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单位换算表 1

机械设计通用符号表 1

希腊字母表 1

第1章 总论 1

1-1 设计人员及其考虑的问题 1

1-1-1　设计工作和设计人员 1

目录 1

1-1-2　设计准则 2

1-1-3　对设计人员产生影响的因素 4

1-1-4　设计程序 5

1-2　决策及其鉴别 11

1-2-1 总则 11

1-2-2　解决问题的方法 11

1-2-3　决策者及其决策过程 12

1-2-4　决策理论 14

1-3-2　恰当性评价的准则 16

1-3　恰当性评价 16

1-3-1　概述 16

1-3-3　适用性—可行性—可接受性方法 17

1-3-4　优值函数或加权函数法 18

1-3-5　设计系数和安全系数 20

1-3-6　概率统计方法 20

1-4　工程技术资料的传递交流 21

1-4-1 图纸的识别 21

1-4-2　标准件 22

1-4-3　机械制图 22

1-4-4　零件图 24

1-4-5 图纸及技术说明书的发放工作 35

1-4-6　异常情况 35

1-5　设计中的法律依据 35

1-6-1　定义和说明 38

1-6-2　按来源分类 38

1-6　设计中的标准、法规和政府条例 38

1-6-3　按功能分类 40

1-6-4　一般资料的来源 41

1-6-5　标准、法规和政府条例在设计中的应用 41

1-7　标准、法规、政府条例、索引的来源及标准化活动 43

1-7-1　概述 43

1-7-2 国内强制性标准 43

1-7-3　国内自愿性标准、规范和荐用惯例 44

1-7-4　国外标准 46

参考文献 47

第2章　设计中的统计学问题及数据分析 54

符号说明 54

2-1　现象的随机模型 55

2-2　描述统计学 60

2-3　工程变量的统计特性 72

2-3-1 引言 72

2-3-2　材料强度特性 73

2-3-4　概率统计设计的几点说明 77

2-3-3　非统计不确定性要点 77

参考文献 80

第3章　测量和推断 81

3-1　测量问题 81

3-2　测量的定义 83

3-3　测量的标准 84

3-4　测量系统 85

3-6　测量系统的设计 87

3-5　标定 87

3-6-1　能量条件 88

3-6-2　传感器的特性 89

3-6-3　灵敏度 90

3-6-4　分辨率（力） 90

3-6-5　响应 92

3-7　选择测量系统部件和举例 103

3-7-1　运算放大器 103

3-7-2　压电晶体 104

3-7-3　镇流式电路 107

3-7-4　桥式电路 110

3-7-5　应变片 114

3-8　测量误差的来源 115

3-8-1 系统误差 115

3-8-2　过失误差 116

3-8-3　随机误差 116

3-8-4　有载误差 116

3-8-5　噪声测量系统 116

3-8-6　精度和准确度 118

3-9　数据分析 119

3-9-1　无偏采样 119

3-9-2　不确定度区间 121

3-9-3　数据量的选取 123

3-10　置信界限 124

3-10-1　均值的置信界限 125

3-10-2　方差的置信界限 127

3-11　误差的传播或不确定度 128

参考文献 130

第4章　数值方法 132

4-1　数字 132

4-1-1 整数 132

4-1-2　有理数 132

4-1-3　无理数 132

4-1-4　实数、精确度及圆整 133

4-1-5　复数 134

4-2　函数 134

4-2-1 表格 134

4-2-2　曲线 135

4-2-3　方程 135

4-3　级数 137

4-3-1 二项式级数 137

4-3-4　傅立叶级数 138

4-3-2　三角函数级数 138

4-3-3　泰勒级数 138

4-4　近似法和误差 139

4-4-1　误差 139

4-4-2　圆弧拱高近似法 140

4-4-3 1/（1±x）的近似方法 141

4-4-4　三角函数近似法 141

4-4-5　泰勒级数的近似式 143

4-4-6　傅立叶级数的近似式 144

4-4-7　相对变化和误差分析 144

4-5　有限差分的近似方法 147

4-6 数值积分 149

4-7　精确点的曲线拟合 150

4-7-1 简单指数方程的曲线拟合 151

4-7-2　多项式方程曲线拟合 152

4-8　最小二乘法曲线拟合 152

4-8-1　线性方程拟合 153

4-8-2　简单指数方程拟合 154

4-8-3　多项式方程拟合 155

4-9　多变量的曲线拟合 155

4-10　插值法 156

4-10-1　线性插值法 157

4-10-2　指数插值法 157

4-11　根的求法 158

4-11-1　逐次搜索阶段 158

4-11-2　用线性插值求近似根 159

4-11-3　用二分法求根 160

4-11-4　用牛顿—拉菲森法求根 160

4-11-5　方程（4-73）求根的小结 162

4-12　方程组 163

4-12-1　有两个未知量的两个方程 163

4-12-2　多未知量的多个方程 164

4-13　优化设计技术 164

参考文献 165

第5章　设计中的计算问题 167

符号说明 167

5-1 引言 169

5-2　算法途径 171

5-3　分析任务 175

5-4　数学任务 179

5-5　统计任务 186

5-6　优化任务 188

5-7　计算机扩大设计工程技术 191

5-7-1　计算机要求 192

5-7-2　文件编制 193

5-7-3　错误信息 196

5-7-4　监视程序 196

5-7-5　试验程序 197

5-8　模拟 198

参考文献 200

第6章　磨损 201

6-1　抗磨性设计的一般原理 201

6-1-1　磨损的型式、形貌和机理 201

6-1-2　设计准则 203

6-2　不考虑材料选择的磨损寿命设计步骤 204

6-2-1　寻求标准零件 204

6-2-2 自行设计 204

6-3　磨损方程式 205

6-4　选择抗磨材料的步骤 207

6-4-1　材料应用方面的限制 208

6-4-2　静载荷 208

6-4-3　滑动的严重程度 208

6-4-4　跑合过程 210

6-4-5　磨损失效的模式 211

6-4-6　材料试验 211

6-5　材料——选择步骤 217

参考文献 218

第7章　固体材料 219

7-1　固体的结构 219

7-2　原子间的结合力 219

7-2-1 离子键 220

7-2-2　共价键 220

7-2-3　金属键 220

7-2-4　分子键或范德华尔斯（Van der Waals）键 221

7-3　原子结构 221

7-3-1　无定形固体 222

7-3-2　分子固体 222

7-3-3　分子结构的机械性能 225

7-3-4　晶态固体 226

7-3-5 面心立方 227

7-3-6　体心立方 227

7-4-1　点缺陷 230

7-4　晶体缺陷 230

7-4-2　线缺陷或位错 232

7-4-3　面缺陷 233

7-5　晶态固体中的滑移 233

7-6　机械强度 235

7-6-1　机械强度的原理 236

7-6-2　晶粒大小 236

7-6-5　多相合金化 237

7-6-4　单相合金化 237

7-6-3　冷加工 237

7-7　力学性能及其测试 238

7-8　硬度 239

7-8-1　洛氏硬度 239

7-8-2　布氏硬度 240

7-8-3　梅氏硬度 241

7-8-4　维氏或金刚石角锥硬度 242

7-8-5　努氏硬度 242

7-9　拉伸试验 243

7-8-6 肖氏硬度 243

7-9-1　工程应力-应变 244

7-9-2　真实应力-应变 246

7-10　拉伸性能 250

7-10-1　弹性模量 250

7-10-2　比例极限 250

7-10-3　弹性极限 250

7-10-4　屈服强度 250

7-10-8　断裂应变 251

7-10-9　延伸率 251

7-10-5　抗拉强度 251

7-10-7　断面收缩率 251

7-10-6　断裂强度 251

7-11　强度、应力与应变之间的关系 252

7-11-1 自然应变及公称应变 252

7-11-2　真实应力及公称应力 252

7-11-4　屈服强度及冷加工百分数 253

7-11-3　应变-强化指数及最大载荷应变 253

7-11-5　抗拉强度及冷加工 254

7-11-6　抗拉强度与布氏硬度之间的比值 255

7-12 冲击强度 257

7-13　蠕变强度 259

7-14　力学性能数据 261

7-15　牌号制度 269

7-15-1　AISI及SAE钢的代号 269

7-15-2　铝合金的代号制 270

7-15-3　铜合金的代号制 271

7-15-4　镁合金的代号制 273

参考文献 274

第8章　冷加工钢和热处理钢的强度 275

符号说明 275

8-1 引言 276

8-2-2　达茨库（Datsko）规则 277

8-2-1　达茨库（Datsko）符号 277

8-2　塑性变形材料的强度 277

8-3　估算塑性应变后的极限强度 280

8-4　估算塑性应变后的屈服强度 282

8-5　估算热处理后的普通碳素钢的极限强度 283

8-6　估算热处理后低合金钢的极限强度 291

8-7　回火时间和回火温度试算方程式 298

8-8　计算机程序 298

参考文献 301

第9章　剖面与型材——表格数据 303

9-1　形心和重心 303

9-2　二次面矩（惯性矩） 311

9-2-1 回转半径 312

9-2-2　移轴公式 313

9-2-3　主轴线 313

9-3　优先数列和尺寸 313

9-3-1 优先数列 313

9-3-2 优先尺寸 315

9-4　薄钢板和钢棒的尺寸及公差 316

9-4-1 薄钢板 316

9-4-2　钢棒 319

9-4-3　管道和管材 319

9-5　金属线材和薄板 325

9-6　结构用型材 327

参考文献 341

第10章　应力 342

10-1　定义和符号 342

10-1-1　程序设计 344

10-2　三维应力 344

10-3　应力—应变的关系 345

10-3-1　主单位应变 348

10-3-2　塑性应变 348

10-4　挠曲 349

10-5-2　热应力 354

10-5 由于温度引起的应力 354

10-5-1 温度应力 354

10-6　接触应力 356

参考文献 359

第11章　挠度 360

符号说明 360

11-1　刚度或弹簧刚度 361

11-2　由于弯曲引起的挠度 361

11-3　梁的特性 362

11-4　计算机分析 371

11-5　机架的分析 375

11-5-1　超静定构件 378

第12章　静态强度 380

符号说明 380

12-1　许用应力和应变 381

12-2　静态失效理论 382

12-2-1　脆性材料 384

12-3　应力集中 386

12-4　断裂力学 393

12-4-1　应力强度 393

12-4-2　断裂韧性 394

12-5　有色金属 397

参考文献 398

第13章　动载条件下的强度 399

符号说明 399

13-1　试验方法和结果表示法 401

13-1-1　概述 402

13-1-2　恒应力值的试验 402

13-1-3　概率单位法 402

13-1-4　步进试验法 403

13-1-5　普洛特（Prot）法 403

13-1-6　升—降法 403

13-2　正弦载荷及随机载荷的SN图 405

13-3　疲劳强度修正系数 406

13-3-1　表面粗糙度 407

13-3-2　尺寸系数（弯曲和扭转） 409

13-3-3　尺寸修正系数（轴向疲劳） 411

13-3-4　温度效应 411

13-3-5　应力集中和凹口敏感度 413

13-3-6　对疲劳强度的其它影响 414

13-3-7　可靠度目标 414

13-4　危险位置的强度 419

13-5　波动应力 425

13-6　复合载荷 431

13-7　表面疲劳 434

参考文献 438

第14章　电弧焊基础 440

14-1　定义和术语 440

14-2　基本焊接电路 440

14-3　电弧的保护 441

14-4　电弧的特性 442

14-5　克服电流的限制 443

14-6　一般的电弧焊工艺 444

14-6-1　保护式金属电弧焊 444

14-6-2 自保护药芯焊丝焊接 445

14-6-3 气体保护金属极电弧焊 446

14-6-4 气体保护药芯焊工艺 447

14-6-5 气体保护钨极电弧焊 448

14-6-6　埋弧焊 449

14-6-7　其它的“电弧焊”工艺 452

14-7　电弧焊的消耗品 456

14-7-1　焊条、填充丝和焊剂 456

14-8　焊接接头的设计 463

14-8-1　填角焊缝接头 463

14-8-2　坡口焊缝和填角焊缝的结合 466

14-8-3　填角焊缝的尺寸 469

14-8-4　坡口焊缝连接 472

14-8-5　垫板 474

14-8-6　板的边缘制备 475

14-9　焊接的标准和技术条件 478

14-9-1　许用剪应力和许用单位载荷 478

14-9-2　最小的填角焊缝尺寸 480

14-9-3　焊缝金属的许用值——便于使用的参考资料 481

14-9-4　AISC的疲劳许用值 484

第15章　梁和压杆的不稳定性 489

符号说明 489

15-1　欧拉公式 490

15-2　有效长度 492

15-3　问题的普遍化 494

15-4　修正的纵向弯曲公式 496

15-5　极限应力准则 496

15-6　梁—压杆分析 500

15-8　梁的不稳定性 502

15-7　近似方法 502

参考文献 506

第16章　曲梁和圆环 507

符号说明 507

16-1 曲率平面内的弯曲 508

16-2 卡氏定理（CASTIGLIANO′S THEOREM） 511

16-3　单支承环段 512

16-4　简支环 514

16-4-1　承受对称载荷作用的圆环 516

16-4-2　分布载荷 517

16-5　具有固定端的环段 518

16-5-1　承受集中载荷的环段 519

16-5-2　集中载荷引起的挠度 522

16-5-3　分布载荷的环段 523

参考文献 525

17-2　压力容器的设计原理 526

17-1 引言 526

第17章　压力容器 526

17-3　设计载荷 528

17-4　圆筒形壳体——应力分析 529

17-4-1　圆筒形储存容器 530

17-4-2　薄壳理论（无矩理论） 531

17-4-3　受内压作用的薄壁圆筒形壳体 532

17-4-4 内压作用下的薄壁球形壳体 534

17-4-5　承受流体压力的容器 534

17-4-6　具有半球形封头的圆筒形容器 535

17-4-7　容器制造中联接及平封头的影响 536

17-5　厚壁圆筒形壳体 536

17-5-1　组合筒体 538

17-6　圆筒形壳体中的热应力 538

17-6-1　薄壁圆筒形容器中的热应力 539

17-6-2　厚壁圆筒形容器中的热应力 540

17-7　制造方法和材料 541

17-8　压力容器的设计 542

17-7-1 结构材料 542

17-8-1　焊接圆筒形壳体的设计 543

参考文献 545

第18章　飞轮 546

符号说明 546

18-1　飞轮的用途 548

18-2　飞轮尺寸的确定 548

18-2-1　速度波动系数 548

18-2-2　扭矩—转角关系曲线的求积 550

18-2-3　能量波动系数 552

18-2-4　角度波动 553

18-2-5　视速度而定的扭矩 555

18-3　应力 559

18-3-1　轮缘型：无弯曲 559

18-3-2　轮缘型 559

18-3-3　薄的圆盘 562

18-3-4　厚度均匀的圆盘 563

18-4　贮能的飞轮 564

18-4-1　各向同性和各向异性设计 565

18-4-2　应特别考虑的问题 568

18-5　强度与安全 568

18-5-1　材料 568

18-5-2　安全 569

参考文献 570

第19章　极限偏差与配合 571

符号说明 571

19-1 引言 571

19-2　米制标准 571

19-2-1 定义 571

19-2-2　国际公差等级 573

19-2-3　偏差 574

19-2-4　优先配合 576

19-3　美国标准——英制单位 578

19-4　过盈配合应力 581

19-5　公差 582

参考文献 590

第20章　传动螺旋 591

符号说明 591

20-1　螺纹牙型 592

20-2　初始设计条件 594

20-3　纵向弯曲 595

20-4　螺纹应力 596

20-5　升角的选择 598

20-6　效率、润滑及牙侧间隙 599

20-7　滚珠丝杠副 600

20-8　反向丝杠 604

20-9　滚子丝杠 605

参考文献 606

21-1　螺纹 607

第21章　螺纹紧固件 607

21-1-1　选择螺距 611

21-1-2　管螺纹 612

21-2　螺栓 613

21-3　螺钉 621

21-3-1　六角头螺钉 621

21-3-2　套筒和扳手 622

21-3-4　轴肩螺钉 626

21-3-3　凹头螺钉 626

21-3-5　紧定螺钉 634

21-3-6　开槽有头螺钉 635

21-3-7　机螺钉 635

21-4　螺母 645

21-5　攻丝螺钉 652

参考文献 653

22-1-2　铆钉型式 654

22-1-1　头部形状 654

22-1　铆钉 654

第22章　非螺纹紧固件 654

22-1-3　尺寸和材料 658

22-2　销 660

22-3　锁环和锁扣 675

22-4　挡圈 675

22-4-1　冲压挡圈 675

22-4-2　螺旋绕线挡圈 678

22-5　键 680

22-6　垫圈 686

参考文献 688

第23章　螺栓联接与铆钉联接 689

符号说明及单位 689

23-1　受剪联接 692

23-1-1　受剪联接的型式 692

23-1-2　许用应力设计过程 693

23-2-2　确定螺栓组的形心 700

23-2-1　偏心载荷的定义 700

23-2　偏心加载受剪联接 700

23-2-3　确定螺栓应力 701

23-3　受拉联接：螺栓的预紧力 703

23-3-1　初步设计和计算 703

23-3-2 目标预紧力的选择 706

23-3-3　估算螺栓拉力的实际上限 708

23-3-4　估算夹紧力的实际下限 712

23-3-5　获得一个理想的预紧力 713

23-4　螺栓的拧紧力矩要求 715

23-4-1 问题的提出 715

23-4-2　选择合适的扭矩 715

23-5　螺栓联接和铆钉联接的疲劳载荷 716

23-5-1　确定疲劳问题 716

23-5-2　估算疲劳寿命 718

23-5-3　减少疲劳问题 718

28-6　受拉联接程序设计的一些建议 724

参考文献 725

第24章　弹簧 726

符号说明 726

24-1 引言 727

24-2　弹簧术语 727

24-3　弹簧材料的选择 729

24-3-1　化学和物理特性 729

24-3-2　弹簧热处理 729

24-3-3　应力松弛 734

24-3-4　腐蚀 734

24-4　螺旋压缩弹簧 739

24-4-1　概述 739

24-4-2　压缩弹簧术语 739

24-4-3　工作应力的选择 743

24-4-4　冲击作用下的动载荷 745

24-4-5　动载共振 746

24-4-6　矩形簧丝的弹簧 747

24-4-7　变直径弹簧 748

24-4-8　商品公差 751

24-5　螺旋拉伸弹簧 754

24-5-1 概述 754

24-5-2　初拉力 755

24-5-3　端部型式 755

24-5-4　拉伸弹簧的尺寸 757

24-5-5　设计方程式 757

24-5-8　公差 758

24-5-6　静态工作应力的选择 758

24-5-7　工作应力即循环应力的选择 758

24-6　螺旋扭转弹簧 760

24-6-1　弹簧刚度 761

24-6-2　应力 762

24-6-3　矩形簧丝扭转弹簧 762

24-6-4　公差 762

24-7-1　术语 765

24-7　碟形弹簧（贝氏弹簧垫圈） 765

24-7-2　基本方程式 767

24-7-3　公差 772

24-8　特种弹性垫圈 774

24-8-1　弧形垫圈 775

24-8-2　波形垫圈 775

24-8-3　指形垫圈 776

24-8-4　开槽垫圈 777

24-8-5　特殊考虑的问题 777

24-9　板弹簧 778

24-9-1 概述 778

24-9-2　悬臂梁式弹簧 778

24-9-3　简支梁式或椭圆形弹簧 779

24-10　恒力弹簧 781

24-10-1　伸缩型弹簧 782

24-10-3　驱动发条 783

24-10-4　设计方程式 783

24-10-2　设计方程式 783

24-11 扭力杆 784

24-11-1 设计方程式：圆形截面 784

24-11-2　设计方程式：矩形截面 784

24-12　发条弹簧 785

24-12-1　设计中考虑的问题 785

24-12-2　设计过程 786

24-13　热卷弹簧 790

24-13-1 引言 790

24-13-2　设计中特殊考虑的问题 790

24-13-3　材料 791

24-13-4　工作应力选择 791

参考文献 792

25-1 润滑剂的功能及类型 793

第25章　润滑 793

25-2　润滑剂类型的选择 794

25-3　液体润滑剂的原理和要求 795

25-4　润滑剂的粘度 798

25-4-1　动力粘度或绝对粘度 798

25-4-2　运动粘度 798

25-5　边界润滑 801

25-6　变质问题 804

25-7　润滑油类型的选择 806

25-8　润滑脂 809

25-9　固体润滑剂 814

25-9-1　石墨 814

25-9-2　二硫化钼 816

25-9-3　聚四氟乙烯 817

25-9-4　其它固体润滑剂 818

25-10 气体润滑 818

25-11-1 内部循环 819

25-11 润滑剂供给系统 819

25-11-2　加油系统 820

25-11-3　全损耗集中系统 821

25-11-4　油雾或喷雾系统 821

25-11-5　油循环系统 821

25-12　润滑剂的贮存 822

参考文献 822

26-1　定义 823

26-2　非金属密封垫材料的标准分类制 823

第一部分　密封垫 823

第26章　密封垫和密封件 823

26-3　密封垫性能、试验方法及其在联接中的重要性 826

26-4　渗透性 827

26-4-1　基体材料——非金属 827

26-4-2　粘结剂和填充剂 828

26-5-1　适应性和压力 829

26-5　承载性能 829

26-4-4　金属材料 829

26-4-3　强化 829

26-5-2　蠕变和松弛 832

26-5-3　几何形状的影响 833

26-6　环境条件 833

26-7　密封垫的设计和选择方法 834

26-7-1 引言 834

26-7-2　ASME规范的方法 834

26-7-3　简化的方法 838

26-8 密封垫的压缩变形和应力分布试验 845

26-9　安装技术要求 846

第二部分　密封件 847

26-10　合成橡胶密封圈 847

26-11　旋转运动用的密封件 849

26-11-1 O形圈 849

26-11-2　径向唇形密封件 850

26-11-4　金属密封圈 851

26-11-3　端面密封件 851

26-11-5　压缩填料 852

26-11-6　非接触式密封 853

26-12　往复运动用的密封件 854

26-12-1 O形圈 854

26-12-2　唇形密封圈 856

26-12-3　活塞环 858

参考文献 859

第27章　滚动轴承 860

符号说明 860

27-1 引言 861

27-2　可靠度一定时负荷与寿命的关系 865

27-3　静负荷时的残存关系 866

27-4　额定负荷、寿命和可靠度目标的关系 868

27-5　径向和轴向综合负荷 870

27-7　动负荷 871

27-6　工作情况系数 871

27-8　同轴度 873

参考文献 873

第28章　滑动轴承 874

符号说明 874

28-1 引言 876

28-2　轴承和轴颈的结构型式 878

28-2-1 轴承的几何形状 878

28-3-1 轴承材料 880

28-2-2　轴颈的形状 880

28-3　轴承材料及选择准则 880

28-3-2　轴承材料的选择准则 885

28-4　润滑膜的压力方程 886

28-4-1　雷诺（Reynolds）方程 886

28-4-2　边界条件 888

28-5　滑动轴承的性能 889

28-5-1　轴承载荷的关系式 889

28-5-2　轴承摩擦的关系式 890

28-5-3　润滑剂流量的关系式 891

28-5-4　轴承热量的关系式 892

28-6　液体润滑的滑动轴承 893

28-6-1 L/D对圆柱形全滑动轴承的影响 893

28-6-2　设计计算图 896

28-6-3　优化设计 912

28-7　气体润滑的滑动轴承 915

28-7-1　气体轴承极限解 916

28-7-2　稳定性问题 916

28-7-3 圆柱形无槽的气体滑动轴承 917

28-7-4　轴向开槽的气体滑动轴承 921

28-7-5　非圆形的气体滑动轴承 922

28-8　液体静压滑动轴承的设计 924

28-8-1 轴承和元件的分类 924

28-8-2　设计参数 925

28-8-3　设计程序 927

参考文献 929

第29章　联轴器 930

符号说明 930

29-1 概述 931

29-1-1　设备的要求 931

29-1-2　联轴器的特征 936

29-1-3　联轴器的选择 936

29-1-4　选择说明 937

29-1-5　弹性联轴器的功能 937

29-2　刚性联轴器 939

29-2-1　套筒式联轴器 939

29-2-2　夹壳式联轴器 940

29-2-3　铰链式联轴器 941

29-2-4　凸缘联轴器 942

29-3　金属弹性元件联轴器 942

29-3-1　弹性圆盘联轴器 942

29-3-2　环节联轴器 944

29-3-4　蛇形弹簧联轴器 945

29-3-3　链条联轴器 945

29-3-5　卷轴式联轴器 946

29-3-6　膜片联轴器 947

29-3-7　液压联轴器 947

29-3-8　齿轮联轴器 947

29-3-9　弹性轴和柔性轴 950

29-3-10　波纹管联轴器 951

29-4　非金属弹性元件联轴器 953

29-4-1　紧压式联轴器 953

29-4-2　剪切式不夹紧联轴器 954

29-4-3　剪切式夹紧联轴器或轮胎式（环面）联轴器 956

29-4-4　张力联轴器 956

29-4-5　预紧式联轴器 958

29-5　万向联轴器（万向节）和旋转杆联轴器 959

29-5-1　概述 959

29-5-2　轴销和支座 961

29-5-3　滚针轴承 962

29-5-4　恒速万向节 964

29-5-5　旋转杆联轴器 966

29-6　标准 966

29-7　联接方法 967

参考文献 968

第30章　离合器和制动器 969

符号说明 969

30-1-1　离合器的型式 972

30-1　型式、用途、优点和特性 972

30-1-2　离合器的选用 976

30-1-3　制动器的型式 978

30-1-4　制动器的选用 981

30-2　转矩和能量问题 982

30-2-1　转矩要求：离合器 982

30-2-2　等效惯量 984

30-2-3　转矩要求：制动器 985

30-2-5　能量消耗：制动器 986

30-2-4　能量消耗：离合器 986

30-3　温度问题 988

30-3-1　间歇工作：离合器和制动器 988

30-3-2　频繁工作：卡式圆盘制动器 988

30-4　摩擦材料 990

30-5　轮缘离合器和轮缘制动器的转矩和力分析 992

30-5-1　长闸瓦轮缘制动器 992

30-5-2　离心离合器 998

30-6　带式制动器和圆锥制动器、离合器 999

30-6-1　带式制动器 999

30-6-2　圆锥制动器和离合器 1001

30-7 圆盘离合器和制动器 1003

30-7-1　多盘离合器和制动器 1003

30-7-2　卡式圆盘制动器 1005

30-8　电磁离合器和制动器 1007

30-8-1 磁力驱动的摩擦离合器和制动器 1007

30-8-2　电磁离合器 1007

30-8-3　动力制动 1009

30-9　操纵问题 1010

30-9-1　概述 1010

30-9-2　汽车用制动器的操纵系统 1010

30-9-3　防滑制动 1011

参考文献 1012

第31章　带传动 1013

符号说明 1013

31-1　概述 1014

31-1-1　传动装置按功能分类 1015

31-1-2　传动的几何参数 1015

31-1-3　运动的带的作用力 1017

31-1-4　传动布置和张紧装置 1022

31-2 平带传动 1025

31-3　三角带传动 1032

31-4　同步带传动 1037

31-5-1　特殊类型 1045

31-5　其它类型的带传动 1045

31-5-2　无级变速带传动 1046

31-6　各种带传动的比较 1048

第32章　链传动 1051

符号说明 1051

32-1　型式、应用和特性 1052

32-1-1　链传动的比较 1052

32-1-2　滚子链 1052

32-1-3　无声链（齿形链） 1053

32-1-4　其它链条 1054

32-2　滚子链传动；尺寸 1055

52-2-1　标准滚子链的术语 1055

32-2-2　滚子链的尺寸和数据 1057

32-2-3　链轮尺寸 1057

32-2-4　链轮设计 1057

32-2-5　传动系统设计 1058

32-3-1　速度的考虑 1063

32-3　滚子链传动的工作能力 1063

32-3-2　力的考虑 1064

32-3-3　链条选用的列线图 1064

32-3-4　额定马力 1064

32-3-5　振动的考虑 1073

32-3-6　滚子链传动的设计步骤 1074

32-4　润滑和磨损 1074

32-4-1　失效形式 1074

32-4-2　润滑方式 1074

32-5　无声链（齿形链） 1077

32-5-1　无声链的型式和结构 1077

32-5-2　无声链的尺寸和数据 1078

32-5-3　链轮直径 1079

32-5-4　链轮齿的设计 1080

32-5-5　传动系统设计 1080

参考文献 1086

32-5-6　无声链的功率容量 1086

第33章　直齿圆柱齿轮 1088

33-1　定义 1088

33-2　轮齿尺寸及标准 1091

33-3　受力分析 1092

33-4　美国齿轮制造者协会（AGMA）规定的基本公式 1093

33-4-1　抗点蚀性 1093

33-4-2　弯曲强度 1095

参考文献 1096

第34章　锥齿轮及准双曲面齿轮 1097

34-1　引言 1097

34-2　术语 1097

34-2-1　锥齿轮和准双曲面齿轮的类型 1097

34-2-2　轮齿的几何形状 1098

34-3　齿轮制造 1102

34-3-1 范成法 1102

34-2-3　计算方法 1102

34-3-2　确定接触位置 1103

34-3-3　试验 1103

34-4　齿轮设计依据 1104

34-4-1　使用要求 1104

34-4-2　齿轮型式的选择 1105

34-4-3　估算齿轮的尺寸 1106

34-4-4 齿数 1108

34-4-5　齿宽 1109

34-4-6　径节 1111

34-4-7　准双曲面齿轮的偏置距 1111

34-4-8　螺旋角 1111

34-4-9　压力角 1111

34-4-10　刀具直径 1113

34-4-11　材料及热处理 1113

34-5　齿轮轮齿的尺寸 1114

34-5-1　锥齿轮轮齿的基本尺寸计算 1114

34-5-2　轮齿斜度 1117

34-5-3　准双曲面齿轮尺寸 1120

34-6　齿轮强度 1126

34-6-1　接触及弯曲应力公式 1126

34-6-2　强度公式和术语说明 1126

34-5-4　美国齿轮制造者协会（AGMA）参考文献 1126

34-6-3　许用应力 1134

34-6-4　抗胶合 1140

34-7　传动装置的设计 1150

34-7-1　螺旋方向 1150

34-7-2　切向力 1150

34-7-3　轴向推力和径向分离力 1150

34-7-4　轴承载荷 1152

34-7-5　安装的类型 1152

34-7-6 润滑 1152

34-8-1　计算机分时 1153

34-8-2　设计计算服务 1153

34-7-7　加载接触检验 1153

34-8　计算机辅助设计 1153

34-8-3　通用计算机程序 1154

第35章　斜齿圆柱齿轮 1155

35-1 引言 1155

35-2　斜齿圆柱齿轮的类型 1156

35-3　斜齿圆柱齿轮的优点 1157

35-3-1　噪声 1157

35-3-3　制造 1158

35-3-2　载荷容量 1158

35-4　斜齿圆柱齿轮的几何尺寸 1159

35-5　斜齿圆柱齿轮的额定载荷 1162

35-5-1　强度与耐久性 1162

参考文献 1210

第36章　蜗杆传动 1211

符号说明 1211

36-1 引言 1212

36-2　运动学 1213

36-3　速度与摩擦 1215

36-4　受力分析 1216

36-5　强度与额定功率 1219

36-6　散热 1222

36-7　设计标准 1222

36-7-3　齿数比 1223

36-7-4　齿距 1223

36-7-5　蜗杆分度圆直径 1223

36-7-2　蜗杆头数 1223

36-7-1　蜗轮齿数 1223

36-7-6　蜗轮分度圆直径 1224

36-7-7　蜗杆螺旋线和蜗轮齿的尺寸比例 1225

36-7-8　蜗轮轮坯尺寸 1226

36-7-9　蜗杆螺旋宽度 1226

36-7-10　镗孔的蜗杆坯 1227

36-8　双包络蜗轮装置 1227

36-8-1　蜗轮齿数 1227

36-8-6　蜗杆分度圆直径 1228

36-8-5　蜗杆齿根直径 1228

36-8-2　蜗杆的头数 1228

36-8-4　齿距 1228

36-8-3　齿数比 1228

36-8-7　基圆 1229

36-8-8　齿高尺寸比例 1229

36-8-9　轮齿或螺旋形状 1229

36-8-10　蜗杆长度 1230

36-8-11 蜗轮坯尺寸 1230

36-8-12　材料 1231

参考文献 1231

第37章　轴 1232

符号说明 1232

37-1　设计中要考虑的问题 1233

37-1-1　设计准则 1233

37-1-3　载荷 1234

37-1-2　安全系数 1234

37-1-4　应力集中 1235

37-1-5　材料、尺寸和力学性能 1237

37-1-6　设计指南 1238

37-1-7　有关轴的结构设计的资料 1238

37-2　刚度 1239

37-2-1　为什么要刚度 1239

37-2-2　角刚度 1239

37-2-3　横向刚度 1239

37-3　静强度设计 1239

37-3-1 扭转强度 1239

37-3-2　弯曲强度 1240

37-3-3　弯曲和扭转的合成 1240

37-4　动态强度 1242

37-4-1　交变弯曲，恒定扭矩 1242

37-4-4 汇总 1244

37-4-5　空心轴 1244

37-4-3　平均分量与交变分量相加：弯矩、扭矩和轴向载荷 1244

37-4-2　平均分量与交变分量相加：弯矩和扭矩 1244

37-4-6　有限寿命 1245

37-4-7 美国机械工程师学会（ASME）传动轴设计标准 1245

参考文献 1246

第38章　振动及振动的控制 1247

38-1 引言 1247

38-2　单自由度系统 1247

38-2-1 自由振动 1247

38-2-2　扭转振动系统 1253

38-2-3　强迫振动 1254

38-2-4 运动微分方程的数值积分，龙格—库塔（Runge- 1262

Kutta）方法 1262

38-3　多自由度系统 1264

38-3-1　两自由度系统 1264

38-3-2　多自由度系统 1266

38-3-3　连续系统 1270

38-4　隔振 1271

38-4-1　传递率 1272

参考文献 1273

第39章　机构汇编 1274

第40章　凸轮机构 1300

提要 1300

40-1 凸轮机构的类型、特征和运动形式 1300

40-2　凸轮机构的基本运动曲线 1305

40-2-1　三角函数式类 1305

40-2-2　多项式类 1313

40-2-3　其他凸轮运动曲线 1315

40-3　草图和设计；制造中考虑的问题 1317

40-3-1　有限差分法 1321

40-4　力和力矩分析 1322

40-4-1　弹簧 1324

40-5　接触应力和磨损；计算程序 1325

40-5-1　编制凸轮系统的设计计算程序 1326

参考文献 1327

第41章　连杆机构 1328

41-1　连杆机构的基本概念 1328

41-1-1　运动副元素 1328

41-1-2　运动自由度 1329

41-1-3　数综合 1330

41-2　活动度准则 1331

41-3　确定精确位置 1332

41-4　平面四连杆机构 1333

41-4-1　基本参数 1333

41-4-2　运动转换 1333

41-4-3　速比 1334

41-4-4　扭矩比 1334

41-4-5　传动角 1334

41-5　平面偏置曲柄滑块机构 1334

41-6-1　位置几何关系 1335

41-6　平面四连杆机构的运动分析 1335

41-6-2　速度和加速度 1336

41-6-3　动力特性 1336

41-7　平面四连杆机构的尺寸综合：运动的生成 1336

41-7-1　平面的两个位置 1336

41-7-2　平面的三个位置 1337

41-7-3　运动平面的四个位置 1339

41-7-4　平面的五个位置 1343

41-7-5　现有的计算机程序 1343

41-8　平面四连杆机构的尺寸综合：曲柄角度的协调 1344

41-8-1　几何法综合 1344

41-8-2　解析法综合 1345

41-9　极点一力方法 1347

41-10　空间连杆机构 1348

参考文献 1349

符号说明 1350

第42章　流体传动系统和回路设计 1350

42-1　压力图 1351

42-2　流量图 1351

42-3　功率图 1352

42-4　循环分布图 1352

42-5 回路设计 1352

42-6　开式回路和闭式回路 1354

42-6-2　控制方式 1355

42-6-1　控制功能 1355

42-7 开式回路中恒流量与需用流量回路的比较 1360

42-7-1　泵的工作压力 1360

42-7-2　泵的流量与执行元件速度的关系 1361

42-8　需用流量回路 1368

42-8-1　定量泵回路 1369

42-8-2　压力补偿泵 1372

42-8-3　流量补偿泵 1374

42-10　气动回路 1375

42-11　流体特性对执行元件性能的影响 1375

42-9　液压系统与气动系统的比较 1375

42-12　流体性质对控制阀性能的影响 1378

42-13　气压传动的基本回路 1379

42-13-1 基本概念 1380

42-13-2　系统分析 1381

42-14　流体逻辑系统 1385

42-14-1 回路设计 1386

42-14-2　逻辑元件 1387

42-14-3　设计例题 1389

42-14-4　回路评价 1391

参考文献 1394

第43章　轮系 1395

43-1　普通轮系 1395

43-2　齿轮类型的选择 1397

43-3　行星轮系 1398

43-4　差动轮系 1406

参考文献 1408

44-1 引言 1409

44-2　腐蚀速率 1409

第44章　腐蚀 1409

44-3　金属的腐蚀机理 1410

44-3-1　一般腐蚀 1410

44-3-2　电化学腐蚀和保护 1411

44-3-3　钝化作用 1411

44-3-4　缝隙腐蚀和点蚀 1414

44-3-6　应力腐蚀裂纹 1415

44-3-5　牺牲性阳极 1415

44-3-7　选择性浸出 1416

44-3-8　氢脆 1416

44-3-9　晶间腐蚀 1416

44-3-10　机械的影响 1416

44-4　用于选择材料的腐蚀数据 1417

参考文献 1443

45-1 引言 1444

第45章　噪声和噪声控制 1444

45-2　噪声的测量及分析 1445

45-2-1　噪声测定 1445

45-2-2　声场 1448

45-2-3　测声仪器 1449

45-2-4　测量过程 1452

45-2-5　数据评定 1453

45-3　噪声的影响和标准 1460

45-3-1　听觉损害 1460

45-3-2　谈话干扰 1462

45-3-3 干扰睡眠 1462

45-4　噪声控制 1463

45-4-1　噪声源控制 1463

45-4-2　传播途径控制 1467

参考文献 1482

46-1 引言 1483

符号说明 1483

第46章　载荷循环分析 1483

46-1-1　功能段 1485

46-2　受载荷控制的能量传输系统 1486

46-3　机器循环分析 1488

46-3-1　案例分析——机器循环分析 1488

46-4　载荷曲线 1490

参考文献 1492

第47章　机器人与智能机械 1493

47-1　引言 1493

47-1-1　机器人系统的组成部分 1493

47-1-2　机器人单词的应用 1495

47-1-3　外部约束机械 1496

47-2　设计和功能 1498

47-3　结构设计 1500

47-3-1　结构特点 1500

47-3-2　传感方式和控制方式的影响 1501

47-3-3　结构剖面的选择 1502

47-3-4　材料选择 1503

47-4　驱动和动力传输系统 1504

47-4-1 要求 1504

47-4-2　电动系统 1505

47-4-3　液压系统 1508

47-4-4　气压系统 1509

47-5　感觉系统 1509

47-5-1　要求 1509

47-5-2　编码器 1510

47-5-3　解算器 1512

47-5-4　力传感器 1512

47-5-5　机器人视觉系统 1512

47-5-6　近距传感器 1513

47-6　计算机硬件和软件结构 1513

47-6-1　软件结构 1513

47-6-2　微型计算机 1515

47-6-3　支持硬件和软件 1516

47-6-4　计算机结构选择 1517

47-7　控制装置设计 1519

47-7-1　再划分 1519

47-7-2　协调 1519

47-7-3　规定的手部轨迹的生成 1520

47-7-4　伺服机构的设计 1521

47-8　几何结构设计 1522

47-8-1　结构再划分 1522

47-8-2　作业空间优化 1523

47-8-3　奇异位置 1528

47-8-4　精度和重复性 1529

47-9 工具设计 1530

47-9-1　与固定程序自动化的相似性 1530

47-9-2　中心顺应摇控装置 1531

参考文献 1531