前 言
第1章 緒論 1
1. 1 引言 1
1. 2 機械設計的一般方法及機械零件的設計準則 1
1. 2. 1 機械設計的一般方法 1
1. 2. 2 機械零件的設計準則 2
1. 3 常用機械零部件選材的一般原則 5
1. 3. 1 材料的使用性能 5
1. 3. 2 材料的工藝性能 5
1. 3. 3 材料的經(jīng)濟性能 8
1. 4 改善材料切削加工的途徑 8
1. 4. 1 通過熱處理改變材料的組織和力學性能 8
1. 4. 2 選用合適的刀具､切削參數(shù)和工藝 9
1. 5 材料選擇與應用是機械設計行業(yè)的基礎 9
第2章 機械設計常用材料簡介 10
2. 1 黑色金屬 10
2. 1. 1 鑄鐵 10
2. 1. 2 碳素鋼 20
2. 1. 3 合金鋼 26
2. 1. 4 特殊用途鋼 27
2. 2 有色金屬 35
2. 2. 1 銅和銅合金 36
2. 2. 2 鋁和鋁合金 41
2. 2. 3 鎂和鎂合金 52
2. 2. 4 鈦和鈦合金 56
2. 3 非金屬材料 59
2. 3. 1 塑料 59
2. 3. 2 橡膠 60
第3章 常用連接零件設計及材料選擇分析 66
3. 1 螺紋連接的基本類型 66
3. 2 螺紋連接的擰緊與防松 67
3. 2. 1 擰緊目的及預緊力F′ 67
3. 2. 2 擰緊力矩Tt的計算 68
3. 2. 3 螺紋連接的防松 69
3. 3 螺栓組連接的受力分析 71
3. 3. 1 螺栓組連接受軸向載荷FQ 71
3. 3. 2 螺栓組連接受橫向載荷FR 72
3. 3. 3 螺栓組連接受扭矩T 作用 72
3. 3. 4 螺栓組連接受翻倒力矩M 作用 73
3. 3. 5 螺栓組連接的受力分析 73
3. 4 螺栓連接的強度計算 74
3. 4. 1 受拉螺栓 74
3. 4. 2 受剪螺栓 77
3. 5 提高螺栓連接強度的措施 78
3. 5. 1 改善螺紋牙間載荷分布不均狀況 78
3. 5. 2 減小應力幅 79
3. 5. 3 減小應力集中 80
3. 5. 4 減小附加應力 80
3. 5. 5 采用合理的制造工藝 80
3. 6 螺紋連接件及材料選擇分析 81
3. 6. 1 常用標準螺紋連接件簡介 81
3. 6. 2 螺紋緊固件的常用材料分析 82
3. 6. 3 常用螺紋緊固件的材料及熱處理要求 83
第4章 螺旋傳動設計及材料選擇分析 85
4. 1 螺旋傳動的用途和分類 85
4. 2 滑動螺旋傳動的設計計算 86
4. 2. 1 滑動螺旋的結構 86
4. 2. 2 滑動螺旋的材料 87
4. 2. 3 滑動螺旋的設計方法 87
4. 3 滑動螺旋傳動設計實例及材料選擇分析 90
4. 3. 1 設計實例 90
4. 3. 2 設計實例詳解及選材分析 90
第5章 帶傳動設計概述及材料選擇分析 98
5. 1 帶傳動概述 98
5. 2 帶傳動的工作原理 98
5. 3 帶傳動的受力分析 99
5. 4 帶傳動的應力分析 100
5. 5 帶傳動的彈性滑動及打滑 101
5. 6 帶傳動的失效形式及設計準則 101
5. 7 V 帶傳動設計實例 103
5. 8 V 帶帶輪結構設計及工作圖 109
5. 8. 1 V 帶輪的結構設計 109
5. 8. 2 V 帶輪零件工作圖 110
5. 9 帶傳動材料選擇與分析 111
5. 9. 1 V 帶輪材料選擇與分析 111
5. 9. 2 V 帶的結構及選材分析 112
5. 9. 3 平帶材料的選擇及分析 113
5. 9. 4 同步帶材料的選擇及分析 114
第6章 齒輪傳動設計概述及材料選擇分析 115
6. 1 齒輪傳動類型和特點 115
6. 1. 1 齒輪傳動的分類 115
6. 1. 2 齒輪傳動的主要特點 116
6. 2 齒輪傳動的失效形式及設計準則 116
6. 2. 1 齒輪傳動的失效形式 116
6. 2. 2 齒輪傳動的設計準則 117
6. 3 齒輪傳動的受力分析 117
6. 3. 1 直齒圓柱齒輪傳動的受力分析 117
6. 3. 2 斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析 118
6. 3. 3 直齒錐齒輪傳動的受力分析 118
6. 4 圓柱齒輪傳動的強度計算 119
6. 4. 1 圓柱齒輪傳動強度概述 119
6. 4. 2 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 120
6. 4. 3 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 126
6. 4. 4 圓柱齒輪傳動的強度匯總 128
6. 5 直齒圓柱齒輪傳動設計實例及選材分析 130
6. 6 圓柱齒輪傳動的結構設計 134
6. 6. 1 圓柱齒輪結構設計方法概述 134
6. 6. 2 小圓柱齒輪結構設計 135
6. 6. 3 大圓柱齒輪結構設計 135
6. 7 齒輪零件工作圖繪制詳解 136
6. 8 齒輪材料的選擇及分析 140
6. 8. 1 常用齒輪材料及分析 140
6. 8. 2 齒輪材料的選擇原則及實例 141
6. 8. 3 齒輪設計實例及材料選擇分析 142
第7章 蝸桿傳動 144
7. 1 概述 144
7. 1. 1 蝸桿傳動的特點 144
7. 1. 2 蝸桿傳動的類型 144
7. 2 蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何計算 145
7. 2. 1 主要參數(shù) 145
7. 2. 2 幾何計算 148
7. 3 蝸桿傳動的失效形式及設計準則 150
7. 3. 1 蝸桿傳動的失效形式 150
7. 3. 2 蝸桿傳動的設計準則 150
7. 4 蝸桿傳動的受力分析 150
7. 5 蝸桿傳動的強度計算 151
7. 5. 1 蝸輪齒面接觸疲勞強度 151
7. 5. 2 蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算 152
7. 5. 3 蝸桿軸的剛度計算 154
7. 5. 4 蝸桿傳動的熱平衡計算 154
7. 5. 5 閉式蝸桿傳動設計流程框圖 155
7. 6 蝸桿傳動設計實例及選材分析 156
7. 7 蝸桿蝸輪的結構設計及零件工作圖 159
7. 7. 1 蝸桿的結構分析 159
7. 7. 2 蝸輪的結構設計 161
7. 7. 3 蝸桿和蝸輪零件工作圖繪制 163
7. 8 蝸桿傳動的材料選擇及分析 166
7. 8. 1 蝸桿的材料選擇及分析 166
7. 8. 2 蝸輪的材料選擇及分析 167
第8章 鏈傳動 169
8. 1 鏈傳動概述 169
8. 1. 1 鏈傳動的特點及應用 169
8. 1. 2 鏈傳動的分類 169
8. 1. 3 滾子鏈的基本參數(shù)和表示方法 170
8. 2 鏈傳動的運動特性 171
8. 2. 1 鏈傳動運動的不均勻性 171
8. 2. 2 鏈傳動的動載荷 174
8. 3 套筒滾子鏈傳動設計 175
8. 3. 1 鏈傳動的失效形式 175
8. 3. 2 設計準則 176
8. 3. 3 套筒滾子鏈傳動設計流程框圖 176
8. 4 套筒滾子鏈設計實例 177
8. 4. 1 套筒滾子鏈設計計算實例 177
8. 4. 2 套筒滾子鏈零件工作圖示例 181
8. 5 鏈傳動結構及選材分析 182
8. 5. 1 套筒滾子鏈條的結構 182
8. 5. 2 鏈條的材料及分析 182
8. 5. 3 鏈輪的結構及選材分析 183
第9章 軸 188
9. 1 軸的用途及類型 188
9. 2 軸的結構設計 189
9. 2. 1 零件在軸上的軸向固定 190
9. 2. 2 零件在軸上的周向固定 191
9. 2. 3 軸的結構工藝性 192
9. 2. 4 提高軸的疲勞強度 193
9. 3 軸的強度計算方法 193
9. 3. 1 按許用切應力計算 193
9. 3. 2 按許用彎曲應力(當量彎矩法)計算 194
9. 3. 3 安全系數(shù)法校核軸的疲勞強度 195
9. 3. 4 轉軸設計步驟流程圖 197
9. 4 軸的材料選擇及分析 198
9. 4. 1 軸的材料選擇原則 198
9. 4. 2 軸的常用材料及其力學性能 198
9. 4. 3 軸的材料選擇實例及分析 199
第10章 滾動軸承設計概述及材料選擇分析 202
10. 1 滾動軸承的類型及選擇 202
10. 1. 1 滾動軸承的類型 202
10. 1. 2 滾動軸承的類型選擇原則 203
10. 2 滾動軸承的代號 204
10. 3 滾動軸承的失效形式及設計準則 206
10. 3. 1 滾動軸承的失效形式 206
10. 3. 2 滾動軸承的設計準則 207
10. 4 滾動軸承的壽命計算 208
10. 5 滾動軸承的組合設計 212
10. 5. 1 滾動軸承在軸上的固定方式 212
10. 5. 2 滾動軸承的配合 214
10. 5. 3 滾動軸承的潤滑與密封 214
10. 6 滾動軸承的材料選擇及分析 216
10. 6. 1 滾動軸承材料應滿足的要求 216
10. 6. 2 滾動軸承常用材料及分析 217
第11章 滑動軸承 221
11. 1 滑動軸承的分類及應用 221
11. 1. 1 滑動軸承的分類 221
11. 1. 2 滑動軸承的特點 222
11. 1. 3 滑動軸承的應用 222
11. 2 不完全流體潤滑滑動軸承的設計計算 223
11. 2. 1 徑向滑動軸承的設計計算 223
11. 2. 2 推力軸承 225
11. 3 流體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算 226
11. 3. 1 設計計算 226
11. 3. 2 參數(shù)選擇 229
11. 4 滑動軸承的結構設計 232
11. 4. 1 徑向滑動軸承的結構 232
11. 4. 2 推力滑動軸承的結構 234
11. 4. 3 軸瓦 234
11. 4. 4 滑動軸承的潤滑裝置 237
11. 5 滑動軸承的材料選擇及分析 239
11. 5. 1 滑動軸承的失效形式 239
11. 5. 2 對滑動軸承材料的要求 240
11. 5. 3 滑動軸承常用材料及分析 241
第12章 聯(lián)軸器設計概述及材料選擇分析 243
12. 1 常用聯(lián)軸器簡介 243
12. 1. 1 聯(lián)軸器的分類 243
12. 1. 2 聯(lián)軸器的應用 243
12. 2 常用聯(lián)軸器的選擇計算與材料分析 244
12. 2. 1 聯(lián)軸器的類型選擇原則 244
12. 2. 2 聯(lián)軸器的計算方法簡介 245
12. 3 典型聯(lián)軸器計算實例及材料分析 247
12. 3. 1 彈性套柱銷聯(lián)軸器 247
12. 3. 2 彈性柱銷聯(lián)軸器 251
12. 3. 3 鼓形齒式聯(lián)軸器 254
12. 3. 4 滾子鏈聯(lián)軸器 259
12. 3. 5 梅花形彈性聯(lián)軸器 264
第13章 離合器 267
13. 1 離合器簡介 267
13. 1. 1 離合器的分類及應用 267
13. 1. 2 離合器的選擇 268
13. 2 常用離合器的計算方法 268
13. 2. 1 一般性的選擇計算 268
13. 2. 2 摩擦式離合器溫升計算 269
13. 2. 3 摩擦離合器磨損驗算 270
13. 3 典型離合器計算實例及材料分析 270
13. 3. 1 油式多盤摩擦離合器 270
13. 3. 2 牙嵌式離合器 275
第14章 制動器 279
14. 1 制動器的分類特點及應用 279
14. 2 制動器的選擇計算及設計實例 280
14. 2. 1 制動器類型選擇參考原則 280
14. 2. 2 制動器的設計與計算方法 281
14. 2. 3 制動器的設計計算實例 283
14. 3 摩擦制動器的材料選擇及分析 285
14. 3. 1 帶式摩擦制動器的分類 285
14. 3. 2 帶式摩擦制動器的結構和工作情況分析 286
14. 3. 3 制動帶的材料組成及分析 287
14. 3. 4 常用制動器摩擦材料簡介 291
第15章 彈簧設計概述及材料選擇分析 293
15. 1 彈簧概述 293
15. 1. 1 彈簧的功能 293
15. 1. 2 彈簧的類型､特點及應用 293
15. 2 常用彈簧材料及性能 295
15. 2. 1 常用彈簧材料 295
15. 2. 2 常用彈簧的分類及性能 296
15. 3 圓柱壓縮螺旋彈簧的設計計算 301
15. 3. 1 圓柱螺旋彈簧的參數(shù)及許用應力 301
15. 3. 2 基本計算公式 306
15. 3. 3 自振頻率 307
15. 3. 4 彈簧的特性和變形 307
15. 3. 5 彈簧的端部結構型式､參數(shù)及計算公式 308
15. 3. 6 彈簧的強度和穩(wěn)定性校核 310
15. 4 典型壓縮螺旋彈簧設計實例及彈簧工作圖 311
15. 4. 1 典型壓縮螺旋彈簧設計實例 311
15. 4. 2 彈簧工作圖和設計計算數(shù)據(jù) 315
15. 5 其他類型彈簧設計簡介 315
15. 5. 1 碟形彈簧 315
15. 5. 2 空氣彈簧 318
15. 5. 3 片彈簧 318
15. 6 常用彈簧材料選擇及分析 319
15. 6. 1 對彈簧材料的性能要求 319
15. 6. 2 常用彈簧材料及分析 321
15. 6. 3 彈簧材料的選擇 324
參考文獻 326