機械設計計算手冊

內容概要

　　本手冊引用的標準規(guī)范取材于最新的國家標準和行業(yè)標準，并采用以國際單位為基礎的我國法定計量單位．編寫方式以直觀醒目的圖表形式為主，輔以必要的說明和算例，以幫助讀者使用手冊進行設計。
　　本手冊將工程力學、機械原理與機械零件有機地結合在一起，共分三部分：第—部分為機械設計計算中常用資料、計量單位與材料，包括機械設計計算中常用資料與參數、計量單位及換算、材料與性能等；第二部分為機械設計計算中的力學知識，包括理論力學、材料力學等；第三部分為常用零部件的設計計算，內容包括機械零部件設計基礎、連接件、傳動件、軸系零部件以及其他零部件的設計計算過程。
　　本手冊可供高等工科院校在校本專科生學習機械原理、機械設計，以及進行相應的課程設計和畢業(yè)設計時參考，也可供機械工程從業(yè)人員進行機械設計時參考。

書籍目錄

第1篇機械設計計算中常用資料、計量單位與材料
第1章機械設計計算中常用資料與參數
1.1金屬材料熔點、熱導率及比熱容
1.2材料線脹系數
1.3常用材料的密度
1.4常用材料的彈性模量、切變模量及泊松比
1.5機械傳動和摩擦副的效率概略值
1.6各種傳動的傳動比推薦范圍（參考值）
1.7常用材料的摩擦因數
1.8常用材料的滾動阻力臂
第2章機械設計計算中常用計量單位及換算
2.1常用法定計量單位及換算關系
2.2公制重量單位表
2.3常用英美制重量單位表
2.4常用重量單位換算表
2.5壓力單位換算表
2.6常用長度單位換算表
2.7英寸與毫米對照表
2.8常用容量單位換算表
第3章機械設計計算中常用材料與性能
3.1鋼的常用熱處理方法及應用
3.2灰鑄鐵（GB/T 9439—2010摘錄）
3.3球墨鑄鐵 （GB/T 1348—2009摘錄）
3.4一般工程用鑄造碳鋼（GB/T 11352—2009摘錄）
3.5普通碳素結構鋼（GB/T 700—2006摘錄）
3.6優(yōu)質碳素結構鋼（GB/T 699—1999摘錄）
3.7合金結構鋼（GB/T 3077—1999摘錄）
3.8鑄造銅合金、鑄造鋁合金和鑄造軸承合金
3.9常用工程塑料的力學性能
3.10彈簧鋼（GB/T 1222—2007）
3.11冷軋鋼板和鋼帶（GB/T 708—2006）
3.12熱軋鋼板和鋼帶（GB/T 709—2006）
3.13熱軋圓鋼和方鋼尺寸（GB/T 702—2004）
3.14熱軋型鋼（GB/T 706—2008摘錄）
3.14.1熱軋等邊角鋼
3.14.2熱軋槽鋼
3.14.3熱軋工字鋼
第2篇機械設計計算中的力學知識
第4章理論力學
4.1力的基本概念和物體受力分析
4.1.1力的基本概念和物體受力分析
4.1.2約束和約束力
4.1.3物體的受力分析和受力圖
4.2平面匯交力系與平面力偶系
4.2.1平面匯交力系合成與平衡的幾何法
4.2.2平面匯交力系合成與平衡的解析法
4.2.3平面力對點之矩的概念及計算
4.2.4平面力偶
4.3平面任意力系
4.3.1平面任意力系向作用面內一點簡化
4.3.2平面任意力系的平衡條件和平衡方程
4.4空間力系
4.4.1空間匯交力系
4.4.2力對點的矩和力對軸的矩
4.5點的運動學
4.5.1矢量法
4.5.2直角坐標法
4.5.3自然法
4.6剛體的簡單運動
4.6.1剛體的平行移動
4.6.2剛體繞定軸的轉動
4.6.3轉動剛體內各點的速度和加速度
4.6.4以矢量表示角速度和角加速度
4.7點的合成運動
4.7.1相對運動、牽連運動、絕對運動
4.7.2點的速度合成定理
4.7.3點的加速度合成定理
4.8剛體的平面運動
4.8.1剛體平面運動的分解
4.8.2求平面圖形內各點速度的基點法
4.8.3求平面圖形內各點速度的瞬心法
4.8.4用基點法求平面圖形內各點的加速度
4.9質點動力學基本方程
4.9.1牛頓運動三定律
4.9.2質點的運動微分方程
4.10動量定理
4.10.1動量
4.10.2沖量
4.10.3動量定理
4.10.4質點系動量守恒定律
4.10.5質點系的質心
4.10.6質心運動定理
4.10.7質心運動守恒定律
4.10.8解題的步驟
4.11動量矩定理
4.11.1動量矩
4.11.2動量矩定理
4.11.3剛體繞定軸的轉動微分方程
4.11.4轉動慣量
4.11.5剛體的平面運動微分方程
4.12動能定理
4.12.1動能
4.12.2勢能
4.12.3功
4.12.4動能定理
4.12.5功率
4.12.6功率方程
4.12.7機械效率
4.12.8機械能守恒定律
4.13達朗貝爾原理
4.13.1慣性力的概念
4.13.2質點的達朗貝爾原理
4.13.3質點系的達朗貝爾原理
4.13.4慣性力系的主矢和主矩
第5章材料力學
5.1材料力學的基礎知識
5.1.1材料力學的任務
5.1.2材料力學的基本假設
5.1.3外力、內力、截面法和應力的概念
5.1.4位移、變形及應變的概念
5.2軸向拉伸和壓縮
5.2.1軸力和軸力圖
5.2.2截面上的應力
5.2.3材料拉伸時的力學性質
5.2.4材料壓縮時的力學性能
5.2.5強度條件
5.2.6胡克定律和泊松比
5.2.7拉壓超靜定問題
5.2.8應力集中
5.3剪切和擠壓
5.3.1連接件的強度計算
5.3.2純剪切、切應力互等定理、剪切胡克定律
5.4扭轉
5.4.1外力偶矩、扭矩和扭矩圖
5.4.2圓軸扭轉時截面上的應力計算
5.4.3圓軸扭轉時的變形計算
5.4.4圓軸扭轉時的強度條件、剛度條件
5.4.5矩形截面桿自由扭轉理論的主要結論
5.5彎曲強度
5.5.1梁的載荷與支座
5.5.2剪力和彎矩
5.5.3純彎曲時梁的正應力
5.5.4正應力公式的推廣及強度條件
5.5.5矩形截面梁的切應力
5.5.6變截面梁等強度梁組合梁的計算
5.5.7簡單截面的慣性矩和慣性半徑
5.6彎曲變形
5.6.1撓曲線的近似微分方程
5.6.2用積分法求梁的變形
5.6.3用疊加法求梁的變形
5.6.4梁的剛度條件
5.7應力狀態(tài)與強度理論
5.7.1應力狀態(tài)的概念
5.7.2廣義胡克定律
5.7.3強度理論
5.7.4強度理論的應用
5.8組合變形桿的強度
5.8.1彎曲與拉伸的組合、截面核心
5.8.2彎曲與扭轉的組合
5.8.3非對稱純彎曲
5.9壓桿穩(wěn)定
5.9.1基本概念
5.9.2細長桿的臨界力
5.9.3壓桿的臨界應力
5.9.4壓桿的穩(wěn)定計算
5.9.5提高壓桿穩(wěn)定性的措施
第3篇常用零部件的設計計算
第6章機械零部件設計基礎知識
6.1機械設計總論
6.1.1零件常見的失效形式
6.1.2對機器的主要要求
6.1.3機械零件設計時的基本要求
6.1.4設計準則
6.1.5設計方法
6.1.6設計步驟
6.1.7材料選擇
6.1.8機械零部件設計中的標準化
6.2機械零件的強度計算
6.2.1應力的種類
6.2.2靜應力時機械零件的強度計算
6.2.3材料的疲勞特性
6.2.4機械零件的疲勞強度計算
6.2.5機械零件的接觸強度
6.3摩擦、磨損及潤滑概述
6.3.1摩擦
6.3.2磨損
6.3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法
本章附錄機械零件疲勞強度計算的幾個系數
(1)零件結構的理論應力集中系數ασ（ατ）
(2)疲勞強度降低系數或有效應力集中系數kσ（kτ）
(3)絕對尺寸及截面形狀影響系數(簡稱尺寸及截面形狀系數)εσ（ετ）
附表6.1軸上環(huán)槽處的理論應力集中系數
附表6.2軸肩圓角處的理論應力集中系數
附圖6.1鋼材的敏性系數q
附圖6.2鋼材的尺寸及截面形狀系數
附圖6.3圓截面鋼材的扭轉剪切尺寸系數ετ
附表6.3軸上橫向孔處的理論應力集中系數
附表6.4軸上鍵槽處的有效應力集中系數
附表6.5外花鍵的有效應力集中系數
附表6.6公稱直徑12mm的普通螺紋的拉壓有效應力集中系數
附表6.7螺紋連接件的尺寸系數εσ
附表6.8零件與軸過盈配合處的kσ/εσ值
(4)表面質量系數βσ（βτ）
(5)強化系數βq
附圖6.4鋼材的表面質量系數βσ
附表6.9表面高頻淬火的強化系數βq
附表6.10化學熱處理的強化系數βq
附表6.11表面硬化加工的強化系數βq
第7章連接零件設計計算
7.1螺紋連接
7.1.1螺紋類型與主要參數
7.1.2螺紋副的受力關系、效率和自鎖
7.1.3螺紋連接的類型和標準連接件
7.1.4螺紋連接的預緊與防松
7.1.5螺栓組連接的設計計算
7.1.6螺紋連接的強度計算
7.1.7螺紋連接件的材料及許用應力
7.2鍵、花鍵連接
7.2.1鍵連接
7.2.2花鍵連接
7.3銷連接
7.4過盈連接
7.4.1過盈連接的特點及應用
7.4.2過盈連接的工作原理及裝配方法
7.4.3過盈連接的設計計算
本章附錄
附表7.1普通螺紋基本尺寸（GB/T 196—2003摘錄）
附表7.2梯形螺紋最大實體牙型尺寸（GB/T 5796—2005摘錄）
附表7.3梯形螺紋基本尺寸（GB/T 5796—2005摘錄）
附表7.4六角頭螺栓、全螺紋—A和B級(GB/T 5783—2000摘錄)
附表7.5六角頭鉸制孔用螺栓A和B級（GB/T 27—1988摘錄）
附表7.6雙頭螺柱bm=d（GB/T 897—1988摘錄）、bm=1.25d（GB/T
898—1988摘錄）、bm=1.5d（GB/T 899—1988摘錄）
附表7.71型六角螺母—A和B級（GB/T 6170—2000摘錄）、六角薄螺母—A和B級—倒角（GB/T
6172—2000摘錄）
附表7.8小墊圈、平墊圈
附表7.9標準型彈簧墊圈（GB/T 93—1987摘錄）、輕型彈簧墊圈（GB/T 859—1987摘錄）
附表7.10普通平鍵的型式和尺寸（GB/T 1096—2003摘錄）
附表7.11圓柱銷（GB/T 119—2000摘錄）、圓錐銷（GB/T 117—2003摘錄）
第8章傳動零件設計計算
8.1傳動形式的選擇
8.2帶傳動設計計算
8.2.1分類
8.2.2帶傳動的設計計算原理
8.2.3普通V帶傳動設計計算
8.2.4窄V帶傳動設計計算
8.2.5V帶輪設計
8.2.6同步帶傳動
8.2.7帶傳動的張緊
8.3鏈傳動設計計算
8.3.1鏈傳動的受力分析
8.3.2滾子鏈和鏈輪
8.3.3滾子鏈傳動的設計
8.3.4鏈傳動的布置、張緊和潤滑
8.4齒輪傳動設計計算
8.4.1齒輪傳動的特點、類型與設計要求
8.4.2齒輪傳動的失效形式與設計步驟
8.4.3漸開線齒輪參數、基本齒廓與模數系列
8.4.4齒輪傳動的幾何尺寸計算
8.4.5漸開線圓柱齒輪傳動的設計計算
8.4.6漸開線直齒圓錐齒輪傳動的設計計算
8.4.7齒輪傳動設計計算的有關數據及系數的確定
8.4.8齒輪材料與許用應力
8.4.9齒輪的結構設計
8.5蝸桿傳動設計計算
8.5.1蝸桿傳動的主要類型、特點和應用
8.5.2普通圓柱蝸桿傳動的基本參數
8.5.3普通圓柱蝸桿傳動的幾何計算
8.5.4普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算
8.5.5普通圓柱蝸桿傳動設計計算過程
8.6螺旋傳動設計計算
8.6.1螺旋傳動的類型和應用
8.6.2螺旋傳動的結構
8.6.3螺旋傳動的設計計算
第9章軸系零部件設計計算
9.1滑動軸承
9.1.1滑動軸承的應用場合與設計步驟
9.1.2滑動軸承的類型與結構
9.1.3滑動軸承的失效形式及常用材料
9.1.4軸瓦結構
9.1.5不完全液體潤滑滑動軸承設計計算
9.1.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承設計計算
9.2滾動軸承
9.2.1滾動軸承的類型及選用
9.2.2滾動軸承壽命計算、靜載荷分析和尺寸的選擇
9.2.3軸承裝置的設計
9.3聯軸器和離合器
9.3.1聯軸器的種類和特性
9.3.2聯軸器的選擇
9.3.3離合器
9.4軸
9.4.1類型與材料
9.4.2軸的結構設計
9.4.3軸的計算
9.4.4軸的設計計算步驟
本章附錄
附表9.1深溝球軸承 (GB/T 276—1994摘錄)
附表9.2圓柱滾子軸承 (GB/T 283—2007摘錄)
附表9.3角接觸球軸承 (GB/T 292—2007摘錄)
附表9.4圓錐滾子軸承 （GB/T 297—1994摘錄）
附表9.5推力球軸承 （GB/T 301—1995摘錄）
附表9.6凸緣聯軸器（GB/T 5843—2003摘錄）
附表9.7GICL 型鼓形齒式聯軸器（ZBJ 19013—1989摘錄）
附表9.8滾子鏈聯軸器（GB/T 6069—2002摘錄）
附表9.9彈性套柱銷聯軸器（GB/T 4323—2002摘錄）
附表9.10彈性柱銷聯軸器（GB/T 5014—2003摘錄）
附表9.11梅花形彈性聯軸器（GB/T 5272—2002摘錄）
附表9.12尼龍滑塊聯軸器（JB/ZQ 4384—1986摘錄）
附表9.13標準尺寸（直徑、長度、高度等）（GB/T 2822—2005摘錄）
第10章其他零部件設計
10.1彈簧
10.1.1彈簧的類型
10.1.2彈簧的設計計算
10.2機架和機座
10.2.1機架
10.2.2機座
10.3箱體
10.4減速器和變速器
10.4.1減速器
10.4.2變速器
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：（3）滾動軸承類型的選擇選用軸承時，首先是選擇軸承類型，下面歸納出正確選擇軸承類型時所應考慮的主要因素。①軸承的載荷軸承所受載荷的大小、方向和性質是選擇軸承類型的主要依據。方向：向心軸承用于承受徑向力；推力軸承用于承受軸向力；向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力聯合作用。大?。簼L子軸承或尺寸系列較大的軸承能承受較大載荷；球軸承或尺寸系列較小的軸承則反之。②軸承的轉速從工作轉速對軸承的要求看，可以確定以下幾點。a.球軸承與滾子軸承相比較，球軸承有較高的極限轉速，故在高速時應優(yōu)先選用球軸承。b.在內徑相同的條件下，外徑越小，則滾動體就越小，運轉時滾動體加在外圈滾道上的離心慣性力也就越小，因而也就更適于在更高的轉速下工作。故在高速時，宜選用同一直徑系列中外徑較小的軸承。外徑較大的軸承，宜用于低速重載的場合。若用一個外徑較小的軸承而承載能力達不到要求時，可再并裝一個相同的軸承，或者考慮采用寬系列的軸承。c.保持架的材料與結構對軸承轉速影響極大。實體保持架比沖壓保持架允許高一些的轉速，青銅實體保持架允許更高的轉速。d.推力軸承的極限轉速均很低。當工作轉速高時，若軸向載荷不十分大，可以采用角接觸球軸承承受純軸向力。e.若工作轉速略超過樣本中規(guī)定的極限轉速，可以用提高軸承的公差等級，或者適當地加大軸承的徑向游隙，選用循環(huán)潤滑或油霧潤滑，加強對循環(huán)油的冷卻等措施來改善軸承的高速性能。若工作轉速超過極限轉速較多，應選用特制的高速滾動軸承。③軸承的調心性能當軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時，或因軸受力而彎曲或傾斜時，會造成軸承的內外圈軸線發(fā)生偏斜。

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《機械設計計算手冊(第2版)》將工程力學、機械原理與機械零件有機地結合在一起，是為在校本專科生學習機械原理、機械設計課程，以及進行課程設計和畢業(yè)設計的需要而編寫的，也可以供機械工程從業(yè)人員進行機械設計時參考

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