机械设计

　　“普通高等学校机械工程基础创新系列教材”是清华大学、重庆大学、北京科技大学、西南交通大学等多所高校国家教学名师、名教授主编的，以国家教学成果奖、国家精品课程、国家精品资源共享课程、国家“十二五”规划教材遴选精神、卓越工程师培养理念为编写思想和内容支撑，强调工程背景和工程应用的高校机类、近机类平台课教材，力求反映当今新的专业技术成果和教研成果，适应当前教学实际，特色鲜明，作为现有经典教材的补充。本书是其中的一分册。本书是根据2011年教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会编制的《机械设计基础课程教学基本要求》的精神编写。本书编写精选基本内容，内容精炼，由机械零件入手学习和掌握机械设计，注重实践能力培养，并配有相应习题。本书内容主要包括绪论，机械设计概论，机械设计的强度问题，摩擦、磨损和润滑，螺纹连接，轴毂连接，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，螺旋传动，轴，滑动轴承，滚动轴承，联轴器和离合器，弹簧等。本书可以作为高等院校机械类专业的专业课用书，也可供相关从业人员学习、参考。

　　吴宗泽，教授，满族，原清华大学机械系教授、机械设计教研室主任、清华大学校务委员会委员、国家教委机械设计教学指导组副组长、中国机械设计学会理事、可靠性学会理事、机械工程史学会常务理事。主要著作有：《高等机械设计》（主编，获国家教委一等奖）、《机械设计习题集》（主编，获国家教委二等奖）、《机械设计》（参编，获国家一等奖）、主编《机械结构设计》、《机械设计禁忌1000例》、《机械结构设计准则与实例》、《机械设计与节能减排》、《机械设计师手册》、《机械零件设计手册》等。主要科研有机械零件CAD、铁路车辆滚动轴承可靠性、行星齿轮减速器均载、轧钢机滑动轴承弹流润滑、高压容器强度等课题。吴鹿鸣：教授西南交通大学机械工程学院教授、首届教学名师、国务院政府津贴获得者，国家工科机械基础教学基地和机械基础实验教学示范中心首任主任，机械基础教学团队带头人及首批国家精品课程《机械设计》、国家资源共享课程《机械设计》负责人，中国大学《机械设计》MOOC课主讲及负责人。成功主持多项省部级教学改革研究项目。新世纪网络建设工程项目：“机械设计网络课程”、“全国高等学校机械设计基础试题库”主持人。荣获教学成果一等奖2项（主持）和二等奖1项（主持），教育部全国普通高校优秀教材一等奖1项，2014年获四川省教学成果一等奖1项。第一届至第三届教育部高校工科机械基础课程教学指导委员会委员，曾先后任教育部国家工科基地中期检查及验收评估专家组成员及组长、教育部面向21世纪高等工程教育教学内容与课程体系改革计划评审专家、教育部第三届优秀教材评审专家以及国家精品课程初评和终评专家；曾任全国机械设计教学研究会副理事长，曾被聘为浙江大学、江苏大学等高校兼职教授。现任四川省机械工程学会常务理事及机械设计（传动）专委会主任。

0.1机械设计的重要意义1
0.2本课程的性质和任务1
0.3本课程的内容和要求1
0.4本课程的特点2
0.5本课程的学习要求和学习方法3
思考题、讨论题和习题3
第1篇机械设计总论
第1章机械设计概论4
1.1概述4
1.2机械零件的失效形式和计算准则6
1.3机械零件材料和热处理的选择7
1.4机械零件的标准化8
1.5机械结构设计8
1.6机械设计技术的新发展16
思考题、讨论题和习题16
第2章机械设计的强度问题19
2.1概述19
2.2疲劳强度的基本理论20
2.3影响疲劳强度的主要因素25
2.4稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算27
2.5规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算31
2.6机械零件的表面强度34
2.7延迟断裂（长期静应力破坏）36
思考题、讨论题和习题37
第3章摩擦、磨损和润滑38
3.1摩擦38
3.2磨损42
3.3润滑剂、添加剂和润滑方法45
3.4流体润滑原理简介51
思考题、讨论题和习题53
第2篇连接件设计
第4章螺纹连接54
4.1螺纹54
4.2螺纹连接的类型和标准螺纹连接件56
4.3螺纹连接的预紧和防松63
4.4螺栓组连接的设计67
4.5单个螺栓连接强度计算74
4.6提高螺纹连接强度的措施79
思考题、讨论题和习题86
第5章轴毂连接91
5.1概述91
5.2键连接93
5.3花键连接97
5.4过盈配合连接99
5.5胀套连接104
5.6型面连接105
思考题、讨论题和习题105
第3篇机械传动件设计
第6章带传动108
6.1概述108
6.2带传动的基本知识110
6.3V带结构与基本标准113
6.4摩擦型带传动的基本理论118
6.5V带传动设计计算的基本方法130
6.6带传动的张紧133
6.7同步带传动137
6.8高速带传动简介147
思考题、讨论题和习题149
第7章链传动152
7.1链传动基本知识153
7.2滚子链156
7.3链传动的基本理论158
7.4滚子链传动设计计算的基本方法162
7.5链传动结构设计167
思考和讨论题174
第8章齿轮传动176
8.1概述176
8.2齿轮传动的失效形式和设计准则177
8.3齿轮常用材料及许用应力178
8.4齿轮传动精度等级及其选择186
8.5齿轮的计算载荷186
8.6标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算189
8.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算201
8.8标准直齿锥齿轮传动的强度计算208
8.9齿轮的结构设计212
8.10齿轮传动的润滑214
思考题、讨论题和习题215
第9章蜗杆传动217
9.1蜗杆传动的特点及类型217
9.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸218
9.3蜗杆传动的失效形式和材料选择222
9.4蜗杆传动的强度计算222
9.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡228
9.6蜗杆和蜗轮的结构234
思考题、讨论题和习题235
第10章螺旋传动237
10.1螺旋传动概述237
10.2滑动螺旋传动设计239
10.3其他螺旋传动简介244
思考题、讨论题和习题248
第4篇轴系零件设计
第11章轴250
11.1概述250
11.2轴的结构设计252
11.3轴的强度计算257
11.4轴的刚度计算263
11.5轴的临界转速概念264
思考题、讨论题和习题265
第12章滑动轴承268
12.1概述268
12.2滑动轴承的主要结构形式269
12.3轴瓦结构272
12.4滑动轴承的失效形式及常用材料275
12.5滑动轴承润滑剂的选用279
12.6不完全液体润滑滑动轴承设计计算280
12.7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算282
12.8其他形式滑动轴承简介294
思考题、讨论题和习题300
第13章滚动轴承301
13.1概述301
13.2滚动轴承的分类、代号及其选择304
13.3滚动轴承的载荷分布、应力分析、失效形式和计算准则314
13.4滚动轴承尺寸选择计算318
13.5滚动轴承的组合结构设计332
思考、讨论题和习题346
第14章联轴器和离合器352
14.1概述352
14.2常用联轴器355
14.3常用离合器360
思考题、讨论题和习题366
第5篇其他零部件设计
第15章弹簧368
15.1概述368
15.2弹簧的材料和制造方法369
15.3圆柱螺旋压缩弹簧和拉伸弹簧的设计计算373
15.4圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算381
15.5其他弹簧简介384
思考题、讨论题和习题387
附录A389
参考文献393