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第1章 绪 论1

1.1 引 言1

1.2 机器的组成1

1.3 本课程的内容、性质与任务2

1.3.1 内容2

1.3.2 性质2

1.3.3 任务2

第2章 机械设计概论3

2.1 机器设计的基本要求3

2.1.1 功能要求3

2.1.2 经济性要求3

2.1.3 安全和环境保护要求3

2.1.4 工艺性要求4

2.1.5 寿命与可靠性要求4

2.1.6 其他特殊要求4

2.2 设计机器的一般过程4

2.2.1 计划阶段4

2.2.2 方案设计阶段4

2.2.3 技术设计阶段4

2.2.4 技术文件的编制5

2.3 机械零件的主要失效形式5

2.3.1 断裂5

2.3.2 过大的残余变形5

2.3.3 表面破坏5

2.3.4 破坏正常工作条件引起的失效5

2.4 机械零件的设计准则6

2.4.1 强度要求6

2.4.2 刚度要求6

2.4.3 寿命要求6

2.4.4 工艺性要求6

2.4.5 经济性要求6

2.5 机械零件的常用材料及其选择6

2.5.1 机械零件常用材料6

2.5.2 机械零件材料选择7

2.6 机械零件的“三化”8

2.6.1 标准化8

2.6.2 系列化8

2.6.3 通用化8

练习题9

第3章 机械零件的强度10

3.1 概述10

3.1.1 载荷10

3.1.2 应力11

3.1.3 强度13

3.2 材料的疲劳特性曲线13

3.2.1 б-N疲劳曲线13

3.2.2 极限应力线图15

3.3 零件的疲劳特性17

3.3.1 影响机械零件疲劳强度的因素17

3.3.2 零件极限应力线图18

3.4 机械零件的接触强度19

练习题21

第4章 带传动22

4.1 概述22

4.1.1 带传动的组成及主要类型22

4.1.2 V带结构及标准23

4.1.3 带传动的特点25

4.2 带传动的工作原理26

4.2.1 带传动中的力分析26

4.2.2 带传动中的应力分析28

4.2.3 带的弹性滑动29

4.3 V带传动的设计计算30

4.3.1 设计准则30

4.3.2 原始数据及设计内容30

4.3.3 设计步骤和方法31

4.4 V带轮设计39

4.4.1 V带轮设计的要求及V带轮的材料39

4.4.2 V带轮的结构尺寸39

4.5 带的维护与张紧42

4.5.1 带的维护42

4.5.2 带的张紧43

4.6 其他新型带传动简介44

4.6.1 高速带传动44

4.6.2 同步带传动45

练习题45

第5章 链传动46

5.1 概述46

5.2 链传动的主要零部件及材料47

5.2.1 滚子链47

5.2.2 滚子链链轮48

5.3 链传动的运动特性50

5.4 链传动的受力分析52

5.5 链传动的主要参数及计算53

5.5.1 链传动的失效形式53

5.5.2 链条极限功率曲线53

5.5.3 链条额定功率曲线53

5.5.4 链传动的设计计算54

5.6 链传动的合理布置及张紧方式59

5.6.1 链传动的合理布置59

5.6.2 链传动的张紧方式60

5.7 链传动的润滑61

5.8 滚子链的其他应用63

练习题64

第6章 齿轮与蜗杆传动65

6.1 概 述65

6.2 齿轮传动的失效形式及设计准则66

6.2.1 齿轮传动的失效形式66

6.2.2 齿轮传动的设计准则68

6.3 齿轮的材料及热处理68

6.3.1 钢69

6.3.2 灰铸铁及球墨铸铁69

6.3.3 非金属材料69

6.4 齿轮传动的计算载荷70

6.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算74

6.5.1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析74

6.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算76

6.5.3 齿面接触疲劳强度计算79

6.5.4 齿轮传动强度计算说明82

6.5.5 齿轮传动的精度等级、主要参数及许用应力82

6.6 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算93

6.6.1 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析93

6.6.2 齿根弯曲疲劳强度计算95

6.6.3 齿面接触疲劳强度计算96

6.6.4 参数选择96

6.7 直齿圆锥齿轮传动的强度计算101

6.7.1 直齿圆锥齿轮传动的受力分析101

6.7.2 齿根弯曲疲劳强度计算103

6.7.3 齿面接触疲劳强度计算104

6.8 齿轮传动的效率和润滑设计108

6.8.1 齿轮传动的效率108

6.8.2 齿轮传动的润滑设计108

6.9 蜗杆传动设计109

6.9.1 普通圆柱蜗杆传动的类型与特点109

6.9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸111

6.9.3 普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择118

6.9.4 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算118

6.9.5 蜗杆传动的热平衡计算130

6.9.6 蜗杆传动的润滑132

6.10 齿轮、蜗杆与蜗轮的结构设计134

6.10.1 圆柱齿轮的结构134

6.10.2 圆锥齿轮的结构135

6.10.3 圆柱蜗杆、蜗轮的结构135

6.11 磁力齿轮传动138

6.11.1 磁力齿轮的特点和应用138

6.11.2 磁力齿轮的类型138

6.11.3 高性能磁力齿轮的传动比139

练习题139

第7章 滑动轴承143

7.1 概述143

7.2 滑动轴承的类型143

7.2.1 整体式径向滑动轴承143

7.2.2 对开式径向滑动轴承144

7.2.3 止推滑动轴承144

7.3 滑动轴承的失效形式及常用材料145

7.3.1 滑动轴承的失效形式145

7.3.2 滑动轴承的常用材料146

7.4 非液体摩擦滑动轴承的计算147

7.5 液体摩擦滑动轴承简介148

7.5.1 液体动压轴承148

7.5.2 液体静压轴承149

练习题149

第8章 滚动轴承150

8.1 概述150

8.2 滚动轴承的主要类型及其代号151

8.2.1 滚动轴承的主要类型、性能及特点151

8.2.2 滚动轴承的代号156

8.3 滚动轴承的类型选择159

8.3.1 载荷的大小、方向和性质159

8.3.2 轴承的转速159

8.3.3 轴承刚度及调心性能要求159

8.3.4 轴承的安装和拆卸160

8.3.5 轴承的经济性能要求160

8.3.6 滚动轴承的公差160

8.4 滚动轴承内径、外径的公差带及其特点161

8.4.1 滚动轴承配合的基准制161

8.4.2 滚动轴承内、外公差带特点161

8.5 滚动轴承的工作情况分析161

8.5.1 滚动轴承工作时轴承元件的载荷分析161

8.5.2 滚动轴承工作时轴承元件的应力分析162

8.6 滚动轴承的尺寸选择163

8.6.1 滚动轴承的失效形式163

8.6.2 滚动轴承的强度计算准则164

8.6.3 滚动轴承的寿命164

8.6.4 滚动轴承的基本额定动载荷165

8.6.5 滚动轴承的寿命计算165

8.6.6 滚动轴承的当量动载荷166

8.6.7 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的载荷计算168

8.6.8 滚动轴承的静强度计算171

8.7 滚动轴承的组合设计172

8.7.1 轴承的配置172

8.7.2 滚动轴承的轴向紧固175

8.7.3 轴承游隙及轴上零件位置的调整176

8.7.4 滚动轴承的预紧176

8.7.5 滚动轴承的配合177

8.7.6 滚动轴承的润滑178

8.8 滚动轴承的密封装置179

练习题181

第9章 轴及轴系182

9.1 概述182

9.1.1 轴的分类、功用及组成182

9.1.2 轴的设计要求183

9.1.3 轴的一般设计步骤184

9.1.4 轴的常用材料184

9.2 轴的结构设计187

9.2.1 轴结构设计的原则187

9.2.2 轴上零件的定位方式188

9.2.3 各轴段直径和长度的确定191

9.2.4 提高轴强度的常用措施191

9.2.5 轴的结构工艺性193

9.3 轴的强度设计计算194

9.3.1 按扭转强度条件设计194

9.3.2 按弯扭合成强度条件设计195

9.3.3 按疲劳强度条件进行精确校核197

9.3.4 按静强度条件进行校核198

9.4 轴的刚度校核计算198

9.4.1 轴的弯曲刚度校核计算198

9.4.2 轴的扭转刚度校核计算199

练习题207

第10章 联轴器、离合器和制动器208

10.1 联轴器208

10.1.1 刚性联轴器208

10.1.2 弹性联轴器211

10.2 离合器212

10.2.1 牙嵌离合器212

10.2.2 圆盘摩擦离合器213

10.3 制动器214

10.3.1 块式制动器214

10.3.2 带式制动器215

练习题216

第11章 螺纹连接217

11.1 螺纹的主要参数217

11.2 机械制造常用螺纹219

11.3 螺旋副的受力分析、效率和自锁221

11.4 螺纹连接的基本类型和螺纹连接件223

11.4.1 螺纹连接的基本类型223

11.4.2 螺纹连接件225

11.5 螺纹连接的预紧和防松227

11.5.1 预紧力与拧紧力矩227

11.5.2 防松228

11.6 螺栓连接强度的计算230

11.6.1 松螺栓连接230

11.6.2 紧螺栓连接231

11.6.3 螺栓连接的许用应力233

11.7 设计螺纹连接的注意事项235

11.7.1 适当提高螺栓强度235

11.7.2 支承面应平整235

11.7.3 扳手空间235

11.8 螺旋传动236

练习题238

第12章 轴毂连接240

12.1 键连接的类型与应用240

12.1.1 平键连接240

12.1.2 半圆键连接241

12.1.3 楔键连接242

12.1.4 切向键连接242

12.2 平键的选择与强度计算243

12.2.1 平键的选择243

12.2.2 平键连接强度的计算243

12.3 花键连接245

12.3.1 花键连接的类型、特点和应用245

12.3.2 花键连接强度的计算246

12.4 销连接247

12.5 其他连接249

12.5.1 型面连接249

12.5.2 胀紧连接249

12.5.3 过盈连接250

练习题250

参考文献251