本书共分15章，把常用的机械设计计算方法与材料的选择分析结合起来，介绍了机械设计常用材料的性能及应用，并提供了常用机械零件的设计实例及其材料选择的详细分析，目的是为了机械工程技术人员在进行机械设计的同时，了解材料性能，更合理地选择材料，提高机械设计的质量。
本书是机械工程技术人员必备的技术资料，可为从事机械设计、机械制造的工程技术人员、大专院校的相关专业师生提供帮助，尤其对于从事机械设计、机械制造以及材料工程的技术人员具有指导意义。

前 言
第1章 绪论 1
1. 1 引言 1
1. 2 机械设计的一般方法及机械零件的设计准则 1
1. 2. 1 机械设计的一般方法 1
1. 2. 2 机械零件的设计准则 2
1. 3 常用机械零部件选材的一般原则 5
1. 3. 1 材料的使用性能 5
1. 3. 2 材料的工艺性能 5
1. 3. 3 材料的经济性能 8
1. 4 改善材料切削加工的途径 8
1. 4. 1 通过热处理改变材料的组织和力学性能 8
1. 4. 2 选用合适的刀具､切削参数和工艺 9
1. 5 材料选择与应用是机械设计行业的基础 9
第2章 机械设计常用材料简介 10
2. 1 黑色金属 10
2. 1. 1 铸铁 10
2. 1. 2 碳素钢 20
2. 1. 3 合金钢 26
2. 1. 4 特殊用途钢 27
2. 2 有色金属 35
2. 2. 1 铜和铜合金 36
2. 2. 2 铝和铝合金 41
2. 2. 3 镁和镁合金 52
2. 2. 4 钛和钛合金 56
2. 3 非金属材料 59
2. 3. 1 塑料 59
2. 3. 2 橡胶 60
第3章 常用连接零件设计及材料选择分析 66
3. 1 螺纹连接的基本类型 66
3. 2 螺纹连接的拧紧与防松 67
3. 2. 1 拧紧目的及预紧力F′ 67
3. 2. 2 拧紧力矩Tt的计算 68
3. 2. 3 螺纹连接的防松 69
3. 3 螺栓组连接的受力分析 71
3. 3. 1 螺栓组连接受轴向载荷FQ 71
3. 3. 2 螺栓组连接受横向载荷FR 72
3. 3. 3 螺栓组连接受扭矩T 作用 72
3. 3. 4 螺栓组连接受翻倒力矩M 作用 73
3. 3. 5 螺栓组连接的受力分析 73
3. 4 螺栓连接的强度计算 74
3. 4. 1 受拉螺栓 74
3. 4. 2 受剪螺栓 77
3. 5 提高螺栓连接强度的措施 78
3. 5. 1 改善螺纹牙间载荷分布不均状况 78
3. 5. 2 减小应力幅 79
3. 5. 3 减小应力集中 80
3. 5. 4 减小附加应力 80
3. 5. 5 采用合理的制造工艺 80
3. 6 螺纹连接件及材料选择分析 81
3. 6. 1 常用标准螺纹连接件简介 81
3. 6. 2 螺纹紧固件的常用材料分析 82
3. 6. 3 常用螺纹紧固件的材料及热处理要求 83
第4章 螺旋传动设计及材料选择分析 85
4. 1 螺旋传动的用途和分类 85
4. 2 滑动螺旋传动的设计计算 86
4. 2. 1 滑动螺旋的结构 86
4. 2. 2 滑动螺旋的材料 87
4. 2. 3 滑动螺旋的设计方法 87
4. 3 滑动螺旋传动设计实例及材料选择分析 90
4. 3. 1 设计实例 90
4. 3. 2 设计实例详解及选材分析 90
第5章 带传动设计概述及材料选择分析 98
5. 1 带传动概述 98
5. 2 带传动的工作原理 98
5. 3 带传动的受力分析 99
5. 4 带传动的应力分析 100
5. 5 带传动的弹性滑动及打滑 101
5. 6 带传动的失效形式及设计准则 101
5. 7 V 带传动设计实例 103
5. 8 V 带带轮结构设计及工作图 109
5. 8. 1 V 带轮的结构设计 109
5. 8. 2 V 带轮零件工作图 110
5. 9 带传动材料选择与分析 111
5. 9. 1 V 带轮材料选择与分析 111
5. 9. 2 V 带的结构及选材分析 112
5. 9. 3 平带材料的选择及分析 113
5. 9. 4 同步带材料的选择及分析 114
第6章 齿轮传动设计概述及材料选择分析 115
6. 1 齿轮传动类型和特点 115
6. 1. 1 齿轮传动的分类 115
6. 1. 2 齿轮传动的主要特点 116
6. 2 齿轮传动的失效形式及设计准则 116
6. 2. 1 齿轮传动的失效形式 116
6. 2. 2 齿轮传动的设计准则 117
6. 3 齿轮传动的受力分析 117
6. 3. 1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析 117
6. 3. 2 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 118
6. 3. 3 直齿锥齿轮传动的受力分析 118
6. 4 圆柱齿轮传动的强度计算 119
6. 4. 1 圆柱齿轮传动强度概述 119
6. 4. 2 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 120
6. 4. 3 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 126
6. 4. 4 圆柱齿轮传动的强度汇总 128
6. 5 直齿圆柱齿轮传动设计实例及选材分析 130
6. 6 圆柱齿轮传动的结构设计 134
6. 6. 1 圆柱齿轮结构设计方法概述 134
6. 6. 2 小圆柱齿轮结构设计 135
6. 6. 3 大圆柱齿轮结构设计 135
6. 7 齿轮零件工作图绘制详解 136
6. 8 齿轮材料的选择及分析 140
6. 8. 1 常用齿轮材料及分析 140
6. 8. 2 齿轮材料的选择原则及实例 141
6. 8. 3 齿轮设计实例及材料选择分析 142
第7章 蜗杆传动 144
7. 1 概述 144
7. 1. 1 蜗杆传动的特点 144
7. 1. 2 蜗杆传动的类型 144
7. 2 蜗杆传动的主要参数和几何计算 145
7. 2. 1 主要参数 145
7. 2. 2 几何计算 148
7. 3 蜗杆传动的失效形式及设计准则 150
7. 3. 1 蜗杆传动的失效形式 150
7. 3. 2 蜗杆传动的设计准则 150
7. 4 蜗杆传动的受力分析 150
7. 5 蜗杆传动的强度计算 151
7. 5. 1 蜗轮齿面接触疲劳强度 151
7. 5. 2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 152
7. 5. 3 蜗杆轴的刚度计算 154
7. 5. 4 蜗杆传动的热平衡计算 154
7. 5. 5 闭式蜗杆传动设计流程框图 155
7. 6 蜗杆传动设计实例及选材分析 156
7. 7 蜗杆蜗轮的结构设计及零件工作图 159
7. 7. 1 蜗杆的结构分析 159
7. 7. 2 蜗轮的结构设计 161
7. 7. 3 蜗杆和蜗轮零件工作图绘制 163
7. 8 蜗杆传动的材料选择及分析 166
7. 8. 1 蜗杆的材料选择及分析 166
7. 8. 2 蜗轮的材料选择及分析 167
第8章 链传动 169
8. 1 链传动概述 169
8. 1. 1 链传动的特点及应用 169
8. 1. 2 链传动的分类 169
8. 1. 3 滚子链的基本参数和表示方法 170
8. 2 链传动的运动特性 171
8. 2. 1 链传动运动的不均匀性 171
8. 2. 2 链传动的动载荷 174
8. 3 套筒滚子链传动设计 175
8. 3. 1 链传动的失效形式 175
8. 3. 2 设计准则 176
8. 3. 3 套筒滚子链传动设计流程框图 176
8. 4 套筒滚子链设计实例 177
8. 4. 1 套筒滚子链设计计算实例 177
8. 4. 2 套筒滚子链零件工作图示例 181
8. 5 链传动结构及选材分析 182
8. 5. 1 套筒滚子链条的结构 182
8. 5. 2 链条的材料及分析 182
8. 5. 3 链轮的结构及选材分析 183
第9章 轴 188
9. 1 轴的用途及类型 188
9. 2 轴的结构设计 189
9. 2. 1 零件在轴上的轴向固定 190
9. 2. 2 零件在轴上的周向固定 191
9. 2. 3 轴的结构工艺性 192
9. 2. 4 提高轴的疲劳强度 193
9. 3 轴的强度计算方法 193
9. 3. 1 按许用切应力计算 193
9. 3. 2 按许用弯曲应力(当量弯矩法)计算 194
9. 3. 3 安全系数法校核轴的疲劳强度 195
9. 3. 4 转轴设计步骤流程图 197
9. 4 轴的材料选择及分析 198
9. 4. 1 轴的材料选择原则 198
9. 4. 2 轴的常用材料及其力学性能 198
9. 4. 3 轴的材料选择实例及分析 199
第10章 滚动轴承设计概述及材料选择分析 202
10. 1 滚动轴承的类型及选择 202
10. 1. 1 滚动轴承的类型 202
10. 1. 2 滚动轴承的类型选择原则 203
10. 2 滚动轴承的代号 204
10. 3 滚动轴承的失效形式及设计准则 206
10. 3. 1 滚动轴承的失效形式 206
10. 3. 2 滚动轴承的设计准则 207
10. 4 滚动轴承的寿命计算 208
10. 5 滚动轴承的组合设计 212
10. 5. 1 滚动轴承在轴上的固定方式 212
10. 5. 2 滚动轴承的配合 214
10. 5. 3 滚动轴承的润滑与密封 214
10. 6 滚动轴承的材料选择及分析 216
10. 6. 1 滚动轴承材料应满足的要求 216
10. 6. 2 滚动轴承常用材料及分析 217
第11章 滑动轴承 221
11. 1 滑动轴承的分类及应用 221
11. 1. 1 滑动轴承的分类 221
11. 1. 2 滑动轴承的特点 222
11. 1. 3 滑动轴承的应用 222
11. 2 不完全流体润滑滑动轴承的设计计算 223
11. 2. 1 径向滑动轴承的设计计算 223
11. 2. 2 推力轴承 225
11. 3 流体动压润滑径向滑动轴承的设计计算 226
11. 3. 1 设计计算 226
11. 3. 2 参数选择 229
11. 4 滑动轴承的结构设计 232
11. 4. 1 径向滑动轴承的结构 232
11. 4. 2 推力滑动轴承的结构 234
11. 4. 3 轴瓦 234
11. 4. 4 滑动轴承的润滑装置 237
11. 5 滑动轴承的材料选择及分析 239
11. 5. 1 滑动轴承的失效形式 239
11. 5. 2 对滑动轴承材料的要求 240
11. 5. 3 滑动轴承常用材料及分析 241
第12章 联轴器设计概述及材料选择分析 243
12. 1 常用联轴器简介 243
12. 1. 1 联轴器的分类 243
12. 1. 2 联轴器的应用 243
12. 2 常用联轴器的选择计算与材料分析 244
12. 2. 1 联轴器的类型选择原则 244
12. 2. 2 联轴器的计算方法简介 245
12. 3 典型联轴器计算实例及材料分析 247
12. 3. 1 弹性套柱销联轴器 247
12. 3. 2 弹性柱销联轴器 251
12. 3. 3 鼓形齿式联轴器 254
12. 3. 4 滚子链联轴器 259
12. 3. 5 梅花形弹性联轴器 264
第13章 离合器 267
13. 1 离合器简介 267
13. 1. 1 离合器的分类及应用 267
13. 1. 2 离合器的选择 268
13. 2 常用离合器的计算方法 268
13. 2. 1 一般性的选择计算 268
13. 2. 2 摩擦式离合器温升计算 269
13. 2. 3 摩擦离合器磨损验算 270
13. 3 典型离合器计算实例及材料分析 270
13. 3. 1 油式多盘摩擦离合器 270
13. 3. 2 牙嵌式离合器 275
第14章 制动器 279
14. 1 制动器的分类特点及应用 279
14. 2 制动器的选择计算及设计实例 280
14. 2. 1 制动器类型选择参考原则 280
14. 2. 2 制动器的设计与计算方法 281
14. 2. 3 制动器的设计计算实例 283
14. 3 摩擦制动器的材料选择及分析 285
14. 3. 1 带式摩擦制动器的分类 285
14. 3. 2 带式摩擦制动器的结构和工作情况分析 286
14. 3. 3 制动带的材料组成及分析 287
14. 3. 4 常用制动器摩擦材料简介 291
第15章 弹簧设计概述及材料选择分析 293
15. 1 弹簧概述 293
15. 1. 1 弹簧的功能 293
15. 1. 2 弹簧的类型､特点及应用 293
15. 2 常用弹簧材料及性能 295
15. 2. 1 常用弹簧材料 295
15. 2. 2 常用弹簧的分类及性能 296
15. 3 圆柱压缩螺旋弹簧的设计计算 301
15. 3. 1 圆柱螺旋弹簧的参数及许用应力 301
15. 3. 2 基本计算公式 306
15. 3. 3 自振频率 307
15. 3. 4 弹簧的特性和变形 307
15. 3. 5 弹簧的端部结构型式､参数及计算公式 308
15. 3. 6 弹簧的强度和稳定性校核 310
15. 4 典型压缩螺旋弹簧设计实例及弹簧工作图 311
15. 4. 1 典型压缩螺旋弹簧设计实例 311
15. 4. 2 弹簧工作图和设计计算数据 315
15. 5 其他类型弹簧设计简介 315
15. 5. 1 碟形弹簧 315
15. 5. 2 空气弹簧 318
15. 5. 3 片弹簧 318
15. 6 常用弹簧材料选择及分析 319
15. 6. 1 对弹簧材料的性能要求 319
15. 6. 2 常用弹簧材料及分析 321
15. 6. 3 弹簧材料的选择 324
参考文献 326