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第0章 绪论 1

0.1 本课程研究的对象和内容 1

0.1.1 前言 1

0.1.2 本课程研究的性质与研究对象和内容 2

0.1.3 本课程的任务 2

0.1.4 本课程在机械工程中的意义和应用 3

0.1.5 本课程的学习方法 3

0.2 机械概述 3

0.2.1 机械工程发展简史 3

0.2.2 机器、机构和机械 6

0.2.3 零件、部件和构件 7

0.2.4 机器的组成和机械的分类 8

习题 8

第1章 静力学分析基础 9

1.1 静力学分析的基本概念 9

1.1.1 力的概念 9

1.1.2 刚体的概念 9

1.1.3 平衡与平衡力系 10

1.2 静力学公理 10

1.3 约束和约束反力 11

1.4 受力图 14

习题 16

第2章 平面力系 19

2.1 平面汇交力系 19

2.1.1 力的分解 19

2.1.2 力在坐标轴上的投影 20

2.1.3 合力投影定理 20

2.1.4 平面汇交力系的平衡条件 20

2.2 力矩与平面力偶系 23

2.2.1 力对点之矩 23

2.2.2 力偶及其性质 24

2.2.3 平面力偶系的合成与平衡 25

2.3 平面任意力系 27

2.3.1 平面任意力系的简化 27

2.3.2 平面任意力系的平衡 29

2.4 考虑摩擦力的平衡问题 34

2.4.1 摩擦现象 34

2.4.2 滑动摩擦 35

2.4.3 摩擦角与自锁现象 36

2.4.4 考虑摩擦的平衡问题 37

习题 39

第3章 空间力系 42

3.1 力的投影和力对轴之矩 42

3.1.1 力在空间直角坐标轴的投影和力沿直角坐标轴的分解 42

3.1.2 力对轴之矩 43

3.1.3 合力矩定理 44

3.2 空间力系的平衡 45

3.2.1 空间力系的简化及简化结果分析 45

3.2.2 空间力系的平衡方程及其应用 46

3.2.3 空间力系平衡问题的平面解法 48

习题 51

第4章 构件的轴向拉伸与压缩 53

4.1 拉伸与压缩时横截面上的内力和应力 53

4.1.1 拉伸与压缩时横截面上的内力 53

4.1.2 拉伸与压缩时横截面上的应力 56

4.2 拉伸与压缩时强度计算 57

4.2.1 材料的许用应力 57

4.2.2 拉伸与压缩时强度条件 58

4.3 材料在拉伸与压缩时的力学性能 60

4.3.1 低碳钢的拉伸实验 60

4.3.2 低碳钢的压缩实验 62

4.3.3 其他塑性材料的拉伸实验 63

4.3.4 铸铁的拉伸与压缩试验 63

4.4 杆件拉伸与压缩时的变形 64

4.4.1 杆件拉伸与压缩时的变形和应变 64

4.4.2 泊松比 65

4.4.3 虎克定律 65

习题 67

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

习题 75

第6章 扭转变形 77

6.1 扭矩、扭矩图 77

6.1.1 扭转的概念 77

6.1.2 外力偶矩的计算 77

6.1.3 扭矩 78

6.2 扭转变形的应力分析 79

6.2.1 圆轴扭转时横截面上的应力 79

6.2.2 圆截面极惯性矩及扭转截面系数的计算 81

6.3 圆轴扭转时的强度条件 81

6.3.1 圆轴扭转时的强度准则 81

6.3.2 圆轴扭转时的变形 82

6.3.3 圆轴扭转时的刚度条件 83

小结 84

习题 85

第7章 弯曲 87

7.1 平面弯曲的概念 87

7.1.1 弯曲的概念 87

7.1.2 梁的力学模型 88

7.2 梁的内力—剪力和弯矩 88

7.2.1 梁的内力—弯矩和剪力 88

7.2.2 弯矩图 90

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 截面的轴惯性矩和抗弯截面模量 95

7.4 梁弯曲时的强度计算 96

7.5 梁的刚度概念 98

7.6 提高梁弯曲强度和刚度的措施 100

习题 101

第8章 组合变形 103

8.1 点的应力状态 103

8.1.1 单元体的概念 103

8.1.2 主平面、主应力 103

8.1.3 应力状态分类 103

8.2 斜截面上的应力 104

8.2.1 斜截面上的应力 104

8.2.2 主应力的大小和方向 105

8.2.3 最大切应力 105

8.3 强度理论 106

8.3.1 强度理论的概念 106

8.3.2 常用的四种强度理论 106

8.3.3 四种强度理论的适用范围 107

8.4 组合变形 107

8.4.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算 107

8.4.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算 108

小结 110

习题 112

第9章 平面机构概述 114

9.1 平面运动副 114

9.1.1 构件的自由度 114

9.1.2 运动副和约束 114

9.1.3 运动副的类型及表示方法 114

9.1.4 构件的分类 116

9.2 平面机构的运动简图 117

9.2.1 平面机构运动简图的概念 117

9.2.2 平面机构运动简图的绘制 117

9.3 机构具有确定相对运动的条件 118

9.3.1 平面机构自由度计算公式 118

9.3.2 计算平面机构自由度时，特殊情况的处理 119

习题 121

第10章 平面连杆机构 123

10.1 铰链四杆机构 123

10.1.1 铰链四杆机构的类型 123

10.1.2 铰链四杆机构类型判别 125

10.1.3 含有一个移动副的四杆机构 126

10.2 铰链四杆机梅的基本性质 128

10.2.1 急回运动特性 128

10.2.2 压力角和传动角 129

10.2.3 死点位置 129

10.3 平面四杆机构的设计 130

10.3.1 按给定连杆位置设计四杆机构 130

10.3.2 按给定行程速比系数K设计四杆机构 131

习题 132

第11章 凸轮机构 134

11.1 凸轮机构的应用与分类 134

11.1.1 凸轮机构的组成、应用和特点 134

11.1.2 凸轮机构的分类 135

11.2 从动件常用的运动规律 137

11.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系 137

11.2.2 从动件的常用运动规律 138

11.3 移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计 140

11.3.1 对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 140

11.3.2 滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 141

11.3.3 凸轮机构设计中应注意的几个问题 142

11.4 凸轮机构的结构设计 143

11.4.1 凸轮的结构设计 144

11.4.2 从动件的结构设计 145

11.5 高速凸轮机构简介 146

习题 146

第12章 间歇运动机构 148

12.1 棘轮机构 148

12.1.1 棘轮机构的工作原理及类型 148

12.1.2 棘轮转角的调节方法 150

12.1.3 棘轮机构的特点及应用 150

12.2 槽轮机构 151

12.2.1 槽轮机构的工作原理及类型 151

12.2.2 槽轮机构的特点及应用 152

习题 152

第13章 齿轮机构 154

13.1 齿轮传动特点、分类及应用 154

13.1.1 齿轮传动的特点 154

13.1.2 齿轮传动的类型 154

13.1.3 齿廓啮合基本定律 156

13.2 渐开线齿轮 157

13.2.1 渐开线的形成及基本性质 157

13.2.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 158

13.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 161

13.3.1 渐开线齿轮啮合传动特点 161

13.3.2 渐开线齿轮啮合传动的条件 161

13.4 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念 163

13.4.1 渐开线齿轮的切齿原理 163

13.4.2 根切现象与不发生根切时的最少齿数 164

13.4.3 变位齿轮的概念 165

13.5 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 166

13.5.1 失效形式 166

13.5.2 齿轮材料选择 168

13.5.3 齿轮传动精度等级选择 171

13.5.4 直齿圆柱齿轮传动设计 171

13.6 斜齿圆柱齿轮传动 178

13.6.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点 178

13.6.2 斜齿圆柱齿轮传动的应用 179

13.7 蜗轮蜗杆传动 181

13.8 其他齿轮传动简介 184

习题 185

第14章 轮系 188

14.1 轮系概述 188

14.1.1 轮系的类型 188

14.1.2 轮系传动比概念 189

14.2 定轴轮系传动比计算 189

14.2.1 平面定轴轮系的传动比计算 189

14.2.2 空间定轴轮系的传动比计算 190

14.3 周转轮系传动比计算 191

14.3.1 周转轮系的组成 191

14.3.2 周转轮系的传动比计算 191

14.4 复合轮系传动比计算 194

14.5 齿轮系的功用 195

14.5.1 实现大传动比传动 195

14.5.2 实现远距离传动 195

14.5.3 实现变速传动 195

14.5.4 实现换向传动 196

14.5.5 实现分路传动 196

14.5.6 实现运动的合成与分解 196

习题 197

第15章 连接 199

15.1 键连接 199

15.1.1 键连接的类型和应用 199

15.1.2 平键连接的选择和强度计算 203

15.2 花键连接 204

15.3 销连接 204

15.4 螺纹连接 204

15.4.1 螺纹的类型及主要参数 204

15.4.2 螺纹连接的基本类型、结构尺寸及应用 205

15.4.3 螺纹连接件 207

15.4.4 螺纹连接的预紧与防松 209

15.4.5 螺栓连接的失效形式 210

15.4.6 提高螺栓连接强度的措施 210

15.4.7 螺纹零件的其他用途 211

习题 211

第16章 带传动与链传动 212

16.1 带传动概述 212

16.1.1 带传动的组成 212

16.1.2 带传动的主要类型 212

16.1.3 带传动的特点和应用 213

16.1.4 带传动的弹性滑动、打滑及其传动比 213

16.2 普通V带和V带轮 214

16.2.1 普通V带的结构和标准 214

16.2.2 V带轮 215

16.3 普通V带传动的设计 217

16.3.1 带传动的失效形式和设计准则 217

16.3.2 单根V带的基本额定功率 217

16.3.3 普通V带传动的设计计算 220

16.3.4 V带传动的设计计算实例 222

16.3.5 提高带传动工作能力的措施 224

16.4 V带传动的张紧、安装和维护 224

16.4.1 V带传动的张紧 224

16.4.2 带传动的安装和维护 225

16.5 链传动简介 225

16.5.1 链传动的组成、特点、分类及应用 225

16.5.2 滚子链的结构及标准 226

16.5.3 链传动的运动特性 228

16.5.4 链传动主要参数选择 229

习题 230

第17章 轴 232

17.1 轴的功用及分类 232

17.1.1 轴的功用 232

17.1.2 轴的分类 232

17.2 轴的常用材料 233

17.3 轴的结构设计 234

17.4 轴的强度计算 238

17.4.1 传动轴的强度计算 238

17.4.2 转轴的强度计算 239

习题 243

第18章 滚动轴承 245

18.1 轴承的功用和类型 245

18.2 滚动轴承的结构、类型 245

18.2.1 滚动轴承的结构 245

18.2.2 滚动轴承的类型 246

18.3 滚动轴承的代号 248

18.3.1 基本代号 249

18.3.2 前置代号和后置代号 250

18.4 滚动轴承的选择 251

18.4.1 滚动轴承类型的选择 251

18.4.2 滚动轴承尺寸的选择 251

18.5 滚动轴承的组合设计 261

18.5.1 滚动轴承的支承结构类型 261

18.5.2 滚动轴承的轴向固定 262

18.5.3 轴承轴向位置的调整 263

18.5.4 滚动轴承的配合与装拆 264

18.6 滚动轴承的润滑与密封 264

习题 266

第19章 联轴器与离合器 267

19.1 联轴器 267

19.1.1 刚性联轴器 267

19.1.2 无弹性元件挠性联轴器 268

19.1.3 弹性联轴器 269

19.1.4 联轴器的选择 272

19.2 离合器 272

19.2.1 牙嵌式离合器 272

19.2.2 摩擦离合器 273

习题 273

参考文献 274