0 绪论1

0.1 机械设计的任务、要求和一般程序1

0.2 机械设计课程的性质和任务2

0.3 机械设计课程的内容3

0.4 学习机械设计课程的方法4

 上篇 机械系统零部件的工作能力设计

1 机械零部件设计概述7

1.1 机械零部件设计应满足的要求7

1.1.1 工作能力要求7

1.1.2 工艺性要求8

1.1.3 经济性要求8

1.2 工作能力设计的基本方法9

1.3 机械零件的强度设计10

1.3.1 机械零件的静强度设计10

1.3.2 机械零件的疲劳强度设计10

1.3.3 机械零件的接触疲劳强度18

1.4 机械零部件的材料选择19

1.4.1 机械零件的常用材料20

1.4.2 机械零件材料的选择原则20

1.5 机械零部件的标准化21

附录23

习题26

2 机械系统传动零部件的设计29

2.1 传动总论及机械传动方案的设计29

2.1.1 传动系统的功用及主要类型29

2.1.2 机械传动设计的一般原则29

2.1.3 机械传动系统的运动和动力学计算33

2.2 V带传动设计36

2.2.1 V带传动的主要几何尺寸及相关国家标准36

2.2.2 V带传动的工作原理38

2.2.3 单根V带传动的额定功率40

2.2.4 V带传动设计举例42

2.2.5 带传动的张紧装置46

2.3 链传动设计47

2.3.1 传动链与链轮47

2.3.2 链传动的运动特性及其影响48

2.3.3 链传动的设计50

2.3.4 滚子链传动设计举例54

2.3.5 链传动的张紧56

2.4 齿轮传动设计56

2.4.1 齿轮传动的受力分析57

2.4.2 齿轮传动的失效方式及设计准则、常用材料及热处理61

2.4.3 齿轮常用材料及热处理64

2.4.4 齿轮传动的精度66

2.4.5 齿轮传动的疲劳强度设计66

2.4.6 齿轮传动的主要参数选择与设计举例76

2.5 蜗杆传动设计80

2.5.1 蜗杆传动与齿轮传动工作能力设计的主要区别80

2.5.2 蜗杆传动的受力分析82

2.5.3 蜗杆传动的失效形式及常用材料84

2.5.4 蜗杆传动的工作能力设计85

2.5.5 蜗杆传动主要参数的选择与设计举例91

2.6 螺旋传动设计96

2.6.1 螺纹的主要参数96

2.6.2 滑动螺旋副的受力、失效分析及常用材料98

2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计98

2.6.4 滑动螺旋传动设计计算的一般步骤102

习题102

3 机械系统支承零部件设计109

3.1 轴109

3.1.1 轴的分类与材料109

3.1.2 轴的工作能力设计111

3.1.3 提高轴的强度的措施117

3.2 滚动轴承121

3.2.1 滚动轴承的结构和国家标准122

3.2.2 滚动轴承的类型选择126

3.2.3 滚动轴承的受力和失效分析127

3.2.4 滚动轴承的寿命计算128

3.2.5 滚动轴承的静态承载能力计算134

3.3 滑动轴承137

3.3.1 滑动轴承的典型结构137

3.3.2 滑动轴承的轴瓦结构和材料139

3.3.3 非流体润滑滑动轴承的承载能力设计143

3.3.4 流体动压滑动轴承的承载能力设计145

3.3.5 滑动轴承与滚动轴承的性能比较155

习题157

4 机械系统连接零部件的设计162

4.1 螺纹连接162

4.1.1 螺纹连接的类型162

4.1.2 单个螺栓连接的强度计算166

4.1.3 螺纹连接件的材料与许用应力171

4.1.4 螺栓组连接的受力分析与计算173

4.1.5 提高螺纹连接强度的措施177

4.2 轴毂连接181

4.2.1 轴毂连接的主要类型182

4.2.2 键连接的设计186

4.2.3 花键连接的设计189

4.3 联轴器和离合器190

4.3.1 联轴器190

4.3.2 离合器197

习题200

5 弹簧203

5.1 概述203

5.1.1 弹簧的用途203

5.1.2 弹簧的类型203

5.2 弹簧的材料和制造方法204

5.2.1 弹簧的常用材料204

5.2.2 弹簧的制造方法208

5.3 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计208

5.3.1 圆柱螺旋弹簧的基本尺寸208

5.3.2 弹簧的强度209

5.3.3 弹簧的刚度210

5.3.4 弹簧的特性曲线210

5.3.5 弹簧的结构211

5.3.6 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算212

5.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计218

5.4.1 圆柱螺旋扭转弹簧的强度和刚度218

5.4.2 圆柱螺旋扭转弹簧的结构218

5.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算219

5.5 其他弹簧简介220

5.5.1 碟形弹簧220

5.5.2 平面涡卷弹簧220

5.5.3 橡胶弹簧221

5.5.4 空气弹簧222

习题223

 下篇 机械系统的结构设计

6 机械系统结构设计的基本知识227

6.1 概述227

6.2 制造工艺性229

6.2.1 毛坯的成形方法229

6.2.2 零件的成形方法229

6.2.3 工艺流程229

6.3 装配工艺性233

习题236

7 机械系统的装配结构设计237

7.1 轴系结构设计237

7.1.1 轴的结构设计237

7.1.2 轮体的结构设计243

7.1.3 轴系的结构设计247

7.2 螺纹连接的组合设计257

7.2.1 螺纹连接件的布局257

7.2.2 结构空间的合理性258

7.2.3 螺纹连接的防松和装配要求260

7.3 机械系统的精度设计262

习题264

8 机械系统的功能结构设计268

8.1 润滑系统设计268

8.1.1 常用润滑剂268

8.1.2 常用润滑方式和润滑装置介绍271

8.1.3 典型零件的润滑方式选择273

8.2 密封结构设计277

8.2.1 静密封结构277

8.2.2 动密封结构278

习题280

9 机械系统结构方案的创新设计281

9.1 机械系统结构方案的变异设计281

9.1.1 工作表面的变异281

9.1.2 连接的变异283

9.1.3 支承的变异286

9.1.4 材料的变异288

9.2 提高机械系统性能的结构设计289

9.2.1 有利于提高强度的结构设计290

9.2.2 有利于提高刚度的结构设计292

9.2.3 有利于提高精度的结构设计294

9.2.4 有利于提高工艺性的结构设计297

9.3 机械系统的宜人化设计300

9.3.1 适合人的生理特征的结构设计300

9.3.2 适合人的心理特征的结构设计302

9.4 新型机械结构设计305

9.4.1 柔性(弹性)结构设计305

9.4.2 快速连接结构设计307

9.4.3 组合结构设计308

习题310

10 机械系统设计实例313

10.1 高杆灯提升装置设计313

10.2 硬币自动计数、包卷机设计317 

参考文献320