機械設計

前　言
常用力學計算符號表
第1 章　緒論 1
　1. 1　本課程研究的對象 1
　1. 2　本課程研究的性質、內容和任務 2
　1. 3　本課程的特點及學習方法 2
　思考題 3
第2 章　機械設計概論 4
　2. 1　機器應滿足的基本要求 4
　2. 2　機器設計的主要內容及一般程序 5
　2. 3　機械零件設計的基本要求及一般步驟 7
　　2. 3. 1　機械零件設計的基本要求 7
　　2. 3. 2　機械零件設計的一般步驟 8
　2. 4　機械零件的主要失效形式及計算準則 8
　　2. 4. 1　機械零件的主要失效形式 8
　　2. 4. 2　機械零件的計算準則 9
　2. 5　機械零件的材料選擇 10
　　2. 5. 1　機械零件的常用材料 10
　　2. 5. 2　機械零件材料的選用原則 11
　2. 6　機械零件的工藝性及標準化 12
　　2. 6. 1　機械零件的結構工藝性 12
　　2. 6. 2　機械零件設計中的標準化 13
　2. 7　機械設計方法及其發(fā)展 13
　　2. 7. 1　傳統設計方法 13
　　2. 7. 2　設計方法的新發(fā)展 14
　　2. 7. 3　現代設計方法的特點 15
　思考題 16
第3 章　機械零件的強度 17
　3. 1　載荷和應力的分類 17
　　3. 1. 1 載荷的分類 17
　　3. 1. 2　應力的分類 17
　3. 2　靜應力狀態(tài)下機械零件的整體強度 18
　　3.2.1　靜應力狀態(tài)下機械零件的強度計算 18
　　3. 2. 2　許用安全系數的選擇 20
　3. 3　變應力狀態(tài)下機械零件的整體強度 20
　　3. 3. 1　材料的疲勞曲線 20
　　3. 3. 2　材料的疲勞極限應力圖 21
　　3. 3. 3　影響機械零件疲勞強度的主要
因素 22
　3. 4　機械零件的表面接觸疲勞強度 25
　3. 5　機械零件的剛度 26
　　3. 5. 1　剛度的影響 26
　　3. 5. 2　剛度計算概述 26
　　3. 5. 3　影響剛度的因素及其改進措施 26
　3. 6　機械零件的可靠性 27
　　3. 6. 1　可靠性概念 27
　　3. 6. 2　提高機械零件可靠性的措施 28
　思考題 28
第4 章　摩擦、磨損及潤滑 29
　4. 1　摩擦的種類及其性質 29
　　4. 1. 1　摩擦表面的形貌 29
　　4. 1. 2　摩擦的種類及其基本性質 30
　4. 2　磨損 34
　　4. 2. 1　典型磨損過程 34
　　4. 2. 2　磨損的分類 35
　4. 3　潤滑劑、添加劑 36
　　4. 3. 1　潤滑劑的作用 36
　　4. 3. 2　潤滑劑的種類及其性能指標 37
　　4. 3. 3　添加劑 41
　4. 4　潤滑狀態(tài) 41
　　4. 4. 1　邊界潤滑 42
　　4. 4. 2　流體潤滑 42
　　4. 4. 3　混合潤滑 43
　　4. 4. 4　潤滑狀態(tài)的轉化 43
　思考題 43
第5 章　螺紋聯接和螺旋傳動 44
　5. 1　螺紋聯接的主要類型、材料和精度 44
　　5. 1. 1　螺紋聯接的主要類型 45
　　5. 1. 2　螺紋聯接件的材料和許用應力 46
　5. 2　螺紋聯接的擰緊和防松 49
　　5. 2. 1　螺紋聯接的擰緊 49
　　5. 2. 2　螺紋聯接的防松 52
　5. 3　螺栓組聯接的設計和受力分析 55
　　5. 3. 1　螺栓組聯接的結構設計 55
　　5. 3. 2　螺栓組聯接的受力分析 57
　5. 4　螺栓聯接的強度計算 60
　　5. 4. 1　螺紋聯接的失效形式和設計準則 60
　　5. 4. 2　普通螺栓聯接的強度計算 60
機械設計
Ⅵ　
　　5. 4. 3　鉸制孔用螺栓聯接的強度計算 64
　5. 5　提高螺栓聯接強度的措施 65
　　5. 5. 1　改善螺紋牙間的載荷分布 65
　　5. 5. 2　減小螺栓的應力幅 66
　　5. 5. 3　避免附加彎曲應力 67
　　5. 5. 4　避免應力集中 68
　　5. 5. 5　采用合理的制造工藝 68
　5. 6　螺旋傳動 70
　　5. 6. 1　常用的傳動螺旋副 71
　　5. 6. 2　螺旋傳動的失效、結構和材料 72
　　5. 6. 3　滑動螺旋傳動的設計計算 73
　思考題 76
　習題 76
第6 章　鍵、花鍵、銷、無鍵聯接 79
　6. 1　鍵聯接 79
　　6. 1. 1　鍵聯接的功能、分類、結構形式及
應用 79
　　6. 1. 2　鍵的選擇和鍵聯接強度計算 81
　6. 2　花鍵聯接 83
　　6. 2. 1　花鍵聯接的類型、結構和特點 83
　　6. 2. 2　花鍵聯接強度計算 84
　6. 3　銷聯接 85
　6. 4　無鍵聯接 87
　　6. 4. 1　過盈聯接 87
　　6. 4. 2　脹緊聯接 88
　　6. 4. 3　型面聯接 88
　思考題 89
　習題 89
第7 章　帶傳動 91
　7. 1　概述 91
　　7. 1. 1　帶傳動的類型 91
　　7. 1. 2　帶傳動的特點 93
　7. 2　V 帶和帶輪 93
　　7. 2. 1　V 帶的構造和類型 93
　　7. 2. 2　V 帶輪的材料和結構 95
　7. 3　帶傳動的工作情況分析 97
　　7. 3. 1　帶傳動的受力分析 97
　　7. 3. 2　帶的彈性滑動和打滑 97
　　7. 3. 3　帶的極限有效拉力Felim及其影響
因素 98
　　7. 3. 4　帶傳動的應力分析 99
　　7. 3. 5　帶傳動的主要失效形式 100
　7. 4　V 帶傳動的設計計算 100
　　7. 4. 1　設計準則和單根V 帶的額定
功率 100
　　7. 4. 2　帶傳動的設計步驟和參數選擇 103
　7. 5　帶傳動的張緊和維護 107
　　7. 5. 1　帶傳動的張緊和調整 107
　　7. 5. 2　帶傳動的安裝和維護 109
　思考題 109
　習題 109
第8 章　鏈傳動 111
　8. 1　概述 111
　8. 2　滾子鏈和鏈輪 112
　　8. 2. 1　滾子鏈的結構 112
　　8. 2. 2　滾子鏈的基本參數和尺寸 113
　　8. 2. 3　滾子鏈鏈輪 113
　8. 3　滾子鏈傳動的運動特性及受力分析 116
　　8. 3. 1　傳動比、鏈速和速度不均勻性 116
　　8. 3. 2　鏈傳動的受力分析 118
　8. 4　滾子鏈傳動的設計計算 118
　　8. 4. 1　鏈傳動的失效形式 118
　　8. 4. 2　額定功率曲線 119
　　8. 4. 3　鏈傳動的設計準則和鏈的額定功率
曲線 119
　　8. 4. 4　鏈傳動的設計計算及主要參數的
選擇 120
　8. 5　鏈傳動的布置、張緊和潤滑 124
　　8. 5. 1　鏈傳動的布置 124
　　8. 5. 2　鏈傳動的張緊 125
　　8. 5. 3　鏈傳動的潤滑 125
　思考題 126
　習題 126
第9 章　齒輪傳動 128
　9. 1　概述 128
　　9. 1. 1　齒輪傳動的優(yōu)缺點 128
　　9. 1. 2　齒輪傳動的分類 128
　　9. 1. 3　齒輪傳動的基本要求 128
　9. 2　齒輪的失效形式與設計準則 129
　　9. 2. 1　齒輪的失效形式 129
　　9. 2. 2　齒輪傳動的設計準則 131
　9. 3　齒輪的材料、熱處理及其許用應力 132
　　9. 3. 1　齒輪的常用材料 132
　　9. 3. 2　齒輪材料的選擇原則 133
　　9. 3. 3　齒輪材料的熱處理 134
　　9. 3. 4　齒輪的許用應力 134
目　　錄
Ⅶ　
　9. 4　圓柱齒輪傳動的載荷計算 139
　　9. 4. 1　計算載荷和載荷系數 139
　　9. 4. 2　載荷系數說明 140
　9. 5　標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 144
　　9. 5. 1　標準直齒圓柱齒輪傳動的受力
分析 144
　　9. 5. 2　齒面接觸疲勞強度計算 145
　　9. 5. 3　齒根彎曲疲勞強度計算 146
　　9. 5. 4　齒輪傳動主要參數和傳動精度的
選擇 148
　9. 6　標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 151
　　9. 6. 1　標準斜齒圓柱齒輪傳動的受力
分析 151
　　9. 6. 2　齒面接觸疲勞強度計算 152
　　9. 6. 3　齒根彎曲疲勞強度計算 153
　9. 7　標準直齒錐齒輪傳動的強度計算 156
　　9. 7. 1　標準直齒錐齒輪傳動的受力
分析 156
　　9. 7. 2　齒面接觸疲勞強度計算 157
　　9. 7. 3　齒根彎曲疲勞強度計算 158
　9. 8　齒輪的結構設計 160
　9. 9　齒輪傳動的潤滑 162
　思考題 163
　習題 164
第10 章　蝸桿傳動 166
　10. 1　概述 166
　　10. 1. 1　蝸桿傳動的特點 166
　　10. 1. 2　蝸桿傳動的類型和應用 166
　10. 2　圓柱蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸
計算 169
　　10. 2. 1　蝸輪與蝸桿的正確嚙合條件 169
　　10. 2. 2　普通圓柱蝸桿傳動的基本參數 169
　　10. 2. 3　普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸
計算 173
　10. 3　蝸桿傳動的失效形式、設計準則和
材料選擇 174
　　10. 3. 1　蝸桿傳動的失效形式和設計
準則 174
　　10. 3. 2　蝸桿傳動的材料選擇 175
　10. 4　圓柱蝸桿傳動的受力分析和強度
計算 176
　　10. 4. 1　圓柱蝸桿傳動的受力分析 176
　　10. 4. 2　圓柱蝸桿傳動的強度計算 177
　10. 5　圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡
計算 180
　　10. 5. 1　蝸桿傳動的效率和自鎖 180
　　10. 5. 2　蝸桿傳動的潤滑 182
　　10. 5. 3　蝸桿傳動的熱平衡計算 182
　10. 6　蝸桿、蝸輪的結構 183
　　10. 6. 1　蝸桿的結構 183
　　10. 6. 2　蝸輪的結構 183
　思考題 186
　習題 187
第11 章　滑動軸承 188
　11. 1　概述 188
　11. 2　徑向滑動軸承的主要類型 188
　　11. 2. 1　整體式軸承 188
　　11. 2. 2　剖分式軸承 189
　11. 3　滑動軸承的材料和軸瓦結構 189
　　11. 3. 1　軸承材料的要求 189
　　11. 3. 2　常用軸承材料 190
　　11. 3. 3　軸瓦結構 195
　11. 4　滑動軸承的潤滑 197
　11. 5　不完全油膜滑動軸承的條件性計算 200
　　11. 5. 1　不完全油膜滑動軸承的失效形式
和計算準則 200
　　11. 5. 2　徑向滑動軸承的設計計算 201
　11. 6　液體動壓潤滑的基本方程 202
　　11. 6. 1　雷諾潤滑方程式 202
　　11. 6. 2　油楔承載機理 204
　11. 7　液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計
計算 204
　　11. 7. 1　幾何關系 204
　　11. 7. 2　動壓潤滑狀態(tài)的建立 205
　思考題 212
　習題 213
第12 章　滾動軸承 214
　12. 1　概述 214
　　12. 1. 1　滾動軸承的工作特點 214
　　12. 1. 2　滾動軸承的構造和常用材料 214
　12. 2　滾動軸承的類型和選擇 215
　　12. 2. 1　滾動軸承的主要類型、性能與
特點 215
　　12. 2. 2　滾動軸承的三個重要結構特性 218
　　12. 2. 3　滾動軸承的類型選擇 219
　12. 3　滾動軸承的代號 220
機械設計
Ⅷ　
　12. 4　滾動軸承的工作情況分析 222
　　12. 4. 1　受力分析 222
　　12. 4. 2　失效形式和計算準則 223
　12. 5　滾動軸承的壽命計算 224
　　12. 5. 1　滾動軸承的基本額定壽命 224
　　12. 5. 2　滾動