本書(shū)是根據(jù)教育部高等學(xué)校機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)最新制定的“機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求”的精神，結(jié)合近年來(lái)教學(xué)改革實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成的，適用于高等學(xué)校機(jī)械類各專業(yè)本科的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)。
全書(shū)除緒論外，分上、下篇。上篇為機(jī)械系統(tǒng)零部件的工作能力設(shè)計(jì)，主要介紹機(jī)械系統(tǒng)零部件工作能力的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，包括機(jī)械零部件設(shè)計(jì)概述、機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)支承零部件設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)連接零部件的設(shè)計(jì)、彈簧；下篇為機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要介紹機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題和一般規(guī)律，包括機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、機(jī)械系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例。
本書(shū)也可供機(jī)械工程領(lǐng)域的研究生和有關(guān)科研、工程設(shè)計(jì)人員參考。
本書(shū)是根據(jù)教育部高等學(xué)校機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)最新制定的“機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求”的精神，結(jié)合近年來(lái)教學(xué)改革實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成的，適用于高等學(xué)校機(jī)械類各專業(yè)本科的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)。
為了適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)對(duì)科技人才的需求，教育部組織實(shí)施了“面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”，其中，機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程是改革計(jì)劃的重要組成部分，其改革的總體目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。機(jī)械設(shè)計(jì)課程作為高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的全局中，承擔(dān)著學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)任務(wù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程體系中占有十分重要的地位。隨著機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)逐漸向高速化、高效化、精密化和智能化方向發(fā)展，從系列課程體系和內(nèi)容改革的總體目標(biāo)出發(fā)，許多現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)教材的結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)容已越來(lái)越不能適應(yīng)科技的發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求。21世紀(jì)是一個(gè)以世界性的激烈的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)為特色的世紀(jì)，有人說(shuō)“21世紀(jì)將是設(shè)計(jì)的世紀(jì)”，正是指的這樣的時(shí)代特點(diǎn)。為了使學(xué)生在未來(lái)的工作中能夠設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良、在國(guó)際市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，必須從機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程體系和內(nèi)容改革的總體目標(biāo)出發(fā)，改革現(xiàn)有教材的體系和內(nèi)容。本書(shū)就是為了適應(yīng)這一需要而編寫(xiě)的。
本書(shū)是在總結(jié)清華大學(xué)多年來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革、教學(xué)研究和教學(xué)實(shí)踐成果的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的。其主要特點(diǎn)如下：
(1) 從機(jī)械設(shè)計(jì)課程在機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程總體框架中所處的地位出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生具有初步的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，舍棄了傳統(tǒng)的以機(jī)械零部件工作能力設(shè)計(jì)為主線的課程體系，建立了“以設(shè)計(jì)為主線，分析為設(shè)計(jì)服務(wù)，落腳點(diǎn)是機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”的新體系。根據(jù)這一新體系，對(duì)現(xiàn)有教材內(nèi)容進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性調(diào)整、重組和更新。重組后的教材內(nèi)容除緒論外，分上、下篇。上篇為機(jī)械系統(tǒng)零部件的工作能力設(shè)計(jì)，主要介紹機(jī)械系統(tǒng)零部件工作能力的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，按照機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)零部件設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)支承零部件設(shè)計(jì)和機(jī)械系統(tǒng)連接零部件設(shè)計(jì)的體系進(jìn)行編寫(xiě)；下篇為機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要介紹機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題和一般規(guī)律，按照機(jī)械系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)械系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體系編寫(xiě)。通過(guò)這一新體系，力求達(dá)到使學(xué)生初步具有機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力的教學(xué)目標(biāo)。
(2) 為了加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，教材中及時(shí)總結(jié)科研成果，引入了若干科研和工程設(shè)計(jì)案例，使課程內(nèi)容跟上現(xiàn)代科技發(fā)展的步伐。
(3) 在下篇“機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”中，增加了“機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)”和“機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例”兩章，內(nèi)容上的更新，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，提高學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
參加本書(shū)編寫(xiě)的有： 劉向鋒（緒論、第4章、第6章、第7章），劉瑩（第1章部分、第2章），高志（第1章部分、第5章、第9章、第10章），肖麗英（第3章、第8章）。全書(shū)由劉向鋒擔(dān)任主編，負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿、修改和定稿。
衷心感謝清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系學(xué)術(shù)委員會(huì)和本書(shū)的責(zé)任編輯。他們以全力支持教學(xué)改革為己任，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程的改革和本教材的編寫(xiě)過(guò)程中，給予了熱情的關(guān)注和大力支持。
作為清華大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程負(fù)責(zé)人，申永勝教授也在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中給予了熱情的關(guān)注和指導(dǎo)，在此表示誠(chéng)摯的謝意。
限于編者的水平和時(shí)間倉(cāng)促，誤漏欠妥之處在所難免，敬請(qǐng)廣大學(xué)界同仁和讀者批評(píng)指正。
0 緒論1
0.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的任務(wù)、要求和一般程序1
0.2 機(jī)械設(shè)計(jì)課程的性質(zhì)和任務(wù)2
0.3 機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容3
0.4 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的方法4
上篇 機(jī)械系統(tǒng)零部件的工作能力設(shè)計(jì)
1 機(jī)械零部件設(shè)計(jì)概述7
1.1 機(jī)械零部件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求7
1.1.1 工作能力要求7
1.1.2 工藝性要求8
1.1.3 經(jīng)濟(jì)性要求8
1.2 工作能力設(shè)計(jì)的基本方法9
1.3 機(jī)械零件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)10
1.3.1 機(jī)械零件的靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)10
1.3.2 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)10
1.3.3 機(jī)械零件的接觸疲勞強(qiáng)度18
1.4 機(jī)械零部件的材料選擇19
1.4.1 機(jī)械零件的常用材料20
1.4.2 機(jī)械零件材料的選擇原則20
1.5 機(jī)械零部件的標(biāo)準(zhǔn)化21
附錄23
習(xí)題26
2 機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)29
2.1 傳動(dòng)總論及機(jī)械傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)29
2.1.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的功用及主要類型29
2.1.2 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)的一般原則29
2.1.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算33
2.2 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)36
2.2.1 V帶傳動(dòng)的主要幾何尺寸及相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)36
2.2.2 V帶傳動(dòng)的工作原理38
2.2.3 單根V帶傳動(dòng)的額定功率40
2.2.4 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)舉例42
2.2.5 帶傳動(dòng)的張緊裝置46
2.3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)47
2.3.1 傳動(dòng)鏈與鏈輪47
2.3.2 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性及其影響48
2.3.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)50
2.3.4 滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)舉例54
2.3.5 鏈傳動(dòng)的張緊56
2.4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)56
2.4.1 齒輪傳動(dòng)的受力分析57
2.4.2 齒輪傳動(dòng)的失效方式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、常用材料及熱處理61
2.4.3 齒輪常用材料及熱處理64
2.4.4 齒輪傳動(dòng)的精度66
2.4.5 齒輪傳動(dòng)的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)66
2.4.6 齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)舉例76
2.5 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)80
2.5.1 蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)工作能力設(shè)計(jì)的主要區(qū)別80
2.5.2 蝸桿傳動(dòng)的受力分析82
2.5.3 蝸桿傳動(dòng)的失效形式及常用材料84
2.5.4 蝸桿傳動(dòng)的工作能力設(shè)計(jì)85
2.5.5 蝸桿傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)舉例91
2.6 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)96
2.6.1 螺紋的主要參數(shù)96
2.6.2 滑動(dòng)螺旋副的受力、失效分析及常用材料98
2.6.3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的工作能力設(shè)計(jì)98
2.6.4 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟102
習(xí)題102
3 機(jī)械系統(tǒng)支承零部件設(shè)計(jì)109
3.1 軸109
3.1.1 軸的分類與材料109
3.1.2 軸的工作能力設(shè)計(jì)111
3.1.3 提高軸的強(qiáng)度的措施117
3.2 滾動(dòng)軸承121
3.2.1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)122
3.2.2 滾動(dòng)軸承的類型選擇126
3.2.3 滾動(dòng)軸承的受力和失效分析127
3.2.4 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算128
3.2.5 滾動(dòng)軸承的靜態(tài)承載能力計(jì)算134
3.3 滑動(dòng)軸承137
3.3.1 滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)137
3.3.2 滑動(dòng)軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)和材料139
3.3.3 非流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的承載能力設(shè)計(jì)143
3.3.4 流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的承載能力設(shè)計(jì)145
3.3.5 滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承的性能比較155
習(xí)題157
4 機(jī)械系統(tǒng)連接零部件的設(shè)計(jì)162
4.1 螺紋連接162
4.1.1 螺紋連接的類型162
4.1.2 單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算166
4.1.3 螺紋連接件的材料與許用應(yīng)力171
4.1.4 螺栓組連接的受力分析與計(jì)算173
4.1.5 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施177
4.2 軸轂連接181
4.2.1 軸轂連接的主要類型182
4.2.2 鍵連接的設(shè)計(jì)186
4.2.3 花鍵連接的設(shè)計(jì)189
4.3 聯(lián)軸器和離合器190
4.3.1 聯(lián)軸器190
4.3.2 離合器197
習(xí)題200
5 彈簧203
5.1 概述203
5.1.1 彈簧的用途203
5.1.2 彈簧的類型203
5.2 彈簧的材料和制造方法204
5.2.1 彈簧的常用材料204
5.2.2 彈簧的制造方法208
5.3 圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧的設(shè)計(jì)208
5.3.1 圓柱螺旋彈簧的基本尺寸208
5.3.2 彈簧的強(qiáng)度209
5.3.3 彈簧的剛度210
5.3.4 彈簧的特性曲線210
5.3.5 彈簧的結(jié)構(gòu)211
5.3.6 圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算212
5.4 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)218
5.4.1 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的強(qiáng)度和剛度218
5.4.2 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)218
5.4.3 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算219
5.5 其他彈簧簡(jiǎn)介220
5.5.1 碟形彈簧220
5.5.2 平面渦卷彈簧220
5.5.3 橡膠彈簧221
5.5.4 空氣彈簧222
習(xí)題223
下篇 機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6 機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)227
6.1 概述227
6.2 制造工藝性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 工藝流程229
6.3 裝配工藝性233
習(xí)題236
7 機(jī)械系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)237
7.1 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)237
7.1.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)237
7.1.2 輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)243
7.1.3 軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)247
7.2 螺紋連接的組合設(shè)計(jì)257
7.2.1 螺紋連接件的布局257
7.2.2 結(jié)構(gòu)空間的合理性258
7.2.3 螺紋連接的防松和裝配要求260
7.3 機(jī)械系統(tǒng)的精度設(shè)計(jì)262
習(xí)題264
8 機(jī)械系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)268
8.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)268
8.1.1 常用潤(rùn)滑劑268
8.1.2 常用潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑裝置介紹271
8.1.3 典型零件的潤(rùn)滑方式選擇273
8.2 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)277
8.2.1 靜密封結(jié)構(gòu)277
8.2.2 動(dòng)密封結(jié)構(gòu)278
習(xí)題280
9 機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)281
9.1 機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì)281
9.1.1 工作表面的變異281
9.1.2 連接的變異283
9.1.3 支承的變異286
9.1.4 材料的變異288
9.2 提高機(jī)械系統(tǒng)性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)289
9.2.1 有利于提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)290
9.2.2 有利于提高剛度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)292
9.2.3 有利于提高精度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)294
9.2.4 有利于提高工藝性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)297
9.3 機(jī)械系統(tǒng)的宜人化設(shè)計(jì)300
9.3.1 適合人的生理特征的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)300
9.3.2 適合人的心理特征的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)302
9.4 新型機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)305
9.4.1 柔性(彈性)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)305
9.4.2 快速連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)307
9.4.3 組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)308
習(xí)題310
10 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例313
10.1 高桿燈提升裝置設(shè)計(jì)313
10.2 硬幣自動(dòng)計(jì)數(shù)、包卷機(jī)設(shè)計(jì)317
參考文獻(xiàn)320
書(shū)單推薦
