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| 編輯推薦： |
“机械设计”课程是机械类专业的专业核心必修课程，适用于机械工程、机器人工程智能制造等专业，《机械设计》教材满足“机械设计”课程教学需要，结合目前信息技术、科技发展以及专业培养需要而编写的。主要特色包含以下方面。
（1）教材内容上，注重工程应用，弱化成熟的理论公式推导过程，侧重设计参数的选择方法，以及设计零件的工程应用；
（2）增加反映机械设计领域的新进展、新内容和先进的设计理念和设计方法；
（3）加强机械零部件结构设计的内容，将机械零部件中有关结构设计问题集中起来讲述，突出结构设计的准则和设计方法，有利于提高学生的结构设计能力；
（4）新形态立体化教材：结合纸质教材和“机械设计”国家一流在线课程平台，提供网络电子资源和使用二维码查取设计资源等信息化手段；
（5）增加课程思政素材。
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| 內容簡介： |
机械设计是机械类专业的专业核心必修课程，适用于机械工程、机器人工程、智能制造等专业。本书是作者在长期的教学与学术研究的基础上，考虑到社会发展和国家需求对机械设计人才提出更高的要求而写成的。
本书共分十三章，它们是机械设计总论，螺纹联接和螺旋传动，轴毂联接，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，轴，滑动轴承，滚动轴承，联轴器、离合器和制动器，弹簧，典型零部件结构设计。
本书提供网络电子资源和使用二维码查取设计手册资源以及课程思政素材。
本书可作为高等院校工科机械类专业本专科生学习“机械设计”课程的教材，也可供其他有关专业的教师与工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
程志红，教授，博导，近三年主讲本科课程：机械设计、机械原理、Mechanisms and Machine Theory、机械基础综合实验、机械设计课程设计。
现为江苏省教学名师，“机械工程”国家一流专业建设点负责人， “机械设计”首批国家一流线上课程负责人，江苏省“矿山机械工程”优秀教学团队带头人。
主编江苏省重点教材《机械设计综合训练教程》和《机械原理及设计实验教程》2部、主编《机械设计》、《机械设计上机及课程设计》、《机械原理与机械设计实验》、《机械工程CAD》、《机械设计多媒体课件》等5部。
主持江苏省教育教学改革项目4项；获江苏省教学成果一等奖1项、江苏省教学成果二等奖2项。全国煤炭行业教学成果一等奖2项，校教学成果特等奖2项。中国矿业大学突出教学贡献奖。
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| 目錄：
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第一篇机械设计总论
第1章机械设计基本要求和计算准则
1.1机械设计的基本要求及设计程序
1.1.1机械设计的基本要求
1.1.2机械设计的设计程序
1.2机械零件的主要失效形式和计算准则
1.2.1机械零件的主要失效形式
1.2.2机械零件的计算准则
1.2.3机械零件设计的一般步骤
1.3现代机械设计方法简介
1.3.1可靠性设计
1.3.2动态分析设计
1.3.3最优化设计
1.3.4虚拟设计
1.3.5并行设计
1.3.6绿色设计
1.3.7智能设计
第2章机械零件的疲劳强度
2.1疲劳曲线和极限应力图
2.1.1材料的疲劳曲线
2.1.2极限应力图
2.2稳定变应力下零件安全系数的计算
2.2.1单向应力时安全系数的计算
2.2.2双向应力时安全系数的计算
2.3规律性不稳定变应力下零件安全系数的计算
习题
第3章摩擦、磨损及润滑
3.1摩擦
3.2磨损
3.3润滑
第二篇机 械 传 动
第4章传动系统的方案设计
4.1传动系统的类型
4.2机械传动系统的类型设计
4.3传动路线设计
4.4传动系统的效率
4.5原动机及各级传动机构的功率
4.5.1电动机的选择
4.5.2传动装置运动参数的计算
习题
第5章挠性传动
5.1带传动概述
5.1.1带传动类型及应用
5.1.2普通V带的规格
5.2V带传动的工作情况分析
5.2.1带传动受力分析
5.2.2带传动运动分析
5.2.3带传动工作应力分析
5.3V带传动的承载能力与设计计算
5.3.1带传动承载能力
5.3.2V带传动的设计计算
5.4带传动的张紧
5.5链传动概述
5.6传动链的结构特点
5.6.1滚子链结构
5.6.2滚子链链轮齿形、材料
5.7链传动的运动特性
5.7.1链传动的运动不均匀性
5.7.2链传动的动载荷
5.8滚子链传动的选择与计算
5.8.1失效形式和功率曲线图
5.8.2链传动的选择计算
5.9链传动的润滑、布置和张紧
5.9.1链传动的润滑
5.9.2链传动的布置
5.9.3链传动的张紧
习题
第6章齿轮传动
6.1概述
6.2齿轮传动的失效形式与设计准则
6.2.1齿轮传动的失效形式
6.2.2齿轮传动的设计准则
6.3齿轮材料及其热处理
6.4齿轮传动的计算载荷
6.5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
6.5.1标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析
6.5.2齿面接触疲劳强度计算
6.5.3齿根弯曲疲劳强度计算
6.6设计参数选择
6.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
6.7.1标准斜齿圆柱齿轮传动的受力分析
6.7.2标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
6.8标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算
6.8.1几何尺寸计算
6.8.2标准直齿圆锥齿轮轮齿受力分析
6.8.3标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算
6.9齿轮传动的效率及润滑
习题
第7章蜗杆传动
7.1蜗杆传动的类型、特点和应用
7.2ZA蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
7.2.1蜗杆传动的主要参数
7.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算
7.3ZA蜗杆传动承载能力计算
7.3.1蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料
7.3.2蜗杆传动的受力分析及计算载荷
7.3.3蜗轮齿面接触疲劳强度计算
7.3.4蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算
7.4蜗杆传动的效率、润滑、热平衡计算
7.4.1蜗杆传动的效率
7.4.2蜗杆传动的润滑
7.4.3蜗杆传动的热平衡计算
习题
第8章螺旋传动
8.1螺纹
8.1.1螺纹的类型与应用
8.1.2圆柱螺纹的基本参数
8.2螺旋传动类型及设计
8.2.1螺旋传动的类型与应用
8.2.2滑动螺旋传动的设计
习题
第三篇轴系零部件
第9章轴
9.1轴的概述
9.1.1轴的类型、特点和应用
9.1.2轴的材料
9.1.3轴设计中应解决的主要问题
9.2轴的结构设计
9.2.1拟定轴上零件的布置方案
9.2.2轴上零件的定位
9.3轴的工作能力计算
9.3.1按扭转强度条件计算
9.3.2按弯扭合成强度条件计算
9.3.3按疲劳强度条件进行精确校核
9.3.4按静强度条件进行校核
9.3.5轴的刚度校核计算
9.3.6轴的振动及振动稳定性的概念
9.4提高轴的强度、刚度和减轻轴的质量的措施
习题
第10章轴毂连接
10.1键连接
10.1.1键连接类型及应用
10.1.2平键连接的选择计算
10.2花键连接
10.2.1花键连接的类型与应用
10.2.2花键连接的强度计算
10.3销连接
习题
第11章滑动轴承
11.1滑动轴承类型、结构和材料
11.1.1滑动轴承的类型
11.1.2径向滑动轴承的结构形式
11.1.3推力滑动轴承的结构形式
11.1.4轴承材料
11.1.5轴瓦构造
11.2非液体摩擦滑动轴承的计算
11.2.1失效形式和设计准则
11.2.2设计方法与步骤
11.2.3润滑剂和润滑装置选择
11.3液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算
11.3.1理论基础
11.3.2单油楔径向滑动轴承
11.3.3设计参数
11.4其他滑动轴承简介
11.4.1多油楔轴承
11.4.2液体静压轴承
11.4.3气体静压轴承
习题
第12章滚动轴承
12.1滚动轴承类型与选择
12.1.1滚动轴承的构造和材料
12.1.2滚动轴承的主要类型与特点
12.1.3滚动轴承类型选择
12.1.4滚动轴承代号
12.2滚动轴承的载荷分析和失效形式
12.2.1滚动轴承载荷分析
12.2.2滚动轴承常见失效形式及计算准则
12.3滚动轴承疲劳寿命计算
12.3.1基本额定寿命和基本额定动载荷
12.3.2滚动轴承疲劳寿命计算的基本公式
12.3.3滚动轴承的当量动载荷
12.3.4角接触球轴承与圆锥滚子轴承的轴向载荷
12.4滚动轴承静强度校核
12.5滚动轴承的润滑和密封
12.5.1滚动轴承的润滑
12.5.2滚动轴承的密封类型
习题
第13章联轴器、离合器和制动器
13.1联轴器
13.1.1联轴器的类型
13.1.2联轴器的选择
13.2离合器
13.2.1离合器的类型及应用
13.2.2牙嵌离合器
13.2.3圆盘摩擦离合器
13.3制动器
13.3.1制动器的类型
13.3.2制动器的选择
习题
第四篇其他零件及典型零部件结构设计
第14章螺纹连接
14.1螺纹连接的类型
14.2螺纹连接的预紧和防松
14.3螺栓组连接的结构设计与受力分析
14.3.1螺栓组连接的结构设计
14.3.2螺栓组连接受力分析
14.4单个螺栓连接的强度计算
14.4.1配合螺栓连接的强度计算
14.4.2普通螺栓连接的强度计算
14.4.3螺纹连接的材料、许用应力与许用安全系数
14.5提高螺栓连接强度的措施
习题
第15章弹簧
15.1弹簧的类型及其特性
15.2弹簧的材料及制造
15.2.1弹簧的材料
15.2.2弹簧的制造
15.3圆柱螺旋拉(压)弹簧的设计计算
15.3.1圆柱螺旋弹簧的参数和几何计算
15.3.2圆柱螺旋拉(压)弹簧的特性曲线
15.3.3圆柱螺旋拉（压）弹簧受载时的应力及变形
15.3.4压缩弹簧的稳定性
15.3.5承受变载荷的圆柱螺旋弹簧的疲劳强度
15.3.6圆柱螺旋拉(压)弹簧的设计
习题
第16章典型零部件的结构设计
16.1机械结构设计的基本原则
16.1.1明确
16.1.2简单
16.1.3安全
16.2带轮、链轮的结构设计
16.2.1带轮的结构
16.2.2V带轮轮槽的结构参数
16.2.3链轮的结构
16.2.4滚子链链轮的主要尺寸
16.3齿轮类零件的结构设计
16.3.1齿轮的结构设计
16.3.2蜗杆和蜗轮的结构设计
16.4滚动轴承装置的结构设计
16.4.1滚动轴承支承结构形式
16.4.2滚动轴承的轴向固定
16.4.3轴承座孔支承刚度和同心度
16.4.4滚动轴承游隙调整
16.4.5滚动轴承的预紧和装拆
习题
参考文献
二维码目录
1-1机械产品图集3
1-2机械零件失效图集3
1-3数值圆整知识3
1-4采高8.8 m级煤层采煤机3
自测题110
2-1有效应力集中系数11
2-2尺寸系数11
2-3表面状况系数11
2-4稳定变应力下零件安全系数的计算13
自测题218
3-1摩擦学研究进展19
3-2绿色润滑剂19
自测题330
4-1常用机械传动型式的性能31
4-2Y系列三相异步电动机技术数据31
自测题440
5-1带传动计算机辅助设计程序41
5-2带传动弹性滑动45
5-3链传动的运动特性59
自测题568
6-1机器人用RV减速器69
6-2齿轮失效形式69
6-3齿轮传动计算机辅助设计程序69
6-4标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算73
自测题6102
7-1托森差速器103
7-2蜗杆传动的受力分析及强度计算109
自测题7116
8-1普通螺纹基本尺寸117
8-2梯形螺纹基本尺寸117
8-3锯齿形螺纹基本尺寸117
8-4行星滚柱丝杆119
自测题8123
9-1特大型曲轴制造127
9-2核电汽轮机低压转子制造127
9-3轴的结构设计130
自测题9149
10-1普通平键基本尺寸150
10-2半圆键基本尺寸150
10-3矩形花键基本尺寸150
10-430°渐开线外花键尺寸系列150
10-545°渐开线外花键大径尺寸系列150
10-6圆柱销基本尺寸150
10-7圆锥销基本尺寸150
自测题10158
11-1铁梨木轴承159
11-2气悬浮轴承和磁悬浮轴承159
自测题11178
12-1调心球轴承结构性能参数179
12-2深沟球轴承结构性能参数179
12-3圆锥滚子轴承结构性能参数179
12-4角接触球轴承结构性能参数179
12-5单向推力球轴承结构性能参数179
12-6圆柱滚子轴承结构性能参数179
12-7滚动轴承疲劳寿命计算的基本公式186
自测题12198
13-1凸缘联轴器主要技术参数199
13-2LX型弹性柱销联轴器技术参数199
13-3LT型弹性套柱销联轴器技术参数199
13-4梅花型弹性联轴器技术参数199
自测题13211
14-1螺纹连接松动机理和防松方法研究综述215
14-2HARDLOCK防松螺母工作原理215
14-3紧螺栓连接224
自测题14234
15-1弹簧的制造235
自测题15248
16-1轴承游隙调整249
16-2滚动轴承支承结构形式258
16-3滚动轴承的轴向固定260
16-4滚动轴承的预紧和装拆262
自测题16263
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| 內容試閱：
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本书是根据高等学校机械基础课程教学指导委员会编写的《高等学校机械设计课程基本要求》（2019版），并结合高校近年来关于机械设计课程的教学改革实践编写的。
“机械设计”是机械类本科各专业必修的技术基础课程，为了使学生打好基础、建立系统观念、具备设计能力，在编写本书的过程中注重了以下几点：
(1) 以机械传动系统设计为主线，案例贯通整个设计内容。
以矿用链板输送机的传动系统设计为案例，通过从系统到局部的各个设计例题，贯通从传动系统方案设计到传动件设计、轴系零部件(轴、轴承、轴毂连接、联轴器等)设计，这样有助于学生理解各设计部分的相互联系和制约。
(2) 精选机械零部件设计的基本内容，注重工程应用。
弱化成熟的理论公式推导过程，简化部分设计参数，侧重于设计参数的选择方法和设计零件的工程应用。提供典型零部件的计算机辅助设计资源，这有利于快速得到多方案设计结果，也可满足学生上机实验训练要求。
(3) 加强机械零部件结构设计的内容。
集中讲述机械零部件中有关结构设计的问题，突出结构设计的准则和设计方法，这样有利于提高学生的结构设计能力。
(4) 章节编排有利于以课程设计项目为研讨任务的教学方式。
章节编排以传动系统方案设计为先，其次为传动件设计，接着为轴系零部件设计，最后是螺纹连接件设计，对于以机械传动系统设计为课程设计项目任务的教学而言，这样的章节编排方便与课程设计进程结合，有利于展开研讨教学安排。
(5) 提供使用二维码查取设计手册数据、授课视频和拓展资源。
本书内容分为四篇。第一篇为机械设计总论，包括机械设计的基本问题、基本概念； 第二篇为机械传动，包括带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动及螺旋传动； 第三篇为轴系零部件，包括轴、轴毂连接、滑动轴承、滚动轴承、联轴器和离合器等； 第四篇为其他零件及典型零部件结构设计，包括螺纹连接，弹簧，带轮、链轮、齿轮以及滚动轴承装置的结构设计。各章节自测题已实现在线化，并以二维码的形式在书中呈现。需要先扫描封底的防盗刮刮卡获取权限，再扫描自测题二维码即可在线练习。
本书编写工作安排： 第1~3章由程志红、王大刚编写，第4~8章由程志红编写，第9、11、12、13章由刘后广编写，第10、14章由刘送永编写，第15、16章由王大刚编写。全书由程志红统稿。
感谢王洪欣教授提供图41和图42的例图，感谢课程组孟庆睿、杨金勇、闫海峰和周晓谋老师的授课视频，感谢研究生刘耀然绘制教材图6-11、图6-13齿轮零件图和图9-11轴的零件图。
由于编者的水平有限，书中难免存在错误与不足之处，敬请同仁和广大读者不吝指正。
编者
2024年4月
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