本書依據教育部制定的高等學校工科“機械設計課程”的教學要求編寫，以“培養應用型人才”思想為指導，并結合應用型本科院校的人才培養目標及教學特點。主要內容包括：緒論，機械設計概論，機械零件的強度，摩擦、磨損及潤滑，螺紋聯接和螺旋傳動，鍵、花鍵、銷、無鍵聯接，帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，蝸桿傳動，滑動軸承，滾動軸承，軸，聯軸器和離合器等。
近年來, 我國高等教育發展迅速, 教學模式、教學方法不斷創新。我們依據教育部制定的高等學校工科機械設計課程的教學基本要求, 以“培養應用型人才” 思想為指導, 結合應用型本科院校的人才培養目標及教學特點, 總結了編者十幾年來的教學經驗編成了本書。本書同時還吸收了其他應用型機械類專業的教學改革成果, 在內容組織和編排上力求科學合理, 便于閱讀和教學。
本書的主要特點有:1) 遵循“以應用為目的” “夠用” 的原則, 突出內容的實用性, 在內容的安排和取舍上, 刪去了一些以學生自學為主的章節, 既縮減了篇幅, 又使教材內容更具有實用性。
2) 以高等學校機械類專業應用型人才培養目標為前提, 突出機械零部件的材料選擇、失效形式、設計準則、結構設計及工作能力計算等最基本的內容; 減少有關公式的推導過程, 注重公式在設計中的靈活應用和相關參數的選擇, 重點培養學生對圖表、公式的應用能力和對通用零部件的設計能力。
3) 在突出重點、保證主要內容的同時, 依據“淺而廣” 的原則增加知識點, 擴大知識面。
4) 全書力求概念準確, 在敘述上講究深入淺出、詳略得當、主次分明、通順流暢, 體現“可教性” 和“可學性”。各章精選的例題、習題, 覆蓋了各章的主要知識點, 體現了各章的重點、難點和要點。
參加本書編寫的人員有: 黃秀琴( 編寫了第1、2、6、7、9、12 章)、劉羽( 編寫了第3、8章)、門艷忠(編寫了第13 章), 石懷榮、呂明、王春艷(共同編寫了第4、5、10、11、14 章),黃銀江(編寫了附表)。全書由黃秀琴負責統稿。
由于編者水平有限, 書中難免存在錯誤和缺點, 懇請廣大讀者批評指正。
編 者
前 言
常用力學計算符號表
第1 章 緒論 1
1. 1 本課程研究的對象 1
1. 2 本課程研究的性質、內容和任務 2
1. 3 本課程的特點及學習方法 2
思考題 3
第2 章 機械設計概論 4
2. 1 機器應滿足的基本要求 4
2. 2 機器設計的主要內容及一般程序 5
2. 3 機械零件設計的基本要求及一般步驟 7
2. 3. 1 機械零件設計的基本要求 7
2. 3. 2 機械零件設計的一般步驟 8
2. 4 機械零件的主要失效形式及計算準則 8
2. 4. 1 機械零件的主要失效形式 8
2. 4. 2 機械零件的計算準則 9
2. 5 機械零件的材料選擇 10
2. 5. 1 機械零件的常用材料 10
2. 5. 2 機械零件材料的選用原則 11
2. 6 機械零件的工藝性及標準化 12
2. 6. 1 機械零件的結構工藝性 12
2. 6. 2 機械零件設計中的標準化 13
2. 7 機械設計方法及其發展 13
2. 7. 1 傳統設計方法 13
2. 7. 2 設計方法的新發展 14
2. 7. 3 現代設計方法的特點 15
思考題 16
第3 章 機械零件的強度 17
3. 1 載荷和應力的分類 17
3. 1. 1 載荷的分類 17
3. 1. 2 應力的分類 17
3. 2 靜應力狀態下機械零件的整體強度 18
3.2.1 靜應力狀態下機械零件的強度計算 18
3. 2. 2 許用安全系數的選擇 20
3. 3 變應力狀態下機械零件的整體強度 20
3. 3. 1 材料的疲勞曲線 20
3. 3. 2 材料的疲勞極限應力圖 21
3. 3. 3 影響機械零件疲勞強度的主要
因素 22
3. 4 機械零件的表面接觸疲勞強度 25
3. 5 機械零件的剛度 26
3. 5. 1 剛度的影響 26
3. 5. 2 剛度計算概述 26
3. 5. 3 影響剛度的因素及其改進措施 26
3. 6 機械零件的可靠性 27
3. 6. 1 可靠性概念 27
3. 6. 2 提高機械零件可靠性的措施 28
思考題 28
第4 章 摩擦、磨損及潤滑 29
4. 1 摩擦的種類及其性質 29
4. 1. 1 摩擦表面的形貌 29
4. 1. 2 摩擦的種類及其基本性質 30
4. 2 磨損 34
4. 2. 1 典型磨損過程 34
4. 2. 2 磨損的分類 35
4. 3 潤滑劑、添加劑 36
4. 3. 1 潤滑劑的作用 36
4. 3. 2 潤滑劑的種類及其性能指標 37
4. 3. 3 添加劑 41
4. 4 潤滑狀態 41
4. 4. 1 邊界潤滑 42
4. 4. 2 流體潤滑 42
4. 4. 3 混合潤滑 43
4. 4. 4 潤滑狀態的轉化 43
思考題 43
第5 章 螺紋聯接和螺旋傳動 44
5. 1 螺紋聯接的主要類型、材料和精度 44
5. 1. 1 螺紋聯接的主要類型 45
5. 1. 2 螺紋聯接件的材料和許用應力 46
5. 2 螺紋聯接的擰緊和防松 49
5. 2. 1 螺紋聯接的擰緊 49
5. 2. 2 螺紋聯接的防松 52
5. 3 螺栓組聯接的設計和受力分析 55
5. 3. 1 螺栓組聯接的結構設計 55
5. 3. 2 螺栓組聯接的受力分析 57
5. 4 螺栓聯接的強度計算 60
5. 4. 1 螺紋聯接的失效形式和設計準則 60
5. 4. 2 普通螺栓聯接的強度計算 60
機械設計
Ⅵ
5. 4. 3 鉸制孔用螺栓聯接的強度計算 64
5. 5 提高螺栓聯接強度的措施 65
5. 5. 1 改善螺紋牙間的載荷分布 65
5. 5. 2 減小螺栓的應力幅 66
5. 5. 3 避免附加彎曲應力 67
5. 5. 4 避免應力集中 68
5. 5. 5 采用合理的制造工藝 68
5. 6 螺旋傳動 70
5. 6. 1 常用的傳動螺旋副 71
5. 6. 2 螺旋傳動的失效、結構和材料 72
5. 6. 3 滑動螺旋傳動的設計計算 73
思考題 76
習題 76
第6 章 鍵、花鍵、銷、無鍵聯接 79
6. 1 鍵聯接 79
6. 1. 1 鍵聯接的功能、分類、結構形式及
應用 79
6. 1. 2 鍵的選擇和鍵聯接強度計算 81
6. 2 花鍵聯接 83
6. 2. 1 花鍵聯接的類型、結構和特點 83
6. 2. 2 花鍵聯接強度計算 84
6. 3 銷聯接 85
6. 4 無鍵聯接 87
6. 4. 1 過盈聯接 87
6. 4. 2 脹緊聯接 88
6. 4. 3 型面聯接 88
思考題 89
習題 89
第7 章 帶傳動 91
7. 1 概述 91
7. 1. 1 帶傳動的類型 91
7. 1. 2 帶傳動的特點 93
7. 2 V 帶和帶輪 93
7. 2. 1 V 帶的構造和類型 93
7. 2. 2 V 帶輪的材料和結構 95
7. 3 帶傳動的工作情況分析 97
7. 3. 1 帶傳動的受力分析 97
7. 3. 2 帶的彈性滑動和打滑 97
7. 3. 3 帶的極限有效拉力Felim及其影響
因素 98
7. 3. 4 帶傳動的應力分析 99
7. 3. 5 帶傳動的主要失效形式 100
7. 4 V 帶傳動的設計計算 100
7. 4. 1 設計準則和單根V 帶的額定
功率 100
7. 4. 2 帶傳動的設計步驟和參數選擇 103
7. 5 帶傳動的張緊和維護 107
7. 5. 1 帶傳動的張緊和調整 107
7. 5. 2 帶傳動的安裝和維護 109
思考題 109
習題 109
第8 章 鏈傳動 111
8. 1 概述 111
8. 2 滾子鏈和鏈輪 112
8. 2. 1 滾子鏈的結構 112
8. 2. 2 滾子鏈的基本參數和尺寸 113
8. 2. 3 滾子鏈鏈輪 113
8. 3 滾子鏈傳動的運動特性及受力分析 116
8. 3. 1 傳動比、鏈速和速度不均勻性 116
8. 3. 2 鏈傳動的受力分析 118
8. 4 滾子鏈傳動的設計計算 118
8. 4. 1 鏈傳動的失效形式 118
8. 4. 2 額定功率曲線 119
8. 4. 3 鏈傳動的設計準則和鏈的額定功率
曲線 119
8. 4. 4 鏈傳動的設計計算及主要參數的
選擇 120
8. 5 鏈傳動的布置、張緊和潤滑 124
8. 5. 1 鏈傳動的布置 124
8. 5. 2 鏈傳動的張緊 125
8. 5. 3 鏈傳動的潤滑 125
思考題 126
習題 126
第9 章 齒輪傳動 128
9. 1 概述 128
9. 1. 1 齒輪傳動的優缺點 128
9. 1. 2 齒輪傳動的分類 128
9. 1. 3 齒輪傳動的基本要求 128
9. 2 齒輪的失效形式與設計準則 129
9. 2. 1 齒輪的失效形式 129
9. 2. 2 齒輪傳動的設計準則 131
9. 3 齒輪的材料、熱處理及其許用應力 132
9. 3. 1 齒輪的常用材料 132
9. 3. 2 齒輪材料的選擇原則 133
9. 3. 3 齒輪材料的熱處理 134
9. 3. 4 齒輪的許用應力 134
目 錄
Ⅶ
9. 4 圓柱齒輪傳動的載荷計算 139
9. 4. 1 計算載荷和載荷系數 139
9. 4. 2 載荷系數說明 140
9. 5 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 144
9. 5. 1 標準直齒圓柱齒輪傳動的受力
分析 144
9. 5. 2 齒面接觸疲勞強度計算 145
9. 5. 3 齒根彎曲疲勞強度計算 146
9. 5. 4 齒輪傳動主要參數和傳動精度的
選擇 148
9. 6 標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 151
9. 6. 1 標準斜齒圓柱齒輪傳動的受力
分析 151
9. 6. 2 齒面接觸疲勞強度計算 152
9. 6. 3 齒根彎曲疲勞強度計算 153
9. 7 標準直齒錐齒輪傳動的強度計算 156
9. 7. 1 標準直齒錐齒輪傳動的受力
分析 156
9. 7. 2 齒面接觸疲勞強度計算 157
9. 7. 3 齒根彎曲疲勞強度計算 158
9. 8 齒輪的結構設計 160
9. 9 齒輪傳動的潤滑 162
思考題 163
習題 164
第10 章 蝸桿傳動 166
10. 1 概述 166
10. 1. 1 蝸桿傳動的特點 166
10. 1. 2 蝸桿傳動的類型和應用 166
10. 2 圓柱蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸
計算 169
10. 2. 1 蝸輪與蝸桿的正確嚙合條件 169
10. 2. 2 普通圓柱蝸桿傳動的基本參數 169
10. 2. 3 普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸
計算 173
10. 3 蝸桿傳動的失效形式、設計準則和
材料選擇 174
10. 3. 1 蝸桿傳動的失效形式和設計
準則 174
10. 3. 2 蝸桿傳動的材料選擇 175
10. 4 圓柱蝸桿傳動的受力分析和強度
計算 176
10. 4. 1 圓柱蝸桿傳動的受力分析 176
10. 4. 2 圓柱蝸桿傳動的強度計算 177
10. 5 圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡
計算 180
10. 5. 1 蝸桿傳動的效率和自鎖 180
10. 5. 2 蝸桿傳動的潤滑 182
10. 5. 3 蝸桿傳動的熱平衡計算 182
10. 6 蝸桿、蝸輪的結構 183
10. 6. 1 蝸桿的結構 183
10. 6. 2 蝸輪的結構 183
思考題 186
習題 187
第11 章 滑動軸承 188
11. 1 概述 188
11. 2 徑向滑動軸承的主要類型 188
11. 2. 1 整體式軸承 188
11. 2. 2 剖分式軸承 189
11. 3 滑動軸承的材料和軸瓦結構 189
11. 3. 1 軸承材料的要求 189
11. 3. 2 常用軸承材料 190
11. 3. 3 軸瓦結構 195
11. 4 滑動軸承的潤滑 197
11. 5 不完全油膜滑動軸承的條件性計算 200
11. 5. 1 不完全油膜滑動軸承的失效形式
和計算準則 200
11. 5. 2 徑向滑動軸承的設計計算 201
11. 6 液體動壓潤滑的基本方程 202
11. 6. 1 雷諾潤滑方程式 202
11. 6. 2 油楔承載機理 204
11. 7 液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計
計算 204
11. 7. 1 幾何關系 204
11. 7. 2 動壓潤滑狀態的建立 205
思考題 212
習題 213
第12 章 滾動軸承 214
12. 1 概述 214
12. 1. 1 滾動軸承的工作特點 214
12. 1. 2 滾動軸承的構造和常用材料 214
12. 2 滾動軸承的類型和選擇 215
12. 2. 1 滾動軸承的主要類型、性能與
特點 215
12. 2. 2 滾動軸承的三個重要結構特性 218
12. 2. 3 滾動軸承的類型選擇 219
12. 3 滾動軸承的代號 220
機械設計
Ⅷ
12. 4 滾動軸承的工作情況分析 222
12. 4. 1 受力分析 222
12. 4. 2 失效形式和計算準則 223
12. 5 滾動軸承的壽命計算 224
12. 5. 1 滾動軸承的基本額定壽命 224
12. 5. 2 滾動
新書資訊