機(jī)械設(shè)計(jì)

前言

　　本書是根據(jù)《高等學(xué)校工科本科機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求》及教育部組織實(shí)施的“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的要求，并結(jié)合我校工科機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)基地建設(shè)和教學(xué)改革實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫而成的?！　”緯木帉懽裱韵聨讉€原則：　?。?）以培養(yǎng)學(xué)生的綜合機(jī)械設(shè)計(jì)能力為主線，以機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識和基本設(shè)計(jì)計(jì)算方法為主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)整機(jī)設(shè)計(jì)的概念和在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，重視培養(yǎng)學(xué)生的總體方案設(shè)計(jì)能力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。　?。?）正確處理傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)系，適度地反映一些本領(lǐng)域中的新知識、新理論和新方法?！　。?）采用最新的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范?！　。?）精心設(shè)計(jì)思考題與習(xí)題，便于學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固相關(guān)的內(nèi)容?！　∮伤螌氂瘛⑼趵铓J任主編，參加本書編寫工作的有宋寶玉（第一、二、十五章）、王黎欽（第三、五章），古樂（第四、八章），吳偉國（第六、七章），張鋒（第九、十二章），曲建?。ǖ谑?、十一章），高海波（第十三、十四章），全書由張鋒負(fù)責(zé)文稿及圖表的整理?！　”緯汕迦A大學(xué)吳宗澤教授主審，他對本書進(jìn)行了仔細(xì)的審閱，提出了許多寶貴的意見和建議；哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)系的許多老師也提出了許多寶貴的意見和建議，特別是王連明教授，他對全書進(jìn)行了多次審查，提出了許多修改意見和建議。他們的工作都為提高本書質(zhì)量起了很大作用，在此一并表示衷心的感謝?！　∮捎诰幷咚接邢?，書中難免會有缺點(diǎn)和錯誤，懇切希望廣大讀者給予批評指正。

內(nèi)容概要

　　《機(jī)械設(shè)計(jì)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。全書根據(jù)《高等學(xué)校工科本科機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求》，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合機(jī)械設(shè)計(jì)能力為主線，以機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識和基本設(shè)計(jì)計(jì)算方法為主要內(nèi)容，突出了設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性和綜合性的特點(diǎn)。　　《機(jī)械設(shè)計(jì)》共15章，內(nèi)容包括緒論，機(jī)械設(shè)計(jì)概論，螺紋連接，其他常用連接，帶傳動，齒輪傳動，蝸桿傳動，其他常用傳動，軸，滾動軸承，滑動軸承，聯(lián)軸器、離合器及制動器，彈簧，機(jī)架零件及機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)等?！　　稒C(jī)械設(shè)計(jì)》主要用做高等工科學(xué)校機(jī)械類專業(yè)教材，也可供其他相關(guān)專業(yè)師生和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論1.1 機(jī)械的組成及本課程研究的對象1.1.1 機(jī)械的組成1.1.2 本課程研究的對象1.2 本課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)1.3 本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法思考題與習(xí)題第二章 機(jī)械設(shè)計(jì)概論2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般程序2.1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求2.1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序2.2 機(jī)械零件的載荷和應(yīng)力2.2.1 載荷2.2.2 應(yīng)力2.3 機(jī)械零件的主要失效形式和設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則2.3.1 機(jī)械零件的主要失效形式2.3.2 機(jī)械零件的工作能力和設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則2.4 機(jī)械零件材料的選用原則2.5 機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性2.6 機(jī)械設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化2.7 摩擦、磨損和潤滑基本知識2.7.1 摩擦2.7.2 磨損2.7.3 潤滑劑思考題與習(xí)題第三章 螺紋連接3.1 螺紋3.1.1 常用螺紋類型及特點(diǎn)3.1.2 螺紋的主要參數(shù)3.1.3 螺紋的公差和精度 3.1.4 螺紋副的受力、效率和自鎖3.2 螺紋連接的基本類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件3.2.1 螺紋連接的基本類型及應(yīng)用特點(diǎn)3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件3.2.3 螺紋連接件的常用材料及力學(xué)性能等級3.3 螺紋連接的預(yù)緊與防松3.3.1 螺紋連接的擰緊力矩及其控制方法3.3.2 螺紋連接的防松3.4 螺栓組連接的設(shè)計(jì)3.4.1 螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.2 螺栓組連接的受力分析3.5 單個螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算3.5.1 松螺栓連接3.5.2 緊螺栓連接3.5.3 螺栓連接的許用應(yīng)力3.5.4 受軸向工作拉力作用的緊螺栓連接設(shè)計(jì)流程圖3.6 提高螺栓連接強(qiáng)度的措施3.6.1 改善螺紋牙上的載荷分配3.6.2 避免螺栓承受附加額外載荷3.6.3 提高疲勞強(qiáng)度的措施思考題與習(xí)題第四章 其他常用連接4.1 鍵連接4.1.1 平鍵連接4.1.2 楔鍵連接4.1.3 半圓鍵連接4.2 花鍵連接4.2.1 矩形花鍵連接4.2.2 漸開線花鍵連接4.2.3 花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算4.3 銷連接4.4 成形連接4.5 焊接和膠接4.5.1 焊接4.5.2 膠接思考題與習(xí)題第五章 帶傳動5.1 帶傳動概述5.2 傳動帶的應(yīng)用基礎(chǔ)5.2.1 傳動帶的類型和特點(diǎn)5.2.2 V帶的結(jié)構(gòu)、型號和基本尺寸5.2.3 V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.4 帶傳動的張緊5.3 帶傳動的工作能力分析5.3.1 帶傳動的受力分析5.3.2 帶傳動的應(yīng)力分析5.3.3 帶傳動的彈性滑動和打滑現(xiàn)象5.3.4 帶傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則5.4 普通V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟和方法5.5 其他帶傳動簡介5.5.1 同步帶傳動5.5.2 高速帶傳動思考題與習(xí)題第六章 齒輪傳動6.1 齒輪傳動概述6.2 齒輪傳動的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.2.1 齒輪傳動的主要失效形式6.2.2 齒輪傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.3 齒輪常用材料及其熱處理方法6.3.1 齒輪常用材料6.3.2 齒輪常用熱處理方式6.3.3 齒輪材料及熱處理方式的選擇6.4 齒輪傳動的計(jì)算載荷6.4.1 使用系數(shù)6.4.2 動載系數(shù)6.4.3 齒向載荷分布系數(shù)6.4.4 齒間載荷分配系數(shù)6.5 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算6.5.1 輪齒的受力分析6.5.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算6.5.3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算6.6 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算6.6.1 輪齒的受力分析6.6.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算6.6.3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算6.7 齒輪傳動強(qiáng)度計(jì)算中的許用應(yīng)力6.7.1 齒輪傳動的許用應(yīng)力、齒輪極限應(yīng)力6.7.2 許用接觸應(yīng)力6.7.3 許用彎曲應(yīng)力6.8 圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)6.8.1 概述6.8.2 齒輪傳動的主要參數(shù)選擇6.8.3 齒輪傳動設(shè)計(jì)流程圖6.9 直齒錐齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算6.9.1 直齒錐齒輪傳動強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)6.9.2 直齒錐齒輪傳動幾何參數(shù)計(jì)算6.9.3 直齒錐齒輪輪齒受力分析6.9.4 直齒錐齒輪的載荷系數(shù)6.9.5 直齒錐齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算6.9.6 直齒錐齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算6.9.7 主要參數(shù)選擇6.10 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.10.1 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容6.10.2 齒輪的常用結(jié)構(gòu)型式與結(jié)構(gòu)尺寸的確定6.11 齒輪傳動的潤滑6.11.1 齒輪傳動的潤滑方式6.11.2 潤滑劑的選擇6.12 諧波齒輪傳動簡介思考題與習(xí)題第七章 蝸桿傳動7.1 蝸桿傳動的概述7.1.1 蝸桿傳動的組成、主要特點(diǎn)及應(yīng)用7.1.2 蝸桿傳動的主要類型7.2 普通圓柱蝸桿傳動主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算7.2.1 普通圓柱蝸桿傳動主要參數(shù)及其選擇7.2.2 普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計(jì)算7.3 蝸桿傳動的主要失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和材料選擇7.3.1 失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則7.3.2 蝸桿和蝸輪的常用材料7.4 普通圓柱蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算7.4.1 蝸桿傳動的受力分析與計(jì)算載荷7.4.2 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算7.4.3 蝸桿軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算7.5 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計(jì)算7.5.1 蝸桿傳動的效率7.5.2 蝸桿傳動的潤滑7.5.3 蝸桿傳動的熱平衡計(jì)算7.6 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.6.1 蝸桿結(jié)構(gòu)7.6.2 蝸輪結(jié)構(gòu)思考題與習(xí)題第八章 其他常用傳動8.1 鏈傳動8.1.1 鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用8.1.2 滾子鏈的結(jié)構(gòu)和規(guī)格8.1.3 滾子鏈鏈輪的材料和結(jié)構(gòu)8.1.4 鏈傳動的運(yùn)動特性8.1.5 鏈傳動的受力分析8.1.6 滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1.7 鏈傳動的布置和張緊8.2 螺旋傳動8.2.1 螺旋傳動的類型和應(yīng)用8.2.2 滑動螺旋的材料及許用應(yīng)力8.2.3 滑動螺旋傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算8.2.4 滾動螺旋傳動簡介8.2.5 靜壓螺旋傳動簡介8.3 摩擦輪傳動8.3.1 摩擦輪傳動的類型和應(yīng)用8.3.2 摩擦輪材料8.3.3 摩擦輪傳動中的滑動8.3.4 摩擦輪傳動的計(jì)算8.3.5 摩擦輪傳動的潤滑思考題與習(xí)題第九章 軸9.1 軸的概述9.1.1 軸的分類9.1.2 轉(zhuǎn)軸的力和應(yīng)力分析及失效形式9.1.3 軸的設(shè)計(jì)9.2 軸的材料9.3 軸徑的初步估算9.3.1 類比法9.3.2 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算9.3.3 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算9.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.4.1 制造安裝要求9.4.2 固定要求9.4.3 提高軸的強(qiáng)度的措施9.4.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.5 軸的強(qiáng)度計(jì)算9.5.1 軸的計(jì)算簡圖9.5.2 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算9.5.3 軸的安全系數(shù)校核計(jì)算9.6 軸的剛度計(jì)算9.6.1 彎曲變形計(jì)算9.6.2 扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算思考題與習(xí)題第十章 滾動軸承10.1 滾動軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)10.2 滾動軸承的類型和選擇10.2.1 滾動軸承的類型10.2.2 滾動軸承類型的選擇10.3 滾動軸承代號10.4 滾動軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則10.4..1 滾動軸承的失效形式10.4.2 滾動軸承的計(jì)算準(zhǔn)則10.5 滾動軸承的壽命計(jì)算10.5.1 基本公式10.5.2 當(dāng)量動載荷10.5.3 角接觸軸承的內(nèi)部軸向力10.5.4 軸承壽命計(jì)算程序框圖10.6 滾動軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算10.7 滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速10.8 滾動軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10.8.1 軸承部件的軸向固定10.8.2 軸承部件的調(diào)整10.8.3 滾動軸承的配合10.8.4 軸承的裝拆10.8.5 滾動軸承的潤滑和密封10.9 減速器輸出軸部件設(shè)計(jì)思考題與習(xí)題第十一章 滑動軸承11.1 滑動軸承的分類及特點(diǎn)11.1.1 滑動軸承的分類11.1.2 滑動軸承的特點(diǎn)和應(yīng)用11.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式11.2.1 徑向滑動軸承11.2.2 推力滑動軸承11.3 軸瓦的材料和結(jié)構(gòu)11.3.1 對軸瓦材料的要求11.3.2 常用的軸瓦材料及其性質(zhì)11.3.3 軸瓦結(jié)構(gòu)11.4 非液體摩擦滑動軸承的計(jì)算11.4.1 非液體摩擦徑向滑動軸承的計(jì)算11.4.2 非液體摩擦推力滑動軸承的計(jì)算11.4.3 非液體摩擦徑向滑動軸承的配合11.5 液體動壓潤滑形成原理及基本方程11.5.1 液體動壓潤滑形成原理11.5.2 液體動壓潤滑基本方程11.6 液體動壓徑向滑動軸承的計(jì)算11.6.1 徑向滑動軸承的工作過程11.6.2 徑向滑動軸承的幾何參數(shù)及其基本方程的形式11.6.3 徑向滑動軸承的承載量系數(shù)和最小油膜厚度計(jì)算11.6.4 滑動軸承的熱平衡計(jì)算I1.6.5 耗油量和摩擦功率11.6.6 滑動軸承主要參數(shù)和選擇11.6.7 滑動軸承摩擦特性曲線11.7 其他形式滑動軸承簡介11.7.1 自潤滑軸承11.7.2 多油楔滑動軸承11.7.3 氣體潤滑軸承11.7.4 電磁軸承11.8 滑動軸承用潤滑劑與潤滑裝置11.8.1 滑動軸承用潤滑劑的選擇11.8.2 潤滑方法與潤滑裝置思考題與習(xí)題第十二章 聯(lián)軸器離合器制動器12.1 概述12.2 聯(lián)軸器12.2.1 剛性聯(lián)軸器12.2.2 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器12.2.3 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器12.3 離合器12.3.1 操縱式離合器12.3.2 自動式離合器12.4 制動器12.4.1 帶式制動器12.4.2 塊式制動器12.4.3 內(nèi)漲式制動器思考題與習(xí)題第十三章 彈簧13.1 彈簧概述13.1.1 彈簧的功用13.1.2 彈簧的類型和特點(diǎn)13.2 圓柱螺旋彈簧的材料、結(jié)構(gòu)和制造13.2.1 彈簧的材料及許用應(yīng)力13.2.2 螺旋彈簧的制造13.3 圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧的設(shè)計(jì)13.3.1 彈簧的幾何參數(shù)和尺寸13.3.2 彈簧的特性線13.3.3 彈簧的強(qiáng)度計(jì)算13.3.4 彈簧的剛度計(jì)算13.3.5 彈簧的穩(wěn)定性13.3.6 圓柱形螺旋彈簧的設(shè)計(jì)思考題與習(xí)題第十四章 機(jī)架零件14.1 概述14.1.1 機(jī)架的類型14.1.2 常用機(jī)架零件的材料及制造方法14.1.3 機(jī)架零件設(shè)計(jì)的基本要求14.2 機(jī)架零件設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個問題14.2.1 計(jì)算載荷14.2.2 截面形狀的合理選擇14.2.3 間壁和筋14.2.4 壁厚的選擇14.3 機(jī)架零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14.3.1 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)型式14.3.2 軸承座支承剛度14.3.3 機(jī)體的固定14.3.4 機(jī)體的工藝性14.3.5 機(jī)體的幾何造型思考題與習(xí)題第十五章 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)15.1 機(jī)械傳動系統(tǒng)概述15.1.1 機(jī)械傳動系統(tǒng)的功能15.1.2 機(jī)械傳動的分類15.2 常用機(jī)械傳動的主要性能、特點(diǎn)和選擇15.2.1 常用機(jī)械傳動的主要性能和特點(diǎn)15.2.2 機(jī)械傳動類型的選擇15.3 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)示例15.3.1 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的一般原則15.3.2 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的一般步驟15.3.3 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)示例思考題與習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2.總體方案設(shè)計(jì)　　總體方案設(shè)計(jì)是最能體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)具有多個解（方案）的特點(diǎn)和創(chuàng)新精神的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定，本著技術(shù)先進(jìn)、使用可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，擬訂出幾種能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械功能要求的總體方案。然后就功能、尺寸、壽命、工藝性、成本、使用與維護(hù)等方面進(jìn)行分析比較，擇優(yōu)選定一種總體方案?！　≡O(shè)階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：對機(jī)械功能進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，確定工作機(jī)的運(yùn)動和動力參數(shù)，擬訂從原動機(jī)到工作機(jī)的傳動系統(tǒng)方案，選擇原動機(jī)，繪制整機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖，并判斷其是否有確定的運(yùn)動，初步進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分析，確定各級傳動比和各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)，合理安排各個零部件間的相互位置等?！　?.技術(shù)設(shè)計(jì)　　根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案的要求，對其主要零部件進(jìn)行工作能力計(jì)算，或與同類相近機(jī)械進(jìn)行類比，并考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的需要，確定主要零部件的幾何參數(shù)和基本尺寸。然后，根據(jù)已確定的結(jié)構(gòu)方案和主要零部件的基本尺寸，繪制機(jī)械的裝配工作圖、部件裝配圖和零件工作圖。在這一階段中，設(shè)計(jì)者既要重視理論設(shè)計(jì)計(jì)算，更要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論也被廣泛采用，如優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元計(jì)算等，這些都極大地提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量?！　?.編制技術(shù)文件　　’　　在完成技術(shù)設(shè)計(jì)后，應(yīng)編制技術(shù)文件，主要有設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、使用說明書、標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表等，這是對機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)、檢驗(yàn)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)的依據(jù)?！　?.技術(shù)審定和產(chǎn)品鑒定　　組織專家和有關(guān)部門對設(shè)計(jì)資料進(jìn)行審定，認(rèn)可后即可進(jìn)行樣機(jī)試制，并對樣機(jī)進(jìn)行技術(shù)審定。技術(shù)審定通過后可投入小批量生產(chǎn)，經(jīng)過一段時間的使用實(shí)踐后再作產(chǎn)品鑒定，鑒定通過后即可根據(jù)市場需求組織生產(chǎn)。　　……

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