《機械設(shè)計(第4版)》第四版是根據(jù)國家教委高教司批準(zhǔn)印發(fā)的高等學(xué)校工科本科《機械設(shè)計課程教學(xué)基本》(機械類專業(yè)適用,1995年修訂版)的精神修訂的。本版更新了部分內(nèi)容,例如漸開線圓柱齒輪、錐齒輪承載能力計算方法,滾動軸承的代號和表示方法,動載荷和靜載荷計算,窄V帶傳動等。在拓寬知識面、加強歸納和綜合等方面也適當(dāng)增加了一些內(nèi)容。
全書分5篇共21章。第1章總論,第2篇聯(lián)接,第3篇傳動,第4篇軸、軸承、聯(lián)軸器,第5篇其他零件。
《機械設(shè)計(第4版)》可作為高等學(xué)校機械類專業(yè)機械設(shè)計課程的教材,也可供有關(guān)專業(yè)師生和工程技術(shù)人員參考。
本書第四版是根據(jù)國家教委高教司批準(zhǔn)印發(fā)的高等學(xué)校工科本科《機械設(shè)計課程教學(xué)基本要求》(機械類專業(yè)適用,1995年修訂版)的精神修訂的。
從1989年本書第三版發(fā)行以來,已有不少機械零件的國家標(biāo)準(zhǔn)重新修訂,新修訂的標(biāo)準(zhǔn)更向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。新產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和出口產(chǎn)品優(yōu)先采用國際標(biāo)準(zhǔn)是我國既定的科學(xué)技術(shù)政策。為了適應(yīng)當(dāng)前市場發(fā)展的需要,也為了滿足教育改革的需要,有必要對本書再次修訂。
本次修訂著重在更新內(nèi)容方面,計有:漸開線圓柱齒輪、錐齒輪承載能力計算方法,滾動軸承的代號和表示方法、額定動載荷和額定壽命、額定靜載荷,V帶、窄V帶和同步帶傳動,花鍵聯(lián)接等等。乘此次修訂機會,液體動力潤滑徑向軸承的計算直接引用了ISO提供的方法(因尚無國標(biāo))。蝸桿傳動承載能力計算和液體動力潤滑推力軸承計算也相應(yīng)作了變更。有必要指出,教材有其自身的特點和要求,既要便于教,也要便于學(xué),所以書中的有些公式、圖、表的表達方式是經(jīng)過適當(dāng)歸納、簡化和整理的。在有關(guān)章中已作了說明。
在開闊視野、拓寬知識面、加強綜合等方面又在前一版的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加了一些內(nèi)容,希望能對讀者擴展思路有所幫助。
第四版序
第一版序
基本符號表
第1篇 總論
第1章 機械設(shè)計概論
1.1 課程性質(zhì)和任務(wù)
1.2 設(shè)計機器的基本原則和設(shè)計程序
1.2.1 設(shè)計機器時應(yīng)滿足的要求
1.2.2 設(shè)計方法
1.2.3 設(shè)計程序
1.2.4 技術(shù)經(jīng)濟評價
1.3 機械零件設(shè)計概述
1.3.1 設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的要求
1.3.2 設(shè)計步驟
1.3.3 設(shè)計計算和校核計算
1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化
1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.5 設(shè)計的檢查
1.6 設(shè)計人員的素質(zhì)
1.7 機械設(shè)計的新發(fā)展
第2章 機械零件的工作能力和計算準(zhǔn)則
2.1 載荷和應(yīng)力的分類
2.1.1 載荷分類
2.1.2 應(yīng)力分類
2.2 機械零件的強度
2.2.1 兩種判斷零件強度的方法
2.2.2 靜應(yīng)力強度
2.2.3 變應(yīng)力強度
2.2.4 許用安全系數(shù)
2.2.5 提高機械零件強度的措施
2.3 機械零件的表面強度
2.3.1 表面接觸強度
2.3.2 提高表面接觸強度的主要措施
2.3.3 表面擠壓強度
2.3.4 表面磨損強度
2.3.5 提高表面磨損強度的主要措施
2.4 機械零件的剛度
2.4.1 剛度的影響
2.4.2 剛度計算概述
2.4.3 影響剮度的因素及其改進措施
2.5 機械零件的沖擊強度
2.5.1 沖擊強度和沖擊變形計算
2.5.2 提高機械零件沖擊強度和緩沖能力的措施
2.6 溫度對機械零件工作能力的影響
2.6.1 溫度對摩擦磨損過程的影響
2.6.2 溫度對材料膨脹和收縮的影響
2.6.3 溫度對材料力學(xué)性能的影響
2.7 機械零件的振動穩(wěn)定性
2.7.1 振動穩(wěn)定性
2.7.2 振動穩(wěn)定性計算概述
2.7.3 減輕振動的措施
2.8 機械零件的可靠性
2.8.1 可靠性概念
2.8.2 機械零件的可靠性計算
2.8.3 串聯(lián)系統(tǒng)可靠度
2.8.4 提高機械零件可靠性的措施
第3章 機械零件的疲勞強度
3.1 疲勞斷裂特征
3.2 疲勞曲線和疲勞極限應(yīng)力圖
3.2.1 疲勞曲線
3.2.2 疲勞極限應(yīng)力圖
3.3 影響機械零件疲勞強度的主要因素
3.3.1 應(yīng)力集中的影響
3.3.2 尺寸的影響
3.3.3 表面狀態(tài)的影響
3.3.4 綜合影響系數(shù)
3.4 許用疲勞極限應(yīng)力圖
3.4.1 穩(wěn)定變應(yīng)力和非穩(wěn)定變應(yīng)力
3.4.2 許用疲勞極限應(yīng)力圖
3.4.3 工作應(yīng)力增長規(guī)律
3.5 穩(wěn)定變應(yīng)力時安全系數(shù)的計算
3.5.1 單向應(yīng)力狀態(tài)時的安全系數(shù)
3.5.2 復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)時的安全系數(shù)
3.5.3 許用安全系數(shù)
3.6 規(guī)律性非穩(wěn)定變應(yīng)力時機械零件的疲勞強度
3.6.1 疲勞損傷積累假說
3.6.2 等效穩(wěn)定變應(yīng)力和壽命系數(shù)
3.6.3 規(guī)律性非穩(wěn)定變應(yīng)力時安全系數(shù)的計算步驟
3.7 低周循環(huán)疲勞概述
3.8 疲勞裂紋壽命概述
第4章 摩擦、磨損、潤滑
4.1 摩擦的種類及其基本性質(zhì)
4.2 干摩擦
4.3 邊界摩擦潤滑
4.4 磨損
4.4.1 粘著磨損
4.4.2 表面疲勞磨損
4.4.3 磨粒磨損
4.4.4 腐蝕磨損
4.5 流體摩擦潤滑
4.5.1 流體動力潤滑
4.5.2 彈性流體動力潤滑
4.5.3 流體靜力潤滑
4.6 膜厚比與潤滑狀態(tài)
4.7 潤滑劑、添加劑
4.7.1 潤滑劑種類
4.7.2 潤滑劑性質(zhì)
4.7.3 添加劑
4.7.4 潤滑劑的選擇
4.8 潤滑油粘度
4.8.1 粘度的單位
4.8.2 粘度單位換算
4.8.3 粘度等級
4.8.4 溫度和壓力對粘度的影響
4.8.5 配油計算
4.9 工業(yè)用潤滑油和潤滑脂簡介
4.9.1 工業(yè)用潤滑油
4.9.2 潤滑脂
附錄工業(yè)用潤滑油新舊粘度牌號對照
第5章 機械常用材料和制造工藝性
5.1 機械常用材料
5.2 金屬材料的力學(xué)、加工和使用性能
5.2.1 應(yīng)力極限
5.2.2 彈性模量E
5.2.3 延展性
5.2.4 沖擊韌度口K
5.2.5 彈性能Ee和韌性能E1
5.2.6 硬度
5.2.7 加工性能
5.2.8 使用性能
5.3 影響鋼材力學(xué)性能的主要因素
5.3.1 含碳量的影響
5.3.2 合金元素的影響
5.3.3 溫度的影響
5.3.4 熱處理工藝的影響
5.4 材料的選用原則
5.4.1 使用要求
5.4.2 工藝要求
5.4.3 經(jīng)濟要求
5.5 毛坯的選擇
5.6 公差與配合的選擇
5.7 表面粗糙度的選擇
5.7.1 表面粗糙度的選擇原則
5.7.2 表面粗糙度和尺寸公差的關(guān)系
5.8 機械零件的制造工藝性
第2篇 聯(lián)接
第6章 螺紋聯(lián)接
6.1 螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度
6.1.1 主要類型
6.1.2 螺紋緊固件的性能等級和材料
6.1.3 螺紋公差和精度
6.2 螺栓聯(lián)接的擰緊和防松
6.2.1 螺栓聯(lián)接的擰緊
6.2.2 螺紋聯(lián)接的防松
6.3 單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算
6.3.1 受拉螺栓聯(lián)接
6.3.2 受剪螺栓聯(lián)接
6.3.3 許用應(yīng)力
6.4 螺栓組聯(lián)接的受力分析
6.4.1 受軸向力F的螺栓組聯(lián)接
6.4.2 受橫向F的螺栓組聯(lián)接
6.4.3 受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組聯(lián)接
6.4.4 受翻轉(zhuǎn)力矩M的螺栓組聯(lián)接
6.5 提高螺栓聯(lián)接強度的措施
6.5.1 均勻螺紋牙受力分配
6.5.2 減小附加應(yīng)力
6.5.3 減輕應(yīng)力集中
6.5.4 降低應(yīng)力幅
6.5.5 選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)緊力并保持不減退
6.5.6 改善制造工藝
6.6 螺旋傳動
6.6.1 滑動螺旋傳動
6.6.2 滾動螺旋傳動簡介
6.6.3 靜壓螺旋傳動簡介
第7章 鍵、花鍵、銷、成形聯(lián)接
7.1 鍵聯(lián)接
7.1.1 鍵聯(lián)接的分類和構(gòu)造
7.1.2 平鍵聯(lián)接和半圓鍵聯(lián)接的計算
7.2 花鍵聯(lián)接
7.2.1 花鍵聯(lián)接的分類和構(gòu)造
7.2.2 花鍵聯(lián)接的計算
7.3 銷聯(lián)接
7.4 成形聯(lián)接
第8章 過盈聯(lián)接
8.1 圓柱面過盈聯(lián)接
8.1.1 傳遞載荷所需要的最小壓強
8.1.2 傳遞載荷所需要的最小過盈
8.1.3 被聯(lián)接件的應(yīng)力及強度計算
8.1.4 裝拆壓力
8.1.5 裝配溫度。
8.1.6 提高過盈聯(lián)接承載能力的措施
8.2 圓錐面過盈聯(lián)接
8.3 彈性環(huán)聯(lián)接
第9章 鉚接、焊接、膠接
9.1 鉚接
9.1.1 鉚接的應(yīng)用
9.1.2 鉚縫
9.1.3 鉚接的工作原理
9.1.4 鉚縫的強度計算
9.1.5 鉚縫的等強度條件
9.1.6 鉚縫的強度系數(shù)
9.2 焊接
9.2.1 焊縫的式樣
9.2.2 焊縫的強度計算
9.2.3 焊接材料和許用應(yīng)力
9.2.4 影響焊縫強度的因素和提高焊縫強度的結(jié)構(gòu)措施
9.3 膠接
9.3.1 膠接接頭
9.3.2 膠接劑
第3篇 傳動
第10章 摩擦輪傳動
10.1 概述
10.1.1 分類
10.1.2 優(yōu)缺點
10.1.3 應(yīng)用范圍
10.2 摩擦輪傳動中的滑動
10.2.1 彈性滑動和打滑
10.2.2 幾何滑動
10.3 摩擦輪材料
10.4 圓柱摩擦輪傳動計算
10.4.1 傳動比
10.4.2 壓緊力計算
10.4.3 表面接觸強度計算
10.4.4 條件性計算
10.4.5 作用在軸上的載荷
10.4.6 功率損失、效率和熱平衡計算
10.5 圓錐摩擦輪傳動計算
10.6 摩擦輪結(jié)構(gòu)和傳動壓緊裝置
10.6.1 摩擦輪結(jié)構(gòu)
10.6.2 摩擦輪傳動的壓緊裝置
10.7 摩擦無級變速器簡介
第11章 帶傳動
11.1 概述
11.1.1 傳動形式
11.1.2 優(yōu)缺點
11.1.3 應(yīng)用范圍
11.2 帶和帶輪
11.2.1 平帶和帶輪
11.2.2 V帶和帶輪
11.2.3 帶輪輪輻計算
11.3 帶傳動的幾何計算
11.4 帶傳動的計算基礎(chǔ)
11.4.1 作用力分析
11.4.2 帶的應(yīng)力
11.4.3 彈性滑動、打滑和滑動率
11.4.4 帶傳動的疲勞強度
11.4.5 提高帶傳動工作能力的措施
11.5 V帶傳動設(shè)計
11.5.1 V帶傳動和平帶傳動的比較
11.5.2 傳動參數(shù)的選擇
11.6 平帶傳動設(shè)計
11.7 帶傳動的張緊裝置
11.8 同步帶傳動設(shè)計
11.9 其他帶傳動簡介
11.9.1 高速帶傳動
11.9.2 多楔帶傳動
第12章 齒輪傳動
12.1 概述
12.1.1 優(yōu)缺點
12.1.2 分類
12.1.3 基本要求
12.2 齒輪傳動的主要參數(shù)
12.2.1 主要參數(shù)
12.2.2 精度等級的選擇
12.3 齒輪傳動的失效形式
12.3.1 輪齒折斷
12.3.2 齒面接觸疲勞磨損(點蝕)
12.3.3 齒面膠合
12.3.4 齒面磨粒磨損
12.3.5 齒面塑性流動
12.3.6 計算準(zhǔn)則
12.4 齒輪材料及其熱處理
12.4.1 齒輪材料
12.4.2 齒輪熱處理
12.5 圓柱齒輪傳動(外嚙合)的幾何計算
12.6 圓柱齒輪傳動的載荷計算
12.6.1 直齒圓柱齒輪傳動的受力分析
12.6.2 斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析
12.6.3 計算載荷
12.7 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算
12.7.1 齒面接觸疲勞強度計算
12.7.2 齒根彎曲疲勞強度計算
12.7.3 靜強度校核計算
12.8 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算
12.8.1 齒面接觸疲勞強度計算
12.8.2 齒根彎曲疲勞強度計算
12.8.3 靜強度校核計算
12.9 直齒錐齒輪傳動
12.9.1 幾何計算
12.9.2 受力分析
12.9.3 齒廄接觸疲勞強度計算
12.9.4 齒根彎曲疲勞強度計算
12.10 齒輪傳動的效率和潤滑
12.10.1 齒輪傳動的效率
12.10.2 齒輪傳動的潤滑
12.11 齒輪結(jié)構(gòu)
12.12 曲線齒錐齒輪傳動和準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動簡介
12.12.1 曲線齒錐齒輪傳動
12.12.2 準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動
12.13 圓弧齒輪傳動簡介
12.13.1 單圓弧齒輪傳動
12.13.2 雙圓弧齒輪傳動
……
第13章 蝸桿傳動
第14章 鏈傳動
第15章 減速器
第4篇 軸、軸承、聯(lián)軸器
第16章 軸
第17章 滑動軸承
第18章 滾動軸承
第19章 聯(lián)軸器和離合器
第5篇 其他零件
第20章 彈簧
第21章 機架零件
參考書目
經(jīng)過優(yōu)選、簡化、統(tǒng)一,并給以標(biāo)準(zhǔn)代號的零件和部件稱為標(biāo)準(zhǔn)件。在正常運轉(zhuǎn)過程中容易損壞,并在規(guī)定期限內(nèi)必須更換的零件或部件稱為易損件。
由許多機器、裝置、監(jiān)控儀器等組成的大型工程系統(tǒng),或由零件、部件等組成的機器(甚至機器中的局部)都可以看成是一個機械系統(tǒng)。任何機械系統(tǒng)都是由“輸入量——技術(shù)系統(tǒng)——輸出量”所構(gòu)成,輸入量可以是能量、物料或信息,技術(shù)系統(tǒng)的職能是聯(lián)接輸入量和輸出量并完成功能的轉(zhuǎn)變。復(fù)雜的機械系統(tǒng)可以按不同的目標(biāo)分解為若干主系統(tǒng)、分系統(tǒng)、子系統(tǒng)。用系統(tǒng)的觀點來處理一切工程問題是當(dāng)前既科學(xué)又完善的方法之一。
設(shè)計是為了滿足某一特定要求而進行的創(chuàng)造過程(盡管設(shè)計的難易程度不同)。掌握設(shè)計的基本理論和方法是所有受工程教育的學(xué)生都應(yīng)具備的能力。機械設(shè)計課程是培養(yǎng)機械工程類專業(yè)學(xué)生初步掌握設(shè)計機器能力的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。
機械設(shè)計可以是應(yīng)用新的原理或新的概念,開發(fā)創(chuàng)造新的機器,也可以是在已有機器的基礎(chǔ)上,重新設(shè)計或作局部的改革。因此,提高機器工作能力,合并或簡化機器結(jié)構(gòu),增多或減少機器功能,提高機器效率,降低機器能耗,變更機器零件,改用新材料等等,都屬于機械設(shè)計的范疇。