機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)

內(nèi)容概要

　　本手冊(cè)引用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范取材于最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并采用以國(guó)際單位為基礎(chǔ)的我國(guó)法定計(jì)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(shuō)明和算例，以幫助讀者使用手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　本手冊(cè)將工程力學(xué)、機(jī)械原理與機(jī)械零件有機(jī)地結(jié)合在一起，共分三部分：第—部分為機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中常用資料、計(jì)量單位與材料，包括機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中常用資料與參數(shù)、計(jì)量單位及換算、材料與性能等；第二部分為機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中的力學(xué)知識(shí)，包括理論力學(xué)、材料力學(xué)等；第三部分為常用零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，內(nèi)容包括機(jī)械零部件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、連接件、傳動(dòng)件、軸系零部件以及其他零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。
　　本手冊(cè)可供高等工科院校在校本專科生學(xué)習(xí)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)參考，也可供機(jī)械工程從業(yè)人員進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)參考。

書籍目錄

第1篇機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中常用資料、計(jì)量單位與材料
第1章機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中常用資料與參數(shù)
1.1金屬材料熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率及比熱容
1.2材料線脹系數(shù)
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(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值
1.6各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比推薦范圍（參考值）
1.7常用材料的摩擦因數(shù)
1.8常用材料的滾動(dòng)阻力臂
第2章機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中常用計(jì)量單位及換算
2.1常用法定計(jì)量單位及換算關(guān)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(zhǎng)度單位換算表
2.7英寸與毫米對(duì)照表
2.8常用容量單位換算表
第3章機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中常用材料與性能
3.1鋼的常用熱處理方法及應(yīng)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(jié)構(gòu)鋼（GB/T 700—2006摘錄）
3.6優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 699—1999摘錄）
3.7合金結(jié)構(gòu)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(xué)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(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中的力學(xué)知識(shí)
第4章理論力學(xué)
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(duì)點(diǎn)之矩的概念及計(jì)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(nèi)一點(diǎn)簡(jiǎn)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(duì)點(diǎn)的矩和力對(duì)軸的矩
4.5點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)
4.5.1矢量法
4.5.2直角坐標(biāo)法
4.5.3自然法
4.6剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)
4.6.1剛體的平行移動(dòng)
4.6.2剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)
4.6.3轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)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(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)
4.7.1相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牽連運(yùn)動(dòng)、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)
4.7.2點(diǎn)的速度合成定理
4.7.3點(diǎn)的加速度合成定理
4.8剛體的平面運(yùn)動(dòng)
4.8.1剛體平面運(yùn)動(dòng)的分解
4.8.2求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的基點(diǎn)法
4.8.3求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的瞬心法
4.8.4用基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度
4.9質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程
4.9.1牛頓運(yùn)動(dòng)三定律
4.9.2質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程
4.10動(dòng)量定理
4.10.1動(dòng)量
4.10.2沖量
4.10.3動(dòng)量定理
4.10.4質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒定律
4.10.5質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心
4.10.6質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理
4.10.7質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒定律
4.10.8解題的步驟
4.11動(dòng)量矩定理
4.11.1動(dòng)量矩
4.11.2動(dòng)量矩定理
4.11.3剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程
4.11.4轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
4.11.5剛體的平面運(yùn)動(dòng)微分方程
4.12動(dòng)能定理
4.12.1動(dòng)能
4.12.2勢(shì)能
4.12.3功
4.12.4動(dòng)能定理
4.12.5功率
4.12.6功率方程
4.12.7機(jī)械效率
4.12.8機(jī)械能守恒定律
4.13達(dá)朗貝爾原理
4.13.1慣性力的概念
4.13.2質(zhì)點(diǎn)的達(dá)朗貝爾原理
4.13.3質(zhì)點(diǎn)系的達(dá)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(xué)
5.1材料力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)
5.1.1材料力學(xué)的任務(wù)
5.1.2材料力學(xué)的基本假設(shè)
5.1.3外力、內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念
5.1.4位移、變形及應(yīng)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(yīng)力
5.2.3材料拉伸時(shí)的力學(xué)性質(zhì)
5.2.4材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能
5.2.5強(qiáng)度條件
5.2.6胡克定律和泊松比
5.2.7拉壓超靜定問(wèn)題
5.2.8應(yīng)力集中
5.3剪切和擠壓
5.3.1連接件的強(qiáng)度計(jì)算
5.3.2純剪切、切應(yīng)力互等定理、剪切胡克定律
5.4扭轉(zhuǎn)
5.4.1外力偶矩、扭矩和扭矩圖
5.4.2圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算
5.4.3圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形計(jì)算
5.4.4圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件、剛度條件
5.4.5矩形截面桿自由扭轉(zhuǎn)理論的主要結(jié)論
5.5彎曲強(qiáng)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(shí)梁的正應(yīng)力
5.5.4正應(yīng)力公式的推廣及強(qiáng)度條件
5.5.5矩形截面梁的切應(yīng)力
5.5.6變截面梁等強(qiáng)度梁組合梁的計(jì)算
5.5.7簡(jiǎn)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(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論
5.7.1應(yīng)力狀態(tài)的概念
5.7.2廣義胡克定律
5.7.3強(qiáng)度理論
5.7.4強(qiáng)度理論的應(yīng)用
5.8組合變形桿的強(qiáng)度
5.8.1彎曲與拉伸的組合、截面核心
5.8.2彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合
5.8.3非對(duì)稱純彎曲
5.9壓桿穩(wěn)定
5.9.1基本概念
5.9.2細(xì)長(zhǎng)桿的臨界力
5.9.3壓桿的臨界應(yīng)力
5.9.4壓桿的穩(wěn)定計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)算
第6章機(jī)械零部件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
6.1機(jī)械設(shè)計(jì)總論
6.1.1零件常見的失效形式
6.1.2對(duì)機(jī)器的主要要求
6.1.3機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)的基本要求
6.1.4設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
6.1.5設(shè)計(jì)方法
6.1.6設(shè)計(jì)步驟
6.1.7材料選擇
6.1.8機(jī)械零部件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化
6.2機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算
6.2.1應(yīng)力的種類
6.2.2靜應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算
6.2.3材料的疲勞特性
6.2.4機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算
6.2.5機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度
6.3摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述
6.3.1摩擦
6.3.2磨損
6.3.3潤(rùn)滑劑、添加劑和潤(rùn)滑方法
本章附錄機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度計(jì)算的幾個(gè)系數(shù)
(1)零件結(jié)構(gòu)的理論應(yīng)力集中系數(shù)ασ（ατ）
(2)疲勞強(qiáng)度降低系數(shù)或有效應(yīng)力集中系數(shù)kσ（kτ）
(3)絕對(duì)尺寸及截面形狀影響系數(shù)(簡(jiǎn)稱尺寸及截面形狀系數(shù))εσ（ετ）
附表6.1軸上環(huán)槽處的理論應(yīng)力集中系數(shù)
附表6.2軸肩圓角處的理論應(yīng)力集中系數(shù)
附圖6.1鋼材的敏性系數(shù)q
附圖6.2鋼材的尺寸及截面形狀系數(shù)
附圖6.3圓截面鋼材的扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)ετ
附表6.3軸上橫向孔處的理論應(yīng)力集中系數(shù)
附表6.4軸上鍵槽處的有效應(yīng)力集中系數(shù)
附表6.5外花鍵的有效應(yīng)力集中系數(shù)
附表6.6公稱直徑12mm的普通螺紋的拉壓有效應(yīng)力集中系數(shù)
附表6.7螺紋連接件的尺寸系數(shù)εσ
附表6.8零件與軸過(guò)盈配合處的kσ/εσ值
(4)表面質(zhì)量系數(shù)βσ（βτ）
(5)強(qiáng)化系數(shù)βq
附圖6.4鋼材的表面質(zhì)量系數(shù)βσ
附表6.9表面高頻淬火的強(qiáng)化系數(shù)βq
附表6.10化學(xué)熱處理的強(qiáng)化系數(shù)βq
附表6.11表面硬化加工的強(qiáng)化系數(shù)βq
第7章連接零件設(shè)計(jì)計(jì)算
7.1螺紋連接
7.1.1螺紋類型與主要參數(shù)
7.1.2螺紋副的受力關(guān)系、效率和自鎖
7.1.3螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件
7.1.4螺紋連接的預(yù)緊與防松
7.1.5螺栓組連接的設(shè)計(jì)計(jì)算
7.1.6螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算
7.1.7螺紋連接件的材料及許用應(yīng)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(guò)盈連接
7.4.1過(guò)盈連接的特點(diǎn)及應(yīng)用
7.4.2過(guò)盈連接的工作原理及裝配方法
7.4.3過(guò)盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)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(shí)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(jí)(GB/T 5783—2000摘錄)
附表7.5六角頭鉸制孔用螺栓A和B級(jí)（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(jí)（GB/T 6170—2000摘錄）、六角薄螺母—A和B級(jí)—倒角（GB/T
6172—2000摘錄）
附表7.8小墊圈、平墊圈
附表7.9標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算
8.1傳動(dòng)形式的選擇
8.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.2.1分類
8.2.2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算原理
8.2.3普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.2.4窄V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.2.5V帶輪設(shè)計(jì)
8.2.6同步帶傳動(dòng)
8.2.7帶傳動(dòng)的張緊
8.3鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.3.1鏈傳動(dòng)的受力分析
8.3.2滾子鏈和鏈輪
8.3.3滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
8.3.4鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑
8.4齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.4.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型與設(shè)計(jì)要求
8.4.2齒輪傳動(dòng)的失效形式與設(shè)計(jì)步驟
8.4.3漸開線齒輪參數(shù)、基本齒廓與模數(shù)系列
8.4.4齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算
8.4.5漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
8.4.6漸開線直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
8.4.7齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的有關(guān)數(shù)據(jù)及系數(shù)的確定
8.4.8齒輪材料與許用應(yīng)力
8.4.9齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.5蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.5.1蝸桿傳動(dòng)的主要類型、特點(diǎn)和應(yīng)用
8.5.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)
8.5.3普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何計(jì)算
8.5.4普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力計(jì)算
8.5.5普通圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程
8.6螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8.6.1螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用
8.6.2螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)
8.6.3螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
第9章軸系零部件設(shè)計(jì)計(jì)算
9.1滑動(dòng)軸承
9.1.1滑動(dòng)軸承的應(yīng)用場(chǎng)合與設(shè)計(jì)步驟
9.1.2滑動(dòng)軸承的類型與結(jié)構(gòu)
9.1.3滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料
9.1.4軸瓦結(jié)構(gòu)
9.1.5不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算
9.1.6液體動(dòng)壓潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算
9.2滾動(dòng)軸承
9.2.1滾動(dòng)軸承的類型及選用
9.2.2滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算、靜載荷分析和尺寸的選擇
9.2.3軸承裝置的設(shè)計(jì)
9.3聯(lián)軸器和離合器
9.3.1聯(lián)軸器的種類和特性
9.3.2聯(lián)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.4.3軸的計(jì)算
9.4.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)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(lián)軸器（GB/T 5843—2003摘錄）
附表9.7GICL 型鼓形齒式聯(lián)軸器（ZBJ 19013—1989摘錄）
附表9.8滾子鏈聯(lián)軸器（GB/T 6069—2002摘錄）
附表9.9彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB/T 4323—2002摘錄）
附表9.10彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T 5014—2003摘錄）
附表9.11梅花形彈性聯(lián)軸器（GB/T 5272—2002摘錄）
附表9.12尼龍滑塊聯(lián)軸器（JB/ZQ 4384—1986摘錄）
附表9.13標(biāo)準(zhǔn)尺寸（直徑、長(zhǎng)度、高度等）（GB/T 2822—2005摘錄）
第10章其他零部件設(shè)計(jì)
10.1彈簧
10.1.1彈簧的類型
10.1.2彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算
10.2機(jī)架和機(jī)座
10.2.1機(jī)架
10.2.2機(jī)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(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：（3）滾動(dòng)軸承類型的選擇選用軸承時(shí)，首先是選擇軸承類型，下面歸納出正確選擇軸承類型時(shí)所應(yīng)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(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。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(lián)合作用。大小：滾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(zhuǎn)速?gòu)墓ぷ鬓D(zhuǎn)速對(duì)軸承的要求看，可以確定以下幾點(diǎn)。a.球軸承與滾子軸承相比較，球軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。b.在內(nèi)徑相同的條件下，外徑越小，則滾動(dòng)體就越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)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(zhuǎn)速下工作。故在高速時(shí)，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(chǎng)合。若用一個(gè)外徑較小的軸承而承載能力達(dá)不到要求時(shí)，可再并裝一個(gè)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(jié)構(gòu)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響極大。實(shí)體保持架比沖壓保持架允許高一些的轉(zhuǎn)速，青銅實(shí)體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。d.推力軸承的極限轉(zhuǎn)速均很低。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，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(zhuǎn)速略超過(guò)樣本中規(guī)定的極限轉(zhuǎn)速，可以用提高軸承的公差等級(jí)，或者適當(dāng)?shù)丶哟筝S承的徑向游隙，選用循環(huán)潤(rùn)滑或油霧潤(rùn)滑，加強(qiáng)對(duì)循環(huán)油的冷卻等措施來(lái)改善軸承的高速性能。若工作轉(zhuǎn)速超過(guò)極限轉(zhuǎn)速較多，應(yīng)選用特制的高速滾動(dòng)軸承。③軸承的調(diào)心性能當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時(shí)，或因軸受力而彎曲或傾斜時(shí)，會(huì)造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜。

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