本書(shū)依據(jù)教育部制定的高等學(xué)校工科“機(jī)械設(shè)計(jì)課程”的教學(xué)要求編寫(xiě)，以“培養(yǎng)應(yīng)用型人才”思想為指導(dǎo)，并結(jié)合應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)特點(diǎn)。主要內(nèi)容包括：緒論，機(jī)械設(shè)計(jì)概論，機(jī)械零件的強(qiáng)度，摩擦、磨損及潤(rùn)滑，螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)，鍵、花鍵、銷(xiāo)、無(wú)鍵聯(lián)接，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，滑動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承，軸，聯(lián)軸器和離合器等。
近年來(lái), 我國(guó)高等教育發(fā)展迅速, 教學(xué)模式、教學(xué)方法不斷創(chuàng)新。我們依據(jù)教育部制定的高等學(xué)校工科機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)基本要求, 以“培養(yǎng)應(yīng)用型人才” 思想為指導(dǎo), 結(jié)合應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)特點(diǎn), 總結(jié)了編者十幾年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編成了本書(shū)。本書(shū)同時(shí)還吸收了其他應(yīng)用型機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革成果, 在內(nèi)容組織和編排上力求科學(xué)合理, 便于閱讀和教學(xué)。
本書(shū)的主要特點(diǎn)有:1) 遵循“以應(yīng)用為目的” “夠用” 的原則, 突出內(nèi)容的實(shí)用性, 在內(nèi)容的安排和取舍上, 刪去了一些以學(xué)生自學(xué)為主的章節(jié), 既縮減了篇幅, 又使教材內(nèi)容更具有實(shí)用性。
2) 以高等學(xué)校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為前提, 突出機(jī)械零部件的材料選擇、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作能力計(jì)算等最基本的內(nèi)容; 減少有關(guān)公式的推導(dǎo)過(guò)程, 注重公式在設(shè)計(jì)中的靈活應(yīng)用和相關(guān)參數(shù)的選擇, 重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖表、公式的應(yīng)用能力和對(duì)通用零部件的設(shè)計(jì)能力。
3) 在突出重點(diǎn)、保證主要內(nèi)容的同時(shí), 依據(jù)“淺而廣” 的原則增加知識(shí)點(diǎn), 擴(kuò)大知識(shí)面。
4) 全書(shū)力求概念準(zhǔn)確, 在敘述上講究深入淺出、詳略得當(dāng)、主次分明、通順流暢, 體現(xiàn)“可教性” 和“可學(xué)性”。各章精選的例題、習(xí)題, 覆蓋了各章的主要知識(shí)點(diǎn), 體現(xiàn)了各章的重點(diǎn)、難點(diǎn)和要點(diǎn)。
參加本書(shū)編寫(xiě)的人員有: 黃秀琴( 編寫(xiě)了第1、2、6、7、9、12 章)、劉羽( 編寫(xiě)了第3、8章)、門(mén)艷忠(編寫(xiě)了第13 章), 石懷榮、呂明、王春艷(共同編寫(xiě)了第4、5、10、11、14 章),黃銀江(編寫(xiě)了附表)。全書(shū)由黃秀琴負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。
由于編者水平有限, 書(shū)中難免存在錯(cuò)誤和缺點(diǎn), 懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者
前 言
常用力學(xué)計(jì)算符號(hào)表
第1 章 緒論 1
1. 1 本課程研究的對(duì)象 1
1. 2 本課程研究的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù) 2
1. 3 本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法 2
思考題 3
第2 章 機(jī)械設(shè)計(jì)概論 4
2. 1 機(jī)器應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求 4
2. 2 機(jī)器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及一般程序 5
2. 3 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求及一般步驟 7
2. 3. 1 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求 7
2. 3. 2 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟 8
2. 4 機(jī)械零件的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 8
2. 4. 1 機(jī)械零件的主要失效形式 8
2. 4. 2 機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則 9
2. 5 機(jī)械零件的材料選擇 10
2. 5. 1 機(jī)械零件的常用材料 10
2. 5. 2 機(jī)械零件材料的選用原則 11
2. 6 機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化 12
2. 6. 1 機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性 12
2. 6. 2 機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化 13
2. 7 機(jī)械設(shè)計(jì)方法及其發(fā)展 13
2. 7. 1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 13
2. 7. 2 設(shè)計(jì)方法的新發(fā)展 14
2. 7. 3 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn) 15
思考題 16
第3 章 機(jī)械零件的強(qiáng)度 17
3. 1 載荷和應(yīng)力的分類(lèi) 17
3. 1. 1 載荷的分類(lèi) 17
3. 1. 2 應(yīng)力的分類(lèi) 17
3. 2 靜應(yīng)力狀態(tài)下機(jī)械零件的整體強(qiáng)度 18
3.2.1 靜應(yīng)力狀態(tài)下機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算 18
3. 2. 2 許用安全系數(shù)的選擇 20
3. 3 變應(yīng)力狀態(tài)下機(jī)械零件的整體強(qiáng)度 20
3. 3. 1 材料的疲勞曲線 20
3. 3. 2 材料的疲勞極限應(yīng)力圖 21
3. 3. 3 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要
因素 22
3. 4 機(jī)械零件的表面接觸疲勞強(qiáng)度 25
3. 5 機(jī)械零件的剛度 26
3. 5. 1 剛度的影響 26
3. 5. 2 剛度計(jì)算概述 26
3. 5. 3 影響剛度的因素及其改進(jìn)措施 26
3. 6 機(jī)械零件的可靠性 27
3. 6. 1 可靠性概念 27
3. 6. 2 提高機(jī)械零件可靠性的措施 28
思考題 28
第4 章 摩擦、磨損及潤(rùn)滑 29
4. 1 摩擦的種類(lèi)及其性質(zhì) 29
4. 1. 1 摩擦表面的形貌 29
4. 1. 2 摩擦的種類(lèi)及其基本性質(zhì) 30
4. 2 磨損 34
4. 2. 1 典型磨損過(guò)程 34
4. 2. 2 磨損的分類(lèi) 35
4. 3 潤(rùn)滑劑、添加劑 36
4. 3. 1 潤(rùn)滑劑的作用 36
4. 3. 2 潤(rùn)滑劑的種類(lèi)及其性能指標(biāo) 37
4. 3. 3 添加劑 41
4. 4 潤(rùn)滑狀態(tài) 41
4. 4. 1 邊界潤(rùn)滑 42
4. 4. 2 流體潤(rùn)滑 42
4. 4. 3 混合潤(rùn)滑 43
4. 4. 4 潤(rùn)滑狀態(tài)的轉(zhuǎn)化 43
思考題 43
第5 章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng) 44
5. 1 螺紋聯(lián)接的主要類(lèi)型、材料和精度 44
5. 1. 1 螺紋聯(lián)接的主要類(lèi)型 45
5. 1. 2 螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力 46
5. 2 螺紋聯(lián)接的擰緊和防松 49
5. 2. 1 螺紋聯(lián)接的擰緊 49
5. 2. 2 螺紋聯(lián)接的防松 52
5. 3 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)和受力分析 55
5. 3. 1 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 55
5. 3. 2 螺栓組聯(lián)接的受力分析 57
5. 4 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 60
5. 4. 1 螺紋聯(lián)接的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 60
5. 4. 2 普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 60
機(jī)械設(shè)計(jì)
Ⅵ
5. 4. 3 鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 64
5. 5 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)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(yīng)力幅 66
5. 5. 3 避免附加彎曲應(yīng)力 67
5. 5. 4 避免應(yīng)力集中 68
5. 5. 5 采用合理的制造工藝 68
5. 6 螺旋傳動(dòng) 70
5. 6. 1 常用的傳動(dòng)螺旋副 71
5. 6. 2 螺旋傳動(dòng)的失效、結(jié)構(gòu)和材料 72
5. 6. 3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 73
思考題 76
習(xí)題 76
第6 章 鍵、花鍵、銷(xiāo)、無(wú)鍵聯(lián)接 79
6. 1 鍵聯(lián)接 79
6. 1. 1 鍵聯(lián)接的功能、分類(lèi)、結(jié)構(gòu)形式及
應(yīng)用 79
6. 1. 2 鍵的選擇和鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 81
6. 2 花鍵聯(lián)接 83
6. 2. 1 花鍵聯(lián)接的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 83
6. 2. 2 花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 84
6. 3 銷(xiāo)聯(lián)接 85
6. 4 無(wú)鍵聯(lián)接 87
6. 4. 1 過(guò)盈聯(lián)接 87
6. 4. 2 脹緊聯(lián)接 88
6. 4. 3 型面聯(lián)接 88
思考題 89
習(xí)題 89
第7 章 帶傳動(dòng) 91
7. 1 概述 91
7. 1. 1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型 91
7. 1. 2 帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 93
7. 2 V 帶和帶輪 93
7. 2. 1 V 帶的構(gòu)造和類(lèi)型 93
7. 2. 2 V 帶輪的材料和結(jié)構(gòu) 95
7. 3 帶傳動(dòng)的工作情況分析 97
7. 3. 1 帶傳動(dòng)的受力分析 97
7. 3. 2 帶的彈性滑動(dòng)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(dòng)的應(yīng)力分析 99
7. 3. 5 帶傳動(dòng)的主要失效形式 100
7. 4 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 100
7. 4. 1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V 帶的額定
功率 100
7. 4. 2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇 103
7. 5 帶傳動(dòng)的張緊和維護(hù) 107
7. 5. 1 帶傳動(dòng)的張緊和調(diào)整 107
7. 5. 2 帶傳動(dòng)的安裝和維護(hù) 109
思考題 109
習(xí)題 109
第8 章 鏈傳動(dòng) 111
8. 1 概述 111
8. 2 滾子鏈和鏈輪 112
8. 2. 1 滾子鏈的結(jié)構(gòu) 112
8. 2. 2 滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸 113
8. 2. 3 滾子鏈鏈輪 113
8. 3 滾子鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性及受力分析 116
8. 3. 1 傳動(dòng)比、鏈速和速度不均勻性 116
8. 3. 2 鏈傳動(dòng)的受力分析 118
8. 4 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 118
8. 4. 1 鏈傳動(dòng)的失效形式 118
8. 4. 2 額定功率曲線 119
8. 4. 3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和鏈的額定功率
曲線 119
8. 4. 4 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及主要參數(shù)的
選擇 120
8. 5 鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑 124
8. 5. 1 鏈傳動(dòng)的布置 124
8. 5. 2 鏈傳動(dòng)的張緊 125
8. 5. 3 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑 125
思考題 126
習(xí)題 126
第9 章 齒輪傳動(dòng) 128
9. 1 概述 128
9. 1. 1 齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 128
9. 1. 2 齒輪傳動(dòng)的分類(lèi) 128
9. 1. 3 齒輪傳動(dòng)的基本要求 128
9. 2 齒輪的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 129
9. 2. 1 齒輪的失效形式 129
9. 2. 2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 131
9. 3 齒輪的材料、熱處理及其許用應(yīng)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(yīng)力 134
目 錄
Ⅶ
9. 4 圓柱齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算 139
9. 4. 1 計(jì)算載荷和載荷系數(shù) 139
9. 4. 2 載荷系數(shù)說(shuō)明 140
9. 5 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 144
9. 5. 1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力
分析 144
9. 5. 2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 145
9. 5. 3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 146
9. 5. 4 齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和傳動(dòng)精度的
選擇 148
9. 6 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 151
9. 6. 1 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力
分析 151
9. 6. 2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 152
9. 6. 3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 153
9. 7 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 156
9. 7. 1 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)的受力
分析 156
9. 7. 2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 157
9. 7. 3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 158
9. 8 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 160
9. 9 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 162
思考題 163
習(xí)題 164
第10 章 蝸桿傳動(dòng) 166
10. 1 概述 166
10. 1. 1 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 166
10. 1. 2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型和應(yīng)用 166
10. 2 圓柱蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸
計(jì)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(dòng)的基本參數(shù) 169
10. 2. 3 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸
計(jì)算 173
10. 3 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和
材料選擇 174
10. 3. 1 蝸桿傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)
準(zhǔn)則 174
10. 3. 2 蝸桿傳動(dòng)的材料選擇 175
10. 4 圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度
計(jì)算 176
10. 4. 1 圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析 176
10. 4. 2 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 177
10. 5 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡
計(jì)算 180
10. 5. 1 蝸桿傳動(dòng)的效率和自鎖 180
10. 5. 2 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 182
10. 5. 3 蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 182
10. 6 蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu) 183
10. 6. 1 蝸桿的結(jié)構(gòu) 183
10. 6. 2 蝸輪的結(jié)構(gòu) 183
思考題 186
習(xí)題 187
第11 章 滑動(dòng)軸承 188
11. 1 概述 188
11. 2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類(lèi)型 188
11. 2. 1 整體式軸承 188
11. 2. 2 剖分式軸承 189
11. 3 滑動(dòng)軸承的材料和軸瓦結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 195
11. 4 滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 197
11. 5 不完全油膜滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 200
11. 5. 1 不完全油膜滑動(dòng)軸承的失效形式
和計(jì)算準(zhǔn)則 200
11. 5. 2 徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 201
11. 6 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程 202
11. 6. 1 雷諾潤(rùn)滑方程式 202
11. 6. 2 油楔承載機(jī)理 204
11. 7 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)
計(jì)算 204
11. 7. 1 幾何關(guān)系 204
11. 7. 2 動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)的建立 205
思考題 212
習(xí)題 213
第12 章 滾動(dòng)軸承 214
12. 1 概述 214
12. 1. 1 滾動(dòng)軸承的工作特點(diǎn) 214
12. 1. 2 滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和常用材料 214
12. 2 滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇 215
12. 2. 1 滾動(dòng)軸承的主要類(lèi)型、性能與
特點(diǎn) 215
12. 2. 2 滾動(dòng)軸承的三個(gè)重要結(jié)構(gòu)特性 218
12. 2. 3 滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇 219
12. 3 滾動(dòng)軸承的代號(hào) 220
機(jī)械設(shè)計(jì)
Ⅷ
12. 4 滾動(dòng)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(jì)算準(zhǔn)則 223
12. 5 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 224
12. 5. 1 滾動(dòng)軸承的基本額定壽命 224
12. 5. 2 滾動(dòng)
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