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第1篇 机械设计资料3

第1章 常用资料、数据和一般标准3

1国内标准代号3

2计量单位和单位换算关系3

2.1法定计量单位3

2.2常用法定计量单位及换算关系5

3常用数据8

3.1常用材料的弹性模量及泊松比8

3.2部分金属材料的熔点、热导率及比热容9

3.3常用材料的密度和线胀系数9

3.4常用材料极限强度的近似关系10

3.5各种硬度值对照表10

3.6常用材料和物体的摩擦因数11

3.7常用材料的滚动摩擦系数12

3.8机械传动和轴承的效率12

4常用几何体的体积、面积及重心位置13

5常用力学公式15

5.1常用截面的几何和力学特性15

5.2主要组合截面的回转半径19

5.3受静荷载的支点反力、弯矩和变形计算公式21

5.4常用零件的接触应力和接触变形计算公式28

6一般标准和规范33

6.1标准尺寸33

6.2锥度与锥度系列37

6.3棱体的角度与斜度39

6.4机器轴高40

6.5机器轴伸40

6.6中心孔47

第2章 设计规范和结构要素50

1铸件的设计规范50

1.1铸件的最小壁厚和最小铸孔50

1.2铸造斜度51

1.3铸造圆角半径51

1.4铸造结构过渡形式与尺寸52

1.5铸件合理结构与尺寸53

2锻件的设计规范55

3冲裁件的设计规范56

4弯曲件的设计规范59

5拉深件的设计规范61

6成形件的设计规范63

7塑料件的设计规范64

8金属切削加工零件的设计规范和结构要素66

8.1中心孔66

8.2退刀槽67

8.2.1公称直径相同而配合不同的退刀槽67

8.2.2带槽孔的退刀槽68

8.2.3插齿、滚齿退刀槽68

8.2.4越程槽68

8.3零件倒圆与倒角70

8.4球面半径71

8.5滚花71

8.6 T形槽71

8.7燕尾槽73

8.8锯缝尺寸73

8.9弧形槽部半径73

9螺纹件的设计规范和结构要素74

9.1螺纹件的加工规范74

9.2螺栓连接设计规范75

9.3地脚的设计规范78

9.4扳手空间80

10人机工程基本原则82

10.1人体尺寸百分位数在产品设计中的应用82

10.2人体必需和可能的活动空间88

10.2.1人体必需的空间88

10.2.2人手运动的范围88

10.2.3上肢操作时的最佳运动区域89

10.2.4腿和脚运动的范围89

10.3操作者有关尺寸89

10.4手工操作的主要数据92

10.5安全隔栏及其他94

第3章 机械制图96

1技术制图的基本规定96

1.1图纸的幅面和格式96

1.2标题栏和明细栏96

1.3比例98

1.4字体99

1.5图线103

1.5.1图线的名称及型式103

1.5.2图线的宽度及型式104

1.5.3图线的宽度及型式105

1.5.4图线的画法105

1.6剖面符号109

2尺寸标注110

2.1基本规则110

2.2尺寸的组成110

3工程形体常用的基本表示法115

3.1视图115

3.2第一角画法和第三角画法115

3.3剖视图117

3.3.1剖视图概述117

3.3.2剖视图的标注118

3.3.3剖视图的种类118

3.3.4剖切面的种类及相应剖视图的画法118

3.4断面图121

3.5简化画法和规定画法124

4常用零件的规定画法128

4.1螺纹及螺纹紧固件128

4.1.1螺纹及螺纹紧固件的画法128

4.1.2螺纹标记132

4.2齿轮的画法134

4.3花键的画法及尺寸注法136

4.4滚动轴承的画法137

4.5弹簧的画法139

4.6标准中心孔的表示法142

5表面结构表示法143

5.1图样中表面结构的表示法简介143

5.2表面结构的图形符号及含义143

5.3表面结构完整图形符号的画法及组成145

5.4表面结构标注图例145

6极限与配合、几何公差146

6.1公差带代号含义146

6.2极限与配合的标注146

6.3几何公差代号及其注法147

6.3.1几何公差的几何特征、符号147

6.3.2几何公差的图样表示法147

6.3.3被测要素的标注方法147

6.3.4基准要素的标注方法148

7机构运动简图符号149

8装配图158

8.1装配图表达的内容158

8.2装配图的表达方法159

8.3装配图的尺寸标注163

8.4装配图的零、部件序号和明细栏164

8.4.1装配图中零、部件序号的编排164

8.4.2装配图明细栏164

8.5装配结构165

第4章 极限与配合、几何公差和表面粗糙度168

1极限与配合168

1.1概述168

1.2标准公差168

1.3基本偏差169

1.4未注公差的线性尺寸的公差175

1.5常用、优先配合及应用175

1.6配制配合178

2圆锥的公差与配合178

2.1概述178

2.2圆锥及配合的基本参数178

2.3圆锥配合的种类180

2.4圆锥公差及标注181

2.5圆锥配合的选用182

3几何公差183

3.1概述183

3.2几何公差的符号与标注方法184

3.2.1几何公差特征项目及其符号184

3.2.2几何公差的公差带184

3.2.3几何公差的标注方法185

3.3几何公差的公差带定义、标注解释示例187

3.3.1形状公差187

3.3.2线轮廓度和面轮廓度188

3.3.3方向公差188

3.3.4位置公差192

3.3.5跳动公差193

3.4几何公差的选用195

3.4.1几何公差项目的选择195

3.4.2几何公差值的选择195

4表面粗糙度198

4.1概述198

4.1.1表面粗糙度的概念198

4.1.2粗糙度轮廓对零件使用性能的影响198

4.1.3一般术语及评定基准199

4.2粗糙度轮廓的评定参数与数值规定200

4.3粗糙度轮廓参数的选择200

4.4表面结构的标注202

4.4.1表面结构的图形符号202

4.4.2各项标注内容的注写位置202

4.4.3表面结构要求在图样上的标注位置及规定203

第5章 工程材料205

1黑色金属材料205

1.1铸铁205

1.1.1灰铸铁205

1.1.2球墨铸铁206

1.1.3蠕墨铸铁208

1.1.4可锻铸铁208

1.1.5耐磨铸铁209

1.1.6耐热铸铁209

1.2铸钢211

1.2.1一般工程用铸钢211

1.2.2焊接结构用铸钢211

1.2.3合金铸钢211

1.2.4铸造奥氏体锰钢212

1.2.5耐热铸钢212

1.2.6不锈铸钢214

1.3钢215

1.3.1碳素结构钢215

1.3.2优质碳素结构钢216

1.3.3低合金高强度结构钢219

1.3.4合金结构钢221

1.3.5耐候结构钢223

1.3.6桥梁用结构钢223

1.3.7弹簧钢224

1.3.8工具钢225

1.3.9耐热钢228

1.3.10不锈钢231

1.3.11轴承钢234

1.4钢材234

1.4.1热轧钢棒234

1.4.2热轧工字钢238

1.4.3热轧槽钢238

1.4.4热轧等边角钢241

1.4.5热轧不等边角钢245

1.4.6热轧L型钢248

1.4.7热轧H型钢和剖分T型钢248

1.4.8冷拉圆钢、方钢和六角钢252

1.4.9冷拔无缝钢管254

1.4.10无缝钢管254

1.4.11焊接钢管259

1.4.12冷轧钢板和钢带259

1.4.13碳素结构钢冷轧钢带261

1.4.14优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带262

1.4.15不锈钢冷轧钢板和钢带262

1.4.16热轧钢板和钢带263

1.4.17碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带263

1.4.18优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带263

1.4.19优质碳素结构钢热轧厚钢板和钢带264

1.4.20不锈钢热轧钢板和钢带264

1.4.21合金结构钢热轧厚钢板265

1.4.22弹簧钢丝265

1.4.23低碳钢丝和优质碳素结构钢丝267

2有色金属材料268

2.1铝与铝合金268

2.1.1铸造铝合金268

2.1.2压铸铝合金270

2.1.3变形铝与铝合金270

2.1.4铝及铝合金棒材273

2.1.5铝及铝合金板、带材273

2.2镁和镁合金277

2.2.1铸造镁合金277

2.2.2加工镁与镁合金277

2.2.3镁及镁合金加工产品279

2.3铜与铜合金280

2.3.1铸造铜合金280

2.3.2压铸铜合金283

2.3.3加工铜合金283

2.4钛与钛合金285

2.4.1铸造钛合金285

2.4.2加工钛合金285

3非金属材料286

3.1橡胶制品286

3.1.1常用橡胶的性能及应用286

3.1.2工业用橡胶板289

3.1.3石棉橡胶板289

3.1.4橡胶管290

3.2工程塑料291

3.2.1常用工程塑料的性能及应用291

3.2.2工程塑料板材296

3.2.3工程塑料管材298

3.2.4工程塑料棒材301

3.3其他非金属材料302

3.3.1陶瓷302

3.3.2玻璃304

3.3.3石棉制品306

3.3.4纸制品306

3.3.5木材308

3.3.6工业用毛毡308

4复合材料310

4.1金属基复合材料310

4.1.1钛-钢复合板310

4.1.2钛-不锈钢复合钢板310

4.1.3铝锡20铜-钢双金属板310

4.1.4铜-钢复合钢板310

4.1.5镍-钢复合板310

4.1.6不锈钢复合钢板和钢带310

4.1.7不锈钢复合管313

4.2塑料基复合材料314

4.2.1玻璃纤维增强塑料314

4.2.2碳纤维增强塑料317

4.2.3石棉纤维增强塑料317

4.3塑料-金属基复合材料317

4.3.1塑料-金属基多层复合材料317

4.3.2铝管对接焊式铝塑管317

4.3.3塑覆铜管317

5功能材料319

5.1功能金属材料320

5.1.1电性材料320

5.1.2磁性材料322

5.1.3膨胀材料325

5.1.4弹性材料326

5.1.5形状记忆合金326

5.2功能无机非金属材料326

5.2.1功能陶瓷326

5.2.2功能玻璃329

5.3功能高分子材料330

5.3.1光功能高分子材料330

5.3.2电功能高分子材料331

5.3.3化学功能高分子材料332

5.4功能晶体材料332

5.4.1光学晶体332

5.4.2激光晶体333

5.4.3电光晶体335

5.5功能复合材料335

5.5.1磁性复合材料335

5.5.2电性复合材料336

5.5.3梯度功能复合材料337

5.5.4隐身复合材料337

5.5.5其他功能复合材料338

5.6具有特殊结构的材料339

5.6.1非晶态合金339

5.6.2纳米结构材料339

5.6.3储氢材料340

5.6.4薄膜功能材料341

5.6.5形状记忆材料342

5.6.6智能材料与结构343

5.6.7减振材料344

5.6.8生物医学材料345

第6章 机械强度与疲劳347

1载荷与应力348

1.1机械零件受载348

1.2循环应力348

1.3循环应变349

2机械零件计算的常规强度理论349

2.1几种常用的强度理论349

2.2强度理论的选用349

3机械零件的表面强度350

3.1表面接触强度350

3.2表面挤压强度351

3.3表面磨损强度351

4疲劳强度的概念351

4.1疲劳的分类351

4.2无限寿命设计与有限寿命设计352

4.3 S-N曲线353

4.4疲劳极限359

4.5线性累积损伤理论360

5疲劳裂纹寿命估算360

5.1裂纹形成寿命估算——局部应力-应变法360

5.1.1预备知识360

5.1.2局部应力-应变分析361

5.1.3裂纹形成寿命估算方法363

5.2裂纹扩展寿命估算364

5.2.1脆断与裂纹扩展的判别364

5.2.2疲劳裂纹扩展速度365

5.2.3疲劳裂纹扩展寿命估算方法与算例368

6影响疲劳强度的因素369

6.1应力集中的影响369

6.1.1应力的集中与梯度369

6.1.2理论应力集中系数370

6.1.3有效应力集中系数385

6.1.4用相对应力梯度求有效应力集中系数396

6.2尺寸的影响397

6.3表面状态的影响397

6.3.1加工情况397

6.3.2腐蚀情况397

6.3.3表面强化398

6.4频率的影响399

6.5平均应力的影响399

7高周疲劳400

7.1安全系数400

7.2无限寿命设计404

7.2.1单向应力时无限寿命设计404

7.2.2多向应力时无限寿命设计405

7.3有限寿命设计405

7.3.1安全系数计算公式405

7.3.2寿命估算406

8低周疲劳407

8.1低周疲劳的S- N曲线407

8.2循环应力-应变曲线408

8.2.1滞后回线408

8.2.2循环硬化与循环软化408

8.2.3循环应力-应变曲线求法409

8.3应变-寿命曲线409

8.3.1曼森-科芬方程409

8.3.2四点法求应变-寿命曲线410

8.3.3通用斜率法411

9腐蚀疲劳411

9.1腐蚀疲劳强度411

9.1.1腐蚀疲劳术语411

9.1.2腐蚀疲劳特性411

9.1.3腐蚀疲劳极限412

9.1.4腐蚀疲劳的S- N曲线415

9.2影响腐蚀疲劳的因素417

9.3腐蚀疲劳的寿命估算417

第7章 摩擦、磨损与润滑422

1摩擦422

2磨损422

2.1磨损的类型422

2.2提高耐磨损的措施422

2.2.1提高抗粘着磨损的措施422

2.2.2提高抗磨粒磨损的措施423

2.2.3提高抗疲劳磨损的措施423

2.2.4提高抗腐蚀磨损的措施423

3润滑423

3.1流体动压润滑423

3.2流体静压润滑423

3.3弹性流体动压润滑424

3.4边界润滑424

3.5混合润滑424

3.6合理润滑技术424

3.6.1合理润滑的设计要求424

3.6.2润滑剂的使用要求425

3.6.3润滑剂的报废与再利用要求425

4润滑剂425

4.1润滑剂的分类和质量指标425

4.1.1润滑剂的分类425

4.1.2润滑剂的主要质量指标426

4.2润滑油429

4.2.1 L-AN全损耗系统用油429

4.2.2液压油430

4.2.3齿轮油438

4.2.4内燃机油444

4.3润滑脂448

4.3.1钙基润滑脂448

4.3.2钠基润滑脂448

4.3.3极压锂基润滑脂448

4.3.4通用锂基润滑脂450

4.3.5复合钙基润滑脂450

4.3.6复合铝基润滑脂451

4.3.7极压复合铝基润滑脂451

4.3.8 4号高温润滑脂（50号高温润滑脂）452

4.3.9精密机床主轴润滑脂452

4.4固体润滑脂452

4.5润滑剂添加剂454

5通用零部件的润滑456

5.1滑动轴承的润滑456

5.2滚动轴承的润滑457

5.3齿轮传动的润滑458

5.4蜗杆传动的润滑460

5.5链传动的润滑460

5.6导轨的润滑461

5.7机床用润滑剂的选用461

6机械设备的换油、脂指标463

7润滑方式465

7.1润滑方法的分类465

7.2常见的润滑方式465

7.2.1手工给油润滑465

7.2.2滴油润滑465

7.2.3油环或油链润滑465

7.2.4飞溅（油池）润滑466

7.2.5压力循环润滑466

7.2.6集中润滑467

7.2.7油雾润滑467

7.2.8覆盖膜润滑469

8润滑装置471

第8章 密封484

1概述484

1.1密封的分类484

1.2密封的选型484

1.3密封用材料485

1.4密封件的成形工艺486

1.5密封的润滑486

2垫密封486

2.1密封垫的选用486

2.2垫密封的泄漏489

3密封胶489

3.1聚硫橡胶密封胶490

3.2硅橡胶密封胶491

3.3非硫化密封胶491

3.4液态密封胶493

3.5厌氧胶495

4编结填料密封496

4.1填料密封的种类496

4.2填料腔的结构设计496

5密封件498

5.1密封件的类型498

5.2 O形橡胶密封圈499

5.3旋转轴唇形密封圈502

5.4单向往复运动密封圈506

5.5双向往复运动密封圈516

5.6防尘密封圈522

5.7毡圈油封529

6真空动密封530

6.1旋转轴密封圈530

6.1.1 J型真空用橡胶密封圈530

6.1.2 JO型真空用橡胶密封圈533

6.1.3骨架型真空用橡胶密封圈536

6.2往复运动真空用O形橡胶密封圈536

6.3组合密封540

6.3.1特康-格来密封件540

6.3.2液压缸活塞杆及活塞用脚形滑环式组合密封540

7活塞环541

8迷宫油封543

第2篇 机构分析与设计3

第1章 机构的基本概念及分析方法3

1机构的组成及运动简图3

1.1机构的组成3

1.1.1构件3

1.1.2运动副3

1.1.3运动链4

1.1.4机构5

1.2机构运动简图5

2机构自由度的计算6

2.1机构自由度的一般公式6

2.2公共约束与平面机构自由度6

2.3机构可动的运动学条件7

2.4计算机构自由度时应注意的问题7

2.4.1虚约束7

2.4.2局部自由度（多余自由度）8

2.4.3正确确定运动副的数目9

3平面机构的组成原理及结构分析9

3.1平面机构的组成原理9

3.2平面机构中的高副低代10

3.3平面机构的结构分析10

4平面四杆机构的类型及基本特性12

4.1平面四杆机构的基本形式12

4.1.1曲柄摇杆机构12

4.1.2双曲柄机构12

4.1.3双摇杆机构12

4.2平面四杆机构的演变13

4.2.1转动副转化成移动副13

4.2.2取不同构件为机架14

4.2.3扩大转动副15

5平面四杆机构设计中的一些共性问题15

5.1平面四杆机构有曲柄的条件15

5.2平面四杆机构输出件的急回特性17

5.3平面四杆机构的传动角和死点17

5.3.1压力角和传动角的概念17

5.3.2最小传动角的确定18

5.3.3机构的死点位置19

第2章 导引机构21

1点的平面曲线导引21

1.1四杆机构的连杆曲线21

1.2谢尔维司特仿图仪21

1.3罗伯茨-契贝舍夫定理22

1.4对称连杆曲线22

1.5行星轮系及双凸轮曲线导引机构22

2点的直线导引23

2.1精确的直线导引机构23

2.2近似直线导引机构24

2.2.1 “ λ”形机构24

2.2.2等腰铰链四杆机构24

2.2.3滑块直线导引机构26

2.2.4曲柄导杆直线导引机构28

3刚体导引机构29

3.1导引机构设计——图解法29

3.2导引机构设计——解析法29

3.3刚体的平行导引机构32

3.3.1直线平行导引机构32

3.3.2曲线平行导引机构32

3.4刚体转动的导引机构32

3.4.1精确的转动导引机构32

3.4.2近似的转动导引机构33

第3章 函数机构34

1函数发生机构在实际中的应用34

2机构的输入参数、输出参数与给定函数的关系34

3函数精确点位置的确定35

3.1精确点与结构误差35

3.2结构误差的契贝舍夫多项式35

3.3精确点位置确定的契贝舍夫公式36

3.4获得最优结构误差的方法36

4函数发生机构的综合方程式和精确点个数36

5铰链四杆机构综合举例37

5.1三个精确点函数发生机构的综合37

5.2四个精确点函数发生机构的综合39

5.3五个精确点函数发生机构的综合41

第4章 周期往复运动和变传动比转动的四杆机构44

1曲柄摇杆机构44

2曲柄滑块机构45

3曲柄导杆机构和回转导杆机构46

4回转导杆机构47

5双曲柄机构47

第5章 等传动比传动机构49

1用于增速或减速的等传动比传动机构49

1.1齿轮传动机构49

1.2螺旋传动机构50

1.3带传动机构51

1.4链传动机构52

1.5蜗杆传动机构52

2特殊用途的等传动比传动机构52

2.1平行四杆机构52

2.2万向铰链机构52

2.3十字滑槽联轴器54

2.4转动导杆机构54

3给定区间内近似等传动比传动机构54

3.1扇形齿轮及其替代机构55

3.2串接导杆机构56

第6章 凸轮机构57

1凸轮机构的基础知识57

1.1凸轮机构的组成及特点57

1.2凸轮机构的分类57

1.2.1按凸轮的形状分类57

1.2.2按从动件的形状分类57

1.2.3按从动件的运动形式分类57

1.2.4按凸轮与从动件的锁合方法分类58

2常用从动件运动规律58

2.1基本术语58

2.2多项式运动规律59

2.2.1一次多项式运动规律（等速运动规律）59

2.2.2二次多项式运动规律（等加速等减速运动规律）60

2.2.3五次多项式运动规律60

2.3三角函数运动规律61

2.3.1余弦加速度运动规律（简谐运动规律）61

2.3.2正弦加速度运动规律（摆线运动规律）61

2.4组合运动规律61

2.5从动件运动规律设计应考虑的问题61

3盘形凸轮工作轮廓的设计63

3.1凸轮轮廓曲线设计的反转原理63

3.2凸轮轮廓曲线设计的几何法63

3.2.1尖顶移动从动件盘形凸轮机构的图解法63

3.2.2滚子移动从动件盘形凸轮机构的图解法64

3.2.3平底移动从动件盘形凸轮机构的图解法64

3.2.4摆动从动件盘形凸轮机构的图解法64

3.3凸轮轮廓曲线设计的解析法65

3.3.1滚子移动从动件盘形凸轮机构的解析法65

3.3.2滚子摆动从动件盘形凸轮机构的解析法65

3.3.3凸轮实际廓线方程66

3.3.4刀具中心轨迹方程66

3.3.5平底移动从动件盘形凸轮机构的解析法66

4凸轮结构设计与强度计算67

4.1凸轮机构的压力角67

4.1.1移动从动件盘形凸轮机构的压力角67

4.1.2摆动从动件盘形凸轮机构的压力角67

4.1.3凸轮机构的许用压力角67

4.2盘形凸轮基本参数的设计68

4.2.1确定移动滚子从动件盘形凸轮的基本参数68

4.2.2确定摆动从动件盘形凸轮机构的基本参数68

4.2.3确定平底从动件盘形凸轮的基本参数68

4.3从动件高副元素形状的选择68

4.4滚子半径和平底宽度的确定69

4.4.1滚子半径的确定69

4.4.2平底宽度的确定69

4.5锁合形式的选择69

4.6凸轮机构的常用材料及技术要求70

4.6.1常用材料70

4.6.2精度与表面粗糙度70

4.7凸轮机构的结构设计70

4.7.1凸轮的结构及其在轴上的固定70

4.7.2从动件结构70

4.7.3凸轮工作图71

5高速凸轮机构71

5.1弹性从动件的运动微分方程72

5.2动力系数72

5.3保证凸轮机构不脱离的条件72

6凸轮机构的应用73

第7章 步进传动机构74

1棘轮机构74

1.1棘轮机构的基本结构与原理74

1.2棘轮机构的分类74

1.3棘轮机构的动程及调节75

1.4棘轮机构的设计76

1.5棘轮机构的特点及应用77

2摩擦自锁式步进机构77

3槽轮机构78

3.1槽轮机构的组成及特点78

3.2槽轮机构的类型78

3.3槽轮机构的运动特性79

3.4槽轮机构的设计要点80

3.5槽轮机构的应用81

4其他形式的常见步进机构81

4.1不完全齿轮机构81

4.2凸轮式步进机构82

4.3擒纵轮机构82

5齿轮-连杆步进机构83

5.1对心曲柄滑块机构控制差动轮系83

5.2行星轮驱动的铰接四杆机构或导杆机构84

5.3三齿轮连杆机构84

第8章 柔顺机构87

1概述87

1.1柔顺机构的基本概念87

1.2柔顺机构的特点88

2柔顺机构分析的基本原理与方法89

2.1柔顺机构的构成89

2.2柔顺机构自由度计算90

2.2.1段（Segment）自由度计算90

2.2.2柔顺段连接类型90

2.2.3柔顺机构总自由度计算91

2.2.4基于伪刚体模型的自由度计算91

2.3柔顺机构的频率特性分析91

2.4柔顺机构动力学分析93

2.4.1灵敏度分析93

2.4.2动态应力、应变分析94

2.4.3疲劳寿命分析96

2.4.4驱动特性分析96

2.5柔顺机构分析的基本模型98

2.5.1柔顺片段的伪刚体模型98

2.5.2柔顺机构建模100

2.5.3采用柔顺片段建立柔顺机构模型的实例101

2.5.4伪刚体机构中力与变形的关系102

3柔顺机构设计举例103

3.1转换刚体（运动）综合设计举例104

3.2柔顺机构的运动静力综合设计举例107

3.3其他综合方法简介110

3.4柔顺机构的拓扑优化设计111

4典型柔顺机构介绍112

4.1平面柔性铰链112

4.2空间柔性铰链112

4.3交错柔性铰链112

4.4柔顺平行导向机构112

4.5双稳态柔顺机构113

第9章 空间机构115

1概述115

2空间连杆机构的自由度计算116

2.1运动副的自由度116

2.2空间连杆机构自由度计算公式116

3空间连杆机构的坐标变换矩阵117

3.1空间坐标变换矩阵117

3.1.1矢量的方向余弦及两矢量间的夹角117

3.1.2空间共原点坐标系中的坐标变换117

3.1.3矢量的坐标变换119

3.2空间连杆机构的坐标系选取及其坐标变换119

3.2.1构件局部坐标系的选取119

3.2.2 D- H坐标系的变换矩阵120

4闭链型空间连杆机构运动分析120

4.1基本方程与基本方法120

4.2 RSSR空间四杆机构的运动分析121

4.2.1选定各坐标系，标出有关参数121

4.2.2求出B、 C两点的坐标121

4.2.3列出位移方程式121

4.2.4输出角速度和角加速度的求解122

4.3球面四杆机构和万向节的运动分析122

4.3.1球面四杆机构122

4.3.2单万向节123

5闭链型空间连杆机构的解析综合124

5.1按两连架杆三组对应位置的设计124

5.2按从动件两极限位置的设计125

第3篇 连接与弹簧3

第1章 螺纹及螺纹连接3

1螺纹的分类及应用3

1.1普通螺纹5

1.2梯形螺纹11

1.2.1梯形螺纹牙型与基本尺寸11

1.2.2梯形螺纹公差14

1.3锯齿形螺纹19

1.3.1锯齿形（3°、 30°）螺纹牙型与基本尺寸19

1.3.2锯齿形（3°、 30°）螺纹公差22

1.4管螺纹27

1.4.1 55°非密封管螺纹27

1.4.2 55°密封管螺纹28

2螺纹副中力矩等的计算30

2.1螺纹副承受的力及力矩30

2.2螺旋副的自锁31

2.3螺纹副的效率31

3螺纹连接31

3.1螺纹连接的类型31

3.2螺纹连接的受力计算32

3.2.1螺栓组连接的受力分析32

3.2.2单个螺栓连接的受力分析35

3.3螺栓连接拧紧力矩的计算和预紧力的控制37

3.3.1拧紧力矩的计算37

3.3.2预紧力的控制37

4螺纹连接的防松38

5新型螺纹连接41

5.1唐氏螺纹连接41

5.1.1唐氏螺纹连接副的防松原理和安装要求41

5.1.2唐氏螺纹连接副的保证载荷及企业标准件41

5.2施必牢（SPL）防松螺母41

5.2.1施必牢防松螺母的特点及防松性能41

5.2.2施必牢（SPL）防松螺母企业标准件42

5.3液压防松螺母及拉紧器45

第2章 销连接、键及花键连接、无键连接47

1销连接47

1.1销的类型、特点及应用47

1.2销的标准件49

1.2.1圆柱销49

1.2.2圆锥销54

1.2.3开口销和销轴55

1.3销的选用及强度计算57

2键连接58

2.1键的类型、特点及应用58

2.2键的标准件59

2.2.1平键59

2.2.2楔键65

2.2.3切向键及键槽67

2.3键的选用及强度计算69

3花键连接71

3.1花键的类型、特点及应用71

3.2花键连接的强度计算71

3.3矩形花键72

3.3.1矩形花键的基本尺寸系列72

3.3.2矩形花键的公差与配合73

3.4渐开线花键连接73

3.4.1渐开线花键的基本参数74

3.4.2渐开线花键的尺寸计算公式74

3.4.3渐开线花键的尺寸系列75

3.4.4渐开线花键的公差与配合81

3.4.5渐开线花键的参数标注与标记114

4无键连接115

4.1过盈连接115

4.1.1过盈连接的方法、特点及应用115

4.1.2圆柱面过盈连接115

4.1.3圆锥面过盈连接120

4.2胀紧连接123

4.2.1胀紧连接的类型、特点和应用123

4.2.2胀紧连接套的选用和设计124

4.2.3胀紧连接安装和拆卸的一般要求127

4.2.4胀紧连接套举例128

4.3型面连接136

第3章 铆接、焊接及粘接137

1铆接137

1.1铆钉连接的类型、特点和应用137

1.2铆缝的设计137

1.2.1铆缝的形式137

1.2.2铆缝结构参数的确定137

1.3铆接的强度计算137

1.4铆接的材料和许用应力139

1.5铆接结构设计中应注意的事项140

1.6常用的铆钉标准元件140

2焊接147

2.1焊接基本知识147

2.1.1焊接方法147

2.1.2焊接材料150

2.2焊接结构设计155

2.2.1焊接结构的特点155

2.2.2焊接结构的设计原则156

2.2.3焊接接头的设计与计算158

2.2.4焊接接头的静载强度计算164

2.2.5焊接接头的疲劳强度170

2.3机件焊接结构178

2.3.1机身焊接结构178

2.3.2减速器箱体焊接结构180

2.3.3旋转体焊接结构181

3粘接189

3.1粘接的特点和应用189

3.2粘结剂的选择190

3.3粘接接头的设计193

第4章 弹簧197

1弹簧的性能、类型与应用197

1.1弹簧的基本性能197

1.2弹簧的类型198

2圆柱螺旋弹簧202

2.1圆柱螺旋弹簧的型式、代号及应用202

2.2弹簧的材料和许用应力204

2.3压缩、拉伸弹簧的设计208

2.3.1圆柱螺旋弹簧的计算公式及几何尺寸208

2.3.2圆柱螺旋弹簧的参数选择210

2.3.3压缩弹簧端部型式与计算公式218

2.3.4螺旋弹簧的疲劳强度、稳压性、共振和钩环强度的验算219

2.4圆柱螺旋扭转弹簧的设计220

2.4.1扭转弹簧的基本几何参数和特性220

2.4.2扭转弹簧的设计计算220

2.5圆柱螺旋弹簧的技术要求221

2.5.1弹簧特性和尺寸的极限偏差221

2.5.2其他技术要求224

2.6矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧224

2.6.1矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式224

2.6.2矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧相关参数225

3非线性特性线螺旋弹簧226

3.1不等节距圆柱螺旋压缩弹簧226

3.2截锥螺旋弹簧227

3.3.1截锥螺旋弹簧的分类227

3.2.2截锥螺旋弹簧的计算公式228

3.3蜗卷螺旋弹簧229

3.3.1蜗卷螺旋弹簧的特性曲线229

3.3.2蜗卷螺旋弹簧的材料及许用应力229

3.3.3蜗卷螺旋弹簧的计算公式230

4碟形弹簧231

4.1碟形弹簧的类型与结构231

4.2普通碟形弹簧231

4.2.1普通碟形弹簧的结构231

4.2.2普通碟形弹簧的计算235

4.2.3组合碟形弹簧237

4.2.4碟形弹簧的材料及许用应力237

4.2.5碟形弹簧的技术要求238

4.3开槽碟形弹簧239

4.3.1.开槽碟形弹簧设计参数的选择239

4.3.2开槽碟形弹簧的特性曲线240

4.3.3开槽碟形弹簧的计算公式240

4.4膜片碟簧241

4.4.1膜片碟簧的特点及用途241

4.4.2膜片碟簧参数的选择242

4.4.3膜片碟簧的基本计算公式243

5片弹簧和线弹簧244

5.1片弹簧244

5.1.1片弹簧的结构与用途244

5.1.2片弹簧的材料及许用应力245

5.1.3片弹簧的计算公式245

5.2线弹簧247

6扭杆弹簧248

6.1扭杆弹簧的结构、类型和用途248

6.2扭杆弹簧的计算公式248

6.3扭杆弹簧的端部结构和有效工作长度251

6.3.1端部结构251

6.3.2扭杆的有效工作长度251

6.4扭杆弹簧的材料和许用应力251

6.5扭杆弹簧的技术要求251

7空气弹簧252

7.1空气弹簧的结构和特性252

7.2空气弹簧的刚度计算252

7.2.1空气弹簧的垂直刚度252

7.2.2空气弹簧的横向刚度253

8橡胶弹簧255

8.1橡胶弹簧的类型和弹性特性255

8.1.1橡胶弹簧的类型255

8.1.2橡胶弹簧的变形计算255

8.2橡胶弹簧的静刚度计算256

8.2.1圆柱形橡胶弹簧256

8.2.2圆环形橡胶弹簧256

8.2.3矩形橡胶弹簧257

8.2.4端部带圆角的橡胶弹簧257

8.2.5空心圆锥橡胶弹簧259

8.2.6衬套式橡胶弹簧259

8.2.7组合式橡胶弹簧260

8.3橡胶弹簧的材料和许用应力261

8.3.1橡胶弹簧的材料261

8.3.2橡胶弹簧的许用应力262

第4篇 带传动、链传动和螺旋传动3

第1章 带传动3

1带传动的类型、特点及应用3

2 V带传动4

2.1 V带的尺寸规格4

2.2 V带传动的设计计算6

2.3 V带带轮21

2.3.1带轮的材料与制造21

2.3.2带轮的结构和公差21

2.3.3窄V带的单位长度质量24

2.4 V带传动设计中应注意的问题24

3平带传动25

3.1平带的类型、结构25

3.1.1平带的类型25

3.1.2平带的结构25

3.2平带的规格型号25

3.3平带传动的设计计算25

3.3.1平带的接头形式及特点25

3.3.2平带传动的传动形式及性能27

3.3.3计算内容和步骤28

3.3.4平带设计标准数据30

3.4聚酰胺片基平带传动31

3.4.1结构31

3.4.2设计计算32

3.5高速带传动32

3.5.1规格32

3.5.2高速带设计计算33

3.6平带带轮33

4同步带传动35

4.1同步带的规格35

4.2同步带传动的设计计算42

4.2.1设计内容和步骤42

4.2.2同步带传动的标准数据44

4.3同步带带轮73

4.3.1带轮材料73

4.3.2带轮设计73

5多楔带传动85

5.1多楔带尺寸规格85

5.2多楔带设计计算86

5.3多楔带带轮93

6带传动的张紧与安装94

6.1张紧方法94

6.2预紧力的控制95

6.2.1 V带的预紧力95

6.2.2平带的预紧力96

6.2.3同步带的预紧力96

6.2.4多楔带的预紧力96

第2章 链传动100

1链传动的类型、特点和应用100

2滚子链传动101

2.1滚子链的基本参数和尺寸规格101

2.2传动设计101

2.2.1主要失效形式101

2.2.2滚子链传动的额定功率曲线101

2.2.3设计计算101

2.2.4静强度的计算106

2.2.5疲劳工作能力的计算108

2.2.6磨损工作能力的计算108

2.2.7胶合工作能力的计算109

2.3链轮的设计109

2.3.1基本参数和主要尺寸109

2.3.2齿槽形状110

2.3.3轴向齿廓110

2.3.4链轮的公差和跨柱测量距111

2.3.5链轮的材料及热处理111

2.3.6链轮的结构112

2.4设计实例112

3链传动的布置及张紧114

3.1链传动的布置114

3.2链传动的张紧115

第3章 螺旋传动120

1螺旋传动的分类与选用120

2滑动螺旋传动121

2.1滑动螺旋副的螺纹121

2.2滑动螺旋传动的计算121

2.3材料的选择及其许用应力125

2.4精度和公差带的选择126

3滚动螺旋传动126

3.1工作原理127

3.2滚动螺旋副的结构128

3.2.1滚动螺旋副的主要结构形式128

3.2.2滚动螺旋副的丝杠轴端型式及尺寸128

3.3滚动螺旋的几何尺寸和标注136

3.3.1滚动螺旋的几何尺寸136

3.3.2滚动螺旋的代号和标注136

3.4材料及热处理138

3.5滚动螺旋副的精度标准139

3.6滚动螺旋副的承载能力与选择计算143

3.6.1滚动螺旋副的选择计算143

3.6.2滚动螺旋副的承载能力143

3.7设计中应注意的问题153

3.8滚子螺旋传动简介154

4静压螺旋传动154

4.1设计计算155

4.2设计中的几个问题155

第5篇 齿轮传动3

第1章 概述3

1齿轮传动的分类和特点3

1.1分类3

1.2特点3

2齿轮传动类型选择的原则3

3主要代号、意义和单位4

第2章 渐开线圆柱齿轮传动10

1渐开线圆柱齿轮的基本齿廓和模数系列10

2渐开线圆柱齿轮的齿形修缘10

3圆柱齿轮传动的几何尺寸计算11

3.1圆柱齿轮传动的几何尺寸计算公式11

3.2变位圆柱齿轮传动和变位系数的选择11

3.2.1变位齿轮传动的原理11

3.2.2变位齿轮传动的分类和特点22

3.2.3外啮合齿轮变位系数的选择24

3.2.4内啮合齿轮变位系数的选择29

3.3重合度ε的计算35

3.3.1计算公式35

3.3.2图解线图35

3.4圆柱齿轮传动几何尺寸计算及检验有关数据表37

4渐开线圆柱齿轮传动的设计计算52

4.1圆柱齿轮传动的作用力计算52

4.2主要参数的选择52

4.3主要尺寸的初步确定53

4.4齿面接触疲劳强度与齿根抗弯疲劳强度校核计算54

4.4.1计算公式54

4.4.2计算中有关数据及各系数的确定55

4.5胶合承载能力校核计算65

4.5.1计算公式65

4.5.2计算中的有关数据及各系数的确定65

4.6开式齿轮传动的计算特点70

4.7齿轮的材料70

5圆柱齿轮的结构72

6渐开线圆柱齿轮的精度76

6.1说明76

6.2齿轮精度76

6.2.1误差的定义和代号76

6.2.2精度等级及其选择83

6.2.3齿厚84

6.2.4侧隙85

6.2.5推荐的检验项目85

6.2.6图样标注86

6.2.7齿轮精度数值表86

6.2.8齿轮精度公差计算公式及使用说明99

6.3齿轮坯的精度100

6.3.1基准轴线及其确定方法101

6.3.2基准面与安装面的形状公差和跳动公差102

6.4齿面的表面粗糙度103

7渐开线圆柱齿轮零件工作图及设计计算实例103

第3章 锥齿轮传动108

1概述108

1.1分类108

1.2齿制110

1.3模数111

1.4锥齿轮的变位111

1.4.1切向变位111

1.4.2径向变位111

2锥齿轮传动的几何尺寸计算112

2.1标准和高变位直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算112

2.2正交斜齿锥齿轮传动的几何尺寸计算115

2.3弧齿锥齿轮传动的几何尺寸计算116

2.4零度锥齿轮传动的几何尺寸计算121

2.5奥利康锥齿轮传动的几何尺寸计算122

2.6克林根贝尔格锥齿轮传动的几何尺寸计算127

3锥齿轮的传动设计132

3.1轮齿受力分析132

3.2初步设计132

3.3齿面接触疲劳强度校核134

3.4齿根弯曲疲劳强度校核136

3.5直齿锥齿轮传动设计实例136

4锥齿轮的结构139

5锥齿轮的精度140

5.1术语和代号140

5.2精度等级144

5.3齿坯的要求144

5.4齿轮的检验组和公差144

5.4.1齿轮的检验组144

5.4.2齿轮的公差144

5.5齿轮副的检验与公差144

5.5.1齿轮副的检验内容144

5.5.2齿轮副的检验组145

5.5.3齿轮副的公差145

5.6齿轮副的侧隙145

5.7图样标注145

5.8锥齿轮精度数值表145

5.9极限偏差及公差与齿轮几何参数的关系式163

5.10应用示例164

6锥齿轮工作图例165

第4章 蜗杆传动168

1概述168

1.1蜗杆传动的名词术语168

1.2蜗杆传动的分类168

1.2.1按蜗杆外形分类168

1.2.2按蜗杆齿廓曲线形状分类169

1.3蜗杆传动的特点与应用170

1.4影响蜗杆传动质量的主要因素171

2蜗杆传动的啮合原理171

2.1啮合的理论基础171

2.1.1共轭曲面171

2.1.2两类界限线的基本概念172

2.1.3二次啮合的基本概念172

2.1.4诱导法曲率172

2.2圆柱蜗杆传动的啮合原理172

2.2.1车削型圆柱蜗杆传动的啮合原理172

2.2.2磨削型圆柱蜗杆传动的啮合原理175

2.3环面蜗杆传动的啮合原理175

2.3.1轨迹型环面蜗杆传动176

2.3.2一次包络环面蜗杆传动的通用啮合方程式176

2.3.3二次包络环面蜗杆传动176

3普通圆柱蜗杆传动的设计176

3.1普通圆柱蜗杆传动的啮合特性、啮合要素和有关计算176

3.1.1普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件177

3.1.2普通圆柱蜗杆传动的重合度177

3.1.3普通圆柱蜗杆传动的根切及天根切蜗轮的最少齿数177

3.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及参数搭配178

3.2.1中心距178

3.2.2传动比178

3.2.3蜗杆头数和蜗轮齿数178

3.2.4蜗杆分度圆直径178

3.2.5模数179

3.2.6蜗杆的基本尺寸和参数179

3.2.7普通圆柱蜗杆传动的参数搭配182

3.3普通圆柱蜗杆副的几何计算184

4圆弧圆柱蜗杆传动的设计计算184

4.1圆弧圆柱蜗杆传动的正确啮合条件184

4.2轴面圆弧圆柱蜗杆传动（ZC3）184

4.2.1中间平面内的诱导曲率半径184

4.2.2蜗轮在中间平面内的弦齿厚184

4.2.3法面和轴面几何参数换算185

4.3 ZC3蜗杆传动几何参数选择185

4.3.1几何参数选择的原则185

4.3.2参数z1、 z2、 d1 （q）的选择185

4.3.3齿形参数的选择185

4.3.4变位系数的选择185

4.3.5 ZC3蜗杆传动的几何尺寸计算185

4.4圆环面圆柱蜗杆传动（ZC2）186

4.4.1圆环面圆柱蜗杆传动的特点186

4.4.2几何参数选择的方案187

4.5圆环面包络圆柱蜗杆传动（ZC1）187

4.5.1几何参数对蜗杆、蜗轮齿形尺寸的影响及其和啮合特性的关系187

4.5.2几何参数的选择188

4.5.3齿形参数的选择188

4.5.4 ZC1蜗杆传动的几何尺寸计算189

5圆柱蜗杆传动的强度计算189

5.1圆柱蜗杆传动的效率189

5.2圆柱蜗杆传动的受力分析190

5.3圆柱蜗杆传动的承载能力计算190

6圆柱蜗杆副的加工工艺192

6.1蜗杆和蜗轮的毛坯成形192

6.1.1蜗杆的毛坯成形192

6.1.2蜗轮的毛坯成形192

6.2蜗杆的加工工艺193

6.2.1磨削蜗杆的砂轮修整装置193

6.2.2蜗杆的磨削方式194

6.2.3渐开线蜗杆（ZI）的车削及磨削194

6.2.4法向直廓蜗杆（ZN）的车削及磨削195

6.2.5阿基米德蜗杆（ZA）的切削及磨削195

6.2.6圆弧齿圆柱蜗杆（ZC）的车削及磨削196

6.3多头蜗杆的加工196

6.4蜗轮的加工工艺196

6.4.1蜗轮的滚齿196

6.4.2在万能铣床上用飞刀加工蜗轮197

6.4.3用开槽淬硬的蜗杆对滚加工蜗轮198

6.4.4蜗轮的加工工艺实例198

6.4.5滚刀的选择和滚齿胎具199

6.4.6鼓形齿的加工200

6.4.7 ZC3蜗轮滚刀的设计计算200

7环面蜗杆传动200

7.1直廓环面蜗杆传动201

7.1.1基本成形原理201

7.1.2参数选择及几何计算201

7.1.3直廓环面蜗杆的制造工艺201

7.2平面包络环面蜗杆传动205

7.2.1平面一次包络（平面蜗轮）环面蜗杆传动206

7.2.2平面二次包络环面蜗杆传动206

7.2.3设计计算206

7.2.4平面包络环面蜗杆的制造工艺208

7.2.5平面包络环面蜗轮滚刀的设计与制造208

7.3环面蜗杆传动的强度计算210

8锥蜗杆传动212

8.1齿形参数及参数选择212

8.2几何尺寸计算213

8.3受力分析214

8.4效率及传动形式选择215

8.5强度计算215

8.6蜗杆、蜗轮的加工216

8.7锥蜗轮、蜗杆的材料、热处理及润滑217

8.8传动结构、蜗杆支承及间隙调整218

9蜗杆、蜗轮常用材料218

9.1选择蜗杆、蜗轮材料应注意的问题218

9.2材料的选择219

9.2.1蜗杆传动对材料的要求219

9.2.2常用的热处理工艺219

9.2.3蜗杆常用材料219

9.2.4蜗轮常用材料220

9.2.5蜗杆、蜗轮材料的配搭220

10蜗杆传动的润滑222

10.1蜗杆传动的润滑条件222

10.2润滑油和添加剂对蜗杆传动质量的影响222

10.2.1对胶合的影响222

10.2.2对疲劳点蚀的影响222

10.2.3对磨粒磨损和传动效率的影响222

10.3润滑油和添加剂的选择223

10.4圆弧圆柱蜗杆减速器的润滑223

10.5环面蜗杆减速器的润滑223

11公差与测量224

11.1普通圆柱蜗杆传动的精度及其选择224

11.2各项公差的分组原则及检测项目的选择224

11.3各种公差项目的检测方法及使用仪器224

11.4蜗杆、蜗轮齿坯的尺寸公差及检测225

11.5侧隙的概念、侧隙的选择与计算225

11.6环面蜗杆传动的精度及其选择226

11.7锥蜗杆的传动精度及其选择226

12蜗杆、蜗轮工作图例226

第5章 塑料齿轮232

1塑料齿轮的分类及性能特点232

2塑料齿轮设计233

2.1塑料齿轮的齿形制233

2.1.1渐开线齿形制233

2.1.2计时仪器用圆弧齿形制237

2.2塑料齿轮的轮齿设计239

2.2.1轮齿齿根倒圆239

2.2.2轮齿高度修正239

2.2.3轮齿齿顶修缘241

2.2.4压力角的修正241

2.2.5避免齿根根切及齿根“限缩”现象的方法243

2.2.6大小齿轮分度圆弧齿厚的平衡243

2.3塑料齿轮的结构设计244

2.4采用AGMA PT基本齿条确定齿轮齿形尺寸246

2.4.1 AGMA PT基本齿条确定齿轮齿顶修缘的计算248

2.4.2圆柱外齿轮齿顶倒圆后的齿廓参数计算249

2.5齿轮M值、公法线长度的计算250

2.5.1 M值的计算250

2.5.2公法线长度的计算252

2.6塑料齿轮的应力分析及强度计算252

2.7塑料齿轮轮系参数的设计计算255

3塑料齿轮材料261

3.1聚甲醛（POM）261

3.1.1聚甲醛的物理特性、综合特性及推荐注塑工艺262

3.1.2几种齿轮用聚甲醛的性能262

3.2尼龙265

3.2.1尼龙PA66265

3.2.2尼龙PA46267

3.3聚醚醚酮（PEEK）268

3.3.1 PEEK 450G的主要物理特性、综合特性及推荐成型加工工艺268

3.3.2齿轮用PEEK聚合材料的性能269

3.4塑料齿轮材料的匹配271

3.5塑料齿轮的失效形式271

4塑料齿轮的制造272

4.1塑料齿轮的加工工艺272

4.2注射机及其辅助设备272

4.2.1注射机272

4.2.2辅助设备配置275

4.3齿轮注射模的典型结构276

5塑料齿轮的检测283

5.1塑料齿轮光学投影检测283

5.2影像测量在小模数齿测量中的应用284

5.3三坐标测量仪的检测285

5.4齿轮径向综合误差、齿圈径向圆跳动、公法线长度和M值的测量285

5.5塑料齿轮的精确测量287

5.6国内外部分小模数齿轮检测用仪器290

6塑料齿轮的应用实例291

6.1煤气表字轮式计数器与交换齿轮291

6.2石英闹钟机芯与全塑料齿轮传动轮系292

6.3汽车刮水器及摇窗电动机292

6.3.1轿车刮水器电动机292

6.3.2法雷奥刮水器293

6.4塑料齿轮行星减速器及少齿差计时器294

6.5汽车电动座椅驱动器296

第6章 非圆齿轮传动299

1非圆齿轮传动概述299

2非圆齿轮传动的基本参数及计算公式299

3非圆齿轮的设计步骤300

4设计实例300

第6篇 轴承3

第1章 滚动轴承3

1分类、代号3

1.1分类与特性3

1.2代号构成8

1.2.1基本代号8

1.2.2前置、后置代号12

2选择计算18

2.1选择18

2.1.1类型选择18

2.1.2公差等级选择19

2.1.3游隙选择19

2.2设计计算24

2.2.1寿命计算24

2.2.2静载荷计算29

2.2.3极限转速30

2.2.4推力轴承的最小轴向载荷30

3常用滚动轴承的主要尺寸和数据31

3.1深沟球轴承31

3.2调心球轴承50

3.3角接触球轴承60

3.4圆柱滚子轴承73

3.5调心滚子轴承93

3.6圆锥滚子轴承115

3.7调心推力球轴承132

3.8推力滚子轴承137

3.9滚针轴承141

4组合设计158

4.1支承结构的基本型式158

4.2配合160

4.3轴向紧固162

4.4预紧163

4.4.1定位预紧163

4.4.2.定压预紧164

4.4.3径向预紧165

4.5润滑165

4.5.1润滑脂选择166

4.5.2润滑油选择166

4.5.3固体润滑167

4.6密封167

4.7装拆170

4.8组合的典型结构170

5附件及滚动轴承座173

5.1附件173

5.1.1紧定套173

5.1.2退卸衬套176

5.1.3止推环181

5.2滚动轴承座182

5.2.1二螺柱滚动轴承座183

5.2.2四螺柱滚动轴承座187

6回转支承188

6.1型号标记方法188

6.2型式188

6.2.1结构型式188

6.2.2传动型式188

6.2.3安装配合型式188

6.2.4安装孔型式188

6.3基本参数191

6.3.1单排四点接触球式回转支承系列基本参数191

6.3.2双排异径球式回转支承系列基本参数195

6.3.3单排交叉滚柱式回转支承系列基本参数197

6.3.4三排滚柱式回转支承系列基本参数199

7有关滚动轴承设计的各种问题201

第2章 滑动轴承204

1类型、特点与选用204

1.1分类204

1.2特点与选用204

2非液体摩擦轴承206

2.1径向轴承206

2.1.1轴承结构型式的选用206

2.1.2轴颈与轴瓦的配合206

2.1.3轴承的验算206

2.1.4润滑方法的选择207

2.2平面推力轴承207

2.2.1平面推力滑动轴承的常用结构型式207

2.2.2轴承的验算207

2.3常用滑动轴承材料的性能和许用值208

3液体动压轴承209

3.1径向轴承209

3.1.1性能计算210

3.1.2参数选择213

3.2推力轴承216

3.2.1固定瓦推力轴承216

3.2.2可倾瓦推力轴承218

4液体静压轴承219

4.1概述219

4.2液体静压轴承的结构设计221

4.2.1径向静压轴承221

4.2.2推力静压轴承222

4.2.3液体静压轴承材料223

4.2.4节流器的结构设计223

4.3液体静压轴承的设计计算225

4.3.1小孔节流静压轴承225

4.3.2毛细管节流静压轴承226

4.3.3滑阀反馈节流静压轴承228

4.3.4双面薄膜反馈节流静压轴承230

4.3.5静压轴承的功耗及温升232

4.3.6润滑油品种及供油压力的选择233

5气体轴承235

5.1气体静压轴承236

5.1.1常用节流器型式236

5.1.2气体静压径向轴承236

5.1.3气体静压推力轴承239

5.1.4气体静压轴承的稳定性241

5.2气体动压轴承241

5.2.1气体动压径向轴承241

5.2.2气体动压推力轴承243

5.3气体动静压混合轴承243

5.3.1表面节流型轴承244

5.3.2孔—腔二次节流径向轴承244

5.4气体轴承材料与精度245

5.4.1气体轴承材料245

5.4.2气体轴承精度246

6轴瓦结构246

6.1整体式轴瓦246

6.1.1卷制轴套246

6.1.2整体轴套253

6.1.3轴套的连接260

6.2对开式轴瓦260

6.2.1厚轴瓦260

6.2.2薄轴瓦262

6.3油槽262

6.3.1油槽的型式262

6.3.2卷制轴套用润滑油孔、油槽和油穴264

7润滑265

7.1润滑剂的选择265

7.2润滑油粘度的选择265

7.3润滑脂的选择265

7.4滑动轴承的润滑方法265

7.4.1用油润滑的润滑方法265

7.4.2用脂润滑的润滑方法265

7.4.3用固体润滑的润滑方法（成膜方法）266

8滑动轴承座267

8.1整体有衬正滑动轴承座267

8.2对开式二螺柱正滑动轴承座268

8.3对开式四螺柱正滑动轴承座269

8.4对开式四螺柱斜滑动轴承座270

8.5滑动轴承座技术要求271

9设计的各种问题271

第3章 其他轴承277

1直线运动滚动支承277

1.1分类与代号277

1.1.1分类277

1.1.2代号277

1.2结构、特点与应用279

1.2.1结构279

1.2.2特点与应用281

1.3计算方法283

1.3.1基本性能283

1.3.2直线运动系统的载荷计算283

1.3.3承载能力计算286

1.4公称尺寸与数据287

1.4.1套筒型直线球轴承287

1.4.2直线运动滚子轴承288

1.4.3滚动直线导套副291

1.4.4滚动花键副295

1.4.5滚动直线导轨副297

2关节轴承304

2.1分类、结构与代号304

2.1.1分类304

2.1.2代号305

2.1.3结构、代号及特点306

2.2游隙选择316

2.3计算方法318

2.3.1符号及其含义318

2.3.2额定载荷319

2.3.3寿命计算319

2.3.4分段载荷下的寿命计算320

2.3.5工作能力计算321

2.3.6配合与公差321

2.4公称尺寸与数据323

2.4.1向心关节轴承323

2.4.2角接触关节轴承327

2.4.3推力关节轴承328

2.4.4杆端关节轴承329

2.4.5自润滑杆端关节轴承332

2.4.6自润滑球头杆端关节轴承334

2.4.7各种关节轴承的安装尺寸336

3特殊轴承简介338

第7篇 轴系及部件3

第1章 轴3

1概述3

1.1种类3

1.2设计特点3

1.3常用材料3

2结构设计5

2.1轴上零件的定位5

2.1.1轴上零件的轴向定位5

2.1.2轴上零件的周向定位6

2.2提高轴强度的措施8

2.3结构工艺性8

2.4典型结构实例8

3强度计算9

3.1按扭转强度计算9

3.2按弯扭合成强度计算9

3.3按精确强度计算10

3.3.1疲劳强度安全系数计算10

3.3.2静强度安全系数计算16

3.4强度计算实例17

4刚度计算19

4.1扭转刚度计算19

4.2弯曲刚度计算20

4.2.1当量直径法21

4.2.2能量法21

4.3刚度计算实例21

5临界转速校核25

5.1轴临界转速的计算25

5.1.1不带圆盘轴的临界转速25

5.1.2带圆盘轴的临界转速25

5.2轴临界转速的计算实例28

6设计和工作图举例28

7软轴32

7.1结构32

7.1.1钢丝软轴33

7.1.2软管33

7.1.3软轴接头35

7.1.4软管接头35

7.1.5防逆转装置36

7.2选择和使用36

7.2.1选择36

7.2.2使用注意事项36

8曲轴37

8.1结构设计37

8.1.1结构类型和设计要求37

8.1.2组成及设计38

8.1.3提高曲轴强度的措施40

8.2强度计算41

8.2.1失效形式41

8.2.2受力分析42

8.2.3强度计算42

第2章 联轴器46

1概述46

1.1分类46

1.2特点及应用47

2选择49

2.1类型与型号49

2.1.1类型选择49

2.1.2型号51

2.2轴孔和连接型式及尺寸54

2.2.1圆柱形轴孔和键槽的尺寸54

2.2.2圆锥形轴孔和键槽的尺寸57

3类型和性能参数58

3.1刚性联轴器58

3.1.1套筒联轴器58

3.1.2凸缘联轴器58

3.1.3夹壳联轴器61

3.2挠性联轴器62

3.2.1万向联轴器62

3.2.2齿式联轴器90

3.2.3弹性套柱销联轴器112

3.2.4弹性柱销联轴器116

3.2.5弹性柱销齿式联轴器117

3.2.6梅花形弹性联轴器126

3.2.7轮胎式联轴器132

3.2.8芯型弹性联轴器135

3.2.9弹性块联轴器137

3.2.10滑块联轴器138

3.3安全联轴器141

3.3.1钢球式安全联轴器141

3.3.2摩擦式安全联轴器150

3.3.3液压式安全联轴器153

3.3.4单向安全联轴器157

3.3.5钢砂式安全联轴器159

3.3.6蛇形弹簧安全联轴器161

3.3.7磁粉式安全联轴器162

3.3.8销钉式安全联轴器163

3.3.9轮胎式安全联轴器164

3.3.10弓簧式安全联轴器164

第3章 离合器、液力偶合器166

1概述166

1.1类型166

1.2基本要求167

2选择和性能比较167

2.1选择计算167

2.2性能比较168

3类型、结构与计算171

3.1机械离合器171

3.1.1牙嵌离合器171

3.1.2齿轮离合器174

3.1.3摩擦离合器174

3.2电磁离合器181

3.2.1摩擦式电磁离合器183

3.2.2牙嵌式电磁离合器186

3.3磁粉离合器187

3.4液压离合器190

3.5气压离合器192

3.6超越离合器198

3.6.1滚柱式超越离合器201

3.6.2楔块式超越离合器202

3.7离心离合器204

3.7.1闸块式离心离合器207

3.7.2钢球式离心离合器208

3.7.3钢砂式离心离合器210

3.8安全离合器212

3.8.1销式安全离合器215

3.8.2牙嵌式安全离合器215

3.8.3钢球式安全离合器216

3.8.4摩擦式安全离合器217

4液力偶合器218

4.1类型218

4.1.1普通型液力偶合器219

4.1.2限矩型液力偶合器219

4.1.3调速型液力偶合器219

4.2原理与计算220

4.2.1基本关系、特性和原理220

4.2.2设计参数224

4.2.3流道选型设计225

4.2.4结构设计228

4.2.5轴向推力计算228

4.2.6叶轮断面设计与强度计算229

4.2.7传动装置231

4.3典型产品及其选择232

4.3.1输入端为弹性盘式的限矩型液力偶合器232

4.3.2输出端为带式的限矩型液力偶合器234

4.3.3输入端为弹性盘、输出端为花键孔式的限矩型液力偶合器234

4.3.4双工作腔式限矩型液力偶合器236

4.3.5进口调节式调速型液力偶合器236

4.3.6出口调节式调速型液力偶合器238

4.3.7进出口调节式调速型液力偶合器240

第4章 制动器241

1功能与分类241

1.1功能241

1.2分类及特点241

2鼓式制动器241

2.1类型、特点和使用范围241

2.2计算方法241

2.3常用鼓式制动器的主要性能与尺寸244

3盘式制动器251

3.1分类、特点和应用251

3.2设计计算252

3.3常用盘式制动器的主要性能与尺寸253

4带式制动器254

参考文献256