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0.1本课程概述1

0.1.1 前言1

0.1.2本课程的研究对象和内容1

0.1.3本课程的任务1

绪论1

0.1.4本课程在机械工程中的意义和应用2

0.1.5本课程的学习方法2

0.2机械概述2

0.2.1机器、机构和机械2

0.2.2零件、部件和构件3

0.2.3机器的组成和机械的分类4

思考与练习题4

1.1静力学分析的基本概念7

1.1.2刚体的概念7

1.1.1 力的概念7

第1章 静力学分析基础7

第一篇 力学基础7

1.2静力学公理8

1.3约束和约束反力9

1.4 受力图12

思考与练习题14

2.1.2 力在坐标轴上的投影16

2.1.1 力的分解16

2.1平面汇交力系16

第2章 平面力系16

2.1.3合力投影定理17

2.1.4 平面汇交力系的平衡条件17

2.2 力矩与平面力偶系20

2.2.1力对点之矩20

2.2.2力偶及其性质21

2.2.3平面力偶系的合成与平衡22

2.3.1平面任意力系的简化24

2.3平面任意力系24

2.3.2平面任意力系的平衡26

2.4考虑摩擦力的平衡问题31

2.4.1摩擦现象31

2.4.2滑动摩擦31

2.4.3摩擦角与自锁现象33

2.4.4考虑摩擦的平衡问题33

思考与练习题35

第3章 空间力系39

3.1 力的投影和力对轴之矩39

3.1.1 力在空间直角坐标轴的投影和分解39

3.1.2力对轴之矩40

3.1.3合力矩定理41

3.2空间力系的平衡42

3.2.1 空间力系的简化与简化结果分析42

3.2.2空间力系的平衡方程及其应用44

3.2.3空间力系平衡问题的平面解法45

思考与练习题48

第4章 构件的轴向拉伸与压缩51

4.1拉伸与压缩时横截面上的内力和应力51

4.1.1 拉伸与压缩时横截面上的内力51

4.1.2拉伸与压缩时横截面上的应力54

4.2拉伸与压缩时的强度计算55

4.2.1材料的许用应力55

4.2.2拉伸与压缩时的强度条件56

4.3材料在拉伸与压缩时的力学性能58

4.3.1低碳钢的拉伸实验58

4.3.2低碳钢的压缩实验61

4.3.3其他塑性材料的拉伸实验61

4.3.4铸铁的拉伸与压缩试验62

4.4杆件拉伸与压缩时的变形63

4.4.1杆件拉伸与压缩时的变形和应变63

4.4.3虎克定律64

4.4.2泊松比64

思考与练习题66

第5章 剪切和挤压70

5.1 剪切70

5.1.1剪切的概念70

5.1.2剪切时的内力、应力和剪切强度条件71

5.2挤压72

5.2.1挤压的概念72

5.2.2挤压变形的强度条件73

思考与练习题75

第6章 扭转变形77

6.1扭矩和扭矩图77

6.1.1扭转的概念77

6.1.2外力偶矩的计算78

6.1.3扭矩和扭矩图78

6.2.1横截面上的应力79

6.2扭转变形的应力分析79

6.2.2极惯性矩和抗扭截面模量的计算81

6.3圆轴扭转时的强度计算82

思考与练习题84

第7章 弯曲86

7.1 平面弯曲的概念86

7.1.1弯曲的概念86

7.1.2平面弯曲86

7.2梁的内力与弯矩图87

7.2.1梁的内力——弯矩和剪力87

7.2.2弯矩图89

7.3纯弯曲时的正应力92

7.3.1 正应力的分布规律92

7.3.2最大正应力的计算公式94

7.3.3截面的轴惯性矩Iz和抗弯截面模量Wz95

7.4梁弯曲时的强度计算95

7.5梁的刚度概念97

7.6提高梁弯曲强度和刚度的措施100

思考与练习题102

第二篇 机械原理107

第8章 平面机构的运动简图107

8.1 平面运动副107

8.1.1运动副的概念107

8.1.2运动副的类型及其特点108

8.2 平面机构的运动简图109

8.2.1 平面机构运动简图的概念109

8.2.2构件的分类109

8.2.3平面机构运动简图的绘制110

8.3机构具有确定相对运动的条件112

8.3.1平面机构自由度计算公式112

8.3.2计算平面机构自由度时，特殊情况的处理113

思考与练习题114

9.1.1铰链四杆机构116

9.1平面四杆机构的类型116

第9章 平面连杆机构116

9.1.2含有一个移动副的四杆机构118

9.2铰链四杆机构的基本性质120

9.2.1周转副存在条件120

9.2.2急回运动特性121

9.2.3压力角和传动角122

9.2.4死点位置123

9.3平面四杆机构的设计123

9.3.1按给定连杆位置设计四杆机构123

9.3.2按给定行程速比系数K设计四杆机构124

思考与练习题125

第10章 凸轮机构128

10.1 凸轮机构的应用与分类128

10.1.1 凸轮机构的组成、应用和特点128

10.1.2凸轮机构的分类129

10.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系130

10.2从动件常用的运动规律130

10.2.2从动件的常用运动规律131

10.3移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计132

10.3.1 尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计132

10.3.2 滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计134

10.3.3 凸轮机构设计中应注意的几个问题134

思考与练习题137

第11章 间歇运动机构139

11.1棘轮机构139

11.1.1 棘轮机构的工作原理及类型139

11.1.2棘轮转角的调节方法141

11.1.3棘轮机构的特点及应用142

11.2槽轮机构143

11.2.1槽轮机构的工作原理及类型143

思考与练习题144

11.2.2槽轮机构的特点及应用144

第12章 齿轮传动145

12.1 概述145

12.1.1 齿轮传动的特点和应用145

12.1.2齿轮传动的类型145

12.1.3齿廓啮合基本定律146

12.2渐开线齿轮148

12.2.1渐开线的形成及基本性质148

12.2.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸149

12.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动151

12.3.1渐开线齿轮啮合传动的特点151

12.3.2渐开线齿轮啮合传动的条件152

12.4渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念154

12.4.1渐开线齿轮的切齿原理154

12.4.2根切现象与不发生根切时的最少齿数155

12.4.3变位齿轮的概念156

12.5.1 失效形式157

12.5渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计157

12.5.2齿轮材料选择158

12.5.3齿轮传动精度等级选择160

12.5.4直齿圆柱齿轮传动设计160

12.6其他齿轮传动166

1 2.6.1斜齿圆柱齿轮传动166

12.6.2圆锥齿轮传动169

12.6.3蜗杆传动171

思考与练习题173

第13章 轮系175

13.1 概述175

13.1.1轮系的类型175

13.1.2轮系传动比概念175

13.2.1平面定轴轮系的传动比计算176

13.2.2空间定轴轮系的传动比计算176

13.2定轴轮系传动比计算176

13.3周转轮系传动比计算177

13.3.1周转轮系的组成177

13.3.2周转轮系的传动比计算178

13.4复合轮系传动比计算180

13.5轮系的功用181

思考与练习题184

14.1.1带传动的组成186

14.1. 2带传动的主要类型186

14.1带传动概述186

第14章 带传动186

14.1.3带传动的特点和应用187

1 4.1.4带传动的弹性滑动、打滑及其传动比187

14.2普通V带和V带轮188

14.2.1普通V带的结构和标准188

14.2.2 V带轮189

14.3.1带传动的失效形式和设计准则191

14.3.2单根V带的基本额定功率191

14.3普通V带传动的设计191

14.3.3普通V带传动的设计计算193

14.3.4 V带传动的设计计算实例196

14.3.5提高带传动工作能力的措施198

14.4 V带传动的张紧、安装和维护198

14.4.1 V带传动的张紧198

14.4.2带传动的安装和维护199

思考与练习题199

第15章 联接201

15.1 键联接201

15.1.1键联接的类型和应用201

15.1.2 平键联接的选择和强度计算204

15.2花键联接205

15.4螺纹联接206

15.4.1螺纹的类型及主要参数206

15.3销联接206

15.4.2螺纹联接的基本类型、结构尺寸及应用208

15.4.3螺纹联接件209

15.4.4螺纹联接的预紧与防松211

15.4.5螺栓联接的失效形式212

15.4.6提高螺栓联接强度的措施213

15.4.7螺纹零件的其他用途213

思考与练习题214

第16章 轴系零、部件215

16.1轴215

16.1.1轴的功用及分类215

16.1.2轴的常用材料及热处理216

16.1.3轴的结构设计217

16.1.4轴的强度计算220

16.2滚动轴承225

16.2.1滚动轴承的结构、类型和代号226

16.2.3滚动轴承尺寸的选择230

16.2.2滚动轴承类型的选择230

16.2.4滚动轴承的组合设计240

16.3联轴器与离合器244

16.3.1联轴器245

16.3.2离合器249

思考与练习题250

第三篇 现代设计技术概述253

第17章 现代设计技术253

17.1 概述253

17.1.1现代设计技术的内涵与特点253

17.1.2现代设计技术的体系254

17.2设计方法学255

17.2.1工程设计的内容255

17.2.2功能分析法256

17.3.1常规设计与创新设计260

17.3.2创新设计的特征与一般过程260

17.3产品创新设计260

17.3.3创新思维261

17.3.4创新技法262

17.4反求工程设计264

17.4.1反求工程技术的研究内容265

17.4.2反求工程的设计程序266

17.4.3实物反求设计法266

17.5.2虚拟设计系统的分类268

17.5.1虚拟设计的概念268

17.5虚拟设计268

17.5.3虚拟设计在机械产品开发中的应用269

17.6绿色设计271

17.6.1绿色设计的概念及特点271

17.6.2绿色设计体系结构271

17.7现代设计技术的发展趋势273

思考与练习题274

参考文献275