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绪论1

0.1引言2

0.1.1机械发展简史2

0.1.2本课程的性质、研究对象和内容3

0.1.3本课程的任务3

0.1.4本课程的学习方法特点3

0.2机械概述4

0.2.1机器、机构和机械4

0.2.2零件和构件5

0.2.3机器的组成5

0.2.4机械的类型5

思考题6

第一篇 构件静力分析9

第1章 构件的静力学分析9

1.1静力学分析基础10

1.1.1力的概念10

1.1.2刚体的概念11

1.2静力学公理11

1.3约束和约束反力13

1.3.1约束和约束反力的概念13

1.3.2约束的基本类型13

1.4受力图16

1.4机械应用实例18

1.4.1力的三要素18

1.4.2静力学公理20

1.4.3约束与约束反力21

思考题22

第2章 平面力系24

2.1平面汇交力系25

2.1.1力的分解25

2.1.2力在坐标轴上的投影25

2.1.3合力投影定理26

2.1.4平面汇交力系的平衡条件26

2.2力矩与平面力偶系28

2.2.1力对点之矩28

2.2.2力偶及其性质29

2.2.3平面力偶系的合成与平衡31

2.3平面一般力系32

2.3.1平面一般力系的简化32

2.3.2平面一般力系的平衡35

2.4考虑摩擦时的平衡问题38

2.4.1滑动摩擦38

2.4.2摩擦角与自锁现象39

2.4.3考虑摩擦的平衡问题40

2.5机械应用实例42

思考题46

第3章 空间力系49

3.1力在空间直角坐标轴上的投影50

3.1.1力在空间直角坐标轴上的投影50

3.2力对轴之矩51

3.2.1力对轴之矩的概念51

3.2.2合力矩定理52

3.2空间力系的平衡方程及其应用53

3.2.1空间力系的简化53

3.2.2空间力系的平衡方程及其应用53

3.3空间力系平衡问题的平面解法55

3.4重心及其计算56

思考题59

第二篇 构件的承载能力分析63

第4章 轴向拉伸与压缩63

4.1轴向拉（压）变形的力学模型64

4.2轴力和轴力图64

4.2.1内力的概念64

4.2.2拉（压）杆件的内力——轴力64

4.2.3轴力图65

4.2.4拉（压）杆横截面上的应力67

4.3拉（压）杆的变形70

4.3.1变形与线应变70

4.3.2横向变形系数71

4.3.3胡克定律71

4.3.4拉（压）杆的变形计算71

4.4材料的力学性能72

4.4.1低碳钢拉伸时的力学性能73

4.4.2低碳钢压缩时的力学性能75

4.4.3其他塑性材料拉伸时的力学性能75

4.4.4铸铁轴向拉（压）时的力学性能76

4.5许用应力与强度准则77

4.5.1构件的失效与许用应力77

4.5.2正应力强度准则77

4.6应力集中78

思考题79

第5章 剪切与挤压81

5.1剪切与挤压的工程实例81

5.2剪切和挤压的实用计算82

5.2.1剪切的实用计算82

5.2.2挤压的实用计算83

5.3焊接焊缝的实用计算86

思考题87

第6章 扭转变形89

6.1扭矩、扭矩图90

6.1.1扭转的概念90

6.1.2外力偶矩的计算90

6.1.3扭矩90

6.2圆轴扭转时横截面上的应力和强度条件91

6.2.1圆轴扭转时横截面上的应力91

6.2.2圆截面的极惯性矩Ip及抗扭截面系数Wp的计算94

6.2.3圆轴扭转时的强度条件94

6.3圆轴扭转时的变形及刚度条件95

6.3.1圆轴扭转时的变形95

6.3.2圆轴扭转时的刚度条件96

思考题98

第7章 平面弯曲变形100

7.1平面弯曲变形的基本知识101

7.1.1平面弯曲的概念101

7.1.2常见梁的力学模型101

7.2弯曲内力（剪力FQ、弯矩Mc ）102

7.2.1用截面法求剪力和弯矩102

7.2.2用剪力、弯矩方程画剪力、弯矩图103

7.2.3剪力、弯矩与外力间的关系（简易作图法）105

7.3梁纯弯曲时的强度条件106

7.3.1梁纯弯曲的概念106

7.3.2梁纯弯曲时横截面上的正应力106

7.3.3梁纯弯曲时的强度条件108

7.3.4提高梁强度的主要措施110

7.4梁的刚度概念113

思考题114

第三篇 常用机构119

第8章 平面机构的运动简图及自由度119

8.1平面运动副120

8.1.1运动副的概念120

8.1.2运动副的分类120

8.2平面机构的运动简图121

8.2.1平面机构运动简图的概念121

8.2.2构件的分类122

8.2.3平面机构运动简图的绘制123

8.3机构具有确定相对运动的条件125

8.3.1平面机构自由度计算公式125

8.3.2机构具有确定运动的条件125

8.3.3计算平面机构自由度的注意事项126

8.4计算平面机构自由度的实用意义128

思考题129

第9章 平面连杆机构131

9.1平面四杆机构的类型132

9.1.1铰链四杆机构的类型132

9.1.2平面四杆机构的演化134

9.2铰链四杆机构中曲柄存在的条件137

9.3铰链四杆机构的基本性质138

9.3.1压力角α和传动角γ138

9.3.2急回特性139

9.3.3死点位置139

9.4四杆机构的设计140

9.4.1按给定行程速比系数K设计四杆机构140

9.4.2给定连杆位置设计四杆机构142

思考题143

第10章 凸轮机构145

10.1概述146

10.1.1凸轮机构的组成、特点及应用146

10.1.2凸轮机构的分类147

10.2常用从动件的运动规律148

10.3凸轮轮廓设计151

10.3.1对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计152

10.3.2移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计152

10.4凸轮设计中的几个问题153

10.4.1凸轮机构的压力角和自锁153

10.4.2基圆半径的确定154

10.4.3滚子半径的确定155

10.5凸轮机构的材料及结构156

10.5.1 凸轮机构的材料156

10.5.2凸轮机构的结构156

思考题156

第11章 间歇运动机构158

11.1棘轮机构159

11.1.1棘轮机构的工作原理159

11.1.2棘轮机构的类型159

11.1.3棘轮机构的特点与应用160

11.2槽轮机构161

11.2.1槽轮机构的工作原理161

11.2.2槽轮机构的类型161

11.2.3槽轮机构的特点与应用161

11.3其他间歇运动机构162

11.3.1不完全齿轮机构162

11.3.2凸轮式间歇运动机构163

思考题163

第四篇 常用机械传动167

第12章 齿轮传动167

12.1齿轮传动概述168

12.1.1齿轮传动的特点及应用168

12.1.2齿轮传动的类型168

12.1.3齿廓啮合基本定律168

12.2渐开线齿轮170

12.2.1渐开线的形成及基本性质170

12.2.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸172

12.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动175

12.3.1渐开线齿轮啮合传动的条件175

12.4渐开线齿轮的切齿原理177

12.4.1渐开线齿轮的加工方法177

12.4.2轮齿根切及最少齿数179

12.5渐开线直齿圆柱齿轮传动设计180

12.5.1齿轮传动的失效形式及设计准则180

12.5.2齿轮材料及传动的精度等级选择182

12.5.3直齿圆柱齿轮传动设计183

12.5.4应用举例188

12.6斜齿圆柱齿轮传动190

12.6.1斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点及应用190

12.6.2斜齿圆柱齿轮的基本参数191

12.6.3斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算193

12.7圆锥齿轮传动193

12.7.1直齿圆锥齿轮传动的特点及应用193

12.7.2直齿圆锥齿轮的基本参数193

12.7.3直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算194

12.8蜗杆传动195

12.8.1蜗杆传动的类型、特点及应用195

12.8.2蜗杆传动的基本参数195

12.8.3蜗杆传动的几何尺寸计算197

思考题198

第13章 轮系200

13.1轮系概述201

13.1.1轮系的类型201

13.1.2轮系传动比的概念202

13.2定轴轮系传动比计算202

13.2.1平面定轴轮系传动比计算202

13.2.2空间定轴轮系传动比的计算203

13.3周转轮系传动比计算204

13.3.1周转轮系的组成204

13.3.2周转轮系的传动比计算205

13.4轮系的功用206

13.5混合轮系传动比计算208

思考题209

第14章 带传动212

14.1带传动概述213

14.1.1带传动的组成213

14.1.2带传动的主要类型213

14.1.3带传动的特点和应用214

14.2带传动的工作原理及工作能力分析214

14.2.1带传动的受力分析214

14.2.2带传动的应力分析215

14.2.3带传动的弹性滑动、打滑及其传动比216

14.3普通V带和V带轮217

14.3.1普通V带的结构和标准217

14.3.2 V带轮218

14.4普通V带的传动设计220

14.4.1带传动的失效形式和设计准则220

14.4.2单根V带的基本额定功率220

14.4.3普通V带传动的设计计算222

14.4.4 V带传动的设计计算实例225

14.5 V带传动的张紧、安装和维护226

14.5.1 V带传动的张紧226

14.5.2带传动的安装和维护227

思考题228

第五篇 通用机械零部件231

第15章 连接231

15.1螺纹连接232

15.1.1螺纹的类型、主要参数及螺纹的标记232

15.1.2螺纹连接的类型、结构尺寸及应用236

15.1.3螺纹连接件239

15.1.4螺纹连接的预紧与防松241

15.1.5螺栓组连接的结构设计242

15.1.6螺栓连接的失效形式243

15.1.7提高螺栓连接强度的措施243

15.1.8螺纹零件的其他用途244

15.2键连接244

15.2.1键连接的类型和应用244

15.2.2平键连接的选择和强度计算248

15.3花键连接249

15.4销连接249

思考题250

第16章 轴系零部件251

16.1轴252

16.1.1轴的功用及类型252

16.1.2轴设计的基本要求和步骤253

16.1.3轴的常用材料及热处理253

16.1.4轴的结构设计254

16.1.5轴的强度计算256

16.2滚动轴承261

16.2.1滚动轴承的结构、主要类型和特性262

16.2.2滚动轴承的代号（GB/T 272—93）264

16.2.3滚动轴承的类型选择266

16.2.4滚动轴承的失效形式、寿命计算266

16.3联轴器和离合器271

16.3.1联轴器271

16.3.2离合器274

16.4滚动轴承的组合设计276

思考题278

第17章 机械的润滑与密封280

17.1润滑281

17.1.1润滑的概念及作用281

17.1.2常用润滑剂及其性能指标282

17.1.3润滑剂的选用284

17.1.4常用机械零部件的润滑284

17.2密封286

17.2.1密封的作用286

17.2.2密封的种类286

17.2.3常见的密封装置及密封方法287

17.3密封材料288

思考题289

参考文献290