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第一章 绪论1

1.1 机械的组成及本课程研究的对象1

1.1.1 机械的组成1

1.1.2 本课程研究的对象2

1.2 本课程的性质、地位和任务2

1.3 本课程的特点和学习方法2

思考题与习题3

第二章 机械设计概论4

2.1 机械设计的基本要求和一般程序4

2.1.1 机械设计的基本要求4

2.1.2 机械设计的一般程序4

2.2 机械零件的载荷和应力5

2.2.1 载荷5

2.2.2 应力6

2.3 机械零件的主要失效形式和设计计算准则9

2.3.1 机械零件的主要失效形式9

2.3.2 机械零件的工作能力和设计计算准则10

2.4 机械零件材料的选用原则12

2.5 机械零件的结构工艺性13

2.6 机械设计中的标准化16

2.7 摩擦、磨损和润滑基本知识16

2.7.1 摩擦17

2.7.2 磨损19

2.7.3 润滑剂20

思考题与习题24

第三章 螺纹连接25

3.1 螺纹25

3.1.1 常用螺纹类型及特点25

3.1.2 螺纹的主要参数26

3.1.3 螺纹的公差和精度27

3.1.4 螺纹副的受力、效率和自锁28

3.2 螺纹连接的基本类型和标准连接件30

3.2.1 螺纹连接的基本类型及应用特点30

3.2.2 标准螺纹连接件31

3.2.3 螺纹连接件的常用材料及力学性能等级32

3.3 螺纹连接的预紧与防松32

3.3.1 螺纹连接的拧紧力矩及其控制方法32

3.3.2 螺纹连接的防松34

3.4 螺栓组连接的设计36

3.4.1 螺栓组连接的结构设计36

3.4.2 螺栓组连接的受力分析37

3.5 单个螺栓连接的强度计算41

3.5.1 松螺栓连接41

3.5.2 紧螺栓连接42

3.5.3 螺栓连接的许用应力47

3.5.4 受轴向工作拉力作用的紧螺栓连接设计流程图48

3.6 提高螺栓连接强度的措施51

3.6.1 改善螺纹牙上的载荷分配51

3.6.2 避免螺栓承受附加额外载荷51

3.6.3 提高疲劳强度的措施52

思考题与习题53

第四章 其他常用连接55

4.1 键连接55

4.1.1 平键连接55

4.1.2 楔键连接57

4.1.3 半圆键连接57

4.2 花键连接58

4.2.1 矩形花键连接58

4.2.2 渐开线花键连接58

4.2.3 花键连接的强度计算58

4.3 销连接59

4.4 成形连接60

4.5 焊接和胶接60

4.5.1 焊接60

4.5.2 胶接64

思考题与习题65

第五章 带传动66

5.1 带传动概述66

5.2 传动带的应用基础66

5.2.1 传动带的类型和特点66

5.2.2 V带的结构、型号和基本尺寸68

5.2.3 V带轮的结构设计70

5.2.4 带传动的张紧72

5.3 带传动的工作能力分析73

5.3.1 带传动的受力分析73

5.3.2 带传动的应力分析74

5.3.3 带传动的弹性滑动和打滑现象75

5.3.4 带传动的失效形式和设计准则77

5.4 普通V带传动的设计计算步骤和方法79

5.5 其他带传动简介83

5.5.1 同步带传动83

5.5.2 高速带传动83

思考题与习题84

第六章 齿轮传动86

6.1 齿轮传动概述86

6.2 齿轮传动的主要失效形式和设计准则87

6.2.1 齿轮传动的主要失效形式87

6.2.2 齿轮传动的设计准则91

6.3 齿轮常用材料及其热处理方法91

6.3.1 齿轮常用材料91

6.3.2 齿轮常用热处理方式93

6.3.3 齿轮材料及热处理方式的选择93

6.4 齿轮传动的计算载荷94

6.4.1 使用系数KA（≥1）94

6.4.2 动载系数Kv（≥1）95

6.4.3 齿向载荷分布系数Kβ（≥1）96

6.4.4 齿间载荷分配系数Kα（≥1）98

6.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算99

6.5.1 轮齿的受力分析99

6.5.2 齿面接触疲劳强度计算101

6.5.3 齿根弯曲疲劳强度计算105

6.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算108

6.6.1 轮齿的受力分析108

6.6.2 齿面接触疲劳强度计算110

6.6.3 齿根弯曲疲劳强度计算113

6.7 齿轮传动强度计算中的许用应力114

6.7.1 齿轮传动的许用应力、齿轮极限应力σHlim与σFlim114

6.7.2 许用接触应力［σ］H116

6.7.3 许用弯曲应力［σ］F116

6.8 圆柱齿轮传动的设计117

6.8.1 概述117

6.8.2 齿轮传动的主要参数选择118

6.8.3 齿轮传动设计流程图120

6.9 直齿锥齿轮传动的强度计算129

6.9.1 直齿锥齿轮传动强度计算的特点130

6.9.2 直齿锥齿轮传动几何参数计算130

6.9.3 直齿锥齿轮轮齿受力分析131

6.9.4 直齿锥齿轮的载荷系数K＝KAKvKβ132

6.9.5 直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度计算133

6.9.6 直齿锥齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算134

6.9.7 主要参数选择134

6.10 齿轮的结构设计137

6.10.1 齿轮结构设计的主要内容137

6.10.2 齿轮的常用结构型式与结构尺寸的确定138

6.11 齿轮传动的润滑142

6.11.1 齿轮传动的润滑方式142

6.11.2 润滑剂的选择143

6.12 谐波齿轮传动简介143

思考题与习题144

第七章 蜗杆传动146

7.1 蜗杆传动的概述146

7.1.1 蜗杆传动的组成、主要特点及应用146

7.1.2 蜗杆传动的主要类型147

7.2 普通圆柱蜗杆传动主要参数和几何尺寸计算149

7.2.1 普通圆柱蜗杆传动主要参数及其选择149

7.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算152

7.3 蜗杆传动的主要失效形式、设计准则和材料选择154

7.3.1 失效形式和设计准则154

7.3.2 蜗杆和蜗轮的常用材料154

7.4 普通圆柱蜗杆传动的强度计算和刚度计算155

7.4.1 蜗杆传动的受力分析与计算载荷155

7.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算157

7.4.3 蜗杆轴的强度与刚度计算159

7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算159

7.5.1 蜗杆传动的效率159

7.5.2 蜗杆传动的润滑160

7.5.3 蜗杆传动的热平衡计算161

7.6 蜗杆和蜗轮的结构设计162

7.6.1 蜗杆结构162

7.6.2 蜗轮结构163

思考题与习题166

第八章 其他常用传动169

8.1 链传动169

8.1.1 链传动的特点和应用169

8.1.2 滚子链的结构和规格170

8.1.3 滚子链链轮的材料和结构171

8.1.4 链传动的运动特性174

8.1.5 链传动的受力分析176

8.1.6 滚子链传动的设计计算177

8.1.7 链传动的布置和张紧180

8.2 螺旋传动182

8.2.1 螺旋传动的类型和应用182

8.2.2 滑动螺旋的材料及许用应力182

8.2.3 滑动螺旋传动的设计计算183

8.2.4 滚动螺旋传动简介186

8.2.5 静压螺旋传动简介186

8.3 摩擦轮传动187

8.3.1 摩擦轮传动的类型和应用187

8.3.2 摩擦轮材料188

8.3.3 摩擦轮传动中的滑动189

8.3.4 摩擦轮传动的计算189

8.3.5 摩擦轮传动的润滑191

思考题与习题191

第九章 轴193

9.1 轴的概述193

9.1.1 轴的分类193

9.1.2 转轴的力和应力分析及失效形式193

9.1.3 轴的设计194

9.2 轴的材料195

9.3 轴径的初步估算196

9.3.1 类比法196

9.3.2 经验公式计算196

9.3.3 按扭转强度计算196

9.4 轴的结构设计197

9.4.1 制造安装要求197

9.4.2 固定要求198

9.4.3 提高轴的强度的措施199

9.4.4 轴的结构设计200

9.5 轴的强度计算203

9.5.1 轴的计算简图203

9.5.2 按弯扭合成强度计算203

9.5.3 轴的安全系数校核计算205

9.6 轴的刚度计算209

9.6.1 弯曲变形计算209

9.6.2 扭转变形计算210

思考题与习题210

第十章 滚动轴承212

10.1 滚动轴承的构造和特点212

10.2 滚动轴承的类型和选择212

10.2.1 滚动轴承的类型212

10.2.2 滚动轴承类型的选择214

10.3 滚动轴承代号215

10.4 滚动轴承的失效形式和计算准则218

10.4.1 滚动轴承的失效形式218

10.4.2 滚动轴承的计算准则219

10.5 滚动轴承的寿命计算219

10.5.1 基本公式219

10.5.2 当量动载荷222

10.5.3 角接触轴承的内部轴向力223

10.5.4 轴承寿命计算程序框图225

10.6 滚动轴承的静强度计算226

10.7 滚动轴承的极限转速227

10.8 滚动轴承部件结构设计227

10.8.1 轴承部件的轴向固定228

10.8.2 轴承部件的调整230

10.8.3 滚动轴承的配合230

10.8.4 轴承的装拆232

10.8.5 滚动轴承的润滑和密封232

10.9 减速器输出轴部件设计234

思考题与习题241

第十一章 滑动轴承242

11.1 滑动轴承的分类及特点242

11.1.1 滑动轴承的分类242

11.1.2 滑动轴承的特点和应用242

11.2 滑动轴承的结构型式243

11.2.1 径向滑动轴承243

11.2.2 推力滑动轴承244

11.3 轴瓦的材料和结构245

11.3.1 对轴瓦材料的要求245

11.3.2 常用的轴瓦材料及其性质245

11.3.3 轴瓦结构248

11.4 非液体摩擦滑动轴承的计算250

11.4.1 非液体摩擦径向滑动轴承的计算251

11.4.2 非液体摩擦推力滑动轴承的计算252

11.4.3 非液体摩擦径向滑动轴承的配合252

11.5 液体动压润滑形成原理及基本方程253

11.5.1 液体动压润滑形成原理253

11.5.2 液体动压润滑基本方程255

11.6 液体动压径向滑动轴承的计算256

11.6.1 径向滑动轴承的工作过程256

11.6.2 径向滑动轴承的几何参数及其基本方程的形式257

11.6.3 径向滑动轴承的承载量系数和最小油膜厚度计算258

11.6.4 滑动轴承的热平衡计算260

11.6.5 耗油量和摩擦功率262

11.6.6 滑动轴承主要参数和选择262

11.6.7 滑动轴承摩擦特性曲线264

11.7 其他形式滑动轴承简介267

11.7.1 自润滑轴承267

11.7.2 多油楔滑动轴承268

11.7.3 气体润滑轴承270

11.7.4 电磁轴承270

11.8 滑动轴承用润滑剂与润滑装置271

11.8.1 滑动轴承用润滑剂的选择271

11.8.2 润滑方法与润滑装置272

思考题与习题273

第十二章 联轴器离合器制动器275

12.1 概述275

12.2 联轴器275

12.2.1 刚性联轴器275

12.2.2 无弹性元件的挠性联轴器277

12.2.3 有弹性元件的挠性联轴器279

12.3 离合器281

12.3.1 操纵式离合器281

12.3.2 自动式离合器284

12.4 制动器286

12.4.1 带式制动器286

12.4.2 块式制动器287

12.4.3 内涨式制动器287

思考题与习题287

第十三章 弹簧289

13.1 弹簧概述289

13.1.1 弹簧的功用289

13.1.2 弹簧的类型和特点289

13.2 圆柱螺旋弹簧的材料、结构和制造291

13.2.1 弹簧的材料及许用应力291

13.2.2 螺旋弹簧的制造292

13.3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计295

13.3.1 弹簧的几何参数和尺寸295

13.3.2 弹簧的特性线297

13.3.3 弹簧的强度计算298

13.3.4 弹簧的刚度计算299

13.3.5 弹簧的稳定性301

13.3.6 圆柱形螺旋弹簧的设计302

思考题与习题305

第十四章 机架零件306

14.1 概述306

14.1.1 机架的类型306

14.1.2 常用机架零件的材料及制造方法306

14.1.3 机架零件设计的基本要求307

14.2 机架零件设计中应注意的几个问题308

14.2.1 计算载荷308

14.2.2 截面形状的合理选择308

14.2.3 间壁和筋309

14.2.4 壁厚的选择310

14.3 机架零件的结构设计311

14.3.1 减速器机体结构型式311

14.3.2 轴承座支承刚度311

14.3.3 机体的固定311

14.3.4 机体的工艺性312

14.3.5 机体的几何造型313

思考题与习题314

第十五章 机械传动系统方案设计315

15.1 机械传动系统概述315

15.1.1 机械传动系统的功能315

15.1.2 机械传动的分类315

15.2 常用机械传动的主要性能、特点和选择315

15.2.1 常用机械传动的主要性能和特点315

15.2.2 机械传动类型的选择317

15.3 机械传动系统方案的设计与设计示例318

15.3.1 机械传动系统方案设计的一般原则318

15.3.2 机械传动系统方案设计的一般步骤319

15.3.3 机械传动系统方案设计示例320

思考题与习题323

参考文献324