第1章概论和设计基础1
第2章公差、配合、表面质量17
第3章强度计算30
第4章粘接58
第5章钎焊68
第6章焊接78
第7章铆接144
第8章螺纹联接168
第9章轴销联接、销联接和安全零件218
第10章弹簧240
第11章心轴、转轴和轴颈276
第12章轴毂联接件 304
第13章联轴器、离合器和制动器336
第14章滚动轴承和滚动轴承支承393
第15章滑动轴承434
第16章带传动483
第17章链传动510
第18章流体传输零件（输送管路）527
第19章密封549
第20章齿轮和齿轮传动（基础知识）566
第21章外啮合圆柱齿轮传动586
第22章锥齿轮及其传动623
第23章交错轴斜齿轮传动和蜗杆传动641
第24章摩擦学658
目录目录
第16版前言
第1章概论和设计基础1
1.1机械零件的种类和分类1
1.2标准学基础1
1.2.1国家标准和国际标准，技术规范1
1.2.2德国标准（DIN标准）的制订过程2
1.2.3十进分类法2
1.3标准数（优先数和尺寸）3
1.3.1标准数的含义3
1.3.2标准数系列的构成3
基本系列—派生系列—合成系列—圆整值系列
1.3.3标准数的应用4
确定比例尺—用标准数图表达关系式—用标准数计算
1.3.4计算示例5
1.4设计基础概论7
1.4.1设计原则7
1.4.2设计方法学8
创造新产品的方法—评价方法
1.4.3计算机在设计中的应用14
封闭软件—交互软件
1.5参考文献15
第2章公差、配合、表面质量17
2.1公差17
2.1.1尺寸公差17
基本概念—尺寸公差值—标准公差等级的应用范围—公差带的位置—尺寸公差的
直接标注—无公差尺寸
2.1.2形状公差20
2.1.3位置公差20
2.1.4机械图上的公差标注20
尺寸公差—形状公差和位置公差
2.2配合21
2.2.1基本概念21
2.2.2ISO配合制度23
基孔制（EB）—基轴制（EW）
2.2.3配合选择23
2.3表面质量24
2.3.1几何形状偏差24
2.3.2机械图上的表面标注25
2.4计算示例26
2.5参考文献29
第3章强度计算30
3.1概述30
3.2变形形式和载荷类型30
3.3材料性能，强度特性曲线35
3.3.1静强度值（材料特征值）35
3.3.2疲劳强度（材料特征值）37
极限应力曲线（韦勒疲劳曲线）—持久极限图（DFS）—持久极限值
3.4零件静强度41
3.5零件疲劳强度42
3.5.1结构特征值42
应力集中和应力分散—表面质量—零件尺寸—表面强化处理—其他影响因素—
结构系数（总影响系数）
3.5.2结构强度（零件强度）的确定46
结构对称持久极限（零件对称持久极限）—不同平均应力下的结构持久极限（零件持久极限）
3.6安全系数49
3.7实际强度计算50
3.7.1近似计算50
静载荷零件—动载荷零件
3.7.2静强度校核51
3.7.3动强度校核（疲劳强度校核）51
3.7.4钢结构的强度校核52
3.8计算示例53
3.9参考文献56
第4章粘接58
4.1功能和作用58
4.1.1任务和用途58
4.1.2物理力在粘接中的作用（粘附机理）59
4.1.3粘结剂种类59
物理粘结剂（溶剂粘结剂和弥散粘结剂）—化学粘结剂（反应粘结剂）
4.1.4粘接的形成60
4.2结构和设计61
4.2.1应力和强度61
应力和应力分布—粘接的强度
4.2.2影响强度的因素63
耐腐蚀性（抗流体的性能）—抗老化性—热强度
4.2.3粘接的结构设计64
4.3计算基础65
4.4计算示例66
4.5参考文献67
第5章钎焊68
5.1功能和作用68
5.1.1任务和用途68
5.1.2物理力在钎焊中的作用69
5.1.3钎料和焊剂的类型69
5.1.4钎焊性71
5.1.5钎焊的形成71
5.2结构和初步设计72
5.3计算基础73
5.3.1强度计算73
5.3.2钎焊的许用应力75
5.4计算示例76
5.5参考文献77
第6章焊接78
6.1功能和作用78
6.1.1工作原理和用途78
6.1.2焊接方法79
熔焊—压焊—焊接方法的选择
6.1.3焊接过程的影响81
收缩和应力的形成—焊接收缩的影响—内应力和负载应力的综合影响
6.2结构和设计83
6.2.1零件的焊接性83
材料的适焊性—设计决定的焊接可靠性—加工决定的焊接可靠性
（焊接可行性）—焊接填充料
6.2.2接头和焊缝类型87
概念—对接焊缝—角焊缝—其他焊缝—坡口准备
6.2.3质量保障92
DIN EN 25817规定的钢的电弧焊的检测等级—DIN EN ISO 13920规定的
焊接结构的一般公差
6.2.4DIN EN 22553规定的焊缝标注方法93
符号—符号在图中的位置—焊缝的尺寸标注—DIN EN ISO 6497和DIN 19122
规定的工作方位—补充说明—例子
6.2.5面向焊接的结构设计96
一般设计规范—结构设计示例—主要承受静载荷的钢结构—焊接机械零件—压力
容器—定位焊
6.3焊接设计计算108
6.3.1钢结构中的焊接108
根据外力计算负荷（例如断面负荷、应力、挠度）—计算示例—校核方法—
零件计算—钢结构焊缝计算—定位焊计算
6.3.2起重机制造中的焊接127
6.3.3机械制造中的焊接计算128
确定作用力—拉伸、压缩、剪切或弯曲变形—扭转变形—组合变形—
机械制造中的许用应力
6.3.4焊接压力容器计算131
圆柱形壳体和球体—凸底—平板和底—容器壁上的开口
6.4计算示例135
6.5参考文献142
第7章铆接144
7.1概述144
7.2铆钉145
7.2.1铆钉形状145
7.2.2铆钉材料149
7.2.3铆钉的标注149
7.3铆接的形成149
7.3.1一般提示149
7.3.2热铆接150
7.3.3冷铆接151
7.4铆接类型，剪切层数151
7.5钢结构和起重机制造中的铆接152
7.5.1一般规范152
7.5.2零件计算152
7.5.3铆钉和铆接计算152
铆钉和铆钉孔直径—铆钉长度—铆钉的承载能力—起决定作用应力类型，
铆钉最优利用—所需铆钉数—杆件连接和对接—承受力矩的铆接
7.5.4铆接的结构设计157
7.6轻金属结构中的铆接158
7.6.1概述158
7.6.2铝铆钉159
7.6.3材料159
7.6.4零件和铆钉的设计计算159
一般规范—铆钉和铆钉孔直径—铆钉长度
7.6.5结构设计161
7.6.6防腐161
7.7机械和仪器制造中的铆接162
7.7.1应用示例162
7.7.2提高疲劳强度的措施162
7.7.3强度校核162
7.8计算示例163
7.9参考文献和图片来源166
第8章螺纹联接168
8.1功能和作用168
8.1.1任务和工作原理168
8.1.2螺纹168
螺纹类型—螺纹标注—几何关系
8.1.3螺栓和螺母的种类170
螺栓种类—螺母的种类—特殊形状的螺栓、螺母和螺纹件—标准螺栓和螺母的标注
8.1.4垫圈和螺纹防松件173
垫圈—螺纹防松件
8.1.5螺栓和螺母的制造、材料和强度174
制造—材料和强度
8.2结构和设计175
8.2.1螺纹件的结构设计175
8.2.2螺纹联接的结构设计177
8.2.3螺纹联接的初步设计181
8.3螺栓联接的计算182
8.3.1紧螺栓联接的力与变形关系183
装配状态下的力与变形—受静轴向工作载荷时的力与变形—受动轴向工作载荷时的
力与变形—联接中力作用点的影响—受静或动横向载荷时的力比
8.3.2螺栓联接的压陷性能188
8.3.3螺栓联接的疲劳强度，动安全系数188
8.3.4螺栓联接的拧紧，拧紧力矩189
螺纹受力，螺纹力矩—拧紧力矩
8.3.5装配预紧力，拧紧力矩系数和方法191
8.3.6拧紧时螺栓应力分析193
8.3.7满足最大许用螺栓力，静安全系数的计算194
8.3.8承压面压强195
8.3.9机械制造中的螺栓联接的实用计算方法196
松螺栓—紧螺栓，计算步骤
8.3.10螺栓联接的松动，防松措施197
松动力矩—自行松动，联接的松开—防松措施、防松零件的用途和作用
8.4钢结构中的螺纹联接198
8.4.1用途198
8.4.2螺栓类型199
8.4.3拉杆和压杆联接199
联接的结构设计—剪切—孔壁挤压联接—高强螺栓（HV螺栓）联接—被联接件的计算
8.4.4受旋转力矩（剪切）的联接203
8.4.5悬臂联接204
8.5螺旋传动206
8.5.1初步设计206
8.5.2强度校核206
8.5.3稳定性校核208
8.5.4螺母螺纹（导向螺纹）的校核209
8.5.5螺旋传动的效率，自锁210
8.6计算示例210
8.7参考文献217
第9章轴销联接、销联接和安全零件218
9.1功能和作用218
9.2轴销218
9.2.1形状和用途218
9.2.2机械制造中的轴销联接的结构和初步设计219
支承类型和弯矩—零件尺寸的确定
9.2.3机械制造中的轴销联接计算221
9.2.4根据钢结构规范进行轴销联接的结构和初步设计222
结构设计—零件尺寸的确定
9.2.5根据钢结构规范进行轴销联接计算223
9.3销钉和弹性衬224
9.3.1形状和用途224
圆锥销—圆柱销—槽销和槽钉—弹性销（弹性套）—用于轴承的弹性衬
9.3.2销联接的计算227
横销联接—插销联接—纵销（圆键）联接
9.4安全零件229
9.4.1安全环（弹性卡簧）229
9.4.2开口销和弹性插销231
9.4.3定位环232
9.4.4轴托232
9.5结构和应用示例232
9.6计算示例235
9.7参考文献239
第10章弹簧240
10.1功能和作用240
10.1.1弹簧刚度，弹簧特性线240
线性特性线弹簧—曲线型特性线弹簧—组合弹簧
10.1.2弹簧功242
10.1.3吸振性能、弹簧效率和阻尼242
10.2结构和设计243
10.2.1弹簧种类243
10.2.2弹簧材料244
弹簧钢—有色金属—非金属材料
10.2.3弹簧参数（优化基础）244
10.3计算基础和单个弹簧性能245
10.3.1拉伸/压缩变形弹簧245
拉杆弹簧—环形弹簧
10.3.2弯曲变形弹簧246
简单板簧—叠层板簧—扭转弹簧—盘簧—碟簧
10.3.3扭转变形金属弹簧258
扭杆弹簧—圆弹簧丝圆柱形螺旋弹簧—方弹簧丝圆柱形螺旋弹簧—圆锥形螺旋压缩弹簧
10.3.4橡胶弹簧267
性能—结构设计、用途—计算
10.4计算示例269
10.5参考文献275
第11章心轴、转轴和轴颈276
11.1功能和作用276
11.2结构和设计277
11.2.1结构设计基础277
面向强度的结构设计规范—面向弹性性能的结构设计规范
11.2.2初步设计计算279
材料和半成品—计算基础—初步设计直径的确定
11.3控制计算289
11.3.1强度校核289
11.3.2弹性性能291
扭转变形—弯曲变形
11.3.3临界转速293
振动、共振—弯曲临界转速—扭转临界转速
11.4计算示例297
11.5参考文献303
第12章轴毂联接件304
12.1功能和作用304
12.2形封闭轴毂联接305
12.2.1平键和半圆键联接305
结构和设计—计算
12.2.2矩形花键和渐开线花键联接308
结构和设计—计算
12.2.3成形联接309
结构和设计—计算
12.2.4端面渐开线花键联接310
12.2.5销联接311
12.3力封闭轴毂联接311
12.3.1圆柱面过盈联接311
结构和设计—计算—过盈联接的形成—转速对过盈联接的影响
12.3.2圆锥面过盈联接319
结构和设计—计算
12.3.3弹性环联接321
圆锥弹性环联接—压紧盘联接和外胀紧套联接—星盘联接—压紧套联接—
液压弹性衬—公差环
12.3.4夹紧联接327
结构和设计—计算
12.3.5楔键联接329
结构和设计—计算
12.3.6圆楔键联接331
结构和设计—计算
12.4物质封闭轴毂联接331
12.5计算示例331
12.6参考文献和图片来源335
第13章联轴器、离合器和制动器336
13.1联轴器、离合器的功能和作用336
13.2联轴器、离合器选择的计算基础337
13.2.1起动转矩、联轴器、离合器传动力矩337
13.2.2惯性力矩、转动惯量339
13.2.3原动机和工作机的工作性能340
13.2.4联轴器、离合器转矩341
转矩不变的无冲击起动—转矩冲击—速度冲击—周期性交变转矩
13.2.5挠性联轴器的设计344
按制造商说明进行设计—借助于使用系数进行设计—按照最不利的载荷类型
进行设计（DIN 740T2）
13.2.6摩擦离合器的设计347
起动过程—摩擦离合器的转矩—离合器尺寸的确定
13.3联轴器349
13.3.1刚性联轴器349
13.3.2挠性联轴器（补偿式联轴器）350
机构可动（扭转刚性）联轴器—扭转挠性联轴器
13.4离合器359
13.4.1操纵式离合器359
形封闭离合器—力（摩擦）封闭离合器
13.4.2力矩操纵离合器（安全离合器）367
13.4.3转速操纵离合器（离心离合器）369
13.4.4方向操纵离合器（超越离合器）370
13.4.5感应离合器371
同步离合器—异步离合器和电涡流离合器
13.4.6液体动压离合器373
恒充式—变充式
13.5联轴器、离合器的使用和选择方法375
13.6制动器379
13.6.1功能和作用379
13.6.2设计计算379
13.6.3结构形式380
13.7计算示例383
13.8参考文献和图片来源391
第14章滚动轴承和滚动轴承支承393
14.1功能和作用393
14.1.1任务和工作原理393
14.1.2轴承的分类393
14.1.3滚动轴承使用规范394
14.1.4滚动轴承的分类394
滚动轴承构造、滚动体种类、材料—滚动轴承基本类型、压力角、载荷角—
滚动轴承的标准类型、性能和用途—其他轴承类型—滚动轴承尺寸和代号
14.2滚动轴承支承的结构和设计403
14.2.1轴承布置403
固定—游动支承—双支点单向固定支承—轴承组合—多支点支承
14.2.2轴承选择405
14.2.3支承结构设计406
联接件的公差选择—安装轴承处的结构设计
14.2.4滚动轴承的润滑409
脂润滑—油润滑—固体润滑
14.2.5轴承密封413
14.2.6轴承尺寸的预选413
14.3滚动轴承的设计计算414
14.3.1静承载能力414
基本额定静载荷C0—当量静载荷
14.3.2动承载能力415
主要参数（DIN ISO 281）—寿命方程（DIN ISO 281）—P和n为常量时的当量动
载荷的确定—P和n为变量时的当量动载荷的确定
14.3.3基本额定载荷C和C0的降低418
14.3.4可达到的寿命—修正寿命计算419
14.3.5使用寿命420
14.3.6极限转速420
14.4滚动轴承支承的结构示例421
14.5滚动支承结构件423
轴承座部件—滚轮—回转连接—滚珠轴套—直线滚动导轨—直线驱动单元—
滚珠螺旋传动
14.6计算示例426
14.7参考文献和图片来源433
第15章滑动轴承434
15.1功能和作用434
15.1.1工作原理434
15.1.2滑动面布置434
15.1.3摩擦状态435
15.1.4润滑剂的影响436
15.1.5液体动压润滑438
油楔—压力分布和承载能力
15.2用途441
15.3结构和设计442
15.3.1滑动轴承材料442
摩擦学性能—轴承材料
15.3.2结构和工作影响因素445
15.3.3滑动轴承的润滑剂供给448
润滑类型—润滑方法和润滑装置—润滑剂通道
15.3.4向心滑动轴承的结构设计450
轴承衬、轴瓦—结构示例
15.3.5推力滑动轴承的结构设计457
15.3.6轴承密封460
15.4计算基础461
15.4.1向心滑动轴承的计算461
工作特性值（相对值）—热平衡—润滑剂流量—计算过程
15.4.2推力滑动轴承的计算471
带平面推力板的推力轴承—单瓦和摆动瓦推力轴承
15.5计算示例476
15.6参考文献482
第16章带传动483
16.1功能和作用483
16.1.1任务和工作原理483
16.1.2带的结构和材料483
平带—V带—多楔带—同步带（齿形带）
16.2结构和设计486
16.2.1结构类型和用途486
按带的类型分—按带传动形式分—按张紧方式分—按可调性和离合性分
16.2.2带传动结构设计490
一般原则—带轮的主要尺寸—带轮的材料和结构
16.3带传动设计493
16.3.1带传动设计计算理论基础493
带传动受力分析—弹性滑动、打滑、传动比—应力、弹性性能—
所能传递的功率、最优带速
16.3.2带传动的设计计算498
带的选择—几何和运动学关系—功率计算—张紧和轴上载荷—带传动校核
16.4计算示例504
16.5参考文献509
第17章链传动510
17.1功能和作用510
17.1.1任务和用途510
17.1.2链的种类、结构和用途510
销轴链—套筒链—滚子链—特殊结构形式
17.1.3链轮513
17.1.4滚子链的联接链节514
17.1.5链传动的运动分析514
17.2滚子链传动的结构和设计515
17.2.1齿形参数515
17.2.2链轮齿数的确定516
17.2.3链轮结构设计517
17.2.4链的选择518
17.2.5链节数、中心距519
17.2.6链传动的布置519
17.2.7链边的悬索垂度520
17.2.8辅助设施520
17.2.9链传动的润滑与保养522
17.3链传动的受力分析522
17.4计算示例524
17.5参考文献526
第18章流体传输零件（输送管路）527
18.1功能、作用和用途527
18.2零件种类527
18.2.1管道527
18.2.2软管529
18.2.3成型件529
18.2.4阀门529
阀—滑阀—旋阀—闸阀
18.3结构和设计532
18.3.1公称压力和公称通径532
18.3.2管道联接方式533
钢管焊接—法兰联接—管螺纹联接—套管联接
18.3.3伸缩补偿537
18.3.4管道支架538
18.3.5输送管路结构设计规范539
工作安全性—经济性—保养
18.3.6输送管路的画法540
18.4计算基础540
18.4.1管道横截面和压力损失540
18.4.2按内压力计算壁厚542
钢管—铸铁管—考虑压力冲击
·ⅩⅥ·18.5计算示例545
18.6参考文献547
第19章密封549
19.1功能和作用549
19.2静止零件之间的接触式密封（静密封）550
19.2.1不可拆接触式密封550
19.2.2可拆密封551
19.3相对运动零件之间的接触式密封（动密封）557
19.3.1旋转运动密封557
19.3.2带或不带旋转运动的轴向运动的密封561
19.4相对运动零件之间的非接触式密封563
19.5参考文献和图片来源565
第20章齿轮和齿轮传动（基础知识）566
20.1功能和作用566
20.1.1齿轮及其机构类型567
齿轮—机构类型
20.1.2齿廓啮合基本定律569
20.1.3齿廓曲线和啮合类型571
摆线齿廓啮合—柱销啮合—渐开线啮合
20.1.4基本齿廓、渐开线齿轮的加工574
20.2齿轮材料576
20.3齿轮传动的润滑577
20.4传动效率579
20.5齿轮和减速器箱体的设计要求580
20.5.1结构设计规范580
圆柱齿轮—锥齿轮—蜗杆和蜗轮—减速器箱体
20.5.2图形尺寸标注584
作图—尺寸标注
20.6参考文献585
第21章外啮合圆柱齿轮传动586
21.1渐开线直齿圆柱齿轮几何学586
21.1.1概念和关键尺寸586
21.1.2零变位齿轮的几何尺寸587
21.1.3实际啮合线段，齿廓重合度588
21.1.4齿轮变位（直齿轮）589
用途—齿轮根切、最小齿数—齿顶变尖和最小齿顶厚—齿轮配对、传动类型—
外啮合变位传动的几何尺寸
21.1.5渐开线函数及其在变位传动中的应用593
渐开线函数的应用—变位系数和及其分配—0.5变位传动
21.1.6计算示例（直齿轮传动）595
21.2渐开线斜齿圆柱齿轮几何学597
·ⅩⅦ·21.2.1基本形状、螺旋角597
21.2.2几何尺寸598
21.2.3啮合关系、总重合度599
21.2.4变位（斜齿轮）600
当量齿数、最小齿数—变位系数—变位传动的几何尺寸
21.2.5计算示例（斜齿轮几何学）601
21.3公差、啮合精度603
21.3.1侧隙和齿厚偏差603
21.3.2齿厚检测605
21.3.3计算示例（公差、啮合精度）605
21.4初步设计计算607
21.4.1预选主要尺寸和参数607
安装小齿轮的轴径dsh—传动比i、齿数比u—小齿轮齿数z1—齿宽b—螺旋角β、
齿廓螺旋线方向—模数
21.4.2齿轮几何尺寸和参数设计步骤609
21.5承载能力校核610
21.5.1齿轮传动的失效形式610
轮齿折断—齿面接触疲劳磨损—胶合
21.5.2受力分析611
直齿圆柱齿轮传动受力分析—斜齿圆柱齿轮传动受力分析
21.5.3载荷影响系数613
21.5.4齿根承载能力校核615
齿根弯曲应力—许用齿根应力σFP
21.5.5点蚀承载能力校核617
实际接触应力—许用接触应力σHP
21.5.6计算示例（承载能力校核）619
第22章锥齿轮及其传动623
22.1基本类型、功能和用途623
22.2锥齿轮几何学623
22.2.1直齿锥齿轮623
传动比、齿数比、分度圆锥角—齿轮主要尺寸—啮合关系—最小齿数和变位
22.2.2斜齿锥齿轮627
传动比、齿数比—齿轮尺寸—啮合关系—最小齿数和变位
22.3初步设计计算630
安装小齿轮的轴径dsh—传动比、齿数比—齿数—螺旋角—齿宽—齿轮材料和精度—模数
22.4承载能力校核631
22.4.1受力分析632
22.4.2齿根承载能力校核633
22.4.3点蚀承载能力校核634
22.5锥齿轮传动计算示例635
第23章交错轴斜齿轮传动和蜗杆传动641
23.1交错轴斜齿轮传动641
23.1.1功能和作用641
23.1.2几何关系641
传动比—螺旋角—速度分析—齿轮尺寸、中心距
23.1.3啮合关系642
23.1.4受力分析（标准传动）643
23.1.5尺寸计算（标准传动）644
23.2蜗杆传动645
23.2.1功能和作用645
结构形状和加工—用途
23.2.2交错角Σ=90°的圆柱蜗杆传动的几何关系647
传动比—蜗杆尺寸—蜗轮尺寸—中心距
23.2.3啮合关系649
23.2.4受力分析649
蜗杆受力分析—蜗轮受力分析
23.2.5蜗杆传动初步设计计算651
预选主要尺寸—预选材料
23.2.6承载能力校核652
齿面承载能力—齿根承载能力—发热控制—蜗杆轴的挠度
23.2.7计算示例653
第24章摩擦学658
24.1功能和作用658
24.2摩擦及其分类658
24.3摩擦状态（润滑状态）659
24.4润滑剂661
24.4.1润滑油661
润滑油的性能—润滑油的分类
24.4.2润滑脂666
24.4.3其他润滑剂667
24.5润滑类型668
24.6机械零件的损坏669
24.6.1磨损669
24.6.2腐蚀669
24.6.3损坏形式670
24.7参考文献6702100433B
机械设计基础(第六版)第16章高教版概述
2017机械设计国际会议暨第19届机械设计学术年会
工程思维（原书第5版）内容简介