机械设计(李彬)

本书依据高等工科院校机械设计课程的教学基本要求以及机械工程专业工程认证需要，结合编者多年教学实践经验精心编写而成。全书章节体系严密，逻辑清晰，深入探究连接、机械传动、轴系零部件和其他零部件等方面内容。同时，书中还融入了新技术和新成果，并附有知识导图、学习目标、拓展阅读、配套课件和参考答案，力求使教材兼具先进性与工程实用性，为读者带来启发与帮助。 全书共12章，内容包括绪论、机械零件设计概论、连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、滑动轴承、滚动轴承、轴、联轴器和离合器，以及其他常用零部件。 本书可作为高等院校机械类专业教材，也可供其他相关专业的师生及工程技术人员参考。

无

第1章 绪论 001 1.1 机械设计的研究对象及内容 001 1.1.1 机械设计研究对象 001 1.1.2 机械设计应满足的基本要求 001 1.1.3 机械设计的标准化 002 1.1.4 机械设计的方法 002 1.2 本课程的任务、目标与学习方法 003 拓展阅读 004 第2章 机械零件设计概论 006 2.1 机械零件应满足的基本要求和设计的一般步骤 006 2.1.1 机械零件应满足的基本要求 006 2.1.2 机械零件设计的一般步骤 007 2.2 机械零件的失效形式及设计准则 008 2.2.1 机械零件的失效形式 008 2.2.2 机械零件的设计准则 009 2.3 机械零件的强度 010 2.3.1 载荷与应力的分类 010 2.3.2 材料的疲劳特性 012 2.3.3 机械零件的疲劳强度计算 015 2.3.4 机械零件的接触强度 020 2.4 摩擦、磨损及润滑 022 2.4.1 摩擦与磨损 022 2.4.2 润滑 025 本章小结 026 习题 026 拓展阅读 027 第3章 连接 028 3.1 螺纹连接的类型和标准件 029 3.1.1 螺纹的主要参数 029 3.1.2 常用螺纹的类型、特点及应用 030 3.1.3 螺纹连接件 031 3.1.4 螺纹连接类型 034 3.2 螺纹连接的预紧和防松 036 3.2.1 螺纹连接的预紧 036 3.2.2 螺纹连接的防松 037 3.3 螺栓连接的强度计算 040 3.3.1 受轴向力作用的螺栓连接 040 3.3.2 受横向力作用的螺栓连接 044 3.4 螺栓组连接的设计计算 046 3.4.1 结构设计原则 046 3.4.2 螺栓组连接的受力分析 048 3.4.3 螺纹连接件的材料和许用应力 051 3.4.4 提高螺栓连接强度的措施 055 3.5 键连接 057 3.5.1 键连接的基本类型 057 3.5.2 平键连接的类型选择和强度验算 061 本章小结 063 习题 064 拓展阅读 066 第4章 带传动 068 4.1 带传动的类型及结构 069 4.1.1 带传动的工作原理 069 4.1.2 带传动的类型 069 4.1.3 带传动的主要特点 071 4.2 普通V带和V带轮 071 4.2.1 普通V带的构造和标准 071 4.2.2 普通V带轮 073 4.3 带传动的工作能力分析 075 4.3.1 带传动的受力分析 075 4.3.2 带传动的应力分析 077 4.3.3 弹性滑动 078 4.4 V带传动的设计 079 4.4.1 单根普通V带的许用功率 079 4.4.2 普通V带传动设计 082 4.5 带传动的张紧、安装、使用与维护 087 4.5.1 V带传动的张紧装置 087 4.5.2 带传动的安装、使用与维护 088 本章小结 089 习题 089 拓展阅读 090 第5章 链传动 092 5.1 链传动的特点和应用 092 5.1.1 链传动的特点 092 5.1.2 链传动的应用 093 5.2 滚子链及其链轮 093 5.2.1 滚子链 094 5.2.2 齿形链 096 5.2.3 滚子链链轮 096 5.2.4 滚子链链轮主要尺寸计算公式 096 5.2.5 链轮的结构与材料 097 5.3 链传动的运动特性及受力分析 098 5.3.1 链传动的运动特性 098 5.3.2 链传动的受力分析 099 5.4 滚子链传动的设计 100 5.4.1 链传动的失效形式 100 5.4.2 链传动的额定功率曲线图 101 5.4.3 额定功率曲线 102 5.4.4 链传动主要参数的选择 104 5.5 链传动的布置、张紧、使用和维护 106 5.5.1 链传动的布置 106 5.5.2 链传动的张紧 107 5.5.3 链传动的使用和维护 108 本章小结 108 习题 109 拓展阅读 109 第6章 齿轮传动 111 6.1 概述 112 6.1.1 齿轮传动的特点 112 6.1.2 齿轮传动的类型 112 6.1.3 齿轮传动的基本要求 113 6.2 齿轮传动的失效形式及设计准则 113 6.2.1 齿轮传动的失效形式 113 6.2.2 齿轮传动的设计准则 115 6.3 齿轮材料及热处理 116 6.3.1 齿轮材料的基本要求 116 6.3.2 齿轮的常用材料 116 6.3.3 齿轮的热处理方式 117 6.3.4 齿轮材料的选择原则 118 6.4 标准直齿圆柱齿轮传动的设计 119 6.4.1 受力分析 119 6.4.2 计算载荷 120 6.4.3 齿根弯曲疲劳强度计算 121 6.4.4 齿面接触疲劳强度计算 124 6.5 齿轮主要参数的选择 126 6.5.1 模数、齿数和压力角 126 6.5.2 齿数比 126 6.5.3 齿宽系数 127 6.5.4 齿轮精度 127 6.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的设计 129 6.6.1 受力分析 129 6.6.2 齿根弯曲疲劳强度计算 130 6.6.3 齿面接触疲劳强度计算 131 6.7 标准直齿圆锥齿轮传动的设计 133 6.7.1 受力分析 133 6.7.2 齿根弯曲疲劳强度计算 134 6.7.3 齿面接触疲劳强度计算 135 6.8 齿轮的结构设计与润滑 135 6.8.1 齿轮的结构设计 135 6.8.2 齿轮的润滑 137 本章小结 139 习题 139 拓展阅读 141 第7章 蜗杆传动 143 7.1 蜗杆传动的特点和类型 144 7.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 145 7.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数 145 7.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 148 7.3 蜗杆传动的失效形式、材料选择和结构 148 7.3.1 蜗杆传动的失效形式及材料选择 148 7.3.2 蜗杆和蜗轮的结构 149 7.4 圆柱蜗杆传动的受力分析 150 7.5 圆柱蜗杆传动的强度计算 151 7.5.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 151 7.5.2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 153 7.5.3 蜗杆的刚度计算 154 7.6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 154 7.6.1 蜗杆传动的效率 154 7.6.2 蜗杆传动的润滑 157 7.6.3 蜗杆传动的热平衡计算 157 本章小结 158 习题 159 拓展阅读 160 第8章 滑动轴承 162 8.1 滑动轴承类型、失效形式及常用材料 163 8.1.1 滑动轴承结构类型 163 8.1.2 滑动轴承的失效形式 165 8.1.3 轴承常用材料 167 8.2 轴瓦结构 169 8.2.1 轴瓦的形式和构造 169 8.2.2 轴瓦的定位 171 8.2.3 油孔及油槽 171 8.3 滑动轴承润滑剂及润滑方法选择 172 8.3.1 滑动轴承的润滑剂及其选择 172 8.3.2 润滑方法的选用 174 8.4 不完全流体润滑滑动轴承设计计算 176 8.4.1 径向滑动轴承的计算 176 8.4.2 止推滑动轴承的计算 177 8.5 流体动压滑动轴承简介 179 本章小结 182 习题 182 拓展阅读 182 第9章 滚动轴承 184 9.1 滚动轴承的基本知识 184 9.1.1 滚动轴承的组成 185 9.1.2 滚动轴承的类型 186 9.2 滚动轴承的代号和选择 189 9.2.1 滚动轴承的代号 189 9.2.2 滚动轴承的选择 192 9.3 滚动轴承的计算 193 9.3.1 滚动轴承的受力分析 193 9.3.2 滚动轴承的失效形式和计算准则 194 9.3.3 滚动轴承的疲劳强度计算 195 9.3.4 滚动轴承的静强度计算 201 9.3.5 滚动轴承的极限转速 201 9.4 滚动轴承的组合设计 202 9.4.1 轴承的轴向固定 202 9.4.2 轴系的轴向固定 202 9.4.3 轴系的轴向调整 204 9.4.4 滚动轴承的配合与装拆 205 9.4.5 滚动轴承的润滑与密封 205 本章小结 207 习题 207 拓展阅读 209 第10章 轴 210 10.1 轴的分类和材料 211 10.1.1 轴的用途及分类 211 10.1.2 轴的材料及选择 213 10.2 轴的结构设计 214 10.2.1 轴的结构 214 10.2.2 影响轴结构的因素和应满足的设计要求 215 10.2.3 轴上零件的定位 215 10.2.4 轴的结构工艺性 218 10.2.5 提高轴强度的措施 219 10.2.6 最小轴径的确定 221 10.2.7 轴的结构设计步骤 222 10.3 轴的计算 223 10.3.1 轴的强度计算 223 10.3.2 轴的刚度计算 229 10.3.3 轴的振动稳定性 229 本章小结 230 习题 230 拓展阅读 231 第11章 联轴器和离合器 233 11.1 联轴器 233 11.1.1 刚性联轴器 234 11.1.2 挠性联轴器 235 11.1.3 安全联轴器 238 11.1.4 联轴器的选择 239 11.2 离合器 241 本章小结 243 习题 243 拓展阅读 244 第12章 其他常用零部件 245 12.1 弹簧 245 12.1.1 弹簧的功用和类型 245 12.1.2 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形 246 12.1.3 弹簧的制造、材料和许用应力 249 12.2 机座和箱体 252 12.2.1 机座和箱体的一般类型与材料选择 252 12.2.2 机座和箱体设计 254 12.2.3 机座和箱体的截面形状及肋板布置 255 12.3 减速器 257 12.3.1 齿轮减速器类型与特点 257 12.3.2 减速器应用选择 259 本章小结 260 习题 260 拓展阅读 261 参考文献 262