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第1篇 现代机械设计方法简介1

第1章 创造性设计方法1

1.1 创新设计与TRIZ理论概述1

1.2 设计冲突及消解（技术矛盾和冲突矩阵）1

1.3 基于TRIZ的创新设计实例2

第2章 优化设计4

2.1 优化设计概述4

2.2 无约束优化设计方法4

2.3 有约束优化设计方法4

2.4 多目标优化设计方法4

第3章 可靠性设计5

3.1 可靠性设计概述5

3.2 机械零部件可靠性设计6

3.3 系统可靠性设计6

第4章 有限元法7

4.1 有限元法概述7

4.2 有限元的一般方法7

4.3 有限元分析软件介绍8

第5章 动态设计9

5.1 动态设计概述9

5.2 动态设计的有关概念和基本原则9

第6章 计算机辅助设计（CAD）10

6.1 CAD概述10

6.2 曲面表示与曲面造型10

6.3 实体造型方法11

6.4 参数化特征造型技术11

6.5 专用CAD系统的开发应用12

第7章 模块化设计13

7.1 模块化设计概述13

7.2 模块化设计过程13

7.3 模块化产品设计实例13

第8章 反求设计15

8.1 反求设计概述15

8.2 实物反求设计概述15

8.3 反求分析和设计举例16

第9章 绿色设计18

9.1 绿色设计概述18

9.2 绿色设计流程18

9.3 绿色设计的评价指标体系18

第10章 虚拟设计19

10.1 虚拟设计概述19

10.2 虚拟现实技术的体系结构19

10.3 虚拟现实硬件基础19

10.4 虚拟设计制造系统的体系结构20

10.5 虚拟设计建模基础21

第2篇 机械零部件常用设计资料和一般标准22

第1章 零部件设计常用资料22

1 常用资料和数据22

1.1 常用材料的密度22

1.2 常用材料的弹性模量及泊松比22

1.3 常用材料的线膨胀系数23

1.4 常用金属材料的熔点、比热容和热导率23

1.5 钢铁硬度值对照表23

1.6 常用材料的摩擦因数24

1.7 常用材料极限强度的近似关系24

1.8 机械传动效率24

1.9 国内部分标准代号26

1.10 国外部分标准代号26

2 量和单位26

2.1 法定计量单位26

2.1.1 用于构成十进倍数和分数单位的词头26

2.1.2 常用物理量符号及法定计量单位26

2.2 常用单位换算系数28

2.2.1 长度单位换算系数28

2.2.2 面积单位换算系数28

2.2.3 体积、容积单位换算系数28

2.2.4 质量单位换算系数28

2.2.5 密度单位换算系数29

2.2.6 速度单位换算系数29

2.2.7 质量流量单位换算系数29

2.2.8 体积流量单位换算系数29

2.2.9 压力单位换算系数30

2.2.10 力单位换算系数30

2.2.11 功、能及热量单位换算系数30

2.2.12 功率单位换算系数31

2.2.13 黑色金属硬度及强度换算31

第2章 常用零部件设计一般标准和规范33

1 零部件冷加工设计工艺性与结构要素33

1.1 优先数和优先数系33

1.2 标准尺寸33

1.3 中心孔36

1.4 标准角度37

1.5 零件的倒圆与倒角37

1.6 球面半径38

1.7 过渡配合、过盈配合嵌入倒角参考数据38

1.8 砂轮越程槽39

1.9 刨削、插削、珩磨越程槽39

1.10 滚花40

2 铸件设计的工艺性及结构要素40

2.1 铸件最小壁厚40

2.2 灰铸铁件外壁、内壁与加强筋的厚度40

2.3 最小铸孔尺寸41

2.4 壁厚过渡尺寸41

2.5 铸造斜度41

2.6 铸造外圆角42

2.7 铸造内圆角及过渡尺寸42

2.8 加强筋43

2.9 孔边凸台43

2.10 内腔尺寸43

2.11 凸座43

2.12 铸件尺寸公差44

3 锻造和冲压设计的工艺性及结构要素44

3.1 胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的模锻斜度44

3.2 胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的圆角半径45

3.3 圆钢锤扁尺寸45

3.4 扁钢辗成圆柱形端尺寸45

3.5 冲压件的结构要素45

3.5.1 最小可冲孔眼尺寸45

3.5.2 翻孔尺寸及其与边缘的最小距离46

3.5.3 平冲压件和成形冲压件的尺寸公差46

4 焊接的工艺性47

4.1 常用金属的焊接性47

4.1.1 钢的焊接性47

4.1.2 铸铁的焊接性47

4.1.3 有色金属的焊接性49

4.2 焊条及选择49

4.2.1 选择焊条的基本原则49

4.2.2 国标焊条的类别及型号50

4.3 焊接方法代号52

5 热处理52

5.1 常用材料的热处理52

5.1.1 材料在热处理中的特性52

5.1.2 合金元素及碳在钢中的影响和作用53

5.2 热处理的方法、特点和应用53

5.2.1 普通热处理的方法、特点和应用53

5.2.2 表面热处理的方法、特点和应用55

5.3 零件工作图应注明的热处理要求58

5.4 典型零件的热处理实例59

5.5 热处理对零件结构设计的要求59

5.5.1 热处理对零件结构设计的一般要求59

5.5.2 感应淬火的特殊要求62

6 装配工艺注意事项63

第3篇 常用机械基础标准67

第1章 机械制图67

1 基本规定67

1.1 图框格式和图幅尺寸67

1.2 标题栏和明细栏67

1.3 比例70

1.4 图线70

1.5 剖面符号71

2 图样画法71

2.1 投影法71

2.2 视图72

2.3 剖视图73

2.4 局部放大图74

2.5 简化画法及其他规定画法75

3 装配图中零、部件序号及其编排方法75

4 尺寸标注76

4.1 尺寸数字、尺寸线、尺寸界线和标注尺寸的符号76

4.2 简化注法80

4.3 其他标注81

5 尺寸公差与配合的标注82

6 常用结构要素和常用件的表示法83

6.1 螺纹、螺纹连接的表示法及标记83

6.2 齿轮表示法87

6.3 花键表示法88

6.4 装配图中弹簧的表示法89

6.5 动密封圈表示法90

6.6 滚动轴承的通用画法91

6.7 展开图画法91

第2章 公差与配合95

1 极限与配合95

1.1 术语、定义与标注95

1.2 公差、偏差和配合的基本规定98

1.3 标准公差和基本偏差100

1.4 孔、轴的极限偏差106

1.5 孔、轴的公差带142

1.6 基孔制与基轴制优先和常用配合144

1.7 配制配合145

1.8 极限与配合的选择和应用145

2 未注公差的线性和角度尺寸的一般公差146

2.1 一般公差的公差等级和极限偏差146

2.2 适用的尺寸和图样表示法146

3 统计尺寸公差147

3.1 统计尺寸公差的含义147

3.2 规定实际尺寸概率分布特性的方案及标注148

3.3 统计尺寸公差在孔、轴配合中的应用148

4 圆锥的锥度与锥角、棱体的角度与斜度系列155

4.1 圆锥的锥度和锥角系列155

4.2 棱体的角度和斜度系列157

5 圆锥公差和配合159

5.1 圆锥公差159

5.2 圆锥配合163

第3章 几何公差168

1 术语、定义和符号168

1.1 术语及定义168

1.2 几何公差的符号170

1.3 几何公差的定义171

2 几何公差数值及应用185

2.1 几何公差注出公差值的规定185

2.2 几何公差值的选用原则187

3 几何公差的选择与应用188

3.1 几何公差特征项目的选用188

3.2 公差原则和公差要求的选用189

3.3 基准要素的选用189

3.4 几何公差原则选用示例189

3.5 几何公差综合应用实例192

4 几何公差在图样上的标注方法194

5 未注几何公差197

5.1 未注几何公差的公差值197

5.2 未注公差值的应用198

第4章 表面粗糙度199

1 主要术语、定义、符号和代号199

1.1 表面粗糙度的术语及定义199

1.2 表面粗糙度常用的符号与代号201

2 表面粗糙度的参数及其数值202

2.1 评定表面粗糙度的参数及其数值系列202

2.2 取样长度的数值和选用203

3 表面粗糙度的选择203

3.1 表面粗糙度对零件功能的影响203

3.2 规定表面粗糙度要求的一般规则204

3.3 表面粗糙度参数及参数值的选择204

3.4 表面粗糙度参数值的应用实例204

4 表面粗糙度在图样上的标注方法204

第4篇 工程常用材料208

第1章 黑色金属208

1 铸铁牌号和性能208

1.1 灰铸铁208

1.1.1 灰铸铁的牌号208

1.1.2 灰铸铁的性能209

1.1.3 灰铸铁的应用210

1.2 可锻铸铁210

1.2.1 可锻铸铁的分类210

1.2.2 可锻铸铁的牌号、力学性能及应用210

1.3 球墨铸铁211

1.3.1 球墨铸铁的牌号和力学性能211

1.3.2 球墨铸铁的应用213

1.4 耐热铸铁213

1.4.1 耐热铸铁的牌号及化学成分213

1.4.2 耐热铸铁的性能213

1.4.3 耐热铸铁的应用214

2 铸钢牌号和性能214

2.1 一般工程用铸钢214

2.1.1 一般工程用铸钢的牌号及力学性能214

2.1.2 一般工程用铸钢的应用214

2.2 焊接结构用铸钢214

2.3 铸造高锰钢215

2.4 合金铸钢215

3 碳素结构钢和低合金结构钢的牌号及性能216

3.1 碳素结构钢216

3.1.1 碳素结构钢的牌号及性能216

3.1.2 碳素结构钢的性能特点和应用217

3.2 优质碳素结构钢217

3.2.1 优质碳素结构钢的性能217

3.2.2 优质碳素结构钢的性能特点及应用218

3.3 低合金高强度结构钢220

3.3.1 低合金高强度结构钢的牌号和性能220

3.3.2 低合金高强度结构钢的应用223

4 合金结构钢223

4.1 合金结构钢的性能223

4.2 常见合金结构钢的品种规格、性能及应用225

5 特殊用途钢228

5.1 弹簧钢228

5.1.1 弹簧钢的性能228

5.1.2 弹簧钢的性能特点和用途228

5.2 滚动轴承钢229

5.2.1 铬轴承钢229

5.2.2 渗碳轴承钢230

5.2.3 不锈轴承钢230

5.3 工具钢230

5.3.1 碳素工具钢230

5.3.2 合金工具钢231

5.4 不锈钢234

6 钢的型材、板材、管材和线材240

6.1 圆钢、方钢、六角钢及八角钢240

6.1.1 圆钢和方钢240

6.1.2 六角钢和八角钢241

6.2 钢板和钢带241

6.2.1 冷轧钢板和钢带241

6.2.2 热轧钢板和钢带241

6.3 型钢244

6.3.1 热轧角钢244

6.3.2 热轧工字钢244

6.3.3 热轧槽钢244

6.3.4 热轧L型钢245

6.4 钢丝246

第2章 有色金属247

1 铜和铜合金247

1.1 铸造铜合金247

1.1.1 铸造铜合金的性能特点与用途247

1.1.2 铸造铜合金的力学性能249

1.2 加工用铜250

1.3 加工用铜合金251

1.3.1 加工用铜合金的化学成分和力学性能251

1.3.2 加工用铜合金的特性和用途253

2 铝和铝合金257

2.1 铸造铝合金257

2.1.1 合金铸造方法和变质处理代号257

2.1.2 合金状态代号257

2.1.3 铸造铝合金的力学性能257

2.1.4 铸造铝合金的主要特征和应用举例259

2.2 压铸铝合金260

2.2.1 压铸铝合金牌号和代号的表示方法260

2.2.2 压铸铝合金的特点及应用举例260

2.3 变形铝合金261

2.3.1 铝和铝合金加工产品的力学性能261

2.3.2 加工铝材的牌号、特性及用途265

3 镁合金267

3.1 铸造镁合金267

3.1.1 铸造镁合金的牌号和代号267

3.1.2 铸造镁合金的力学性能268

3.1.3 铸造镁合金的基本特征和应用举例268

3.2 压铸镁合金268

3.3 加工镁合金269

3.3.1 加工镁合金的性能特点和应用269

3.3.2 加工镁合金的力学性能269

4 钛及钛合金型材270

4.1 钛及钛合金型材的牌号、特性和用途270

4.2 钛合金板271

4.3 钛合金管272

第3章 非金属材料274

1 橡胶274

1.1 常用橡胶的品种、性能和用途274

1.2 工业用橡胶板275

1.3 石棉橡胶板275

2 塑料276

2.1 塑料的分类、名称、特性和应用276

2.1.1 塑料的分类276

2.1.2 塑料的特性和应用277

2.2 常用塑料的特性与用途277

2.2.1 常用热固性塑料的特性与用途277

2.2.2 常用热塑性塑料的特性与用途277

2.3 常用工程塑料选用参考实例279

第5篇 连接零部件280

第1章 螺纹及螺纹连接280

1 基本设计计算方法280

1.1 螺纹280

1.2 螺纹连接281

1.2.1 螺纹连接的类型和标准螺纹连接件281

1.2.2 螺纹连接的拧紧和防松282

1.2.3 螺栓组连接的结构设计和受力分析283

1.2.4 螺栓组连接的强度计算284

1.2.5 提高螺纹连接强度的措施288

1.2.6 受力分析和强度计算框图289

1.3 设计计算实例290

1.4 连接的可靠性设计293

1.4.1 松螺栓连接的可靠性设计293

1.4.2 紧螺栓连接的可靠性设计294

1.4.3 受剪螺栓连接的可靠性设计300

2 设计标准及规范301

2.1 结构要素301

2.1.1 外螺纹的末端301

2.1.2 普通螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角303

2.1.3 普通内、外螺纹余留长度及钻孔余留深度与螺栓突出螺母的末端长度305

2.1.4 普通螺纹基本牙型306

2.1.5 普通螺纹基本尺寸306

2.1.6 直径与螺距系列309

2.1.7 普通螺纹优选系列312

2.1.8 普通螺纹公差312

2.1.9 螺纹的旋合长度317

2.1.10 普通螺纹的标记318

2.1.11 普通螺纹的极限偏差319

2.1.12 普通螺纹中等精度、优选系列的极限尺寸328

2.1.13 普通内螺纹的极限尺寸331

2.1.14 普通外螺纹的极限尺寸346

2.1.15 紧固件通孔及沉孔尺寸360

2.1.16 粗牙螺纹、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度361

2.1.17 地脚螺栓孔和凸缘尺寸361

2.1.18 扳手空间362

2.2 常用螺纹连接件及其标准数据363

2.2.1 螺栓、螺柱、螺钉363

2.2.2 螺母382

2.2.3 垫圈、挡圈410

第2章 键连接448

1 基本设计计算方法448

1.1 键连接的类型、特点及应用448

1.2 平键连接的设计计算449

1.2.1 平键连接的强度计算449

1.2.2 平键连接的设计450

1.3 花键连接的设计计算450

1.3.1 花键连接的特点和分类450

1.3.2 花键连接的强度计算450

1.4 键连接的设计计算实例451

2 设计标准及规范453

2.1 平键连接453

2.1.1 平键键槽的剖面尺寸453

2.1.2 普通型平键454

2.1.3 薄型平键457

2.1.4 导向型平键458

2.1.5 楔键键槽的剖面尺寸459

2.1.6 普通型楔键460

2.1.7 半圆键键槽的剖面尺寸462

2.1.8 普通型半圆键463

2.1.9 切向键及其键槽464

2.2 花键连接467

2.2.1 矩形花键尺寸和公差467

2.2.2 矩形内花键长度系列469

2.2.3 圆柱直齿渐开线花键470

第3章 销连接515

1 基本设计计算方法515

1.1 销连接的类型特点及应用515

1.2 销连接的设计计算516

1.2.1 设计计算原则516

1.2.2 设计计算实例516

2 设计标准及规范516

2.1 圆柱销516

2.1.1 不淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销516

2.1.2 淬硬钢和马氏体不锈钢圆柱销518

2.1.3 不淬硬钢和奥氏体不锈钢内螺纹圆柱销519

2.1.4 淬硬钢和马氏体不锈钢内螺纹圆柱销521

2.1.5 直槽轻型弹性圆柱销523

2.1.6 开口销526

2.1.7 销轴528

2.2 圆锥销530

2.2.1 圆锥销530

2.2.2 内螺纹圆锥销532

2.2.3 开尾圆锥销533

2.2.4 螺尾锥销534

2.3 槽销535

2.3.1 全长锥槽槽销535

2.3.2 半长锥槽槽销537

2.3.3 沉头槽销538

第4章 过盈连接540

1 基本设计计算方法540

1.1 过盈连接的原理及特点540

1.2 过盈连接的装配方法540

1.3 过盈连接的设计计算540

1.4 过盈连接的计算实例542

1.5 过盈连接的结构设计543

2 设计标准及规范545

第5章 铆接548

1 基本设计计算方法548

1.1 铆接的特点与应用548

1.2 铆缝和铆钉548

1.3 铆接的原理与破坏形式549

1.4 铆接铆缝的设计计算要点550

1.5 铆接的设计计算实例550

1.6 铆接的结构设计552

2 设计标准及规范553

2.1 铆钉的公称杆径553

2.2 铆钉通孔直径553

2.3 铆钉间的距离553

2.4 铆钉的许用应力554

2.5 铆钉的材料及热处理554

2.6 常用铆钉标准554

2.6.1 半圆头铆钉554

2.6.2 小半圆头铆钉555

2.6.3 半圆头铆钉长度的选择555

2.6.4 平头铆钉556

2.6.5 平锥头铆钉557

2.6.6 扁平头、扁圆头半空心铆钉557

2.6.7 90°沉头铆钉558

2.6.8 120°沉头铆钉560

2.6.9 沉头抽芯铆钉562

2.6.10 开口型平圆头抽芯铆钉563

2.6.11 封闭型平圆头抽芯铆钉564

2.6.12 击芯铆钉565

第6章 焊接566

1 基本设计计算方法566

1.1 焊接的类型与应用566

1.2 常用焊接方法及其选择566

1.2.1 常用焊接方法566

1.2.2 常用焊接方法的选择567

1.3 焊缝的受力及焊接件的设计要点567

1.4 焊接设计计算实例568

1.5 焊接的结构设计570

2 设计标准及规范572

2.1 不同材料焊接方法的优先选择572

2.2 设计系数a、b的值573

2.3 焊缝的静载许用应力573

2.4 焊缝符号表示法573

2.5 碳钢焊条577

第7章 粘接578

1 基本设计计算方法578

1.1 粘接的特点与应用578

1.2 常用粘合剂简介578

1.3 粘接的结构设计要点579

1.4 粘接的结构设计实例579

2 设计标准及规范580

2.1 粘合剂分类580

2.2 几种常用粘合剂的性能581

2.3 几种常用粘合剂粘接层剪切强度的比较581

第6篇 传动零部件582

第1章 螺旋传动582

1 基本设计计算方法582

1.1 螺旋传动概述582

1.2 滑动螺旋传动的设计计算方法584

1.2.1 设计方法概述584

1.2.2 常用材料及热处理585

1.2.3 精度585

1.3 滑动螺旋传动的设计计算实例585

1.4 滚动螺旋传动简介589

1.5 静压螺旋传动简介591

2 设计标准及规范591

2.1 滑动螺旋传动591

2.1.1 螺母材料及选用591

2.1.2 螺杆常用材料及热处理592

2.1.3 螺旋副的当量摩擦因数592

2.1.4 螺杆的长度系数592

2.1.5 滑动螺旋副的许用应力592

2.1.6 螺母和螺杆材料的许用应力592

2.1.7 矩形螺纹的基本尺寸592

2.1.8 梯形螺纹的牙型593

2.1.9 梯形螺纹的直径与螺距593

2.1.10 梯形螺纹的基本尺寸595

2.1.11 梯形螺纹的公差599

2.1.12 锯齿形螺纹（3°、30°）的牙型605

2.1.13 锯齿形螺纹的直径与螺距系列605

2.1.14 锯齿形螺纹（3°、30°）的基本尺寸607

2.1.15 锯齿形螺纹（3°、30°）的公差610

2.2 滚动螺旋传动616

2.2.1 滚动螺旋传动的公称直径和基本导程616

2.2.2 滚动螺旋副的几何尺寸617

2.2.3 滚动螺旋副的型号标注617

2.2.4 常用内、外循环滚动螺旋副的尺寸系列及其承载能力618

2.2.5 滚动螺旋副的材料及热处理620

2.2.6 滚动螺旋副的计算621

第2章 带传动623

1 基本设计计算方法623

1.1 带传动工作原理623

1.2 带传动受力分析623

1.3 带传动应力分析623

1.4 带传动弹性滑动与打滑624

1.5 V带传动的失效形式和设计准则624

1.6 V带传动设计框图625

1.7 V带传动设计实例626

1.8 应用Pro/Engineer设计V带轮627

1.9 平带传动设计实例629

1.10 梯形齿同步带传动设计实例631

1.11 多楔带传动设计实例632

2 设计标准及规范633

2.1 V带及窄V带选型图633

2.2 V带的额定功率和单根普通V带功率增量634

2.3 V带设计用系数639

2.4 V带的截面尺寸及基准带长640

2.5 V带轮的轮槽尺寸及基准直径系列642

2.6 平带设计实用数据642

2.7 同步带设计用数据速查644

2.8 多楔带设计数据652

2.9 带轮材料657

2.10 带轮结构设计658

2.11 带传动的张紧方式658

2.12 传动带的类型及带传动形式660

第3章 链传动661

1 基本设计计算方法661

1.1 概述661

1.1.1 链传动的特点661

1.1.2 链传动的分类661

1.1.3 传动链的类型661

1.2 滚子链传动的主要参数661

1.3 链传动的运动特性662

1.3.1 链传动的运动不均匀性662

1.3.2 链传动的动载荷663

1.4 滚子链传动设计框图663

1.5 滚子链传动设计实例664

1.6 应用Pro/Engineer设计滚子链轮665

1.7 滚子链和链轮665

1.8 链传动的布置666

1.9 链传动的张紧666

1.10 链传动的润滑方法666

1.11 其他常用标准链传动666

2 设计标准及规范667

2.1 滚子链设计系数667

2.2 齿形链传动系数668

2.3 滚子链及齿形链的选型669

2.4 齿形链的基本参数和尺寸674

2.5 滚子链主要参数679

2.6 链传动的布置681

2.7 链传动的张紧681

2.8 链传动的润滑方法682

2.9 链轮的材料683

2.10 链轮结构684

2.11 滚子链链轮的技术数据686

2.12 齿形链链轮轮槽尺寸689

2.13 双节距链链轮的技术数据694

2.14 弯板链链轮的技术数据696

2.15 其他常用标准链的主要参数和尺寸698

第4章 齿轮传动700

1 基本设计计算方法700

1.1 齿轮强度计算方法概述700

1.1.1 发展概况700

1.1.2 ISO法计算齿轮特点700

1.2 齿轮传动失效形式及设计准则700

1.2.1 失效形式700

1.2.2 设计准则700

1.3 圆柱齿轮传动受力分析700

1.3.1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析700

1.3.2 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析701

1.4 直齿圆柱齿轮传动强度计算701

1.4.1 轮齿弯曲疲劳强度的计算公式701

1.4.2 轮齿接触疲劳强度的计算702

1.5 斜齿圆柱齿轮传动强度计算702

1.5.1 轮齿弯曲疲劳强度的计算702

1.5.2 轮齿接触疲劳强度的计算702

1.6 斜齿圆柱齿轮传动设计框图702

1.7 斜齿圆柱齿轮传动设计实例702

1.8 斜齿轮接触应力的有限元分析705

1.9 齿轮传动的优化设计707

1.10 应用Pro/Engineer设计齿轮实体708

1.11 锥齿轮传动的计算概述713

1.12 直齿锥齿轮传动的几何计算713

1.13 直齿锥齿轮传动的受力分析717

1.14 直齿锥齿轮传动的强度计算717

1.14.1 锥齿轮初步设计717

1.14.2 直齿锥齿轮传动的强度校核718

1.15 直齿锥齿轮传动的设计实例720

1.16 齿轮精度设计实例725

1.16.1 斜齿圆柱齿轮精度设计实例725

1.16.2 直齿锥齿轮精度等级设计实例727

1.17 齿轮传动的效率和润滑728

1.17.1 齿轮传动的效率728

1.17.2 齿轮传动的润滑728

2 设计标准及规范728

2.1 齿轮传动设计系数728

2.1.1 圆柱齿轮传动的设计系数728

2.1.2 直齿锥齿轮传动的设计系数734

2.2 精度等级及其选择738

2.2.1 圆柱齿轮的精度等级及其选择738

2.2.2 直齿锥齿轮的精度等级及其选择739

2.3 圆柱齿轮精度数据740

2.3.1 轮齿同侧齿面偏差740

2.3.2 径向综合偏差与径向跳动750

2.3.3 齿轮副753

2.3.4 参考数据754

2.3.5 齿轮坯的精度755

2.4 锥齿轮精度数据756

2.4.1 第Ⅰ公差组756

2.4.2 第Ⅱ公差组758

2.4.3 第Ⅲ公差组763

2.4.4 其他763

2.4.5 齿坯的公差768

2.5 齿轮常用材料769

2.6 齿轮结构770

2.6.1 齿轮轮坯结构的选择770

2.6.2 齿轮的结构形式770

2.7 齿轮传动的效率及润滑772

第5章 蜗杆传动775

1 基本设计计算方法775

1.1 蜗杆传动分类775

1.2 主要参数及几何尺寸计算776

1.2.1 主要参数776

1.2.2 几何尺寸计算779

1.3 受力分析779

1.4 失效形式及强度计算780

1.4.1 失效形式及设计准则780

1.4.2 强度计算780

1.5 蜗杆的刚度计算781

1.6 效率和热平衡计算781

1.7 蜗杆传动设计框图782

1.8 普通蜗杆传动设计实例782

1.9 应用Pro/Engineer设计蜗轮785

1.10 应用Pro/Engineer设计蜗杆787

1.11 圆弧圆柱蜗杆传动及直廓环面蜗杆传动强度计算790

1.11.1 圆弧圆柱蜗杆传动强度计算790

1.11.2 直廓环面蜗杆传动强度计算791

1.12 圆弧圆柱蜗杆设计实例791

1.13 直廓环面蜗杆设计实例791

1.14 蜗杆传动精度设计实例791

2 设计标准及规范793

2.1 基本参数793

2.2 蜗杆传动设计系数799

2.3 蜗杆传动精度数据800

2.3.1 精度等级及蜗杆检验组数据800

2.3.2 蜗杆检验项目的公差及偏差801

2.3.3 蜗轮的各项公差及偏差802

2.3.4 蜗杆副的各项公差及偏差804

2.3.5 齿坯公差及偏差807

2.4 蜗杆及蜗轮材料807

2.5 圆弧圆柱蜗杆传动技术数据808

2.6 直廓环面蜗杆传动技术数据811

2.7 直廓环面蜗杆传动的精度数据818

2.8 润滑及润滑剂820

第7篇 轴系零部件822

第1章 轴822

1 基本设计计算方法822

1.1 概述822

1.1.1 轴的分类822

1.1.2 轴的材料及选择原则822

1.2 轴的结构设计822

1.2.1 轴上零件的固定823

1.2.2 轴的加工工艺性和装配工艺性825

1.3 轴的强度计算827

1.3.1 按许用切应力计算827

1.3.2 按许用弯曲应力计算828

1.3.3 按许用安全系数校核轴的疲劳强度828

1.4 轴的刚度计算829

1.4.1 弯曲变形计算830

1.4.2 扭转变形计算830

1.5 轴的设计流程图830

1.6 轴的设计计算实例831

1.7 轴强度设计的有限元法835

1.8 轴结构的优化设计836

1.9 轴的可靠性设计837

1.9.1 转轴的可靠性设计837

1.9.2 心轴的可靠性设计839

1.9.3 传动轴的可靠性设计840

1.10 应用Pro/Engineer设计轴841

1.11 轴类部件的动态分析和设计841

1.11.1 轴类部件的动态分析842

1.11.2 轴类部件的动态设计843

2 设计标准及规范845

2.1 轴的常用材料及其性能845

2.2 各种强度计算系数847

2.3 各种截面轴的抗弯与抗扭截面系数计算公式850

2.4 轴的刚度计算数据851

2.5 轴的结构设计数据852

第2章 滚动轴承859

1 基本设计计算方法859

1.1 主要类型及其代号859

1.1.1 主要类型及特性859

1.1.2 滚动轴承的代号860

1.2 寿命计算863

1.3 寿命计算框图864

1.4 滚动轴承静强度计算864

1.5 滚动轴承极限转速计算864

1.6 寿命计算实例864

1.7 滚动轴承组合结构设计866

2 设计标准及规范869

2.1 寿命计算相关系数869

2.2 滚动轴承当量动载荷的计算系数X、Y值870

2.3 滚动轴承静载荷计算的相关系数871

2.4 常用滚动轴承的尺寸和主要性能参数871

2.4.1 深沟球轴承871

2.4.2 角接触球轴承873

2.4.3 圆柱滚子轴承876

2.4.4 圆锥滚子轴承878

2.5 成对安装的角接触轴承轴向支反力的计算881

2.6 滚动轴承的润滑和密封881

2.7 滚动轴承的公差与配合882

第3章 滑动轴承885

1 基本设计计算方法885

1.1 概述885

1.2 失效形式及常用材料885

1.3 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算886

1.4 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算实例887

1.5 液体动压润滑形成原理及基本方程887

1.6 液体动压径向滑动轴承承载能力的计算889

1.6.1 设计计算889

1.6.2 参数选择889

1.7 液体动压径向滑动轴承的计算实例890

1.8 其他形式滑动轴承简介892

2 设计标准及规范893

2.1 常用材料及其性能893

2.2 常用设计参数896

2.3 液体动压径向滑动轴承的S0-ε曲线图897

2.4 液体动压径向滑动轴承的流量系数？v898

2.5 液体动压径向滑动轴承的摩擦特性系数？898

2.6 滑动轴承座的结构尺寸899

2.7 常用润滑参数及润滑装置903

第4章 联轴器908

1 基本设计计算方法908

1.1 概述908

1.2 联轴器的选择与计算909

1.3 联轴器的选择计算实例910

2 设计标准和规范913

2.1 刚性联轴器913

2.1.1 凸缘联轴器913

2.1.2 套筒联轴器915

2.1.3 夹壳联轴器917

2.2 无弹性元件的挠性联轴器919

2.2.1 滚子链联轴器919

2.2.2 鼓形齿式联轴器921

2.2.3 WS、WSD型十字轴万向联轴器930

2.2.4 SWC型整体叉头十字轴式万向联轴器932

2.3 非金属弹性元件的挠性联轴器940

2.3.1 弹性套柱销联轴器940

2.3.2 弹性柱销齿式联轴器943

2.3.3 弹性柱销联轴器950

2.3.4 LXZ型带制动轮弹性柱销联轴器952

2.3.5 梅花形弹性联轴器955

2.3.6 轮胎式联轴器959

2.4 挠性杆联轴器961

2.5 钢球式节能安全联轴器966

2.6 联轴器轴孔和键槽形式971

第5章 离合器975

1 基本设计计算方法975

1.1 概述975

1.2 离合器的选择与计算975

1.3 离合器的选择与计算实例976

2 设计标准和规范978

2.1 设计参数978

2.1.1 设计选用系数978

2.1.2 摩擦片、摩擦副及摩擦块相关数据979

2.2 机械离合器980

2.2.1 牙嵌离合器980

2.2.2 摩擦式离合器983

2.3 电磁离合器985

2.3.1 牙嵌式电磁离合器985

2.3.2 磁粉离合器987

2.4 超越离合器989

2.5 安全离合器994

2.5.1 剪销式安全离合器994

2.5.2 牙嵌式安全离合器995

2.5.3 钢球式安全离合器996

2.5.4 摩擦式安全离合器998

2.5.5 ALY液压安全离合器（联轴器）1000

2.6 离心离合器1006

第8篇 其他零部件1007

第1章 减速器1007

1 基本设计计算方法1007

1.1 常用减速器的类型、特性及应用1007

1.2 常见的几种减速结构1008

1.2.1 圆柱齿轮减速器1008

1.2.2 锥齿轮减速器1008

1.2.3 圆锥-圆柱齿轮减速器1008

1.2.4 蜗杆减速器1008

1.2.5 减速器附件1008

1.3 传动装置的总体设计1009

1.3.1 传动方案的确定1009

1.3.2 选择电动机1010

1.3.3 计算传动装置总传动比并分配各级传动比1011

1.3.4 计算传动装置的运动参数和动力参数1012

1.4 传动零件的设计计算1013

1.4.1 减速器外传动零件设计计算要点1013

1.4.2 减速器内传动零件设计计算要点1014

1.5 减速器装配草图的设计1014

1.5.1 初步绘制装配草图的准备工作1014

1.5.2 初步绘制装配草图1016

1.5.3 校核轴、轴承及键1018

1.5.4 完成减速器的装配草图设计1018

1.5.5 圆锥-圆柱齿轮减速器装配草图设计1024

1.5.6 蜗杆减速器装配草图设计1027

1.6 完成减速器装配图的设计1028

1.6.1 标注尺寸1028

1.6.2 编写技术条件和减速器特性1028

1.6.3 零件编号、明细栏和标题栏1029

1.7 零件工作图的设计1030

1.7.1 零件工作图的设计要求1030

1.7.2 轴零件工作图的设计1030

1.7.3 齿轮零件工作图的设计1032

1.7.4 箱体零件工作图的设计1033

1.8 编写设计计算说明书1034

1.8.1 设计说明书的内容1034

1.8.2 设计说明书的要求及注意事项1034

1.9 齿轮减速器模块化设计1035

1.10 齿轮减速器系统可靠性优化设计1036

1.11 减速器参考图例1039

1.11.1 装配图及结构图示例1039

1.11.2 零件工作图图例1054

2 设计标准及规范1064

2.1 圆柱齿轮减速器的标准中心距1064

2.2 减速器主要零件的公差配合1065

2.3 减速器的润滑与密封1065

2.3.1 常用润滑剂1065

2.3.2 常用密封装置1066

2.4 减速器附件1072

2.4.1 检查孔及检查孔盖1072

2.4.2 通气装置1072

2.4.3 轴承盖1073

2.4.4 螺塞及封油垫1074

2.4.5 吊耳、吊钩及吊环结构尺寸1075

2.4.6 油标及油尺1076

2.5 Y系列三相异步电动机的技术数据和安装尺寸1077

2.5.1 Y系列三相异步电动机的技术数据1077

2.5.2 Y系列三相异步电动机的安装尺寸1079

第2章 弹簧1086

1 基本设计计算方法1086

1.1 弹簧的类型1086

1.2 弹簧材料与性能1088

1.2.1 弹簧材料1088

1.2.2 弹簧的制造1088

1.2.3 疲劳强度1088

1.2.4 弹簧材料的性能1089

1.3 圆柱螺旋弹簧的设计计算1090

1.3.1 基本参数及设计计算方法1090

1.3.2 弹簧设计实例1103

1.4 圆柱螺旋压缩弹簧的优化设计1108

1.5 圆柱螺旋压缩弹簧的检验1110

1.6 其他类型的弹簧简介1110

1.6.1 碟形弹簧1110

1.6.2 空气弹簧1112

1.6.3 片弹簧1113

2 设计标准及规范1113

2.1 一般用途圆截面圆柱螺旋弹簧尺寸系列1113

2.2 弹簧材料及许用应力1115

2.2.1 弹簧的材料1115

2.2.2 弹簧的许用应力1119

2.2.3 其他设计参考资料1119

参考文献1121