机械设计

目录 第0章 绪论 1 0.1 机器的设计 2 0.1.1 组成机器的要素 2 0.1.2 机器的组成 3 0.2 设计机器的一般程序 3 0.3 机器的基本要求 4 0.4 本课程的内容、性质与任务 5 习题 7 第1章 机械零件设计的基础知识 8 1.1 机械零件设计时应满足的基本要求 8 1.2 机械零件的失效分析和设计准则 10 1.2.1 机械零件的失效分析 10 1.2.2 机械零件的设计准则 11 1.3 机械零件的强度 13 1.3.1 材料的疲劳强度 13 1.3.2 机械零件的疲劳强度 17 1.3.3 机械零件的接触强度 28 1.4 机械零件的摩擦学设计 30 1.4.1 摩擦 30 1.4.2 磨损 31 1.4.3 润滑 33 1.5 机械零件的材料和热处理选择 36 1.5.1 机械零件的常用材料 36 1.5.2 材料选择原则 38 1.6 机械零件的设计方法 39 1.6.1 常规设计方法 39 1.6.2 现代设计方法 39 1.7 机械零件设计中的标准化 40 习题 41 第2章 螺纹连接 43 2.1 螺纹 43 2.1.1 螺纹的主要参数 44 2.1.2 常用螺纹的类型和应用 45 2.2 螺纹连接的类型和标准螺纹连接件 47 2.2.1 螺纹连接的基本类型 47 2.2.2 标准螺纹连接件 49 2.3 螺纹连接的预紧 51 2.4 螺纹连接的防松 51 2.5 螺栓组连接的设计 53 2.5.1 螺栓组连接的结构设计 53 2.5.2 螺栓组连接的受力分析 55 2.6 螺纹连接的强度计算 60 2.6.1 松螺栓连接的强度计算 60 2.6.2 紧螺栓连接的强度计算 61 2.7 螺纹连接件的材料和许用应力 65 2.7.1 螺纹连接件的材料 65 2.7.2 螺纹连接件的许用应力 65 2.8 提高螺纹连接强度的措施 66 习题 69 第3章 轴毂连接 70 3.1 键连接 70 3.1.1 键连接的功能、分类、结构形式及应用 70 3.1.2 键的选择和键连接的强度计算 74 3.2 花键连接 75 3.2.1 花键连接的类型、特点和应用 75 3.2.2 花键连接的强度计算 76 3.3 销连接 77 3.4 过盈连接 79 3.5 联轴器和离合器 80 3.5.1 联轴器 80 3.5.2 离合器 86 习题 89 第4章 轴 90 4.1 轴的功用及类型 90 4.2 轴的材料 92 4.3 轴的结构设计 93 4.3.1 轴上零件的装配方案 94 4.3.2 轴上零件的定位和固定 94 4.3.3 各轴段直径和长度的确定 96 4.3.4 轴的结构工艺性 97 4.3.5 提高轴强度的常用措施 98 4.4 轴的计算 99 4.4.1 轴的强度计算 99 4.4.2 轴的刚度计算 103 4.4.3 轴的振动稳定性计算 104 习题 106 第5章 滑动轴承 108 5.1 滑动轴承的特点及应用 109 5.1.1 滑动轴承的特点 109 5.1.2 滑动轴承的应用 109 5.2 滑动轴承的主要结构形式、失效形式及材料 109 5.2.1 滑动轴承的主要结构形式 109 5.2.2 滑动轴承的主要失效形式 111 5.2.3 滑动轴承的材料 111 5.3 轴瓦的主要结构形式及润滑剂的选择 114 5.3.1 轴瓦的主要结构形式 114 5.3.2 滑动轴承润滑剂的选择 116 5.4 不完全流体润滑滑动轴承的设计计算 117 5.4.1 径向滑动轴承的计算 117 5.4.2 止推滑动轴承的计算 118 5.5 流体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 119 5.5.1 流体动力润滑的承载机理 119 5.5.2 流体动力润滑的基本方程 119 5.5.3 径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 121 5.5.4 径向滑动轴承的主要几何关系 121 5.5.5 径向滑动轴承工作能力计算 122 习题 128 第6章 滚动轴承 130 6.1 滚动轴承的结构、材料 131 6.1.1 滚动轴承的结构 131 6.1.2 滚动轴承的材料 131 6.2 滚动轴承的主要类型、代号及其选择 132 6.2.1 滚动轴承的主要类型及特点 132 6.2.2 滚动轴承的代号 133 6.2.3 滚动轴承类型的选择 134 6.3 滚动轴承的工作情况 135 6.4 滚动轴承尺寸的选择 137 6.4.1 滚动轴承的失效形式及其计算准则 137 6.4.2 滚动轴承的寿命计算 137 6.4.3 滚动轴承的静载荷 141 6.5 轴承装置的设计 141 6.5.1 轴承的配置 141 6.5.2 滚动轴承的轴向固定 142 6.5.3 轴承游隙及轴上零件位置的调整 143 6.5.4 滚动轴承的配合 143 6.5.5 滚动轴承的预紧 144 6.5.6 滚动轴承的润滑与密封 144 习题 149 第7章 带传动 151 7.1 带传动的类型、特点及应用 152 7.2 摩擦型带传动——V带传动 153 7.2.1 V带的类型与结构 153 7.2.2 带传动的几何参数 154 7.3 带传动工作情况分析 155 7.3.1 带传动的受力分析 155 7.3.2 带传动的应力分析 156 7.3.3 带的弹性滑动与打滑 157 7.4 普通V带传动的设计计算 158 7.4.1 带传动的失效形式和设计准则 158 7.4.2 单根普通V带的基本额定功率 159 7.4.3 V带传动的设计计算和参数选择 159 7.5 V带轮设计 164 7.6 V带传动的张紧、安装、防护 165 习题 168 第8章 链传动 169 8.1 链传动的特点及应用 170 8.2 传动链的结构特点 170 8.2.1 滚子链 170 8.2.2 其他传动链 172 8.3 滚子链链轮的结构和材料 172 8.4 链传动的工作情况分析 174 8.4.1 链传动的运动特性 174 8.4.2 链传动的动载荷 175 8.4.3 链传动的受力分析 176 8.5 滚子链传动的设计计算 177 8.5.1 链传动的失效形式 177 8.5.2 滚子链传动的额定功率 177 8.5.3 滚子链传动的设计 178 8.6 链传动的布置、张紧和润滑 181 8.6.1 链传动的布置 181 8.6.2 链传动的张紧 182 8.6.3 链传动的润滑 183 习题 185 第9章 齿轮传动 187 9.1 齿轮传动的特点、类型 188 9.2 齿轮传动的失效形式和设计准则 188 9.2.1 齿轮传动的失效形式 188 9.2.2 齿轮传动的设计准则 191 9.3 齿轮材料及其选择 191 9.3.1 齿轮材料的选择原则 191 9.3.2 齿轮热处理 193 9.4 圆柱齿轮传动的强度计算 193 9.4.1 齿轮的受力分析 193 9.4.2 齿轮传动的计算载荷 194 9.4.3 齿根弯曲疲劳强度计算 198 9.4.4 齿面接触疲劳强度计算 204 9.4.5 齿轮传动的精度和主要参数选择 209 9.5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 210 9.6 直齿锥齿轮传动的强度计算 212 9.6.1 受力分析 213 9.6.2 齿面接触疲劳强度计算 214 9.6.3 齿根弯曲疲劳强度计算 214 9.7 齿轮的结构设计 215 9.8 齿轮传动的润滑 217 9.8.1 齿轮传动的润滑方式 217 9.8.2 齿轮传动润滑剂的选择 218 习题 222 第10章 蜗杆传动 225 10.1 蜗杆传动的特点、类型及选择原则 226 10.1.1 蜗杆传动的特点 226 10.1.2 蜗杆传动的类型 226 10.1.3 蜗杆传动类型的选择原则 229 10.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 229 10.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 229 10.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 232 10.2.3 蜗杆、蜗轮及其传动的尺寸规格的标记方法 232 10.3 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 233 10.3.1 蜗杆传动的失效形式、设计准则及材料选择 233 10.3.2 蜗杆传动的受力分析 234 10.3.3 蜗杆传动的相对滑动速度vs 235 10.3.4 蜗杆传动的效率 235 10.4 圆柱蜗杆传动的强度和刚度计算 236 10.4.1 蜗杆传动的强度计算 236 10.4.2 蜗杆传动的刚度计算 239 10.4.3 普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择 240 10.5 普通圆柱蜗杆传动的润滑及热平衡计算 240 10.5.1 蜗杆传动的润滑 240 10.5.2 蜗杆传动的热平衡计算 241 10.6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 242 10.6.1 蜗杆的结构 242 10.6.2 蜗轮的结构 242 习题 244 第11章 螺旋传动 247 11.1 螺旋传动的类型和应用 247 11.2 滑动螺旋传动的结构和材料 249 11.3 滑动螺旋传动的设计计算 249 11.4 滚动螺旋传动简介 253 习题 254 第12章 弹簧设计 255 12.1 弹簧的功能、分类和材料 255 12.1.1 弹簧的功能 256 12.1.2 弹簧的分类 256 12.1.3 弹簧的材料 256 12.2 圆柱螺旋弹簧的结构和制造 258 12.2.1 弹簧的结构 258 12.2.2 弹簧的制造 260 12.3 圆柱螺旋弹簧的几何参数和特性曲线 260 12.3.1 圆柱螺旋弹簧的几何参数 260 12.3.2 圆柱螺旋弹簧的特性曲线 262 12.4 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算 263 12.4.1 弹簧的强度计算 264 12.4.2 弹簧的变形计算 264 12.4.3 压缩弹簧的稳定性计算 265 12.5 受变载荷螺旋弹簧的疲劳强度计算 266 12.5.1 疲劳强度验算 266 12.5.2 静强度验算 267 习题 268 参考文献 270