机械设计（原书第5版）

　　本书是美国大学本科机械设计课程的一本经典教材。全书分两篇。第1篇为基础篇，共8章，分别是：设计介绍，材料和工艺，运动与受力分析，应力、应变与挠度，静态失效理论，疲劳失效理论，表面失效和有限元分析。第2篇为机械设计篇，共9章，分别是：设计案例研究，轴、键与联轴器，轴承与润滑，直齿圆柱齿轮，斜齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆，弹簧设计，螺纹与紧固件，焊接，离合器与制动器。 本书特别强调综合设计方面的内容，以培养学生将来在实际工作中解决工程问题的能力。除了传统的解析与图解分析计算方法外，还加入了有限元方法，并在本书网站中提供了多个计算机辅助分析的程序，从而突出现代设计方法与计算机辅助设计在机械基础课程教学中的应用。为本书开设的网站提供了原作者的课程讲座演讲视频、应力分析视频、常用机械零件例子视频和工作机械的视频等。通过观看视频，可以帮助学生和自学人员更加直观地理解书本上的内容。 本书可作为国内机械类和近机械类专业的相关课程教学的教材或教学参考书，也可作为从事机械基础教学或设计的其他专业师生和工程技术人员的参考书。本书结合原版教材也可以作为双语教材使用。

　　罗伯特·诺顿（R. l. Norton） 在美国东北大学获得机械工程和工业技术本科学位、在塔夫斯大学获得工程设计硕士学位，并在伍斯特理工学院（WPI）被授予（荣誉）工学博士。他是马萨诸塞州的注册专业工程师。有超过50年的工程设计和制造经验；在东北大学、塔夫斯大学和WPI，有超过40年的在机械工程、工程设计、计算机科学和相关学科的教学经验。从1981以来，诺顿是WPI的专职教师，他目前还是密尔顿P.希金斯二世的杰出名誉教授。自1970以来，他是诺顿联合工程顾问公司的创始人和总裁。他是美国机械工程师协会会员和美国汽车工程师协会成员。2007年，他被推选为由教育发展与支持理事会（CASE）和卡耐基教学进步基金会共同创设的全美教学大奖的年度教授。

中文版序
前言
横截面性质
基本形状质量性质
第1篇基础篇
第1章设计介绍
1.1设计
1.2典型设计过程
1.3问题的提出与计算
1.4工程模型
1.5计算机辅助设计与工程
1.6工程报告
1.7安全系数和设计规范
1.8统计考虑
1.9单位
1.10小结
1.11参考文献
1.12网上资料
1.13参考书目
1.14习题
第2章材料和工艺
2.0引言
2.1材料性能定义
2.2材料性能的统计性质
2.3均匀性和各向同性
2.4硬度
2.5涂层和表面处理
2.6常用金属材料的特性
2.7常用非金属材料的特性
2.8材料的选择
2.9小结
2.10参考文献
2.11网上资料
2.12参考书目
2.13习题
第3章运动与受力分析
3.0简介
3.1自由度
3.2机构
3.3自由度（运动能力）的计算
3.4常见单自由度机构
3.5连杆机构运动分析
3.6平面四杆机构分析
3.7曲柄滑块机构分析
3.8凸轮机构设计和分析
3.9力分析的载荷分类
3.10自由体图
3.11载荷分析
3.12二维静态载荷案例研究
3.13三维静态载荷案例研究
3.14动载案例研究
3.15振动加载
3.16冲击载荷
3.17梁载荷分析
3.18小结
3.19参考文献
3.20网上资料
3.21参考书目
3.22习题
第4章应力、应变与挠度
4.0引言
4.1应力
4.2应变
4.3主应力
4.4平面应力和平面应变
4.5莫尔圆
4.6作用应力与主应力对比
4.7轴向拉伸
4.8直接剪应力、直接挤压
4.9梁与弯曲应力
4.10梁挠度
4.11卡氏法
4.12扭转
4.13组合应力
4.14弹簧系数
4.15应力集中
4.16轴向压缩——压杆
4.17圆筒的应力
4.18静态应力和变形分析的
4.19小结
4.20参考文献
4.21参考书目
4.22习题
第5章静态失效理论
5.0引言
5.1静加载下韧性材料的失效
5.2脆性材料在静载下的失效
5.3断裂力学
5.4使用静态载荷失效的理论
5.5静态失效案例研究分析
5.6小结
5.7参考文献
5.8参考书目
5.9习题
第6章疲劳失效理论
6.0引言
6.1疲劳失效机理
6.2疲劳失效模型
6.3机械设计的考虑
6.4疲劳载荷
6.5测量疲劳失效准则
6.6估算疲劳失效准则
6.7缺口与应力集中
6.8残余应力
6.9高周疲劳设计
6.10单向对称应力设计
6.11单向波动应力设计
6.12多向应力疲劳设计
6.13高周疲劳设计的一般方法
6.14疲劳设计案例研究
6.15小结
6.16参考文献
6.17参考书目
6.18习题
第7章表面失效
7.0引言
7.1表面结构
7.2表面配副
7.3摩擦
7.4粘着磨损
7.5磨粒磨损
7.6腐蚀磨损
7.7表面疲劳
7.8球面接触
7.9圆柱面接触
7.10一般接触
7.11动态接触应力
7.12表面疲劳失效模型——动态接触
7.13表面疲劳强度
7.14小结
7.15参考文献
7.16习题
第8章有限元分析
8.0引言
8.1有限元方法
8.2单元类型
8.3网格划分
8.4边界条件
8.5施加载荷
8.6测试模型（验证）
8.7模态分析
8.8案例研究
8.9小结
8.10参考文献
8.11参考书目
8.12网上资料
8.13习题
第2篇机械设计篇
第9章设计案例研究
9.0引言
9.1案例8便携式空气压缩机
9.2案例9干草捆卷扬机
9.3案例10凸轮试验机
9.4小结
9.5参考文献
9.6设计项目
第10章轴、键与联轴器
10.0引言
10.1轴上载荷
10.2轴上零件与应力集中
10.3轴的材料
10.4轴的功率
10.5轴的载荷
10.6轴的应力
10.7组合载荷作用下轴的失效
10.8轴的设计
10.9轴的变形
10.10键和键槽
10.11花键
10.12过盈配合
10.13飞轮设计
10.14轴的临界转速
10.15联轴器
10.16案例研究
10.17小结
10.18参考文献
10.19习题
第11章轴承与润滑
11.0引言
11.1润滑剂
11.2黏度
11.3润滑的类型
11.4滑动轴承材料组合
11.5流体动压润滑理论
11.6流体动压轴承的设计
11.7高副接触
11.8滚动轴承
11.9滚动轴承的失效
11.10滚动轴承选型
11.11轴承安装细节
11.12特殊轴承
11.13案例研究
11.14小结
11.15参考文献
11.16习题
第12章直齿圆柱齿轮
12.0引言
12.1齿轮啮合理论
12.2轮齿的参数命名
12.3干涉与根切
12.4重合度
12.5轮系
12.6齿轮制造
12.7直齿圆柱齿轮的载荷
12.8直齿圆柱齿轮的应力
12.9齿轮材料
12.10齿轮传动润滑
12.11直齿圆柱齿轮设计
12.12案例研究
12.13小结
12.14参考文献
12.15习题
第13章斜齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆
13.0引言
13.1斜齿轮
13.2锥齿轮
13.3蜗杆机构
13.4案例研究
13.5小结
本章使用的重要公式
13.6参考文献
13.7习题
第14章弹簧设计
14.0引言
14.1弹簧刚度
14.2弹簧类型
14.3弹簧材料
14.4螺旋压缩弹簧
14.5静载荷作用下螺旋压缩弹簧的设计
14.6疲劳载荷作用下螺旋压缩弹簧的设计
14.7螺旋拉伸弹簧
14.8圆柱螺旋扭转弹簧
14.10案例分析
14.11小结
14.12参考文献
14.13习题
第15章螺纹与紧固件
15.0引言
15.1标准螺纹形式
15.2传动螺旋
15.3螺纹上的应力
15.4螺纹紧固件的类型
15.5螺纹紧固件的制造
15.6标准螺栓和机用螺钉强度
15.7拉伸下紧固件的预紧力
15.8连接刚度系数确定
15.9预紧力控制
15.10紧固件的剪切
15.11设计案例设计空气压缩机的头螺栓
15.12小结
15.13参考文献
15.14参考书目
15.15习题
第16章焊接
16.0引言
16.1焊接过程
16.2焊接接头和焊缝类型
16.3焊接接头设计原则
16.4焊缝的静载荷
16.5焊缝的静强度
16.6焊缝的动载荷
16.7焊缝线处理
16.8偏心受载的焊接模式
16.9机器中焊件设计注意事项
16.10小结
16.11参考文献
16.12习题
第17章离合器与制动器
17.0引言
17.1制动器和离合器分类
17.2离合器/制动器的选择和规格
17.3离合器与制动器的材料
17.4圆盘摩擦离合器
17.5盘式制动器
17.6鼓式制动器
17.7小结
17.8参考文献
17.9参考书目
17.10习题
附录A材料性能
附录B梁的表格
附录C应力集中系数
附录D部分习题参考答案