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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