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第一篇 机械设计基础1

第一章 绪论1

1-1 设计的各个阶段1

1-2 明确需要和确定问题1

1-3 数学模型3

1-4 评价和提供方案3

1-5 设计因素4

1-6 强度设计因素5

1-7 经济性7

1-8 单位制10

1-9 英制10

序言11

1-10 国际单位制11

1-11 使用国际制单位的规则13

1-12 数值的精确度和圆整14

习题16

1-13 换算16

第二章 应力分析18

2-1 应力18

2-2 莫尔圆19

2-3 三维应力的莫尔圆22

2-4 均布应力23

2-5 弹性变形23

2-6 应力-应变的关系24

2-7 梁的剪力和弯矩26

2-8 奇异函数27

2-9 弯曲正应力29

2-10 具有不对称剖面的梁32

2-11 弯曲时的剪应力33

2-12 剪应力流37

2-13 扭转38

2-14 薄壁圆筒40

2-15 厚壁圆筒的应力40

2-16 压入配合和热套配合42

2-17 热应力与热应变45

2-18 曲梁46

2-19 赫兹接触应力50

习题52

第三章 挠度分析63

3-1 弹簧刚度63

3-2 纯拉伸、压缩和扭转65

3-3 梁的挠度65

3-4 利用奇异函数求挠度66

3-5 叠加法68

3-6 图解积分法69

3-7 应变能70

3-8 卡氏定理73

3-9 曲杆的挠度75

3-10 压杆的理论76

3-11 压杆的设计78

3-12 正割公式80

习题81

第四章 设计中的统计学问题88

4-1 排列和组合88

4-2 概率90

4-3 概率定理92

4-4 随机变量95

4-5 样本和总体96

4-6 正态分布99

4-7 抽样分布101

4-8 总体组合104

4-9 尺寸标注--定义和标准104

4-10 公差的统计分析105

习题107

第五章 机械零件的强度110

5-1 有关强度问题的几点注意事项110

5-2 塑性和硬度111

5-3 机械性能112

5-4 最大正应力理论113

5-5 最大剪应力理论115

5-6 歪形能理论115

5-7 静载荷下塑性材料的失效117

5-8 静载荷下脆性材料的失效118

5-9 疲劳120

5-10 疲劳强度与持久极限121

5-11 有限寿命强度124

5-12 累积疲劳损伤126

5-13 持久极限的修正系数128

5-14 表面光洁度128

5-15 尺寸影响129

5-16 可靠性130

5-17 温度效应132

5-18 应力集中132

5-19 其它影响134

5-20 不对称循环应力136

5-21 不对称循环应力下的疲劳强度137

5-22 扭转疲劳强度141

5-23 复合应力导致的疲劳失效142

5-24 表面强度144

习题145

第二篇 机械零件设计153

第六章 螺旋、紧固件和联接的设计153

6-1 螺纹标准和定义153

6-2 动力螺旋的力学问题156

6-3 螺纹应力159

6-4 螺纹紧固件160

6-5 螺栓的预加载荷162

6-6 需要的扭矩165

6-7 螺栓强度和预加载荷167

6-8 螺母的选择170

6-9 疲劳载荷171

6-10 承受剪切载荷的螺栓联接和铆钉联接174

6-12 承受偏心载荷的螺栓和铆钉的剪切175

6-11 螺栓组的形心175

6-13 键、销和挡圈178

习题180

第七章 焊接、钎接和粘结联接185

7-1 焊接185

7-2 对接焊缝和填角焊缝187

7-3 焊联接中的扭转188

7-4 焊联接中的弯曲191

7-5 焊联接的强度193

7-6 电阻焊194

7-7 粘结联接195

习题196

第八章 弹簧199

8-1 螺旋弹簧中的应力199

8-2 螺旋弹簧的变形201

8-3 拉伸弹簧202

8-5 弹簧材料203

8-4 压缩弹簧203

8-6 疲劳载荷205

8-7 扭转螺旋弹簧207

8-8 碟形弹簧(贝氏弹簧)208

8-9 其它型式的弹簧209

8-10 螺旋弹簧的临界频率210

8-11 储存能量的能力211

习题212

9-1 轴承类型215

第九章 滚动轴承215

9-2 轴承寿命217

9-3 轴承载荷219

9-4 球轴承和短圆柱滚子轴承的选择221

9-5 圆锥滚子轴承的选择224

9-6 润滑227

9-7 密封件228

9-8 轴和轴承座228

习题230

第十章 润滑和滑动轴承234

10-1 润滑型式234

10-2 粘度235

10-3 彼得罗夫定律237

10-4 稳定润滑237

10-5 厚膜润滑238

10-6 流体动力理论239

10-7 设计因数242

10-8 各变量的关系243

10-9 温度及粘度方面的一些问题254

10-10 优化方法255

10-11 压力供油轴承256

10-12 热平衡259

10-13 轴承设计261

10-14 轴承型式263

10-15 推力轴承263

10-16 边界润滑264

10-17 轴承材料265

10-18 边界润滑轴承设计266

习题267

第十一章 正齿轮269

11-1 术语269

11-2 共轭作用271

11-3 渐开线的性质271

11-4 基本原理272

11-5 重叠系数276

11-6 干涉277

11-7 齿轮轮齿的加工279

11-8 齿制281

11-9 轮系283

11-10 受力分析285

11-11 轮齿的应力287

11-12 估算齿轮的尺寸290

11-13 轮齿疲劳应力291

11-14 弯曲强度295

11-15 安全系数297

11-16 表面耐久性298

11-17 表面疲劳强度300

11-18 散热301

11-19 齿轮材料301

11-20 齿轮毛坯的设计302

11-21 渐开线花键304

习题306

第十二章 斜齿轮、蜗杆和圆锥齿轮311

12-1 平行轴斜齿轮--运动学311

12-2 斜齿轮--轮齿的尺寸比例313

12-3 斜齿轮--受力分析313

12-4 斜齿轮--强度分析315

12-5 交错轴斜齿轮316

12-6 蜗杆传动--运动学318

12-7 蜗杆传动--受力分析320

12-8 蜗杆传动的额定功率324

12-9 直齿圆锥齿轮--运动学326

12-10 圆锥齿轮--受力分析327

12-11 圆锥齿轮传动--弯曲应力和强度330

12-12 圆锥齿轮传动--表面耐久性331

12-13 螺旋圆锥齿轮332

习题336

13-1 引言341

13-2 承受静载荷轴的设计341

第十三章 轴341

13-3 对称循环弯曲和稳定扭转342

13-4 索德伯格法343

13-5 一般的二维应力问题346

13-6 赛因斯法347

13-7 凯赛索格鲁法348

13-8 应力集中系数公式349

习题349

14-1 静力学问题354

第十四章 离合器、制动器和联轴器354

14-2 内胀轮缘式离合器和制动器355

14-3 外缩轮缘式离合器和制动器360

14-4 带式离合器和制动器363

14-5 轴向式摩擦离合器364

14-6 圆锥式离合器和制动器365

14-7 其它类型离合器和联轴器367

14-8 摩擦材料368

14-9 能量问题369

14-10 散热369

习题370

第十五章 挠性机械零件374

15-1 带374

15-2 平型带传动375

15-3 三角带377

15-4 滚子链380

15-6 钢丝绳385

15-5 绳传动385

15-7 软轴387

习题388

第十六章 系统计算法390

16-1 数学模型390

16-2 集中系统391

16-3 一个分布系统的动态响应391

16-4 一个集中系统的动态响应395

16-5 弹性模拟397

16-6 质量和惯量模拟401

16-7 摩擦和阻尼模拟404

16-8 分析震动的数学模型406

16-9 冲击引起的应力和变形407

16-10 凸轮系统411

16-11 采用程序设计的计算机进行设计415

习题421

单数习题答案425

A-2 英制单位换算为SI单位431

附录431

A-1 SI标准词冠431

A-3 SI单位换算为英制单位432

A-4 弯曲应力σ=？和扭转剪应力τ=？的SI推荐单位432

A-5 正应力σ=？和直接剪应力τ=？的SI推荐单位432

A-6 梁的挠度y=?或y=？的SI推荐单位432

A-7 材料的物理常数432

A-8 等边角纲的结构形状特性433

A-9 不等边角钢的结构形状特性434

A-10 圆管的结构形状特性434

A-11 槽钢的结构形状特性435

A-12 梁的剪力、弯矩和挠度435

A-13 标准正态分布的纵坐标442

A-14 标准正态分布曲线下的面积443

A-15 圆柱体零件的公差和配合444

A-17 钢的机械性能448

A-16 美国标准管448

A-18 锻铝合金的机械性能449

A-19 铝合金铸件的机械性能449

A-20 灰铸铁的标准性能450

A-21 某些铜基合金的标准性能450

A-22 锻造不锈钢的标准机械性能451

A-23 镁合金的标准性能451

A-24 线规和金属板规的十进制当量值452

A-25 理论应力集中系数Kt的曲线图 希腊字母表453

A-26 圆头机螺钉的尺寸458

A-27 六角头螺钉的尺寸459

A-28 精制六角螺栓的尺寸461

A-29 精制的六角螺母和六角防松螺母的尺寸463

A-30 剖面性质464

A-31 具有简单几何形状的物体的质量和转动惯量465

汉英名词对照466

汉英人名对照492