机械设计（第二版）

本书是根据“高等学校工科本科机械设计课程教学基本要求”及*组织实施的“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”，在吸取了近几年应用型本科学校机械设计课程建设和改革实践经验的基础上编写而成的。全书共18章，内容包括绪论，机械设计的基础知识，机械零件的强度，摩擦、磨损与润滑，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，螺旋传动，轴，滚动轴承，滑动轴承，联轴器和离合器，螺纹连接设计，轴毂连接，弹簧，平面连杆机构的结构设计，以及机械传动系统方案设计。本书主要特点如下。（1） 以设计为主线，引入整机设计的概念，强调机械整体结构的分析、设计和创新，为学生后续专业课程、毕业设计和今后的工作打下基础。机械设计课程的教学重点：一是正确设计或选择机械零件，二是对机械结构进行设计。就目前的机械设计教材而言，前者可以满足，而后者则主要围绕减速器进行。对于实际机械中常用的平面连杆机构，现有教材未全面阐述。因此，本书增加了第17章平面连杆机构的结构设计和第18章机械传动系统方案设计的内容。（2） 本书采用新版本的标准、规范和资料。（3） 本书适合用于应用型本科人才的培养，满足一般工科院校机械类专业的实际要求，同时适当兼顾了教材的系统性和完整性。（4） 强调理论联系实际，并反映时代要求，如增加了滚动导轨等新结构的介绍。（5） 难度适中，知识面宽，重在应用，务求实效。（6） 设计了适量习题，便于学生复习、巩固。本书由上海电机学院辛绍杰、崔艳梅和晋中学院解占新担任主编，由广东石油化工学院王美茹、晋中学院闫石林担任副主编，由上海电机学院赵爽、张晓峰、王成和晋中学院刘刚担任参编。具体编写分工如下：辛绍杰（第1、17、18章），王美茹（第2、8章），张晓峰（第3、4、10章），解占新（第5、14、15章），闫石林（第6、9章），崔艳梅（第7、11章），赵爽（第12章），王成（第13章），刘刚（第16章）。本书由上海大学博士生导师刘树林教授担任主审，他仔细审阅了本书，提出了许多宝贵的意见和建议。上海电机学院、广东石油化工学院及晋中学院从事机械设计教学的许多老师和参加第一版教材编写的老师提出了许多宝贵的意见，并提供了一些资料。他们的工作为本书质量的提升起到了很大作用。在此对以上人员一并表示衷心的感谢！编者在本书编写过程中，查阅、参考并借鉴了国内外其他同类教材及各种文献，在此对所有相关作者表示诚挚的感谢！本书可作为高等院校工科机械类、近机械类专业“机械设计”课程教材，也可供其他相关专业师生和工程技术人员参考。由于编者水平有限，书中不足和错误在所难免，恳请广大读者批评、指正。　　编者2023年3月

本书根据（高等学校工科本科机械设计课程教学基本要求》，以培养学生综合机械设计能力为主线，以机械设计的基本概念、基本知识和基本设计计算方法为主要内容，具有突出设计性、实践性和综合性。本书共18章，内容包括绪论，机械设计的基础知识，机械零件的强度，摩擦、磨损与润滑，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，螺旋传动，轴，滚动轴承，滑动轴承，联轴器和离合器，螺纹连接设计，轴毂连接，弹簧，平面连杆机构的结构设计及机械传动系统方案设计等。本书可作为高等工科院校机械类、近机类专业机械设计课程的教材，也可供相关专业师生和工程技术人员参考。

辛绍杰，上海电机学院教授，主编《机械设计》。1、1986年~2005年 大庆职业学院（原大庆职工大学）任教 2、2005年~2006年 常州工学院 机电工程学院3、2006年~ 今 上海电机学院 机械学院

第1章绪论（1）

1.1机械设计课程的研究对象和内容（1）

1.2机械设计课程的学习目的和学习方法（2）

1.3机械的设计与创新（3）

习题（4）

第2章机械设计的基础知识（5）

2.1机器设计的基本要求（5）

2.2机械设计的一般程序和方法（6）

2.3机械零件设计（11）

2.4机械零件的材料及选择（15）

2.5机械零件的标准化（16）

2.6机械零件的结构设计（17）

习题（18）

第3章机械零件的强度（20）

3.1概述（20）

3.2材料的疲劳特性（21）

3.3机械零件的疲劳强度计算（25）

3.4机械零件的接触强度（40）

习题（43）

第4章摩擦、磨损与润滑（46）

4.1摩擦（46）

4.2磨损（48）

4.3润滑（51）

4.4流体润滑原理简介（59）

习题（62）

第5章带传动（63）

5.1概述（63）

5.2V带和带轮（65）

5.3带传动的受力分析及运动特性（68）

5.4普通V带传动的设计计算（73）

5.5带传动的张紧、使用与维修（80）

习题（82）

第6章链传动（86）

6.1链传动的类型、特点及应用（86）

6.2链传动的运动分析和力分析（90）

6.3套筒滚子链传动的设计计算（93）

6.4链传动的布置与张紧（98）

习题（100）

第7章齿轮传动（103）

7.1齿轮传动的失效分析、常用材料及选择（103）

7.2齿轮传动的计算载荷（107）

7.3标准直齿圆柱齿轮的强度计算（110）

7.4齿轮传动设计参数的选择和许用应力（115）

7.5斜齿圆柱齿轮的强度计算（123）

7.6直齿圆锥齿轮的强度计算（127）

7.7齿轮的结构（131）

7.8齿轮传动的润滑及效率（133）

习题（136）

第8章蜗杆传动（141）

8.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸（141）

8.2普通圆柱蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择（145）

8.3普通圆柱蜗杆传动的设计（146）

8.4蜗杆传动的效率和热平衡计算（151）

8.5普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计（153）

习题（157）

第9章螺旋传动（160）

9.1螺旋传动类型、特点及应用（160）

9.2滑动螺旋传动的结构、材料（161）

9.3滑动螺旋传动的设计（162）

9.4滚动螺旋传动简介（166）

习题（167）

第10章轴（168）

10.1概述（168）

10.2轴的设计计算（171）

10.3轴的结构设计（175）

10.4轴的振动稳定性计算简介（186）

习题（187）

第11章滚动轴承（192）

11.1概述（192）

11.2滚动轴承的类型与选择（193）

11.3滚动轴承的载荷分析、失效形式及计算准则（198）

11.4滚动轴承的动载荷和寿命计算（201）

11.5滚动轴承的静载荷与极限转速（206）

11.6滚动轴承的组合结构设计（208）

习题（221）

第12章滑动轴承（227）

12.1概述（227）

12.2滑动轴承的主要结构形式（227）

12.3轴瓦结构及材料（229）

12.4滑动轴承的润滑（235）

12.5不完全液体摩擦滑动轴承的设计计算（237）

12.6液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算（239）

12.7其他形式滑动轴承简介（250）

习题（253）

第13章联轴器和离合器（256）

13.1联轴器的结构形式（256）

13.2联轴器的选择与计算（263）

13.3离合器的主要结构形式（265）

13.4自动离合器的主要结构形式（269）

第14章螺纹连接设计（274）

14.1螺纹（274）

14.2螺纹连接（276）

14.3螺纹连接的预紧与防松（279）

14.4单个螺栓连接的强度计算（284）

14.5螺栓组连接的结构设计与受力分析（291）

14.6提高螺栓连接强度的措施（298）

习题（304）

第15章轴毂连接（308）

15.1键连接（308）

15.2花键连接（313）

15.3销连接（315）

15.4过盈连接（317）

15.5型面连接（318）

15.6胀紧套连接（319）

习题（320）

第16章弹簧（324）

16.1概述（324）

16.2弹簧的材料与制造（325）

16.3弹簧的参数、特性曲线与刚度（328）

16.4圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算（334）

16.5圆柱螺旋扭转弹簧（339）

习题（342）

第17章平面连杆机构的结构设计（344）

17.1连杆机构结构设计的特点和步骤（344）

17.2平面连杆机构的构件结构（345）

17.3转动副和移动副的结构（348）

17.4构件长度及支座位置的调节（352）

17.5机架的结构设计（354）

习题（356）

第18章机械传动系统方案设计（358）

18.1常用机械传动的主要性能、特点和类型选择（358）

18.2机械传动系统方案的设计与设计示例（360）

习题（368）

参考文献（369） 

本书根据（高等学校工科本科机械设计课程教学基本要求》，以培养学生综合机械设计能力为主线，以机械设计的基本概念、基本知识和基本设计计算方法为主要内容，具有突出设计性、实践性和综合性。本书共18章，内容包括绪论，机械设计的基础知识，机械零件的强度，摩擦、磨损与润滑，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，螺旋传动，轴，滚动轴承，滑动轴承，联轴器和离合器，螺纹连接设计，轴毂连接，弹簧，平面连杆机构的结构设计及机械传动系统方案设计等。本书可作为高等工科院校机械类、近机类专业机械设计课程的教材，也可供相关专业师生和工程技术人员参考。

辛绍杰，上海电机学院教授，主编《机械设计》。1、1986年~2005年 大庆职业学院（原大庆职工大学）任教 2、2005年~2006年 常州工学院 机电工程学院3、2006年~ 今 上海电机学院 机械学院