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機(jī)械設(shè)計(jì)
本書是美國大學(xué)本科機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一本經(jīng)典教材。全書分兩篇。第1篇為基礎(chǔ)篇,共8章,分別是:設(shè)計(jì)介紹,材料和工藝,運(yùn)動與受力分析,應(yīng)力、應(yīng)變與撓度,靜態(tài)失效理論,疲勞失效理論,表面失效和有限元分析。第2篇為機(jī)械設(shè)計(jì)篇,共9章,分別是:設(shè)計(jì)案例研究,軸、鍵與聯(lián)軸器,軸承與潤滑,直齒圓柱齒輪,斜齒輪、錐齒輪和蝸輪蝸桿,彈簧設(shè)計(jì),螺紋與緊固件,焊接,離合器與制動器。
本書特別強(qiáng)調(diào)綜合設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容,以培養(yǎng)學(xué)生將來在實(shí)際工作中解決工程問題的能力。除了傳統(tǒng)的解析與圖解分析計(jì)算方法外,還加入了有限元方法,并在本書網(wǎng)站中提供了多個計(jì)算機(jī)輔助分析的程序,從而突出現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)中的應(yīng)用。為本書開設(shè)的網(wǎng)站提供了原作者的課程講座演講視頻、應(yīng)力分析視頻、常用機(jī)械零件例子視頻和工作機(jī)械的視頻等。通過觀看視頻,可以幫助學(xué)生和自學(xué)人員更加直觀地理解書本上的內(nèi)容。 本書可作為國內(nèi)機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)的相關(guān)課程教學(xué)的教材或教學(xué)參考書,也可作為從事機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)或設(shè)計(jì)的其他專業(yè)師生和工程技術(shù)人員的參考書。本書結(jié)合原版教材也可以作為雙語教材使用。
適讀人群 :機(jī)械工程技術(shù)人員、機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)師生
培生公司首位暢銷的機(jī)械設(shè)計(jì)教材 雙色 精裝 美國經(jīng)典暢銷圖書全新改版 美國大學(xué)本科機(jī)械設(shè)計(jì)課程經(jīng)典教材 機(jī)械工程師及機(jī)械專業(yè)學(xué)生必讀寶典 譯者是華南理工大學(xué)的國家教學(xué)名師、博士生導(dǎo)師
介紹本書是機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程教材,特別適合大多數(shù)機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生年課程使用。學(xué)習(xí)本課程的先修課程包括靜力學(xué)和動力學(xué),以及與材料強(qiáng)度相關(guān)的課程。本書的目的是:為專業(yè)問題提供一種新的方法,以強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。本書適用于低-高年級的機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生。撰寫本書的初衷是使其易于閱讀,使學(xué)生有興趣閱讀這些枯燥無味的專業(yè)內(nèi)容。
本書比其他現(xiàn)有教材做了改進(jìn),所提供的方法和技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)輔助分析優(yōu)勢。本書強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)和綜合,以及分析,給出了詳細(xì)和獨(dú)立的例題、案例研究和求解技術(shù)。所有的插圖采用雙色繪制。每章都提供了簡短的習(xí)題,且在適當(dāng)?shù)奈恢媒o出了較長的非結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)。 本書不依賴于任何特定的計(jì)算機(jī)程序。與例題和案例研究對應(yīng)的所有計(jì)算機(jī)文件均用幾種不同的語言(Mathcad,MATLAB,Excel和TK Solver)編寫,它們可在本書網(wǎng)站中查到(http://wwwpearsonhigheredcom/norton)。網(wǎng)站中還提供了作者編寫的其他一些程序的執(zhí)行文件,它們包括莫爾圓生成器(MOHRexe)、矩陣求解器(MATRIXEXE)、連桿設(shè)計(jì)程序和凸輪設(shè)計(jì)程序。在網(wǎng)站中還給出網(wǎng)站內(nèi)容索引。 本書試圖對工程力學(xué)中的失效理論和分析的內(nèi)容給予全面和深入的介紹,還在很大程度上比本門學(xué)科的其他大多數(shù)教材更強(qiáng)調(diào)專業(yè)綜合與設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。書中指出了各種零件設(shè)計(jì)所需的分析方法的通用性,并強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助工程作為一種方法在這類問題的設(shè)計(jì)和分析中的應(yīng)用。作者對本門課程的方法是基于在機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)中從業(yè)和咨詢50年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而成的。作者在大學(xué)教授了40年的機(jī)械工程設(shè)計(jì)。 在第5版有什么新內(nèi)容?● 在第3章中增加了運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)的幾節(jié)內(nèi)容。因?yàn)檫\(yùn)動學(xué)的這些內(nèi)容加入到機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱中對許多相關(guān)課程具有價值。 ● 在網(wǎng)站中提供了21個與各章節(jié)有關(guān)主題的授課視頻。這些視頻都是從作者在伍斯特理工學(xué)院的現(xiàn)場教學(xué)錄像中選出的。學(xué)生可以通過觀看這些視頻復(fù)習(xí)和提高對本書這些主題的理解。 ● 網(wǎng)站提供了8個簡短的視頻來演示應(yīng)力分析的各種原理,以及展示常用機(jī)械零件,如彈簧、齒輪和軸承等。 ● 網(wǎng)站上提供了6個工作中的真實(shí)機(jī)械的視頻。 ● 作者新的程序(如Linkages和dynacam)也放在了網(wǎng)站上。 ● 添加或修訂了90多道全部采用國際單位的習(xí)題。 理念機(jī)械設(shè)計(jì)通常是機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生遇到的在設(shè)計(jì)方面具有挑戰(zhàn)性的門課程,它不是求解簡單的習(xí)題。這門課程強(qiáng)調(diào)的設(shè)計(jì)類型是細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),它僅僅是整個設(shè)計(jì)過程的一部分。在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中,待設(shè)計(jì)設(shè)備的一般構(gòu)造、應(yīng)用,甚至整體形狀在一開始通常是知道的。我們不是要發(fā)明一個新的裝置,只是確定一個待定的機(jī)器零件的形狀、大小和材料,使它不會在已知的加載和環(huán)境條件下的預(yù)期服務(wù)期內(nèi)失效。 傳統(tǒng)講授零件課程的方法強(qiáng)調(diào)的是單個機(jī)器部件或零件的設(shè)計(jì),如齒輪、彈簧、軸等。對此方法的一個批評是:有時針對零件的課程(或教材)可能很容易成為一本“食譜”,即只是收集零散的主題,卻無法幫助學(xué)生解決在現(xiàn)有“食譜”中找不到的其他問題。確實(shí)有發(fā)生這種情況的風(fēng)險。這樣,教師(或作者)比較容易讓課程(或教材)變成這種模式:“嗯,今天是星期二,讓我們設(shè)計(jì)彈簧;星期五我們將設(shè)計(jì)齒輪!比绻l(fā)生這種情況,它可能使學(xué)生受到誤導(dǎo),因?yàn)樗辉傩枰獙W(xué)生對設(shè)計(jì)問題的理論基礎(chǔ)在實(shí)際中的應(yīng)用進(jìn)行理解。 本課程給出的許多機(jī)器零件為基本理論提供了極好的范例。如此看來,在一般情況下,它們能夠成為幫助學(xué)生理解復(fù)雜和重要的工程理論的一個很好的工具。例如,在預(yù)緊螺栓的主題中,用金屬薄墊片抗疲勞載荷可以作為一個完美的工具引出預(yù)應(yīng)力的概念。學(xué)生不可能被要求在實(shí)踐中總是設(shè)計(jì)預(yù)緊螺栓,但他或她可能利用預(yù)應(yīng)力的經(jīng)歷獲得對預(yù)應(yīng)力的理解。承受隨時間變化的載荷的斜齒輪設(shè)計(jì)提供給學(xué)生作為理解組合應(yīng)力、赫茲應(yīng)力和疲勞失效的一個極好的工具。因此,只要在教材中所采取的方法足夠普適,單一零件的方法是一種有效且可靠的方法。也就是說,它不應(yīng)該退化成一系列的明顯不相關(guān)的練習(xí),而應(yīng)提供一種集成的方法。 作者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有教材(和機(jī)械零件課程)的另一個缺陷是在系統(tǒng)動力學(xué)和系統(tǒng)應(yīng)力分析之間缺乏聯(lián)系。通常,這些教材中給出的機(jī)械零件都(魔法般地)預(yù)先給了施加在它們上面的載荷。然后教學(xué)生如何通過這些載荷確定所引起的應(yīng)力和變形。而在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)中,力往往是不確定的,在很大程度上,載荷可能是由各運(yùn)動零件的質(zhì)量的加速度引起的。然而,只有當(dāng)幾何尺寸確定且通過應(yīng)力分析得到待設(shè)計(jì)零件的強(qiáng)度后,質(zhì)量才能準(zhǔn)確確定。因此,存在一個僵局,這個僵局只有通過迭代打破,即假設(shè)零件的幾何尺寸,獲得這一零件的幾何性質(zhì)和質(zhì)量性質(zhì),計(jì)算零件由于材料和零件幾何形狀導(dǎo)致的動載荷,然后計(jì)算載荷產(chǎn)生的應(yīng)力和變形,如果失效,則重新設(shè)計(jì),并重復(fù)上述步驟。 一種集成方法本書分為兩篇。第1篇介紹了應(yīng)力、應(yīng)變、變形、材料性質(zhì)、失效理論、疲勞現(xiàn)象、斷裂力學(xué)和有限元分析等基礎(chǔ)內(nèi)容。這些理論方法的內(nèi)容與其他現(xiàn)有教材類似。第2篇介紹了如何處理具體的、常見的設(shè)計(jì)零件,作為理論的應(yīng)用實(shí)例,為避免只是給出一系列不同的主題,通過給出的集成方法將各種主題以案例研究的形式聯(lián)系在一起。 大多數(shù)零件教材包含了超過在一個學(xué)期內(nèi)講授完一門課程的主題和內(nèi)容。在寫這本書的第1版之前,通過向美國200位講授零件課程的大學(xué)教師發(fā)送調(diào)查問卷,征求他們對零件教材主題相對重要性和期望內(nèi)容設(shè)置的意見。從第2版到第5版的每一次修訂,都進(jìn)行了用戶調(diào)查,以確定應(yīng)該改變或增加什么。對這些反饋進(jìn)行的分析影響了本書所有版本的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。來自受訪者的強(qiáng)的愿望之一就是案例研究,希望它們提出切合實(shí)際的設(shè)計(jì)問題。 我們試圖通過圍繞10個系列性的案例研究來構(gòu)建本書以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。這些案例研究給出同一設(shè)計(jì)問題的不同方面案例,在多個章節(jié)中出現(xiàn),例如,在第3章中確定裝置的靜態(tài)載荷或動態(tài)載荷、在第4章中計(jì)算靜載荷應(yīng)力以及在第5章中應(yīng)用適當(dāng)?shù)氖Ю碚摯_定安全系數(shù)。在后面的章節(jié)中還提出更復(fù)雜、更多設(shè)計(jì)內(nèi)容的案例研究。第6章關(guān)于疲勞設(shè)計(jì)的案例研究就是從作者在咨詢實(shí)踐中遇到的一個真實(shí)問題來進(jìn)行案例講解。第8章介紹了幾個有限元分析的案例研究與前面章節(jié)做過的經(jīng)典解的比較。 案例研究提供了一系列貫穿本書的機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目,它包含了這類教材通常處理的各類零件的組合。這些組件包含一些零件的集合,如受軸向和彎曲載荷聯(lián)合作用的連桿、壓桿,彎曲與扭轉(zhuǎn)組合的軸,在交變載荷作用下的齒輪副、回位彈簧,疲勞加載的緊固件和軸承等。這種集成的方法有幾個優(yōu)點(diǎn)。它在本書中為學(xué)生提出了一個整體設(shè)計(jì)問題,而不是一堆零散、無關(guān)的問題。學(xué)生可以看到影響單個零件設(shè)計(jì)決策的相互關(guān)系和理由。更全面的案例研究在本書的第2篇。第1篇的案例研究范圍較為有限,涉及的是該章的工程力學(xué)主題。除了案例研究外,每一章還選擇了一些樣例來強(qiáng)化特定主題。 第9章設(shè)計(jì)案例研究致力于3個設(shè)計(jì)案例研究,以便在后面的章節(jié)中使用,強(qiáng)化在軸、彈簧、齒輪、緊固件等設(shè)計(jì)和分析中蘊(yùn)含的概念。實(shí)際上,這些設(shè)計(jì)案例研究并沒完全解決整個案例,因?yàn)樗鼈兊牧硪粋目的是為學(xué)生項(xiàng)目作業(yè)提供素材。作者成功地用這些案例研究主題作為多周或一學(xué)期的學(xué)生小組或個人的項(xiàng)目作業(yè)。開放式的項(xiàng)目作業(yè)比課后作業(yè)更有助于加強(qiáng)對課程中設(shè)計(jì)和分析方面的學(xué)習(xí)。 習(xí)題集為滿足第1版用戶解耦的要求,在886個習(xí)題中,77%(686個)的隨章習(xí)題都是獨(dú)立的。習(xí)題集中其他的23%與后續(xù)章節(jié)相關(guān)。這些相關(guān)習(xí)題在每章中編號的短線后面的數(shù)字是相同的,并用粗體字表明它們在章節(jié)中的通用性。例如,習(xí)題3-4要求對拖車掛接裝置做靜態(tài)受力分析;習(xí)題4-4要求進(jìn)行基于習(xí)題3-4相同計(jì)算載荷的同一掛接裝置的應(yīng)力分析;習(xí)題5-4要求用習(xí)題4-4計(jì)算的應(yīng)力計(jì)算該掛接裝置的靜態(tài)安全系數(shù);習(xí)題6-4要求對同一掛接裝置進(jìn)行疲勞失效分析,而習(xí)題7-4要對它進(jìn)行接觸應(yīng)力分析。對同樣的拖車掛接裝置,在第8章中,作為案例研究進(jìn)行了有限元分析。因此,當(dāng)新的主題引出時,基本設(shè)計(jì)問題的復(fù)雜性隨即展開。希望使用這種方法的教師可以布置在后續(xù)章節(jié)中短線后相同數(shù)字的習(xí)題。如果不想用前面的習(xí)題作為后面習(xí)題的基礎(chǔ),則可以將前面問題的解決方案數(shù)據(jù)手冊提供給學(xué)生。不喜歡關(guān)聯(lián)習(xí)題的教師完全可以在686個習(xí)題中選擇沒有黑體編號的各章獨(dú)立習(xí)題,以避免內(nèi)容關(guān)聯(lián)。 內(nèi)容安排第1章介紹了設(shè)計(jì)流程、問題提法、安全系數(shù)和單位。第2章回顧了材料的性質(zhì),因?yàn)榧词箤W(xué)生已經(jīng)修過門與材料科學(xué)或冶金有關(guān)的課程,機(jī)械設(shè)計(jì)也仍需要廣泛和初步理解典型工程材料的性能。第3章探討了運(yùn)動學(xué)連桿機(jī)構(gòu)和凸輪的基本原理,還復(fù)習(xí)了靜態(tài)和動態(tài)載荷分析,包括梁、振動和沖擊載荷,并為了說明應(yīng)力和變形分析主題的連續(xù)性,建立了一系列在后續(xù)章節(jié)中使用的案例研究。 機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程的核心實(shí)際是一個中等水平應(yīng)用應(yīng)力分析的課程。因此,在第4章回顧了應(yīng)力和變形分析基礎(chǔ)。第5章詳細(xì)介紹了靜態(tài)失效理論,因?yàn)閷W(xué)生通常沒有完全消化前面應(yīng)力分析中給出的概念。這一章還介紹了靜態(tài)載荷下的斷裂力學(xué)分析。 由于大多數(shù)入門課程只處理靜態(tài)加載問題,零件課程通常是學(xué)生的次接觸疲勞分析的應(yīng)力分析,因此,在第6章用了較長篇幅介紹了疲勞破壞理論,重點(diǎn)是高周疲勞的應(yīng)力-壽命設(shè)計(jì),它常用在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)中。該章進(jìn)一步討論關(guān)于循環(huán)載荷作用下的裂紋擴(kuò)展的斷裂力學(xué)理論。這里沒給出基于應(yīng)變方法的低周疲勞分析,但向讀者介紹了它們的應(yīng)用和目的,并提供了進(jìn)一步學(xué)習(xí)需要用到的參考文獻(xiàn)。本章也對殘余應(yīng)力做了講解。第7章深入討論了磨損機(jī)理、表面接觸應(yīng)力和表面疲勞。 第8章介紹了有限元分析(FEA)。許多教師利用機(jī)械零件課程向?qū)W生介紹有限元分析,并用機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)指導(dǎo)學(xué)生使用。第8章提供的材料中不是為了替代有限元理論教學(xué)。許多其他致力于有限元分析教學(xué)的書上都有這些材料,這里鼓勵學(xué)生通過自學(xué)課程熟悉有限元分析理論。同時,第8章還介紹了有限元分析在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)問題中應(yīng)用的適當(dāng)技術(shù)。關(guān)于零件的選擇、網(wǎng)格細(xì)化的問題和適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件的給定是有限元開發(fā)的細(xì)節(jié)。這些問題通常不會在有限元理論書籍中涉及,F(xiàn)在許多工程師培訓(xùn)時,在他們專業(yè)實(shí)踐中會利用CAD實(shí)體建模軟件和商用有限元分析軟件。然而,了解這些工具的局限性,并恰當(dāng)?shù)厥褂眠@些工具是十分重要的。如果需要,本章可以在課程前段講授,特別是如果學(xué)生要用有限元解決所分配給他的任務(wù)時。對各章節(jié)的許多作業(yè),在本書網(wǎng)站上都提供了它們的SolidWorks幾何模型。 前面這8章構(gòu)成了本書的篇,是為了機(jī)械零件設(shè)計(jì)奠定所需的分析基礎(chǔ)。除第8章的有限元分析外,它們安排的順序與它們的提出和建立的順序相一致。 本書第2篇介紹了機(jī)械零件設(shè)計(jì),把零件作為一個整體機(jī)械的一部分。第2篇的各章本質(zhì)上是彼此獨(dú)立的,如果教師愿意,可以采取任何順序(或跳過)(除了第12章直齒圓柱齒輪應(yīng)在第13章斜齒輪、錐齒輪和蝸輪蝸桿研究之前講授外)講授。本書所有的主題可能無法在一個學(xué)期或一門課程中全部覆蓋。未覆蓋的章節(jié)仍可作為工程師們在他們專業(yè)實(shí)踐中的參考。 第9章提出了一組設(shè)計(jì)案例研究作為作業(yè)和案例研究的例子供后續(xù)的章節(jié)使用。此外除了對案例的詳細(xì)分析,還提供了一系列的推薦設(shè)計(jì)項(xiàng)目作業(yè)。第10章采用了第6章提出的疲勞分析技術(shù)研究了軸的設(shè)計(jì)。第11章用第7章提出的理論討論了流體膜和滾動軸承理論和應(yīng)用。第12章采用AGMA建議的新步驟深入介紹了直齒圓柱齒輪的運(yùn)動學(xué)、設(shè)計(jì)和應(yīng)力分析。第13章是齒輪設(shè)計(jì)的拓展,包括斜齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動。第14章的彈簧設(shè)計(jì)內(nèi)容包括螺旋壓縮彈簧、拉伸彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧,并全面討論了碟形彈簧。第15章研究了動力螺紋和緊固件。第16章給出了靜態(tài)和動態(tài)載荷下焊接件設(shè)計(jì)的新處理方法。第17章介紹了盤式、鼓式離合器和制動器的設(shè)計(jì)和規(guī)格。附錄中包含了材料強(qiáng)度數(shù)據(jù)、梁的參數(shù)表格、應(yīng)力集中系數(shù)以及部分習(xí)題解答。 羅伯特·諾頓那不勒斯,佛羅里達(dá)州
羅伯特·諾頓(R. l. Norton) 在美國東北大學(xué)獲得機(jī)械工程和工業(yè)技術(shù)本科學(xué)位、在塔夫斯大學(xué)獲得工程設(shè)計(jì)碩士學(xué)位,并在伍斯特理工學(xué)院(WPI)被授予(榮譽(yù))工學(xué)博士。他是馬薩諸塞州的注冊專業(yè)工程師。有超過50年的工程設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn);在東北大學(xué)、塔夫斯大學(xué)和WPI,有超過40年的在機(jī)械工程、工程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和相關(guān)學(xué)科的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。從1981以來,諾頓是WPI的專職教師,他目前還是密爾頓P.希金斯二世的杰出名譽(yù)教授。自1970以來,他是諾頓聯(lián)合工程顧問公司的創(chuàng)始人和總裁。他是美國機(jī)械工程師協(xié)會會員和美國汽車工程師協(xié)會成員。2007年,他被推選為由教育發(fā)展與支持理事會(CASE)和卡耐基教學(xué)進(jìn)步基金會共同創(chuàng)設(shè)的全美教學(xué)大獎的年度教授。
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前言 橫截面性質(zhì) 基本形狀質(zhì)量性質(zhì) 第1篇基礎(chǔ)篇 第1章設(shè)計(jì)介紹 1.1設(shè)計(jì) 1.2典型設(shè)計(jì)過程 1.3問題的提出與計(jì)算 1.4工程模型 1.5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與工程 1.6工程報告 1.7安全系數(shù)和設(shè)計(jì)規(guī)范 1.8統(tǒng)計(jì)考慮 1.9單位 1.10小結(jié) 1.11參考文獻(xiàn) 1.12網(wǎng)上資料 1.13參考書目 1.14習(xí)題 第2章材料和工藝 2.0引言 2.1材料性能定義 2.2材料性能的統(tǒng)計(jì)性質(zhì) 2.3均勻性和各向同性 2.4硬度 2.5涂層和表面處理 2.6常用金屬材料的特性 2.7常用非金屬材料的特性 2.8材料的選擇 2.9小結(jié) 2.10參考文獻(xiàn) 2.11網(wǎng)上資料 2.12參考書目 2.13習(xí)題 第3章運(yùn)動與受力分析 3.0簡介 3.1自由度 3.2機(jī)構(gòu) 3.3自由度(運(yùn)動能力)的計(jì)算 3.4常見單自由度機(jī)構(gòu) 3.5連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 3.6平面四桿機(jī)構(gòu)分析 3.7曲柄滑塊機(jī)構(gòu)分析 3.8凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析 3.9力分析的載荷分類 3.10自由體圖 3.11載荷分析 3.12二維靜態(tài)載荷案例研究 3.13三維靜態(tài)載荷案例研究 3.14動載案例研究 3.15振動加載 3.16沖擊載荷 3.17梁載荷分析 3.18小結(jié) 3.19參考文獻(xiàn) 3.20網(wǎng)上資料 3.21參考書目 3.22習(xí)題 第4章應(yīng)力、應(yīng)變與撓度 4.0引言 4.1應(yīng)力 4.2應(yīng)變 4.3主應(yīng)力 4.4平面應(yīng)力和平面應(yīng)變 4.5莫爾圓 4.6作用應(yīng)力與主應(yīng)力對比 4.7軸向拉伸 4.8直接剪應(yīng)力、直接擠壓 4.9梁與彎曲應(yīng)力 4.10梁撓度 4.11卡氏法 4.12扭轉(zhuǎn) 4.13組合應(yīng)力 4.14彈簧系數(shù) 4.15應(yīng)力集中 4.16軸向壓縮——壓桿 4.17圓筒的應(yīng)力 4.18靜態(tài)應(yīng)力和變形分析的 4.19小結(jié) 4.20參考文獻(xiàn) 4.21參考書目 4.22習(xí)題 第5章靜態(tài)失效理論 5.0引言 5.1靜加載下韌性材料的失效 5.2脆性材料在靜載下的失效 5.3斷裂力學(xué) 5.4使用靜態(tài)載荷失效的理論 5.5靜態(tài)失效案例研究分析 5.6小結(jié) 5.7參考文獻(xiàn) 5.8參考書目 5.9習(xí)題 第6章疲勞失效理論 6.0引言 6.1疲勞失效機(jī)理 6.2疲勞失效模型 6.3機(jī)械設(shè)計(jì)的考慮 6.4疲勞載荷 6.5測量疲勞失效準(zhǔn)則 6.6估算疲勞失效準(zhǔn)則 6.7缺口與應(yīng)力集中 6.8殘余應(yīng)力 6.9高周疲勞設(shè)計(jì) 6.10單向?qū)ΨQ應(yīng)力設(shè)計(jì) 6.11單向波動應(yīng)力設(shè)計(jì) 6.12多向應(yīng)力疲勞設(shè)計(jì) 6.13高周疲勞設(shè)計(jì)的一般方法 6.14疲勞設(shè)計(jì)案例研究 6.15小結(jié) 6.16參考文獻(xiàn) 6.17參考書目 6.18習(xí)題 第7章表面失效 7.0引言 7.1表面結(jié)構(gòu) 7.2表面配副 7.3摩擦 7.4粘著磨損 7.5磨粒磨損 7.6腐蝕磨損 7.7表面疲勞 7.8球面接觸 7.9圓柱面接觸 7.10一般接觸 7.11動態(tài)接觸應(yīng)力 7.12表面疲勞失效模型——動態(tài)接觸 7.13表面疲勞強(qiáng)度 7.14小結(jié) 7.15參考文獻(xiàn) 7.16習(xí)題 第8章有限元分析 8.0引言 8.1有限元方法 8.2單元類型 8.3網(wǎng)格劃分 8.4邊界條件 8.5施加載荷 8.6測試模型(驗(yàn)證) 8.7模態(tài)分析 8.8案例研究 8.9小結(jié) 8.10參考文獻(xiàn) 8.11參考書目 8.12網(wǎng)上資料 8.13習(xí)題 第2篇機(jī)械設(shè)計(jì)篇 第9章設(shè)計(jì)案例研究 9.0引言 9.1案例8便攜式空氣壓縮機(jī) 9.2案例9干草捆卷揚(yáng)機(jī) 9.3案例10凸輪試驗(yàn)機(jī) 9.4小結(jié) 9.5參考文獻(xiàn) 9.6設(shè)計(jì)項(xiàng)目 第10章軸、鍵與聯(lián)軸器 10.0引言 10.1軸上載荷 10.2軸上零件與應(yīng)力集中 10.3軸的材料 10.4軸的功率 10.5軸的載荷 10.6軸的應(yīng)力 10.7組合載荷作用下軸的失效 10.8軸的設(shè)計(jì) 10.9軸的變形 10.10鍵和鍵槽 10.11花鍵 10.12過盈配合 10.13飛輪設(shè)計(jì) 10.14軸的臨界轉(zhuǎn)速 10.15聯(lián)軸器 10.16案例研究 10.17小結(jié) 10.18參考文獻(xiàn) 10.19習(xí)題 第11章軸承與潤滑 11.0引言 11.1潤滑劑 11.2黏度 11.3潤滑的類型 11.4滑動軸承材料組合 11.5流體動壓潤滑理論 11.6流體動壓軸承的設(shè)計(jì) 11.7高副接觸 11.8滾動軸承 11.9滾動軸承的失效 11.10滾動軸承選型 11.11軸承安裝細(xì)節(jié) 11.12特殊軸承 11.13案例研究 11.14小結(jié) 11.15參考文獻(xiàn) 11.16習(xí)題 第12章直齒圓柱齒輪 12.0引言 12.1齒輪嚙合理論 12.2輪齒的參數(shù)命名 12.3干涉與根切 12.4重合度 12.5輪系 12.6齒輪制造 12.7直齒圓柱齒輪的載荷 12.8直齒圓柱齒輪的應(yīng)力 12.9齒輪材料 12.10齒輪傳動潤滑 12.11直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 12.12案例研究 12.13小結(jié) 12.14參考文獻(xiàn) 12.15習(xí)題 第13章斜齒輪、錐齒輪和蝸輪蝸桿 13.0引言 13.1斜齒輪 13.2錐齒輪 13.3蝸桿機(jī)構(gòu) 13.4案例研究 13.5小結(jié) 本章使用的重要公式 13.6參考文獻(xiàn) 13.7習(xí)題 第14章彈簧設(shè)計(jì) 14.0引言 14.1彈簧剛度 14.2彈簧類型 14.3彈簧材料 14.4螺旋壓縮彈簧 14.5靜載荷作用下螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì) 14.6疲勞載荷作用下螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì) 14.7螺旋拉伸彈簧 14.8圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧 14.10案例分析 14.11小結(jié) 14.12參考文獻(xiàn) 14.13習(xí)題 第15章螺紋與緊固件 15.0引言 15.1標(biāo)準(zhǔn)螺紋形式 15.2傳動螺旋 15.3螺紋上的應(yīng)力 15.4螺紋緊固件的類型 15.5螺紋緊固件的制造 15.6標(biāo)準(zhǔn)螺栓和機(jī)用螺釘強(qiáng)度 15.7拉伸下緊固件的預(yù)緊力 15.8連接剛度系數(shù)確定 15.9預(yù)緊力控制 15.10緊固件的剪切 15.11設(shè)計(jì)案例設(shè)計(jì)空氣壓縮機(jī)的頭螺栓 15.12小結(jié) 15.13參考文獻(xiàn) 15.14參考書目 15.15習(xí)題 第16章焊接 16.0引言 16.1焊接過程 16.2焊接接頭和焊縫類型 16.3焊接接頭設(shè)計(jì)原則 16.4焊縫的靜載荷 16.5焊縫的靜強(qiáng)度 16.6焊縫的動載荷 16.7焊縫線處理 16.8偏心受載的焊接模式 16.9機(jī)器中焊件設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 16.10小結(jié) 16.11參考文獻(xiàn) 16.12習(xí)題 第17章離合器與制動器 17.0引言 17.1制動器和離合器分類 17.2離合器/制動器的選擇和規(guī)格 17.3離合器與制動器的材料 17.4圓盤摩擦離合器 17.5盤式制動器 17.6鼓式制動器 17.7小結(jié) 17.8參考文獻(xiàn) 17.9參考書目 17.10習(xí)題 附錄A材料性能 附錄B梁的表格 附錄C應(yīng)力集中系數(shù) 附錄D部分習(xí)題參考答案
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