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第1篇 总论3

第1章 绪论3

1.1 机器的组成与发展3

1．机器的组成3

2．机械的发展4

1.2 关于机械设计5

1．机械设计的要求与内容5

2．机械设计的过程与方法6

第2章 机械零件设计基础7

2.1 机械零件的强度计算准则7

1．载荷与应力7

2．静强度9

3．疲劳强度11

2.2 机械零件的其他计算准则19

1．刚度准则19

2．稳定性准则20

3．耐热性准则20

4．可靠性准则21

2.3 摩擦学设计基础21

1．摩擦学设计的目标和主要内容22

2．摩擦的类型和状态22

3．摩擦力23

4．磨损及其控制25

5．润滑与润滑设计30

6．润滑剂及其特性33

2.4 机械设计中的材料40

1．机械零件常用材料40

2．机械零件的材料选用原则43

3．塑料的选用44

4．摩擦副材料的选用44

2.5 机械零部件的标准化46

1．通用化46

2．系列化47

3．组合化（模块化）47

习题47

第2篇 机械传动——运动与动力的传递55

第3章 齿轮传动55

3.1 齿轮传动的主要参数与公差（精度）等级56

1．齿轮传动设计的主要参数56

2．齿轮的公差（精度）等级及其选择57

3.2 轮齿的失效形式与计算准则57

1．轮齿的失效形式57

2．传动的设计准则59

3.3 齿轮材料及其选择60

1．齿轮常用铜及其热处理60

2．齿轮常用铸铁60

3．齿轮材料的选择60

3.4 圆柱齿轮传动的受力分析与计算载荷62

1．轮齿的受力分析62

2．齿轮的计算载荷63

3.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算68

1．齿面接触疲劳强度计算68

2．齿根弯曲疲劳强度计算74

3．齿轮基本参数的选择79

4．轮齿静强度和非恒定载荷下的强度计算80

3.6 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算82

1．齿面接触疲劳强度计算82

2．齿根弯曲疲劳强度计算84

3.7 直齿锥齿轮传动89

1．锥齿轮的设计参数90

2．轮齿的受力分析91

3．齿面接触疲劳强度计算91

4．齿根弯曲疲劳强度计算92

3.8 齿轮传动的效率与润滑93

习题94

第4章 蜗杆传动96

4.1 蜗杆传动的特点与类型96

1．蜗杆传动的特点96

2．蜗杆传动的类型96

3．圆柱蜗杆传动的公差（精度）等级及其选择98

4.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数与几何尺寸98

1．普通圆柱蜗杆传动的主要参数98

2．普通圆柱蜗杆传动的几何计算103

4.3 普通蜗杆传动的设计计算104

1．蜗杆传动的失效形式、计算准则及材料选用104

2．蜗杆传动的受力分析105

3．蜗杆传动的承载能力计算106

4．蜗杆传动的效率109

5．蜗杆传动的润滑与热平衡计算110

习题113

第5章 带传动116

5.1 带传动的特点、应用与类型116

1．带传动的特点及应用116

2．摩擦型带传动的类型117

5.2 V带的类型与标准尺寸118

5.3 带传动的工作原理120

1．带传动的受力分析120

2．传动带的应力分析122

3．带传动的弹性滑动和传动比123

5.4 普通V带传动的设计125

1．单根V带的基本额定功率125

2．V带传动的设计计算126

3．带传动的张紧装置131

5.5 同步带传动简介133

5.6 高速带传动简介134

习题134

第6章 链传动136

6.1 概述136

1．链传动的特点与类型136

2．滚子链与链轮的结构与尺寸137

3．链轮的材料141

6.2 链传动的工作情况分析142

1．链传动的运动不均匀性142

2．链传动的动载荷143

3．链传动的受力分析144

6.3 滚子链传动的设计计算145

1．滚子链传动的失效形式145

2．额定功率曲线145

3．链传动的设计功率147

4．链传动的静强度计算148

5．链传动主要参数的选择149

6.4 链传动的正确使用和维护151

1．链传动的润滑151

2．链传动的布置151

3．链传动的张紧152

习题153

第7章 螺旋传动154

7.1 螺旋传动的应用和类型154

7.2 滑动螺旋传动155

1．滑动螺旋用螺纹155

2．滑动螺旋传动的设计计算155

7.3 滚动螺旋副——滚珠丝杠159

1．滚动螺旋副的结构类型和特点159

2．滚动螺旋副的主要参数和标注方法161

3．滚动螺旋副的选用计算162

7.4 静压螺旋传动简介163

习题164

第8章 传动链的设计165

8.1 设计机械传动装置的基本数据165

8.2 机械传动类型的选择165

8.3 传动链设计的基本原则167

8.4 传动链动力机的匹配168

8.5 传动链传动比的分配168

第9章 轮类零件的结构设计170

9.1 轮类零件结构设计的基本要求171

1．轮缘的设计171

2．轮毂的设计172

3．轮辐的设计174

4．轮缘与轮毂的相对位置175

9.2 常用轮类零件的结构尺寸175

1．齿轮的结构尺寸设计175

2．V带轮的结构尺寸设计177

3．蜗杆与蜗轮的结构尺寸设计178

4．链轮的结构尺寸设计180

习题181

第3篇 运动零件的支承185

第10章 轴185

10.1 轴的分类与材料185

1．轴的分类185

2．轴的常用材料187

10.2 轴的结构设计189

1．轴上零件在轴上的定位与固定189

2．考虑工艺性的结构设计191

3．考虑疲劳强度的结构设计192

10.3 轴的强度计算194

1．轴的力学计算模型194

2．轴的强度计算方法195

10.4 轴的刚度计算204

1．扭转刚度校核计算204

2．弯曲刚度校核计算205

10.5 转子的临界转速205

习题206

第11章 滚动轴承209

11.1 滚动轴承的主要类型与代号209

1．滚动轴承的基本结构209

2．滚动轴承的分类与主要类型210

3．滚动轴承的代号212

11.2 滚动轴承的选用213

1．滚动轴承类型的选用213

2．滚动轴承尺寸的选用——寿命计算214

11.3 滚动轴承的性能校核221

1．滚动轴承的静强度校核221

2．滚动轴承的极限转速校核223

11.4 直线运动球轴承226

1．直线运动球轴承的结构与型式227

2．直线运动球轴承的选用计算228

11.5 滚动轴承的润滑与密封230

1．滚动轴承的润滑230

2．滚动轴承的密封232

习题235

第12章 滑动轴承237

12.1 滑动轴承的类型与结构238

1．滑动轴承的类型与应用238

2．滑动轴承的结构240

3．轴瓦242

12.2 滑动轴承材料245

1．对轴瓦材料性能的要求245

2．轴瓦材料的种类246

3．轴瓦表面涂覆层材料248

4．各种轴瓦材料的性能比较248

12.3 滑动轴承润滑剂与润滑方法的选用249

1．滑动轴承用润滑剂及其选用249

2．滑动轴承润滑方法的选用250

12.4 普通滑动轴承的设计计算251

1．滑动轴承的参数251

2．无润滑轴承的设计计算252

3．固体润滑和混合润滑滑动轴承的设计计算255

12.5 流体（膜）润滑滑动轴承的润滑机理257

1．流体动力润滑滑动轴承的承载机理257

2．流体静力润滑滑动轴承的承载机理260

习题262

第13章 轴的支承结构265

13.1 轴的支承形式265

1．两支点均单向轴向限位结构265

2．一支点双向轴向限位、一支点轴向不限位结构269

3．两游动支点结构271

13.2 滚动轴承的支点结构272

1．滚动轴承套圈的配合、定位与紧固272

2．轴向定位和紧固面的直径273

3．一个支点上向心角接触轴承的配置方式274

13.3 轴承的调整275

1．游（间）隙的调整275

2．轴的轴向位置的调整276

第14章 导轨的结构设计278

14.1 导轨及其设计的基本要求与内容278

1．常用导轨的类型、特点及应用278

2．导轨设计的基本要求279

3．导轨设计的主要内容280

14.2 滚动导轨281

1．滚动导轨（非循环式）281

2．直线运动滚动支承282

14.3 滑动导轨286

1．滑动导轨的结构形式287

2．普通滑动导轨290

习题292

第4篇 机械零件的联结295

第15章 螺纹紧固件联结295

15.1 紧固螺纹与螺纹紧固件295

1．紧固螺纹及其主要参数295

2．螺纹紧固件296

15.2 螺纹紧固件联结的类型298

15.3 螺纹紧固件上的载荷300

1．预紧力与拧紧力矩300

2．工作载荷301

3．总拉力305

4．预紧力值的确定307

15.4 螺栓的强度计算308

1．螺栓强度计算309

2．螺纹紧固件的许用应力310

15.5 螺纹紧固件联结的结构设计311

1．螺栓的布置311

2．结合面的尺寸313

3．螺纹紧固件的支承面314

15.6 螺纹紧固件联结的装配318

1．预紧力的控制（拧紧方法）318

2．拧紧的顺序321

3．防松与防松装置321

4．通孔直径323

15.7 提高紧固螺纹联结强度的措施323

1．改善旋合螺纹牙间的载荷分配323

2．减小螺栓系统的刚度和增大被联结件系统的刚度325

3．减小附加弯曲应力326

4．采用横向载荷的减载措施326

15.8 高强度螺栓联结327

习题328

第16章 轴毂联结——轴与轮毂的联结331

16.1 键联结331

1．键联结的类型332

2．键联结的选择及其强度校核335

16.2 花键联结337

1．花键联结的特点与类型337

2．花键联结的强度校核计算339

16.3 过盈联结340

1．过盈联结的装配方法340

2．圆柱面过盈联结的设计计算341

3．圆柱面过盈联结的装拆压力和装配温度345

4．提高过盈联结固持力的措施347

习题348

第17章 轴与轴的联结350

17.1 联轴器350

1．联轴器的类型与选择351

2．几种常用联轴器354

17.2 离合器360

1．离合器的分类与选用360

2．几种常用离合器362

习题367

第5篇 其他机械零件371

第18章 制动器371

18.1 制动器的类型与应用371

18.2 制动转矩的计算374

1．负载转矩Tt的计算374

2．计算制动转矩Tc375

3．标准制动器的选用计算375

18.3 制动摩擦材料376

1．制动器用摩擦材料品种376

2．摩擦副计算用数据376

18.4 常用制动器377

1．块式制动器377

2．蹄式制动器378

3．盘式制动器379

4．带式制动器380

第19章 弹簧382

19.1 弹簧的类型及基本特性382

1．弹簧的类型382

2．弹簧的基本特性384

19.2 弹簧的材料与制造385

1．弹簧材料385

2．弹簧制造389

19.3 圆柱螺旋拉伸和压缩弹簧的设计计算389

1．圆柱螺旋弹簧的结构和几何参数389

2．圆柱螺旋弹簧的载荷分析与特性线392

3．圆柱螺旋弹簧的强度计算394

4．圆柱螺旋弹簧的变形计算396

5．循环载荷下的强度校核397

6．圆柱螺旋压缩弹簧的稳定性397

7．圆柱螺旋弹簧的典型图样398

习题401

第20章 机架与箱体的结构设计402

20.1 截面形状的选择403

20.2 壁厚404

20.3 加强肋406

20.4 联结结构设计407

参考文献409