第1章 绪论 1
1.1 本课程的研究对象 1
1.2 本课程的研究内容 2
1.3 本课程的性质与任务 2
1.4 本课程的学习方法 3
本章小结 3
习题 3
第2章 机械设计概论 4
2.1 机械设计的要求 4
2.1.1 机械设计的基本要求 4
2.1.2 机械零件设计的主要要求 5
2.2 机械设计的一般程序 6
2.3 机械零件的主要失效形式与设计准则 7
2.3.1 机械零件的主要失效形式 8
2.3.2 机械零件的设计准则 8
2.4 机械零件的材料选择 10
2.4.1 机械零件的设计方法 10
2.4.2 使用要求 10
2.4.3 工艺性要求 10
2.4.4 材料的经济性 11
2.4.5 材料的供应情况 11
2.5 机械结构设计的基本要求 11
2.6 机械零件的标准化 12
本章小结 13
习题 13
第3章 机械零件的强度 14
3.1 载荷和应力的分类 14
3.1.1 载荷及其种类 14
3.1.2 应力及其种类 14
3.1.3 静应力作用下的强度问题 16
3.2 静应力作用下机械零件的强度 17
3.3 变应力作用下机械零件的疲劳强度 18
3.3.1 疲劳曲线 19
3.3.2 稳定变应力状态下机械零件的强度计算 19
3.3.3 复合应力状态下安全系数的强度计算 21
3.4 机械零件的表面接触强度 21
本章小结 23
习题 23
第4章 带传动设计 24
4.1 概述 24
4.2 带传动类型及其工作原理 24
4.2.1 摩擦型带传动 25
4.2.2 啮合型带传动 26
4.3 带传动的工作情况分析 26
4.3.1 带传动的受力分析 26
4.3.2 带传动的应力分析 28
4.3.3 带传动的弹性滑动与打滑 29
4.4 普通V带传动的设计计算 30
4.5 V带轮的设计 40
4.5.1 V带轮的设计内容 40
4.5.2 V带轮的结构形式 41
4.5.3 V带轮的材料 42
4.5.4 V带轮的结构设计 42
4.5.5 V带轮的技术要求 43
4.6 带传动的张紧、 安装和维护 44
4.6.1 带传动的张紧 44
4.6.2 V带的安装和维护 45
本章小结 46
习题 46
第5章 链传动设计 47
5.1 概述 47
5.1.1 链传动的特点 47
5.1.2 链传动的种类 48
5.1.3 链轮 51
5.1.4 链和链轮的材料 53
5.2 链传动的运动特征 53
5.2.1 链传动的运动不均匀性 53
5.2.2 链传动的动载荷 54
5.3 链传动的受力分析 55
5.4 滚子链传动的设计 56
5.4.1 链传动的失效形式 56
5.4.2 链传动的功率曲线图 57
5.4.3 滚子链传动的设计计算 58
5.5 链传动的布置、 张紧和润滑 63
5.5.1 链传动的布置 63
5.5.2 张紧方法 64
5.5.3 链传动的润滑 65
本章小结 66
习题 66
第6章 齿轮传动设计 67
6.1 概述 67
6.1.1 齿轮传动的分类 67
6.1.2 齿轮传动的特点和应用 68
6.2 齿轮传动的失效形式和设计准则 68
6.2.1 齿轮传动的失效形式 68
6.2.2 齿轮传动的设计准则 70
6.3 齿轮常用材料及其选用原则 71
6.3.1 齿轮材料和热处理 71
6.3.2 齿轮材料的选用原则 72
6.4 齿轮传动的计算载荷 73
6.4.1 使用系数KA 74
6.4.2 动载荷系数KV 74
6.4.3 齿间载荷分配系数Kα 75
6.4.4 齿向载荷分配系数Kβ 76
6.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 77
6.5.1 齿轮传动的受力分析 77
6.5.2 齿面接触疲劳强度计算 78
6.5.3 齿根弯曲疲劳强度计算 84
6.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 94
6.6.1 齿轮传动的受力分析 94
6.6.2 齿面接触疲劳强度计算 95
6.6.3 齿根弯曲疲劳强度计算 99
6.7 标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算 100
6.7.1 主要设计参数计算 100
6.7.2 齿轮传动的受力分析 101
6.7.3 齿面接触疲劳强度计算 102
6.7.4 齿根弯曲疲劳强度计算 103
6.8 齿轮的结构 103
6.9 齿轮传动的润滑 106
6.9.1 齿轮传动的润滑方式 106
6.9.2 齿轮传动润滑油的黏度 107
本章小结 107
习题 108
第7章 蜗杆传动设计 109
7.1 概述 109
7.1.1 蜗杆传动的类型 109
7.1.2 蜗杆传动的特点 111
7.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 112
7.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 112
7.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 114
7.3 蜗杆传动的失效形式、 计算准则及材料选择 116
7.3.1 蜗杆传动的失效形式 116
7.3.2 蜗杆传动的设计准则 117
7.3.3 蜗杆、 蜗轮的材料 117
7.4 普通圆柱蜗杆传动的强度计算 118
7.4.1 圆柱蜗杆传动的受力分析 118
7.4.2 普通圆柱蜗杆传动的强度计算 119
7.4.3 普通圆柱蜗杆的刚度计算 123
7.5 蜗杆传动的效率、 润滑及热平衡计算 123
7.5.1 蜗杆传动的效率 123
7.5.2 蜗杆传动的润滑 124
7.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 125
7.6 普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 127
7.6.1 蜗杆的结构形式 127
7.6.2 蜗轮的结构形式 127
本章小结 128
习题 129
第8章 螺纹连接设计 130
8.1 概述 130
8.1.1 螺纹的主要参数 130
8.1.2 螺纹的类型及应用 131
8.2 螺纹连接的主要类型和螺纹连接标准件 132
8.2.1 螺纹连接的主要类型 132
8.2.2 标准螺纹连接件 134
8.3 螺纹连接的预紧和防松 136
8.3.1 螺纹连接的预紧 136
8.3.2 螺纹连接的防松 138
8.4 单个螺栓连接的强度计算 139
8.4.1 受拉螺栓连接的强度计算 140
8.4.2 受剪螺栓连接的强度计算 145
8.4.3 螺纹连接的常用材料与许用应力 146
8.5 螺栓组连接的设计与受力分析 146
8.5.1 受轴向载荷F∑作用的螺栓组连接 147
8.5.2 受横向载荷F∑作用的螺栓组连接 147
8.5.3 受横向力矩T作用的螺栓组连接 148
8.5.4 受翻转力矩M作用的螺栓组连接 149
8.6 提高螺栓连接强度的措施 151
8.6.1 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 151
8.6.2 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 152
8.6.3 减小应力集中的影响 154
8.6.4 采用合理的制造工艺方法 155
本章小结 155
习题 156
第9章 键销连接设计 158
9.1 键连接 158
9.1.1 键连接的类型、 特点和应用 158
9.1.2 键的选择和键连接的强度计算 161
9.2 花键连接 163
9.2.1 花键连接的类型、 特点和应用 163
9.2.2 花键连接的强度计算 165
9.3 销连接及其他形式的连接 166
9.3.1 销连接 166
9.3.2 其他形式的键销连接 167
本章小结 168
习题 168
第10章 滑动轴承 169
10.1 概述 169
10.2 滑动轴承的结构形式 170
10.2.1 径向滑动轴承 170
10.2.2 推力滑动轴承 172
10.3 轴瓦的材料和结构 173
10.3.1 滑动轴承材料 173
10.3.2 轴瓦的结构 176
10.4 滑动轴承的润滑 179
10.4.1 滑动轴承的润滑剂及其选用 179
10.4.2 滑动轴承的润滑方式及装置 180
10.4.3 润滑方式的选择 182
10.5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 183
10.5.1 失效形式和设计准则 183
10.5.2 设计步骤 184
10.6 液体动压润滑径向轴承的设计计算 184
10.6.1 液体动压润滑的承载原理 184
10.6.2 液体动压润滑的基本方程 185
10.6.3 径向滑动轴承形成液体动压润滑的过程 186
10.6.4 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 187
10.6.5 最小油膜厚度 190
10.6.6 温升Δt 190
10.6.7 设计方法 191
10.7 其他滑动轴承简介 195
10.7.1 多油楔轴承 195
10.7.2 液体静压轴承 195
10.7.3 气体润滑轴承 196
本章小结 197
习题 197
第11章 滚动轴承 198
11.1 概述 198
11.1.1 滚动轴承的特点和应用 198
11.1.2 滚动轴承的基本构造 198
11.1.3 滚动轴承的材料 199
11.2 滚动轴承的主要类型及其选择 199
11.2.1 滚动轴承的基本类型及性能特点 199
11.2.2 滚动轴承类型的选择 203
11.3 滚动轴承的代号 204
11.4 滚动轴承的受力分析、 失效形式和计算准则 208
11.4.1 轴承工作时轴承元件上的载荷及应力分布 208
11.4.2 滚动轴承的失效形式 209
11.4.3 滚动轴承的计算准则 209
11.5 滚动轴承的动载荷和寿命计算 210
11.5.1 基本额定寿命 210
11.5.2 基本额定动载荷 211
11.5.3 当量动载荷 211
11.5.4 滚动轴承的寿命计算公式 213
11.5.5 滚动轴承的疲劳寿命与可靠度 215
11.5.6 向心推力轴承的载荷计算 216
11.6 滚动轴承的静载荷计算 219
11.6.1 基本额定静载荷 219
11.6.2 当量静载荷 219
11.6.3 静载荷校核计算 219
11.7 滚动轴承的组合设计 222
11.7.1 滚动轴承的轴向固定与定位 222
11.7.2 滚动轴承的支承结构 223
11.7.3 滚动轴承的配合选用 224
11.7.4 滚动轴承的安装和拆卸 225
11.7.5 轴承组合的调整 226
11.7.6 支承部位的刚度和同轴度 226
11.8 滚动轴承的润滑与密封 229
11.8.1 滚动轴承的润滑 229
11.8.2 滚动轴承的密封 231
本章小结 232
习题 232
第12章 联轴器与离合器 234
12.1 概述 234
12.2 联轴器 234
12.2.1 联轴器的分类及特性 234
12.2.2 刚性联轴器 235
12.2.3 挠性联轴器 236
12.2.4 安全联轴器 243
12.2.5 联轴器的选择 243
12.3 离合器 245
12.3.1 牙嵌离合器 245
12.3.2 摩擦离合器 246
12.3.3 自控离合器 248
本章小结 250
习题 250
第13章 轴的设计 252
13.1 概述 252
13.1.1 轴的功用 252
13.1.2 轴的分类 252
13.1.3 轴的设计内容及步骤 255
13.2 轴的材料 255
13.2.1 失效形式及对材料的性能要求 255
13.2.2 常用材料及热处理 255
13.3 轴的结构设计 257
13.3.1 拟订轴上零件的装配方案 258
13.3.2 轴上零件的轴向固定和轴向定位 258
13.3.3 轴上零件的周向固定 260
13.3.4 各轴段直径和长度的确定 261
13.3.5 提高轴的强度的常用措施 261
13.3.6 轴的结构工艺性 264
13.4 轴的强度计算 265
13.4.1 按扭转强度条件计算 265
13.4.2 按弯扭合成强度条件计算 266
13.4.3 按疲劳强度安全系数计算 268
13.4.4 按静强度的安全系数校核计算 269
13.5 轴的刚度计算 269
13.5.1 轴的弯曲刚度校核计算 270
13.5.2 轴的扭转刚度校核计算 270
13.6 轴的振动和振动稳定性 271
本章小结 275
习题 276
第14章 弹簧 277
14.1 概述 277
14.2 圆柱螺旋弹簧的材料、 结构及制造 278
14.2.1 弹簧材料 278
14.2.2 圆柱螺旋弹簧的结构形式 281
14.2.3 弹簧制造 283
14.3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算 284
14.3.1 受力与应力分析、 变形及稳定性 284
14.3.2 特性曲线 288
14.3.3 设计计算 290
14.4 其他弹簧简介 292
14.4.1 螺旋扭转弹簧 292
14.4.2 碟形弹簧 292
本章小结 293
习题 294
参考文献 295