及齒輪副誤差的評定指標176

763漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計180

77齒輪的結構、潤滑及傳動效率186

771齒輪的結構設計186

772齒輪傳動的潤滑187

773齒輪傳動的效率190

78齒輪傳動設計實例190

習題195

8蝸桿傳動197

81概述197

811蝸桿傳動的特點和應用197

812蝸桿傳動的分類197

82圓柱蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算200

821普通圓柱蝸桿傳動的主要參數200

822蝸桿傳動的變位203

823普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算203

83蝸桿傳動的失效形式、設計計算準則、材料選擇和結構204

831失效形式204

832設計計算準則204

833蝸桿傳動的材料選擇204

834蝸桿和蝸輪的結構205

84蝸桿傳動的受力分析和效率計算206

841蝸桿傳動的受力分析206

842蝸桿傳動的滑動速度207

843蝸桿傳動的效率208

85蝸桿傳動的設計計算209

851蝸輪齒面接觸疲勞強度計算209

852蝸輪齒根彎曲強度計算210

853蝸桿的剛度計算211

854蝸桿傳動的熱平衡計算211

855蝸桿傳動的潤滑方式和蝸桿的布置212

86蝸桿傳動精度設計簡介213

習題215

9軸216

91概述216

911軸的功用和類型216

912軸的材料及選擇217

913軸設計的主要內容218

92軸的結構設計218

921軸的毛坯218

922軸各部分的組成218

923軸上零件的定位和固定219

924軸的結構設計實例221

93軸的強度計算223

931按許用切應力計算223

932按許用彎曲應力計算224

933安全係數校核計算227

94軸的剛度計算231

941軸的彎曲剛度計算231

942軸的扭轉剛度校核計算232

95提高軸系性能的措施232

習題233

10滾動軸承235

101概述235

102滾動軸承的類型、代號和選用236

1021滾動軸承的類型236

1022滾動軸承的代號239

1023滾動軸承的選用241

103滾動軸承的載荷分析、失效和計算準則242

1031載荷分析242

1032滾動軸承的失效形式243

1033滾動軸承的計算準則243

104滾動軸承的壽命計算243

1041滾動軸承的基本額定壽命243

1042基本額定動載荷244

1043當量動載荷244

1044滾動軸承的壽命計算246

1045角接觸軸承的載荷計算247

105滾動軸承的靜載荷計算249

1051基本額定靜載荷249

1052當量靜載荷249

1053靜載荷計算250

106成對安裝的角接觸軸承的計算特點250

107滾動軸承的組合結構設計250

1071軸承組合的軸向固定250

1072軸承游隙和軸承組合位置的調整251

1073提高軸系剛度的措施252

1074滾動軸承的軸向定位與裝拆253

108滾動軸承的潤滑與密封255

1081滾動軸承的潤滑255

1082滾動軸承的密封255

109滾動軸承結合的精度設計257

1091滾動軸承的公差等級257

1092滾動軸承與軸和外殼孔的配合257

1093滾動軸承配合的選擇257

1094軸頸與外殼孔的形位公差和表面粗糙度261

習題262

11滑動軸承264

111概述264

112滑動軸承的結構264

1121徑向滑動軸承的結構264

1122推力滑動軸承的結構265

1123軸瓦結構265

113滑動軸承的材料268

1131滑動軸承的失效形式268

1132常用軸承材料268

114滑動軸承的潤滑271

1141潤滑材料271

1142潤滑方法272

115混合潤滑滑動軸承的條件性計算274

1151混合潤滑滑動軸承的失效形式和計算準則274

1152徑向滑動軸承的計算274

1153推力滑動軸承的計算275

116流體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算276

1161徑向滑動軸承流體動壓潤滑工作狀態建立的過程276

1162幾何關係277

1163工作能力計算278

1164最小許用油膜厚度279

1165熱平衡計算280

1166參數選擇281

117其他滑動軸承簡介283

1171自動調心滑動軸承283

1172多油楔滑動軸承284

1173液體靜壓滑動軸承284

1174氣體軸承284

習題285

12聯軸器和離合器286

121概述286

1211聯軸器的分類和特點286

1212離合器的分類和特點286

122聯軸器287

1221剛性聯軸器287

1222無彈性元件的撓性聯軸器287

1223有彈性元件的撓性聯軸器290

1224聯軸器的選擇293

123離合器294

1231操縱離合器294

1232自動離合器298

習題299

13彈簧301

131概述301

1311彈簧的功用301

1312彈簧的類型301

132彈簧的材料和製造302

1321彈簧的材料302

1322彈簧的製造302

133普通圓柱形螺旋壓縮和拉伸彈簧的設計計算305

1331普通圓柱形螺旋壓縮和拉伸彈簧的基本幾何參數305

1332普通圓柱形螺旋壓縮和拉伸彈簧的強度計算306

1333普通圓柱形螺旋壓縮和拉伸彈簧的剛度計算307

1334普通圓柱形螺旋壓縮和拉伸彈簧的結構308

1335普通圓柱形螺旋壓縮彈簧和拉伸彈簧的設計310

134其他類型彈簧簡介311

1341圓柱形扭轉彈簧311

1342板彈簧312

1343碟形彈簧312

1344環形彈簧313

1345橡膠彈簧313

1346空氣彈簧313

習題314

14機架類零件315

141概述315

142機架零件的設計要點316

143截面形狀的選擇317

144肋板的布置318

145壁厚的選擇319

思考題319

參考文獻320