本书根据教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会2011年制定的机械设计课程教学基本要求，为了适应当前教学改革的发展趋势和培养宽口径机械类专业人才的需要，在总结第三版使用经验的基础上修订而成。

全书共分4篇12章：第1篇为机械设计总论（第1章、第2章）；第2篇为连接设计（第3章、第4章）；第3篇为机械传动设计（第5章至第7章）；第4篇为轴系零部件及弹簧设计（第8章至第12章）。各章后均配有本章重点、难点和知识拓展，以及思考题与习题。

本书可作为高等学校机械类各专业的教材，也可供其他有关专业的师生和工程技术人员参考。

本书历经四次修订改版，内容贴合教学需求。

爆竹一声除旧，桃符万户更新。在新年伊始，春节伊始，十一五规划伊始，来为普通高等院校机械类精品教材这套丛书写这个序，我感到很有意义。近十年来，我国高等教育取得了历史性的突破，实现了跨越式的发展，毛入学率由低于10%达到了高于20%，高等教育由精英教育而跨入了大众化教育。显然，教育观念必须与时俱进而更新，教育质量观也必须与时俱进而改变，从而教育模式也必须与时俱进而多样化。以国家需求与社会发展为导向，走多样化人才培养之路是今后高等教育教学改革的一项重要任务。在前几年，教育部高等学校机械学科教学指导委员会对全国高校机械专业提出了机械专业人才培养模式的多样化原则，各有关高校的机械专业都在积极探索适应国家需求与社会发展的办学途径，有的已制定了新的人才培养计划，有的正在考虑深刻变革的培养方案，人才培养模式已呈现百花齐放、各得其所的繁荣局面。精英教育时代规划教材、一致模式、雷同要求的一统天下的局面，显然无法适应大众化教育形势的发展。事实上，多年来，已有许多普通院校采用规划教材，就十分勉强，而又苦于无合适教材可用。百年大计，教育为本；教育大计，教师为本；教师大计，教学为本；教学大计，教材为本。有好的教材，就有章可循，有规可依，有鉴可借，有道可走。师资、设备、资料(首先是教材)是高校的三大教学基本建设。山不在高，有仙则名。水不在深，有龙则灵。教材不在厚薄，内容不在深浅，能切合学生培养目标，能抓住学生应掌握的要言，能做到彼此呼应、相互配套，就行，此即教材要精、课程要精，能精则名、能精则灵、能精则行。华中科技大学出版社主动邀请了一大批专家，联合了全国几十个应用型机械专业，在全国高校机械学科教学指导委员会的指导下，保证了当前形势下机械学科教学改革的发展方向，交流了各校的教改经验与教材建设计划，确定了一批面向普通高等院校机械学科精品课程的教材编写计划。特别要提出的，教育质量观、教材质量观必须随高等教育大众化而更新。大众化、多样化决不是降低质量，而是要面向、适应与满足人才市场的多样化需求，面向、符合、激活学生个性与能力的多样化特点。和而不同，才能生动活泼地繁荣与发展。脱离市场实际的、脱离学生实际的一刀切的质量不仅不是万应灵丹，而是千篇一律的桎梏。正因为如此，为了真正确保高等教育大众化时代的教学质量，教育主管部门正在对高校进行教学质量评估，各高校正在积极进行教材建设、特别是精品课程、精品教材建设。也因为如此，华中科技大学出版社组织出版普通高等院校应用型机械学科的精品教材，可谓正得其时。我感谢参与这批精品教材编写的专家们!我感谢出版这批精品教材的华中科技大学出版社的有关同志!我感谢关心、支持与帮助这批精品教材编写与出版的单位与同志们!我深信编写者与出版者一定会同使用者沟通，听取他们的意见与建议，不断提高教材的水平!特为之序。中国科学院院士 杨叔子教育部高等学校机械学科指导委员会主任2006.1第四版前言本书是根据教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会2011年制定的机械设计课程教学基本要求和教育部《关于深化本科教育教学改革 全面提高人才培养质量的意见》（教高［2019］6号文）等有关文件精神，为了适应当前教学改革的发展趋势和培养宽口径机械类专业人才的需要，在总结第三版使用经验的基础上修订而成的。本书自2007年2月出版版以来，承蒙广大读者的厚爱，历经多次改版、重印。考虑到国家对培养创新人才的需求，以及加强本科教育教学质量和教学改革等需要，在保持第三版框架和风格不变的前提下，主要进行了如下修订工作。(1) 突出重点，调整内容，力求表达准确、清晰、完整。例如，对绪论进行了全面改写，增加结构条理性；第3章增加了螺栓许用应力幅的计算方法；第5章删除了与窄V带设计计算相关的内容，增加了V带初拉力的测试方法；第6章完善了齿轮疲劳强度的计算公式。(2) 统一了全书常用量的名称及其符号。例如，统一了零件材料力学性能指标（屈服强度、抗拉强度等）的名称和符号；修改滑动轴承热平衡计算参数为热流量，以便与蜗杆传动一致；修改滚动轴承径向力和轴向力的符号，以便与齿轮传动、滑动轴承相一致。(3) 按照*新国家标准，更新了专用名词术语、代号、公式和数据图表。例如，按照GB/T 2889.12020，第9章使用了流体动压轴承流体静压轴承等名词；按照GB/T 2722017，第10章修改了滚动轴承的代号。此外，还更新了链传动额定功率计算公式及螺纹连接件性能等级、单根普通V带和单排滚子链的额定功率等许多图表。(4) 更新了例题、部分习题和参考文献，更正了第三版文字、插图和计算中的一些疏漏和错误。例如，对第3章螺纹连接的例题进行了重新设计和求解，对其他章中的例题都按*新标准进行了修正。参加本次修订工作的有：佛山科学技术学院汪建晓（绪论、第6章），湖北工业大学王为（第1章）、魏兵（第2章），安徽工程大学龚建成（第3章），湖北工业大学邓援超（第4、11章），佛山科学技术学院黄斌（第5章）、张立平（第7章），湖北工业大学魏春梅（第8章），安徽工程大学王静平（第9章），湖北工业大学左惟炜（第10章），湖北理工学院吴景华(第12章)。全书由汪建晓、王为担任主编，魏兵、吴景华、王静平担任副主编。汪建晓负责统稿。由于编者的水平有限，加之和时间仓促，书中难免存在疏漏之处，敬请同行专家及广大读者指正。编者2021年3月

佛山科技学院教授，主要研究方向：现代机械设计方法、振动噪声控制技术。长期从事机械设计、振动控制等方面的教学与科研，主编《机械设计》《机械原理课程设计》等教材3部，发表论文50余篇，主持科研课题10余项。

绪论(1)

0.1机器与机械设计在社会发展中的作用(1)

0.2机器的组成(2)

0.3机械设计课程的任务、内容与学习方法(3)

思考题与习题(5)



第1篇机械设计总论(6)

第1章机械设计概述(6)

1.1机械设计的基本要求(6)

1.2机械设计的一般程序(9)

1.3机械零件的主要失效形式与设计准则(11)

1.4机械零件的设计方法与基本原则(13)

本章参考文献(17)

思考题与习题(17)

第2章机械零件的强度与摩擦学基础(18)

2.1机械零部件设计中的载荷和应力(19)

2.2机械零件的疲劳强度(21)

2.3机械零件的接触疲劳强度(27)

2.4机械零件中的摩擦、磨损和润滑(28)

本章参考文献(39)

思考题与习题(40)



第2篇连接设计(41)

第3章螺纹连接和螺旋传动(41)

3.1螺纹(41)

3.2螺纹连接(43)

3.3单个螺栓连接的强度计算(49)

3.4螺栓组连接的设计计算(54)

3.5螺纹连接件的材料及许用应力(60)

3.6提高螺纹连接件强度的措施(62)

3.7螺旋传动(70)

本章参考文献(74)

思考题与习题(74)

第4章键连接及其他连接(77)

4.1键连接(77)

4.2花键连接(81)

4.3销连接(82)

4.4无键连接(83)

本章参考文献(85)

思考题与习题(85)



第3篇机械传动设计(86)

第5章带传动与链传动设计(86)

5.1概述(86)

5.2带传动的基本理论(90)

5.3V带传动的设计(95)

5.4滚子链传动设计(107)

本章参考文献(121)

思考题与习题(122)

第6章齿轮传动设计(123)

6.1概述(123)

6.2齿轮传动的失效形式和设计准则(123)

6.3圆柱齿轮传动的计算载荷(126)

6.4标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算(130)

6.5齿轮材料和许用应力(136)

6.6标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算(142)

6.7标准直齿锥齿轮传动的强度计算(146)

6.8齿轮传动的设计方法(149)

6.9齿轮的结构设计(160)

6.10齿轮传动的润滑(163)

本章参考文献(165)

思考题与习题(165)

第7章蜗杆传动设计(167)

7.1概述(167)

7.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸(170)

7.3蜗杆传动的失效形式和材料选择(176)

7.4圆柱蜗杆传动的强度计算(177)

7.5蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算(183)

7.6圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计(187)

7.7圆弧圆柱蜗杆传动简介(191)

本章参考文献(193)

思考题与习题(194)



第4篇轴系零部件及弹簧设计(197)

第8章轴的设计(197)

8.1概述(197)

8.2轴的结构设计(201)

8.3轴的强度和刚度计算(208)

8.4轴的设计举例(215)

本章参考文献(222)

思考题与习题(223)

第9章滑动轴承(225)

9.1概述(225)

9.2滑动轴承的结构形式(226)

9.3轴瓦结构和轴承材料(229)

9.4滑动轴承的润滑(235)

9.5非完全流体润滑滑动轴承的设计计算(238)

9.6流体动压径向滑动轴承设计计算(240)

9.7其他形式滑动轴承简介(252)

本章参考文献(254)

思考题与习题(254)

第10章滚动轴承(255)

10.1概述(255)

10.2滚动轴承的类型、代号及其选择(256)

10.3滚动轴承的工作情况及计算准则(260)

10.4滚动轴承的计算(262)

10.5滚动轴承的组合设计(270)

本章参考文献(277)

思考题与习题(277)

第11章联轴器、离合器和制动器(279)

11.1联轴器(279)

11.2离合器(286)

11.3制动器简介(289)

本章参考文献(292)

思考题与习题(292)

第12章弹簧(293)

12.1概述(293)

12.2圆柱螺旋弹簧的材料、结构及制造(295)

12.3圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计(300)

本章参考文献(312)

思考题与习题(312)