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第一章 平面截面特性和几何形体计算1

1.1 正方形2

1.2 长方形2

1.3 空心正方形2

出版前言2

1.4 三角形3

1.5 梯形3

1.6 正六边形3

1.7 正多边形4

1.8 圆4

1.9 圆环4

1.11 半圆环5

1.12 扇形5

1.10 半圆5

1.13 弓形6

1.14 环形扇6

1.15 椭圆形7

1.16 环形椭圆7

1.17 空心长方形8

1.18 正方形圆孔8

1.19 半椭圆形8

1.20 抛物面9

1.21 半抛物面9

1.22 十字形9

1.23 丁字形10

1.24 H字形10

1.25 内空长方形10

1.27 槽形11

1.28 Z字形11

1.26 工字形11

1.29 竖丁字形12

1.30 L字形12

1.31 ？字形12

1.32 球体13

1.33 正圆柱体13

1.34 斜截圆柱体13

1.35 正截正圆锥体14

1.36 正圆锥体14

1.37 球面扇形体14

1.38 棱锥体15

1.39 平截方锥体15

1.40 空心圆柱体15

1.42 细杆体16

1.41 平截空心圆锥体16

1.43 细圆环体17

1.44 棱柱长方体17

1.45 空心球体17

1.46 椭球体18

1.47 球缺体18

1.48 平截球台体19

1.49 抛物线体19

1.50 平截抛物线体19

1.51 半椭圆球体20

1.52 圆环体20

第二章 机械力学和转动惯量21

2.1 构件平动的行程、速度和加速度21

2.2 刚体定轴转动的转角、角速度和角加速度22

2.3 圆周力和转矩的计算23

2.5 转速、线速度和功率的计算24

2.4 力矩和力偶矩的计算24

2.6 定轴转动物体的动量和动量矩25

2.7 物体转动的离心力25

2.8 几种常见力的功的计算25

2.9 物体作平移运动和定轴转动时的功能计算26

2.10 功率与机械效率27

2.11 转动惯量和回转速度与功能的关系28

2.12 飞轮转动惯量的计算28

2.13 常见均质物体转动惯量的计算30

2.14 外侧半圆环绕其对称轴线回转时的转动惯量30

2.15 内侧半圆环绕其对称轴线回转时的转动惯量34

2.16 物体回绕与其转动轴线相平行的轴线回转时的转动惯量35

第三章 梁的计算37

3.1 几种型钢惯性力矩的近似计算37

3.2 静定梁的支反力、剪力和位移的计算38

3.3 具有刚性固定端的等截面梁支点反力、剪力和位移的计算57

3.4 等截面等跨度连续梁的支反力、支撑力矩和最大挠度的计算65

3.5 简支梁中受有移动载荷时最大弯矩的计算65

3.6 等弯曲强度梁的横截面尺寸和挠度的计算70

3.7 梁在纵向--横向弯曲的各种主要情况下弯矩的计算72

3.8 梁在纯弯曲时正应力的强度条件77

3.9 几种梁截面的最大剪应力计算78

3.10 梁的剪应力强度校核78

3.11 梁的刚度校核79

第四章 轴的计算82

4.1 轴的结构设计82

4.2 轴强度的初步计算83

4.3 单纯承受弯曲应力时轴的设计85

4.4 承受扭力时轴的设计86

4.5 同时承受扭力和弯曲应力时轴的设计87

4.6 中空轴截面惯性力矩的计算88

4.7 各种轴在不同载荷下的最大变形量的计算88

4.8 各种轴在不同载荷下弯曲力矩的计算90

4.9 轴强度的精确计算91

4.10 轴的弯曲刚度计算97

4.11 轴的扭转刚度计算98

4.12 曲轴的设计方法与步骤101

4.13 曲轴主轴颈数目的计算102

4.14 蒸汽机开式曲轴主轴颈直径的计算103

4.15 蒸汽机曲轴直径的计算104

4.16 蒸汽机的经验比例公式105

4.17 内燃机曲轴直径的计算108

4.18 内燃机曲轴主要尺寸的经验比例公式109

4.19 曲轴轴颈压力强度的验算111

4.20 平衡重量的计算113

4.21 用分段计算法校核强度116

第五章 轴承与轴承设计123

5.1 滚动轴承的寿命计算123

5.2 滚动轴承的动负荷计算124

5.3 当量动负荷的计算125

5.4 平均当量动负荷的计算125

5.5 以工作时数表示轴承额定寿命129

5.6 按轴承工作的可靠性计算轴承寿命129

5.7 滚动轴承静负荷的计算132

5.8 当量静负荷的计算133

5.9 按静负荷选择轴承133

5.10 滚动轴承摩擦力矩的计算138

5.11 滚动轴承在预紧负荷下的轴向变形量计算139

5.12 滚动轴承定位最小预紧负荷的计算140

5.13 向心短圆柱滚子轴承的轴向负荷能力的计算141

5.14 推力和推力向心轴承最小轴向负荷的计算141

5.15 滚针轴承的设计143

5.16 无限宽液体润滑动压推力滑动轴承主要性能参数的计算144

5.17 无限宽液体润滑动压径向滑动轴承主要性能参数的计算145

5.18 多瓦面无限宽推力轴承承载能力的计算147

5.19 无限窄径向滑动轴承主要性能参数的计算148

5.20 单油楔径向滑动轴承主要性能参数的计算149

5.21 椭圆轴承主要性能参数的计算155

5.23 摆动瓦推力轴承主要性能参数的计算162

5.24 斜-平面推力轴承主要性能参数的计算166

5.22 摆动瓦径向轴承主要性能参数的计算167

5.25 毛细管节流单向油垫液体润滑静压轴承主要性能参数的计算169

5.26 无弹簧式单面薄膜反馈节流单向油垫主要性能参数的计算173

5.27 小孔节流对向油垫液体润滑静压轴承主要性能参数的计算175

第六章 齿轮与蜗杆蜗轮180

6.1 外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算180

6.2 外啮合标准斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算184

6.3 外啮合变位直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算186

6.4 外啮合变位斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算188

6.5 内啮合变位直齿圆柱齿轮几何参数的计算191

6.6 内啮合变位斜齿圆柱齿轮几何参数的计算192

6.7 内啮合直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算197

6.8 内啮合斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算198

6.9 渐开线圆柱齿轮齿面接触强度的计算199

6.10 渐开线圆柱齿轮轮齿弯曲强度的计算203

6.11 圆弧齿轮几何尺寸的计算207

6.12 圆弧齿轮的强度计算208

6.13 双圆弧齿轮传动几何尺寸的计算212

6.14 直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算216

6.15 弧齿圆锥齿轮几何尺寸的计算217

6.16 直齿圆锥齿轮的强度计算218

6.17 长幅外摆线锥齿轮几何参数的计算220

6.18 圆柱蜗杆传动基本几何尺寸的计算227

6.19 圆柱蜗杆传动齿面接触强度的计算231

6.20 圆弧面蜗杆传动几何尺寸的计算235

第七章 机械弹簧设计243

7.1 圆柱体压缩螺旋弹簧变形和应力的计算243

7.2 圆柱压缩螺旋弹簧几何尺寸的计算245

7.3 圆柱体拉伸螺旋弹簧变形和应力的计算247

7.4 圆柱拉伸螺旋弹簧几何尺寸的计算248

7.5 圆柱扭转螺旋弹簧几何尺寸的计算250

7.6 圆柱扭转螺旋弹簧变形和应力的计算251

7.7 圆锥螺旋弹簧变形和应力的计算253

7.8 圆截面圆锥螺旋弹簧几何尺寸的计算255

7.9 蜗卷螺旋弹簧变形和应力的计算256

7.10 蜗卷螺旋弹簧几何尺寸的计算258

7.11 单板弹簧变形和应力的计算259

7.12 多板弹簧的计算261

7.13 多板弹簧板片数目和截面尺寸的计算265

7.14 扭杆弹簧的计算265

7.15 单片蝶形弹簧的计算268

7.16 环形弹簧的计算270

7.17 组合弹簧的计算272

7.18 组合弹簧几何尺寸的计算274

7.19 圆柱形螺旋弹簧的改进设计277

第八章 凸轮机构的计算280

8.1 推杆直线运动规律的运动方程式280

8.2 推杆抛物线运动规律的运动方程式282

8.3 推杆余弦运动规律的运动方程式283

8.4 推杆正弦运动规律的运动方程式284

8.5 推杆双余弦运动规律的运动方程式284

8.6 推杆变形梯形运动规律的运动方程式285

8.7 位移曲线的并接287

8.8 盘形凸轮基圆半径的计算290

8.9 圆柱凸轮最小基圆直径的计算291

8.10 凸轮压力角的验算292

8.11 凸轮最小理论基圆半径(或直径)与凸轮上压力角的关系式296

8.12 凸轮曲率半径的计算和滚子半径的确定296

8.13 凸轮轮廓设计的增量系数法296

8.14 对心直动推杆盘形凸轮轮廓的计算297

8.15 偏置直动推杆盘形凸轮轮廓的计算302

8.16 平板推杆盘形凸轮轮廓的计算303

8.17 摆动推杆盘形凸轮轮廓的计算304

8.18 圆柱凸轮轮廓的计算方法305

8.19 凸轮轮廓的设计方法及其示例306

第九章 定位、支承与夹紧机构312

9.1 钢球定位装置312

9.2 楔形块定位装置313

9.3 圆柱支承摩擦力矩的计算314

9.4 圆柱支承的精度计算315

9.5 定位销的误差计算315

9.6 圆锥支承的计算316

9.7 直角承盘式滚珠支承的计算318

9.8 填入直角承盘式滚珠支承的计算319

9.9 圆角承盘式滚珠支承的计算319

9.10 球面承盘式滚球支承的计算320

9.13 楔块夹紧机构夹紧力的计算321

9.11 机械夹紧机构夹紧力的计算321

9.12 螺旋夹紧机构夹紧力的计算321

9.14 弹簧夹头夹紧力的计算326

9.15 三爪圆锥卡盘的计算326

9.16 钢球卡筒夹紧力的计算328

9.17 真空夹紧机构的计算328

9.18 气功夹紧机构的计算329

第十章 联轴器、离合器与制动装置331

10.1 多片摩擦式联轴器的设计331

10.2 万向接头的运动计算334

10.3 弹性联轴器连接销的受力计算335

10.4 具有曲折平面弹簧的弹性联轴器的计算335

10.5 圆筒形摩擦式联轴器的计算337

10.7 锥面摩擦离合器338

10.6 螺旋齿爪式离合器338

10.8 多盘摩擦离合器的计算340

10.9 具有撑张摩擦环的摩擦离合器341

10.10 具有径向制动块的摩擦离合器342

10.11 离心式摩擦离合器343

10.12 按一定循环工作的二级换向离合器344

10.13 气动轮胎式摩擦离合器345

10.14 制动器的计算346

10.15 盘式制动器的计算347

10.16 手动单块制动器的计算347

10.17 双制动块制动器的计算348

10.18 楔形制动器的计算349

10.19 带式制动器的计算349

10.20 差动带式制动器的计算350

10.21 带式制动装置的计算351

11.1 挠性构件传动的计算353

第十一章 皮带及链353

11.2 平皮带及三角皮带最小包角的计算355

11.3 平皮带和三角皮带的受力计算357

11.4 额外拉力的计算357

11.5 三角皮带传动主要性能参数的计算358

11.6 平皮带传动主要性能参数的计算368

11.7 高速带传动主要性能参数的计算372

11.8 同步带传动主要性能参数的计算375

11.9 同步带带轮的齿形尺寸计算381

11.10 滚子链和齿形链的拉力计算382

11.11 滚子链和齿形链传动轴压力的计算382

11.12 滚子链和齿形链传动特性的计算384

11.13 滚子链和齿形链几何参数的计算384

11.15 齿形链链轮端面齿形的计算387

11.14 滚子链链轮端面齿形的计算387

第十二章 间歇运动机构与步进机构391

12.1 棘轮机构几何参数的计算391

12.2 棘轮几何尺寸的计算392

12.3 摩擦式棘轮机构的设计393

12.4 槽轮机构运动系数的计算395

12.5 外啮合槽轮机构几何参数的计算396

12.6 内啮合槽轮机构几何参数的计算399

12.7 外啮合槽轮机构运动参数的计算399

12.8 内啮合槽轮机构运动参数的计算400

12.9 槽轮机构动力特性的表达式401

12.10 不完全齿轮机构的传动计算402

12.11 不完全齿轮机构运动时间和停歇时间的计算404

12.12 不完全齿轮机构锁止弧尺寸的计算405

12.13 不完全齿轮机构的不干涉条件406

12.14 圆柱凸轮间歇机构基本参数的计算407

12.15 蜗杆凸轮间歇机构基本参数的计算407

12.16 星轮间歇机构的计算409

12.17 非匀称马尔他机构的设计条件式411

12.18 四槽双滚销非匀称马尔他机构的几何尺寸的计算411

12.19 马尔他机构的运动计算412

12.20 四等分星轮机构413

第十三章 摩擦传动的计算415

13.1 圆柱摩擦传动的计算415

13.2 槽形摩擦轮传动的计算417

13.3 端面摩擦轮传动的计算419

13.4 锥形摩擦传动的计算420

13.5 带动锻锤的摩擦传动422

13.6 自动调压的摩擦传动422

13.7 自动调节摩擦盘压紧力的摩擦传动423

13.8 楔形槽摩擦轮传动的计算424

13.9 具有三角形槽的摩擦轮传动424

13.10 锥顶重合的圆锥摩擦轮传动425

13.11 具有弹性圈的摩擦传动426

13.12 具有自锁环的摩擦传动427

13.13 具有弹性环的行星式摩擦传动428

第十四章 无级变速与螺旋传动430

14.1 宽三角带无级变速的运动计算430

14.2 宽三角带无级变速的几何尺寸计算430

14.3 宽三角带无级变速的受力计算433

14.4 滑动螺旋副结构参数的计算435

14.5 滑动螺旋副的自锁条件436

14.6 滑动螺旋和滚动螺旋副的强度计算437

14.7 螺杆的稳定性计算438

14.8 滑动螺旋副的刚度计算439

14.9 滑动螺旋和滚动螺旋副的临界转速440

14.10 滑动螺旋副的驱动力矩441

14.11 滑动螺旋副的传动效率444

14.12 滚动螺旋副的平均载荷的计算444

14.13 滚动螺旋副的平均转速446

14.14 滚动螺旋副的寿命条件446

14.15 滚动螺旋副的静载荷条件447

14.16 滚动螺旋副的轴向刚度447

14.17 滚动螺旋副的驱动力矩448

14.18 滚动螺旋副的传动效率448

第十五章 送料机构450

15.1 自重式送料滚道料仓的计算450

15.2 自重式送料滑道料仓的计算451

15.3 圆盘缺口式料斗的计算452

15.4 扇形料斗的计算453

15.5 振动料斗中工件相对料槽运动的微分方程式454

15.6 振动料斗工件沿料槽移动的滑动条件456

15.8 振动料斗运动参数和结构参数的计算457

15.9 振动料斗圆柱弹簧的计算458

15.10 振动料斗板弹簧的计算460

15.11 振动料斗电磁振动器的计算461

15.12 气垫式送料机构的计算463

15.13 滚轴式送料机构的计算464

15.7 振动料斗工件沿料槽运动的跳动条件465

15.14 滚轴式送料机构的咬入条件465

15.15 送料用滚轴式摩擦离合器466

15.16 斜面滚柱夹持式送料机构467

15.17 滚珠夹持式送料机构468

15.18 摆动杠杆钩式送料机构469

15.19 由斜楔带动拉料钩的钩式送料机构470

第十六章 导向机构、差动机构和保险机构472

16.1 对称直线导向机构的计算472

16.2 李浦金直线导向机构473

16.3 对称的戚贝谢夫直线导向机构474

16.4 蚌线型近似直线导向机构475

16.5 各连杆曲线接近于整圆的戚贝谢夫圆周导向机构476

16.6 带差速器的差动双槽传动476

16.7 均匀分布转矩和降低主动轴转数用的差动传动机构477

16.8 保险器478

16.9 极限转矩限制器479

16.10 限制传递扭矩极限值的保险器479

16.11 摩擦盘式保险离合器480

16.13 摩擦带式保险联轴器481

16.12 摩擦锥式保险联轴器481

16.14 保险联轴器482

第十七章 完成数学运算的机构484

17.1 滑轮式加法机构484

17.2 具有两根齿条的加法机构484

17.3 蜗杆式加法机构485

17.4 螺杆式加法机构485

17.5 杠杆式加法机构486

17.6 具有摆动杠杆的加法机构487

17.7 具有三个引入量的加法机构487

17.8 杠杆式乘法机构488

17.9 摩擦式乘法机构488

17.10 Z形乘法机构489

17.11 平方机构489

17.12 摩擦式平方机构490

17.14 正弦机构491

17.13 对数和指数函数机构491

17.15 余弦机构492

17.16 正切机构492

17.17 组合机构494

17.18 椭圆仪机构494

17.19 斧式面积仪495

17.20 马杰尔谐波分析仪496

17.21 确定静力矩和图形对于轴线X-X的惯性矩的积分仪497

17.22 求一阶导数的摩擦机构498

第十八章 平面连杆机构500

18.1 曲柄摇杆机构的计算500

18.2 双曲柄机构501

18.3 平行四边形机构502

18.4 同向旋转的反平行四边形机构503

18.5 反向旋转的反平行四边形机构504

18.6 双摇杆机构(Ⅰ)505

18.7 双摇杆机构(Ⅱ)506

18.8 对心曲柄滑块机构507

18.9 偏置曲柄滑块机构508

18.10 摆杆滑块机构509

18.11 摆动导杆机构510

18.12 转动导杆机构511

18.13 铰链四杆机构的运动方程式512

18.14 曲柄滑块机构的运动方程式513

18.15 导杆机构的运动方程式515

18.16 有急回运动特性的曲柄摇杆机构516

18.17 具有增大行程的齿轮连杆机构517

第十九章 空间机构519

19.1 空间机构自由度的计算519

19.3 双万向联轴节的计算520

19.2 单万向联轴节的计算520

19.4 万向联轴节的转角关系521

19.5 RSSR空间四杆机构的位移方程式522

19.6 RSSR空间四杆机构的速度计算525

19.7 RSSR空间四杆机构的计算526

19.8 RSCS空间四杆机构的计算527

19.9 含有两个球面副的空间四杆机构的曲柄存在条件528

19.10 RSSR空间四杆机构的设计方程式529

19.11 RSSP空间四杆机构的设计方程式529

19.12 按给定函数关系设计RSSR空间四杆机构530

第二十章 工业机械手532

20.1 滑槽杠杆式抓取机构532

20.2 一支点回转型固定关节式手指最佳偏转角β的计算533

20.3 两支点回转型固定关节式手指最佳偏转角β的计算534

20.6 两支点V型回转手指夹持圆柱形工件的定位偏差535

20.4 手指夹紧力的计算535

20.5 单支点V型回转手指夹持圆柱形工件的定位偏差535

20.7 手部驱动力的计算540

20.8 腕部回转时的驱动力矩540

20.9 手臂伸缩时驱动力的计算541

20.10 手臂升降导向立柱的不自锁条件542

20.11 手臂升降时的驱动力542

20.12 手臂回转时的驱动力矩543

第二十一章 常用数学公式544

21.1 恒等式544

21.2 比例式544

21.3 不等式545

21.4 幂的运算546

21.5 对数546

21.6 代数方程547

21.7 行列式和线性联立方程组548

21.8 三角函数公式550

21.9 矢量代数551

21.10 矢量导数和微分552

21.11 矩阵的基本运算553

21.12 特殊矩阵554

21.13 线性方程组556

21.14 线性代数方程组的近似解557

21.15 导数的运算法则559

21.16 常用微分公式561

21.17 常用积分公式562

21.18 一阶微分方程的求解方法563

21.19 一阶线性微分方程的求解方法563

21.20 二阶微分方程的求解方法564

21.21 近似计算565

附录一 常用机械工程材料570

22.1 金属材料机械性能之间的经验公式570

表22-1 σb与HB的经验公式570

表22-2 σs与σb的经验公式571

表22-3 σ-1与σb的经验公式571

22.2 常用机械工程材料的机械性能572

表22-4 材料弹性模量E、切变模量G及泊松比μ572

表22-5 普通碳素结构钢(甲类)的机械性能573

表22-6 优质碳素结构钢的机械性能575

表22-7 常用普通低合金钢的机械性能581

表22-8 合金结构钢582

表22-9 热轧弹簧钢的机械性能590

表22-10 冷拉弹簧钢丝的机械性能592

表22-11 铸钢的机械性能594

表22-12 常用不锈耐酸钢、耐热钢的机械性能596

表22-13 灰口铸铁的机械性能598

表22-14 球墨铸铁的机械性能600

表22-15 常用黄铜加工产品的机械性能601

表22-16 青铜加工产品的机械性能602

表22-17 铸造青铜、铸造黄铜的机械性能604

表22-18 常用铝合金加工产品的机械性能604

表22-19 常用铸造铝合金的机械性能605

表22-20 常用铸造轴承合金的机械性能606

表22-21 常用铁基结构材料的物理机械性能608

表22-22 常用粉末冶金摩擦材料的机械性能610

表22-23 粉末冶金减摩材料(含油轴承)的机械性能612

表22-24 常用热固性玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)的机械性能613

表22-25 常用热塑性塑料的性能614

表22-26 常用材料的密度616

22.3 常用工程材料的密度与摩擦系数616

表22-27 材料的摩擦系数617

表22-28 物体的摩擦系数618

表22-29 滚动摩擦系数(大约值)619

附录二 国际单位制简介619

表22-30 国际制基本单位619

表22-31 国际制辅助单位621

表22-32 常用的国际制导出单位622

表22-33 暂时与国际单位制并用的单位及其与国际单位的关系624

表22-34 公斤/毫米2和兆牛顿/米2换算表628

表22-35 冲击韧性指标换算表631

附录三 机械传动效率632

表22-36 机械传动效率632

参考文献633

后记636