机械设计(普通高等教育"十四五"规划教材)

　　第0章绪论1
　　0.1课程研究对象1
　　0.2课程内容、性质和任务2
　　0.3课程特点和学习方法3
　　本章学习要点4
　　思考与练习题4
　　第1章机械设计概论6
　　1.1机器应满足的主要要求6
　　1.2机器设计的一般程序及主要内容7
　　1.2.1计划阶段8
　　1.2.2方案设计阶段8
　　1.2.3技术设计阶段8
　　1.2.4编制技术文件阶段9
　　1.3机械零件设计的基本要求及一般步骤9
　　1.3.1机械零件设计的基本要求9
　　1.3.2机械零件设计的一般步骤10
　　1.4机械零件的主要失效形式及计算准则11
　　1.4.1机械零件的主要失效形式11
　　1.4.2机械零件的计算准则12
　　1.5机械零件的材料选择14
　　1.5.1机械零件的常用材料14
　　1.5.2机械零件材料的选用原则14
　　1.6机械零件的结构工艺性及标准化15
　　1.6.1机械零件的结构工艺性15
　　1.6.2机械零件的标准化16
　　1.7机械设计方法及其新发展17
　　1.7.1传统设计方法17
　　1.7.2现代设计方法18
　　本章学习要点20
　　思考与练习题20
　　第2章机械零件的强度22
　　2.1载荷和应力的分类22
　　2.1.1载荷的分类22
　　2.1.2应力的分类23
　　2.2静应力下机械零件的整体强度24
　　2.2.1静应力下机械零件的强度条件24
　　2.2.2许用安全系数的选择25
　　2.3稳定变应力下机械零件的整体强度26
　　2.3.1材料的疲劳极限和疲劳曲线26
　　2.3.2材料的疲劳极限应力线图28
　　2.3.3影响机械零件疲劳强度的主要因素29
　　2.3.4稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算34
　　2.3.5复合应力下机械零件的疲劳强度计算37
　　2.4机械零件的表面接触疲劳强度39
　　本章学习要点40
　　思考与练习题40
　　第3章带传动设计42
　　3.1概述42
　　3.2V带和V带带轮44
　　3.2.1V带44
　　3.2.2V带带轮45
　　3.3带传动的工作情况分析48
　　3.3.1带传动的几何关系与计算48
　　3.3.2带传动的受力分析49
　　3.3.3弹性滑动与打滑50
　　3.3.4极限有效拉力及其影响因素51
　　3.3.5带的应力分析52
　　3.3.6带传动的失效形式和设计准则53
　　3.4普通V带传动的设计计算53
　　3.4.1单根普通V带的基本额定功率53
　　3.4.2普通V带传动的设计步骤和参数选择55
　　3.5带传动的张紧与维护63
　　3.5.1带传动的张紧63
　　3.5.2带传动的维护64
　　3.6其他带传动简介*64
　　3.6.1窄V带传动64
　　3.6.2同步齿形带传动64
　　3.6.3高速带传动65
　　本章学习要点65
　　思考与练习题66
　　第4章链传动设计68
　　4.1概述68
　　4.2滚子链和链轮69
　　4.2.1滚子链的结构69
　　4.2.2滚子链的基本参数和尺寸70
　　4.2.3滚子链链轮71
　　4.3链传动的工作情况分析73
　　4.3.1平均链速和平均传动比73
　　4.3.2链传动的速度不均匀性74
　　4.3.3滚子链传动的主要失效形式和设计准则75
　　4.4滚子链传动的设计计算*75
　　4.4.1链的额定功率曲线75
　　4.4.2链传动的设计步骤和主要参数选择76
　　4.5链传动的布置、张紧和润滑81
　　4.5.1链传动的布置81
　　4.5.2链传动的张紧82
　　4.5.3链传动的润滑82
　　本章学习要点84
　　思考与练习题84
　　第5章齿轮传动设计86
　　5.1概述86
　　5.2齿轮传动的失效形式和设计准则87
　　5.2.1齿轮传动的失效形式87
　　5.2.2齿轮传动的设计准则89
　　5.3齿轮常用材料和许用应力90
　　5.3.1齿轮常用材料90
　　5.3.2齿轮传动的许用应力92
　　5.4齿轮传动的计算载荷和载荷系数96
　　5.4.1计算载荷和载荷系数96
　　5.4.2载荷系数说明96
　　5.5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算99
　　5.5.1齿轮的受力分析99
　　5.5.2齿面接触疲劳强度计算100
　　5.5.3齿根弯曲疲劳程度计算103
　　5.5.4齿轮传动的主要参数和传动精度的选择105
　　5.6标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算110
　　5.6.1轮齿的受力分析110
　　5.6.2齿面接触疲劳强度计算111
　　5.6.3齿根弯曲疲劳强度计算112
　　5.7标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算116
　　5.7.1强度当量齿轮传动及其几何尺寸计算116
　　5.7.2受力分析和载荷系数117
　　5.7.3齿面接触疲劳强度计算118
　　5.7.4齿根弯曲疲劳强度计算119
　　5.8齿轮的结构119
　　5.9齿轮传动的润滑121
　　本章学习要点123
　　思考与练习题123
　　第6章蜗杆传动设计126
　　6.1概述126
　　6.1.1蜗杆传动的特点126
　　6.1.2蜗杆传动的分类及应用126
　　6.1.3蜗杆传动的滑动速度128
　　6.1.4蜗杆传动的传动效率129
　　6.2蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择130
　　6.2.1蜗杆传动的失效形式和设计准则130
　　6.2.2蜗杆传动的材料选择131
　　6.3蜗杆传动的精度选择、侧隙规定、蜗杆和蜗轮的结构131
　　6.3.1蜗杆传动的精度选择和侧隙规定131
　　6.3.2蜗杆的结构132
　　6.3.3蜗轮的结构132
　　6.4蜗杆传动的强度计算和蜗杆的刚度校核133
　　6.4.1蜗杆传动的受力分析133
　　6.4.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算133
　　6.4.3蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算136
　　6.4.4蜗杆的刚度校核*137
　　6.5蜗杆传动的热平衡计算及润滑138
　　6.5.1蜗杆传动的热平衡计算138
　　6.5.2蜗杆传动的润滑139
　　本章学习要点143
　　思考与练习题143
　　第7章螺纹连接设计145
　　7.1概述145
　　7.2螺纹连接的主要类型、特点及应用146
　　7.3螺纹连接的预紧与防松147
　　7.3.1螺纹连接的预紧147
　　7.3.2螺纹连接的防松148
　　7.4螺栓组连接的设计150
　　7.4.1螺栓组连接的结构设计150
　　7.4.2螺栓组连接的受力分析151
　　7.5螺纹连接的强度计算155
　　7.5.1螺纹连接的常用材料和许用应力156
　　7.5.2普通螺栓连接的强度计算158
　　7.5.3铰制孔用螺栓连接的强度计算161
　　7.6提高螺纹连接强度的措施162
　　本章学习要点168
　　思考与练习题169
　　第8章键销连接设计171
　　8.1键连接171
　　8.1.1键连接的类型、功用、结构及应用171
　　8.1.2键连接的选择174
　　8.1.3键连接的强度计算174
　　8.2花键连接175
　　8.2.1花键连接的类型、结构和特点175
　　8.2.2花键连接的强度计算176
　　8.2.3滚珠花键连接177
　　8.3销连接178
　　本章学习要点180
　　思考与练习题180
　　第9章滚动轴承183
　　9.1概述183
　　9.2滚动轴承的主要类型、特点和代号184
　　9.2.1滚动轴承的主要类型184
　　9.2.2滚动轴承的性能与特点184
　　9.2.3滚动轴承的代号188
　　9.3滚动轴承的类型选择192
　　9.4滚动轴承的配合和游隙194
　　9.4.1滚动轴承的安装配合194
　　9.4.2滚动轴承的游隙197
　　9.5滚动轴承的寿命计算199
　　9.5.1滚动轴承的寿命和基本额定寿命199
　　9.5.2滚动轴承的基本额定负荷200
　　9.5.3滚动轴承的寿命计算公式200
　　9.5.4滚动轴承的当量动载荷202
　　9.5.5角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷的计算203
　　9.6滚动轴承的静强度计算208
　　9.7滚动轴承的组合结构设计209
　　9.7.1滚动轴承的轴向固定209
　　9.7.2滚动轴承的支承结构形式210
　　9.7.3滚动轴承的装拆、预紧和刚度212
　　9.7.4滚动轴承的润滑214
　　9.7.5滚动轴承的密封216
　　本章学习要点218
　　思考与练习题218
　　第10章滑动轴承221
　　10.1概述221
　　10.1.1滑动轴承的分类、特点和应用221
　　10.1.2滑动轴承的设计内容222
　　10.2滑动轴承的典型结构222
　　10.2.1径向滑动轴承的典型结构222
　　10.2.2普通止推滑动轴承的典型结构223
　　10.3滑动轴承的材料和轴瓦结构224
　　10.3.1滑动轴承的材料224
　　10.3.2轴瓦结构228
　　10.4滑动轴承的润滑231
　　10.4.1润滑剂及其选择231
　　10.4.2润滑方式和润滑装置232
　　10.4.3润滑方式的选择234
　　10.5不完全油膜滑动轴承的设计计算235
　　10.5.1不完全油膜滑动轴承的失效形式和计算准则235
　　10.5.2径向滑动轴承的设计计算235
　　10.5.3止推滑动轴承的设计计算236
　　本章学习要点238
　　思考与练习题238
　　第11章联轴器与离合器240
　　11.1联轴器240
　　11.1.1联轴器的类型240
　　11.1.2联轴器的选择248
　　11.2离合器250
　　11.2.1离合器的功用、分类及其基本要求250
　　11.2.2操纵离合器251
　　11.2.3自控离合器253
　　本章学习要点255
　　思考与练习题255
　　第12章轴的设计256
　　12.1概述256
　　12.1.1轴的功用256
　　12.1.2轴的分类256
　　12.1.3轴的组成258
　　12.2轴的材料选择和设计步骤258
　　12.2.1轴毛坯的选择258
　　12.2.2轴的常用材料及选择258
　　12.2.3轴的设计要求和步骤260
　　12.3轴的结构设计261
　　12.3.1轴上零件的布置和装配261
　　12.3.2轴的小直径估算261
　　12.3.3轴上零件的轴向定位与固定263
　　12.3.4轴上零件的周向固定265
　　12.3.5各轴段直径和长度的确定265
　　12.3.6轴的结构工艺性266
　　12.3.7提高轴的强度和刚度的措施267
　　12.4轴的强度计算273
　　12.4.1轴的受力分析及计算简图273
　　12.4.2轴的内力分析273
　　12.4.3轴的弯扭合成强度计算274
　　12.4.4轴的安全系数校核计算276
　　12.5轴的刚度计算和振动稳定性概念*281
　　12.5.1轴的刚度计算281
　　12.5.2轴的振动稳定性概念281
　　本章学习要点283
　　思考与练习题283
　　第13章导轨副286
　　13.1导轨副的结构要素与设计286
　　13.1.1导轨副的结构要素286
　　13.1.2导轨副的设计要求与内容288
　　13.2典型滑动导轨副288
　　13.2.1滑动导轨常用结构289
　　13.2.2滑动导轨常用材料290
　　13.2.3滑动导轨副失效及改善措施291
　　13.3典型滚动导轨副291
　　13.3.1滚动直线导轨副的结构292
　　13.3.2滚动直线导轨副的设计流程292
　　13.3.3滚动直线导轨副的性能参数292
　　本章学习要点293
　　思考与练习题293
　　参考文献294
　　附录296
　　附录1齿轮传动基本参数和几何尺寸296
　　附录2蜗杆传动基本参数和几何尺寸300

　　张珂，知名高校机械工程学院副院长、教授。长期从事机械类专业教育研究工作，专业经验丰富。参与出版了多种机械类专业技术图书，如《互换性与测量技术基础》《机械基础实验》《工程力学及机械设计基础》《MySQL数据库基础与实例教程》等。郭长建，上海人本集团有限公司高级工程师，为本书的企业专家。

　　本书依据*高等学校机械基础课程教学指导委员会编写的《高等学校机械设计课程基本要求》和《机械设计课程教学改革建议》的精神，结合多年教学经验，同时考虑应用型高校教学特点，与高水平企业专家共同编写而成。
　　编者以“实用、新用、适用”为基本原则，以“工程应用”为核心思想，意在培养学生工程实践意识和机械创新能力。全书共14章，包括绪论、机械设计概论、机械零件的强度、带传动设计、链传动设计、齿轮传动设计、蜗杆传动设计、螺纹连接设计、键销连接设计、滚动轴承、滑动轴承、联轴器与离合器、轴的设计、导轨副。书中尽可能增加一些由浅入深的典型例题和详细的解题步骤，并在章末给出学习要点，为师生及广大读者提供便利。