机械设计

本书是面向21世纪高等学校应用型人才培养的教学研究成果，是根据*制订的“普通高等学校机械设计课程教学基本要求”的精神，在满足机械类专业机械设计课程教学基本要求的前提下，以构建适应社会需要、特色鲜明的机械类应用型人才培养为指导思想，为培养机械类专业学生的综合设计能力与创新能力，为适应工程技术发展和教学改革的需要而编写的。在编写过程中，编者认真吸取了全国高等学校应用型本科机械类专业机械设计课程近年来教学改革的研究成果和经验，对教材内容进行了精心的组织编排。全书内容重点突出、重在应用，叙述深入浅出，通俗易懂，并在保证主要内容的同时，依据“浅而广”的原则，增加知识点、扩大知识面，新增针对对新技术、新结构、新型零部件的介绍，较好地体现了应用型本科的特色。全书除绪论外共15章，包括：机械设计概论，机械零件的强度，摩擦、磨损及润滑，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，滚动轴承，滑动轴承，联轴器、离合器及制动器，轴的设计计算，轴毂连接和其他连接，螺纹连接与螺旋传动，弹簧设计，机座、箱体及滚动导轨。各章都附有一定数量的思考题和习题，以便于学生复习和巩固相关知识。本书主要针对应用型本科人才的培养，可作为高等学校机械类专业机械设计课程的教材，也可供其他相关专业的师生及工程技术人员参考。

前言
绪论
节 机器的组成及基本要素
第二节 本课程的研究对象和内容
第三节 本课程的性质和任务
第四节 本课程的特点和学习方法
章 机械设计概论
节 机器应满足的基本要求
第二节 机械设计的一般程序及主要内容
第三节 机械零件设计的基本要求及
一般步骤
第四节 机械零件的主要失效形式及计算
准则
第五节 机械零件的材料及其选择
第六节 机械零件的结构工艺性及
标准化
第七节 机械设计方法及其新发展
思考题
第二章 机械零件的强度
节 载荷与应力的分类
第二节 机械零件的静应力强度计算
第三节 机械零件的疲劳强度计算
第四节 机械零件的接触强度
思考题
习题
第三章 摩擦、 磨损及润滑
节 摩擦
第二节 磨损
第三节 润滑
第四节 流体润滑原理
思考题
第四章 带传动
节 概述
第二节 普通 Ｖ 带和 Ｖ 带轮
第三节 带传动的工作情况分析
第四节 普通 Ｖ 带传动的设计计算
第五节 带传动的张紧、 安装与维护
第六节 其他带传动简介
思考题
习题
第五章 链传动
节 概述
第二节 滚子链的结构、 标准和链轮
结构
第三节 链传动的工作情况分析
第四节 滚子链传动的设计计算
第五节 链传动的布置、 张紧和润滑
思考题
习题
第六章 齿轮传动
节 概述
第二节 齿轮传动的失效形式与设计
准则
第三节 齿轮常用材料和许用应力
第四节 齿轮传动的受力分析与计算
载荷
第五节 标准直齿圆柱齿轮传动的
强度计算
第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度
计算
第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度
计算
第八节 变位齿轮传动强度计算简介
第九节 齿轮传动的结构设计及润滑
第十节 圆弧齿圆柱齿轮传动简介
思考题 习题
第七章 蜗杆传动
节 概述
第二节 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和
几何尺寸
第三节 蜗杆传动的失效形式和设计
准则
第四节 蜗杆传动的材料和精度等级
选择
第五节 蜗杆传动的强度和刚度计算
第六节 蜗杆传动的效率、 润滑及热平衡
计算
第七节 蜗杆和蜗轮的结构设计
第八节 圆弧圆柱蜗杆传动简介
思考题
习题
第八章 滚动轴承
节 概述
第二节 滚动轴承的主要类型、 特点及
选择
第三节 滚动轴承的受力分析、 失效形式
及计算准则
第四节 滚动轴承的寿命计算
第五节 滚动轴承的静强度计算
第六节 滚动轴承的组合设计
第七节 滚动轴承的润滑与密封
第八节 新型结构滚动轴承简介
思考题
习题
第九章 滑动轴承
节 概述
第二节 滑动轴承的结构形式及轴瓦
结构
第三节 滑动轴承的失效形式和常用
材料
第四节 滑动轴承的润滑剂和润滑
方法
第五节 不完全液体润滑滑动轴承的设计
计算
第六节 液体动压润滑径向滑动轴承的
设计计算
第七节 其他形式滑动轴承简介
思考题
习题
第十章 联轴器、 离合器及制动器
节 联轴器
第二节 离合器
第三节 制动器
思考题
习题
第十一章 轴的设计计算
节 概述
第二节 轴的材料及其选择
第三节 轴的结构设计
第四节 轴的强度计算
第五节 轴的刚度计算
第六节 轴的振动简介
思考题
习题
第十二章 轴毂连接和其他连接
节 键连接
第二节 花键连接
第三节 销连接
第四节 其他轴毂连接简介
思考题
习题
第十三章 螺纹连接与螺旋传动
节 螺纹概述
第二节 螺纹连接的类型和标准连接件
第三节 螺纹连接的预紧和防松
第四节 螺栓组连接的设计
第五节 单个螺栓连接的强度计算
第六节 螺纹连接件的材料及许用应力
第七节 提高螺栓连接强度的措施
第八节 螺旋传动
思考题
习题
· Ⅵ· 机 械 设 计第十四章 弹簧设计
节 概述
第二节 圆柱螺旋弹簧的结构、 材料及
制造
第三节 圆柱螺旋压缩 （ 拉伸） 弹簧的
设计计算
第四节 其他类型弹簧简介
思考题
习题
第十五章 机座、 箱体及滚动导轨
节 机座与箱体的类型、 材料及制造
方法
第二节 机座与箱体的截面形状及肋板
布置
第三节 机座及箱体设计概要
第四节 滚动导轨简介
思考题
参考文献

本书是面向 21 世纪高等学校应用型人才培养的教学研究成果, 是根据*制订的《普通高等学校机械设计课程教学基本要求》 的精神, 在满足机械类专业机械设计课程教学基本要求的前提下, 以构建适应社会需要､ 特色鲜明的机械类应用型人才培养为指导思想,为培养机械类专业学生的综合设计能力与创新能力, 为适应工程技术发展和教学改革的需要
而编写的｡ 在编写过程中, 编者认真吸取了全国高等学校应用型本科机械类专业机械设计课程近年来教学改革的研究成果和经验, 对教材内容进行了精心的组织和编排, 体现了学科发展的新动向, 满足了机械设计课程教学的需要｡
全书在内容编排上贯穿了以设计为主线的思想, 将基本内容进行了有机整合｡ 全书除绪论外共 15 章, 包括: 机械设计概论, 机械零件的强度, 摩擦､ 磨损及润滑, 带传动, 链传动, 齿轮传动, 蜗杆传动, 滚动轴承, 滑动轴承, 联轴器､ 离合器及制动器, 轴的设计计
算, 轴毂连接和其他连接, 螺纹连接与螺旋传动, 弹簧设计, 机座､ 箱体及滚动导轨｡ 各章都附有一定数量的思考题和习题, 以便于学生复习和巩固相关知识｡
本书的主要特点有:
( 1) 从机械设计的总体要求和培养学生机械设计基本素质及能力出发, 以机械设计的基本理论､ 基本知识和基本技能为基础, 重点突出工程应用, 强调整机设计的概念, 注重对学生实际应用能力和创新能力的培养, 努力提高学生解决实际问题的能力, 并体现少而精的
原则｡
( 2) 突出机械零部件的材料选择､ 失效形式､ 设计准则､ 结构设计及工作能力计算等基本的内容; 降低对强度设计理论的要求; 对基本理论及有关公式的证明与推导尽量予以简化乃至略去, 着重于它们在工程设计中的应用, 以便培养学生的实际设计能力, 满足机械
类专业应用型人才培养的需要｡
( 3) 精选课程内容, 突出本门课程的工程性, 适当增加了适应科技发展的新技术､ 新结构及新型零部件等方面的内容, 如滚动导轨､ 新型滚动轴承､ 滚动螺旋､ 圆弧齿圆柱齿轮传动及圆弧圆柱蜗杆传动等的介绍, 以便学生了解机械设计的发展趋势, 充实通用机械整机
设计的基本知识, 提高学生的综合设计能力｡
( 4) 在突出重点､ 保证主要内容的同时, 依据 “ 浅而广” 的原则, 适当增加一些基本知识, 如其他带传动简介､ 其他形式滑动轴承简介､ 其他轴毂连接简介及其他类型弹簧简介等, 以便拓宽学生的知识面, 且对必要的知识进行适当的拓展｡
( 5) 全书力求概念把握准确, 叙述深入浅出, 通俗易懂, 形象直观, 符合学生的认知规律; 主次分明, 详略得当, 层次清晰, 文句流畅; 力求体现较好的 “ 可教性” 和 “ 可读性”｡
( 6) 全书采用国家标准规定的名词术语和符号, 尽量引用的标准､ 规范和资料,力求反映机械设计领域的成果｡参加本书编写的人员来自河南工学院､ 河南科技学院及河南理工大学等高校｡ 本书编写分工为: 刘静香编写绪论､ 第五章, 武正权编写第三章､ 第九章, 程鹏飞编写第十章, 马秉馨编写第十三章, 徐文博编写第八章, 李勇峰编写第十二章, 王伟编写第十五章, 其他部分由徐起贺编写｡ 全书由徐起贺任主编, 刘静香､ 武正权任副主编, 并由徐起贺进行了全书的
统稿工作｡
本书由郑州大学秦东晨教授和教学名师杨占尧教授精心审阅, 他们对本书提出了许多宝贵的意见和建议, 对提高本书的编写质量给予了很大帮助, 在此表示衷心的感谢｡ 本书的编写得到了河南工学院教学改革项目 “ 面向应用型本科的机械设计课程教学内容优化的研究与实践” 的支持, 同时也得到了现代机械设计系列课程教学团队全体成员的大力支
持和帮助, 在此谨向他们表示衷心的感谢｡
在本书的编写过程中, 参阅了大量其他同类教材､ 相关的技术标准和文献资料等, 在此对相关编著者表示衷心的感谢! 同时感谢为本书编写做出贡献的编审人员, 感谢河南工学院
对本书出版的大力支持｡
本书主要针对应用型本科人才的培养, 可作为高等学校机械类专业机械设计课程的教材, 也可供其他有关专业的师生及工程技术人员参考｡
由于编者水平所限及编写时间仓促, 误漏欠妥之处在所难免, 恳请广大读者批评指正｡
编 者