本書依據(jù)高等工科院校機械設(shè)計課程的教學基本要求以及機械工程專業(yè)工程認證需要,結(jié)合編者多年教學實踐經(jīng)驗精心編寫而成。全書章節(jié)體系嚴密,邏輯清晰,深入探究連接、機械傳動、軸系零部件和其他零部件等方面內(nèi)容。同時,書中還融入了新技術(shù)和新成果,并附有知識導圖、學習目標、拓展閱讀、配套課件和參考答案,力求使教材兼具先進性與工程實用性,為讀者帶來啟發(fā)與幫助。
全書共12章,內(nèi)容包括緒論、機械零件設(shè)計概論、連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、滑動軸承、滾動軸承、軸、聯(lián)軸器和離合器,以及其他常用零部件。
本書可作為高等院校機械類專業(yè)教材,也可供其他相關(guān)專業(yè)的師生及工程技術(shù)人員參考。
第1章 緒論 001
1.1 機械設(shè)計的研究對象及內(nèi)容 001
1.1.1 機械設(shè)計研究對象 001
1.1.2 機械設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求 001
1.1.3 機械設(shè)計的標準化 002
1.1.4 機械設(shè)計的方法 002
1.2 本課程的任務(wù)、目標與學習方法 003
拓展閱讀 004
第2章 機械零件設(shè)計概論 006
2.1 機械零件應(yīng)滿足的基本要求和設(shè)計的一般步驟 006
2.1.1 機械零件應(yīng)滿足的基本要求 006
2.1.2 機械零件設(shè)計的一般步驟 007
2.2 機械零件的失效形式及設(shè)計準則 008
2.2.1 機械零件的失效形式 008
2.2.2 機械零件的設(shè)計準則 009
2.3 機械零件的強度 010
2.3.1 載荷與應(yīng)力的分類 010
2.3.2 材料的疲勞特性 012
2.3.3 機械零件的疲勞強度計算 015
2.3.4 機械零件的接觸強度 020
2.4 摩擦、磨損及潤滑 022
2.4.1 摩擦與磨損 022
2.4.2 潤滑 025
本章小結(jié) 026
習題 026
拓展閱讀 027
第3章 連接 028
3.1 螺紋連接的類型和標準件 029
3.1.1 螺紋的主要參數(shù) 029
3.1.2 常用螺紋的類型、特點及應(yīng)用 030
3.1.3 螺紋連接件 031
3.1.4 螺紋連接類型 034
3.2 螺紋連接的預緊和防松 036
3.2.1 螺紋連接的預緊 036
3.2.2 螺紋連接的防松 037
3.3 螺栓連接的強度計算 040
3.3.1 受軸向力作用的螺栓連接 040
3.3.2 受橫向力作用的螺栓連接 044
3.4 螺栓組連接的設(shè)計計算 046
3.4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 046
3.4.2 螺栓組連接的受力分析 048
3.4.3 螺紋連接件的材料和許用應(yīng)力 051
3.4.4 提高螺栓連接強度的措施 055
3.5 鍵連接 057
3.5.1 鍵連接的基本類型 057
3.5.2 平鍵連接的類型選擇和強度驗算 061
本章小結(jié) 063
習題 064
拓展閱讀 066
第4章 帶傳動 068
4.1 帶傳動的類型及結(jié)構(gòu) 069
4.1.1 帶傳動的工作原理 069
4.1.2 帶傳動的類型 069
4.1.3 帶傳動的主要特點 071
4.2 普通V帶和V帶輪 071
4.2.1 普通V帶的構(gòu)造和標準 071
4.2.2 普通V帶輪 073
4.3 帶傳動的工作能力分析 075
4.3.1 帶傳動的受力分析 075
4.3.2 帶傳動的應(yīng)力分析 077
4.3.3 彈性滑動 078
4.4 V帶傳動的設(shè)計 079
4.4.1 單根普通V帶的許用功率 079
4.4.2 普通V帶傳動設(shè)計 082
4.5 帶傳動的張緊、安裝、使用與維護 087
4.5.1 V帶傳動的張緊裝置 087
4.5.2 帶傳動的安裝、使用與維護 088
本章小結(jié) 089
習題 089
拓展閱讀 090
第5章 鏈傳動 092
5.1 鏈傳動的特點和應(yīng)用 092
5.1.1 鏈傳動的特點 092
5.1.2 鏈傳動的應(yīng)用 093
5.2 滾子鏈及其鏈輪 093
5.2.1 滾子鏈 094
5.2.2 齒形鏈 096
5.2.3 滾子鏈鏈輪 096
5.2.4 滾子鏈鏈輪主要尺寸計算公式 096
5.2.5 鏈輪的結(jié)構(gòu)與材料 097
5.3 鏈傳動的運動特性及受力分析 098
5.3.1 鏈傳動的運動特性 098
5.3.2 鏈傳動的受力分析 099
5.4 滾子鏈傳動的設(shè)計 100
5.4.1 鏈傳動的失效形式 100
5.4.2 鏈傳動的額定功率曲線圖 101
5.4.3 額定功率曲線 102
5.4.4 鏈傳動主要參數(shù)的選擇 104
5.5 鏈傳動的布置、張緊、使用和維護 106
5.5.1 鏈傳動的布置 106
5.5.2 鏈傳動的張緊 107
5.5.3 鏈傳動的使用和維護 108
本章小結(jié) 108
習題 109
拓展閱讀 109
第6章 齒輪傳動 111
6.1 概述 112
6.1.1 齒輪傳動的特點 112
6.1.2 齒輪傳動的類型 112
6.1.3 齒輪傳動的基本要求 113
6.2 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準則 113
6.2.1 齒輪傳動的失效形式 113
6.2.2 齒輪傳動的設(shè)計準則 115
6.3 齒輪材料及熱處理 116
6.3.1 齒輪材料的基本要求 116
6.3.2 齒輪的常用材料 116
6.3.3 齒輪的熱處理方式 117
6.3.4 齒輪材料的選擇原則 118
6.4 標準直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計 119
6.4.1 受力分析 119
6.4.2 計算載荷 120
6.4.3 齒根彎曲疲勞強度計算 121
6.4.4 齒面接觸疲勞強度計算 124
6.5 齒輪主要參數(shù)的選擇 126
6.5.1 模數(shù)、齒數(shù)和壓力角 126
6.5.2 齒數(shù)比 126
6.5.3 齒寬系數(shù) 127
6.5.4 齒輪精度 127
6.6 標準斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計 129
6.6.1 受力分析 129
6.6.2 齒根彎曲疲勞強度計算 130
6.6.3 齒面接觸疲勞強度計算 131
6.7 標準直齒圓錐齒輪傳動的設(shè)計 133
6.7.1 受力分析 133
6.7.2 齒根彎曲疲勞強度計算 134
6.7.3 齒面接觸疲勞強度計算 135
6.8 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與潤滑 135
6.8.1 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 135
6.8.2 齒輪的潤滑 137
本章小結(jié) 139
習題 139
拓展閱讀 141
第7章 蝸桿傳動 143
7.1 蝸桿傳動的特點和類型 144
7.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算 145
7.2.1 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù) 145
7.2.2 圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算 148
7.3 蝸桿傳動的失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu) 148
7.3.1 蝸桿傳動的失效形式及材料選擇 148
7.3.2 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu) 149
7.4 圓柱蝸桿傳動的受力分析 150
7.5 圓柱蝸桿傳動的強度計算 151
7.5.1 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算 151
7.5.2 蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算 153
7.5.3 蝸桿的剛度計算 154
7.6 圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 154
7.6.1 蝸桿傳動的效率 154
7.6.2 蝸桿傳動的潤滑 157
7.6.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 157
本章小結(jié) 158
習題 159
拓展閱讀 160
第8章 滑動軸承 162
8.1 滑動軸承類型、失效形式及常用材料 163
8.1.1 滑動軸承結(jié)構(gòu)類型 163
8.1.2 滑動軸承的失效形式 165
8.1.3 軸承常用材料 167
8.2 軸瓦結(jié)構(gòu) 169
8.2.1 軸瓦的形式和構(gòu)造 169
8.2.2 軸瓦的定位 171
8.2.3 油孔及油槽 171
8.3 滑動軸承潤滑劑及潤滑方法選擇 172
8.3.1 滑動軸承的潤滑劑及其選擇 172
8.3.2 潤滑方法的選用 174
8.4 不完全流體潤滑滑動軸承設(shè)計計算 176
8.4.1 徑向滑動軸承的計算 176
8.4.2 止推滑動軸承的計算 177
8.5 流體動壓滑動軸承簡介 179
本章小結(jié) 182
習題 182
拓展閱讀 182
第9章 滾動軸承 184
9.1 滾動軸承的基本知識 184
9.1.1 滾動軸承的組成 185
9.1.2 滾動軸承的類型 186
9.2 滾動軸承的代號和選擇 189
9.2.1 滾動軸承的代號 189
9.2.2 滾動軸承的選擇 192
9.3 滾動軸承的計算 193
9.3.1 滾動軸承的受力分析 193
9.3.2 滾動軸承的失效形式和計算準則 194
9.3.3 滾動軸承的疲勞強度計算 195
9.3.4 滾動軸承的靜強度計算 201
9.3.5 滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速 201
9.4 滾動軸承的組合設(shè)計 202
9.4.1 軸承的軸向固定 202
9.4.2 軸系的軸向固定 202
9.4.3 軸系的軸向調(diào)整 204
9.4.4 滾動軸承的配合與裝拆 205
9.4.5 滾動軸承的潤滑與密封 205
本章小結(jié) 207
習題 207
拓展閱讀 209
第10章 軸 210
10.1 軸的分類和材料 211
10.1.1 軸的用途及分類 211
10.1.2 軸的材料及選擇 213
10.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 214
10.2.1 軸的結(jié)構(gòu) 214
10.2.2 影響軸結(jié)構(gòu)的因素和應(yīng)滿足的設(shè)計要求 215
10.2.3 軸上零件的定位 215
10.2.4 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 218
10.2.5 提高軸強度的措施 219
10.2.6 最小軸徑的確定 221
10.2.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 222
10.3 軸的計算 223
10.3.1 軸的強度計算 223
10.3.2 軸的剛度計算 229
10.3.3 軸的振動穩(wěn)定性 229
本章小結(jié) 230
習題 230
拓展閱讀 231
第11章 聯(lián)軸器和離合器 233
11.1 聯(lián)軸器 233
11.1.1 剛性聯(lián)軸器 234
11.1.2 撓性聯(lián)軸器 235
11.1.3 安全聯(lián)軸器 238
11.1.4 聯(lián)軸器的選擇 239
11.2 離合器 241
本章小結(jié) 243
習題 243
拓展閱讀 244
第12章 其他常用零部件 245
12.1 彈簧 245
12.1.1 彈簧的功用和類型 245
12.1.2 圓柱螺旋拉伸、壓縮彈簧的應(yīng)力與變形 246
12.1.3 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 249
12.2 機座和箱體 252
12.2.1 機座和箱體的一般類型與材料選擇 252
12.2.2 機座和箱體設(shè)計 254
12.2.3 機座和箱體的截面形狀及肋板布置 255
12.3 減速器 257
12.3.1 齒輪減速器類型與特點 257
12.3.2 減速器應(yīng)用選擇 259
本章小結(jié) 260
習題 260
拓展閱讀 261
參考文獻 262