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第0章 绪论 1

0.1 机械的组成及本课程研究的对象 1

0.1.1 机械的组成 1

0.1.2 机器、机构和机械 2

0.1.3 构件、零件和部件 3

0.2 本课程的性质和任务 3

0.3 本课程的特点及学习方法 3

第一篇 工程力学 5

第1章 静力学基本概念 5

1.1 力和刚体的概念 5

1.1.1 力的概念 5

1.1.2 刚体的概念 6

1.2 静力学公理 6

1.3 约束与约束反力 9

1.3.1 柔性约束 9

1.3.2 光滑接触面约束 9

1.3.3 圆柱铰链约束与固定铰支座约束 10

1.3.4 辊轴支座约束 11

1.3.5 球形铰链约束 11

1.3.6 轴承约束 12

1.4 物体的受力分析和受力图 13

习题与思考题 16

第2章 平面简单力系 19

2.1 平面汇交力系的简化与平衡的几何法 19

2.1.1 平面汇交力系简化的几何法（力多边形法） 19

2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件 20

2.2 平面汇交力系的简化与平衡的解析法 21

2.2.1 力在正交坐标轴系的投影与力的解析表达式 21

2.2.2 平面汇交力系的简化解析法 22

2.2.3 平面汇交力系平衡的解析条件 23

2.3 平面力对点之矩 25

2.3.1 力对点之矩 25

2.3.2 合力矩定理及力矩的解析表达式 26

2.3.3 力矩与合力矩的解析表达式 26

2.4 平面力偶及其性质 27

2.4.1 力偶与力偶矩 27

2.4.2 力偶的性质 28

2.5 平面力偶系的简化与平衡条件 29

2.5.1 平面力偶系的简化 29

2.5.2 平面力偶系的平衡条件 30

习题与思考题 32

第3章 平面任意力系 37

3.1 平面任意力系向作用面内任一点的简化 38

3.1.1 力的平移定理 38

3.1.2 主矢和主矩 39

3.1.3 平面任意力系的简化结果分析 41

3.2 平面任意力系的平衡条件与平衡方程 42

3.3 物系的平衡—静定与静不定问题 46

习题与思考题 49

第4章 空间力系 54

4.1 空间力在直角坐标轴上的投影及其沿直角坐标轴的分解 54

4.2 空间力对点之矩与力对轴之矩 55

4.2.1 力对点之矩 55

4.2.2 力对轴之矩 56

习题与思考题 57

第5章 材料力学的基本概念 60

5.1 材料力学的任务 60

5.2 变形固体及其基本假设 61

5.3 外力、内力、截面法、应力与应变 62

5.3.1 外力 62

5.3.2 内力 62

5.3.3 截面法 63

5.3.4 应力与应变 64

5.4 杆件变形的基本形式 66

习题与思考题 67

第6章 拉伸与压缩 69

6.1 轴向拉伸与压缩的概念与实例 69

6.2 轴向拉伸与压缩时杆件横截面上的内力与应力 70

6.2.1 杆件轴向拉压的内力—轴力 70

6.2.2 横截面上的应力 71

6.3 轴向拉伸与压缩杆件的强度条件及其应用 73

6.3.1 安全系数和许用应力 73

6.3.2 杆件轴向拉、压时的强度条件 74

6.4 应力集中的概念 76

习题与思考题 77

第7章 剪切与扭转 81

7.1 剪切和挤压的概念与实用计算 81

7.1.1 剪切和挤压的概念及实例 81

7.1.2 剪切的实用计算 82

7.1.3 挤压的实用计算 84

7.2 扭转的概念与实例 86

7.3 外力偶矩、扭矩与扭矩图 86

7.4 圆轴扭转时的强度与刚度条件 89

习题与思考题 90

第8章 弯曲内力与强度计算 94

8.1 弯曲的概念和实例 94

8.2 梁的内力—剪力与弯矩 95

8.3 剪力图和弯矩图 98

8.4 梁弯曲的正应力强度条件及其应用 102

习题与思考题 106

第9章 弯曲变形与刚度计算 109

9.1 梁的挠度与转角 109

9.2 梁的刚度校核以及提高梁刚度的主要措施 110

习题与思考题 111

第10章 组合变形时杆件的强度计算 114

10.1 组合变形的概念和实例 114

10.2 弯曲与拉伸（压缩）的组合 114

10.3 弯曲与扭转的组合 118

习题与思考题 123

第二篇 机械设计基础 126

第11章 机械设计概论 126

11.1 机械设计概述 126

11.1.1 机械设计的基本要求 126

11.1.2 机械设计的一般程序 127

11.1.3 机械设计中的标准化 127

11.1.4 机械零件的主要失效形式和设计准则 128

11.2 机构运动简图及平面机构自由度 128

11.2.1 运动副及其分类 128

11.2.2 机构运动简图 129

11.2.3 平面机构的自由度 132

习题与思考题 135

第12章 平面连杆机构 138

12.1 平面连杆机构的基本知识 138

12.1.1 铰链四杆机构的基本形式 138

12.1.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件 141

12.1.3 平面四杆机构的演化 142

12.1.4 铰链四杆机构的几个基本概念 146

12.2 平面连杆机构的设计 149

12.2.1 按给定从动件的位置设计四杆机构 149

12.2.2 按给定行程速比系数K设计四杆机构 151

12.2.3 按给定两连架杆间对应位置设计四杆机构 151

12.3 速度瞬心在平面机构速度分析中的应用 152

习题与思考题 155

第13章 凸轮机构 158

13.1 凸轮机构的应用和类型 158

13.1.1 凸轮机构的应用 158

13.1.2 凸轮机构的类型 158

13.2 推杆的运动规律 161

13.2.1 凸轮机构的运动循环及基本名词术语 161

13.2.2 几种常用的推杆运动规律 161

13.3 凸轮轮廓曲线的设计 164

13.3.1 凸轮廓线设计方法的基本原理 164

13.3.2 用作图法设计凸轮廓线 165

13.4 凸轮机构的压力角和基圆半径 168

13.4.1 凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角 168

13.4.2 凸轮机构压力角与基圆半径的关系 168

13.4.3 滚子半径的选择 170

习题与思考题 170

第14章 带传动与链传动 173

14.1 带传动概述 173

14.2 带传动的工作原理和工作能力分析 175

14.2.1 带传动的力分析 175

14.2.2 带传动的应力分析 176

14.2.3 弹性滑动和传动比 177

14.2.4 带传动的失效形式和设计准则 178

14.3 V带传动的设计计算 178

14.3.1 V带的标准 178

14.3.2 V带传动设计 179

14.4 链传动 186

14.4.1 链传动概述 186

14.4.2 滚子链结构特点 188

14.4.3 链轮的结构和材料 189

14.4.4 滚子链传动的设计计算 190

习题与思考题 193

第15章 齿轮传动 195

15.1 齿轮传动的特点和类型 195

15.1.1 齿轮传动的特点 195

15.1.2 齿轮传动的分类 195

15.2 齿廓实现定角速比的条件 196

15.3 渐开线齿廓 197

15.3.1 渐开线的形成及性质 197

15.3.2 渐开线齿廓满足定角速比要求 198

15.3.3 渐开线齿廓传动的特点 198

15.4 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸 199

15.4.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数 199

15.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 201

15.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 202

15.5.1 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件 202

15.5.2 渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件 202

15.6 渐开线齿轮的切齿原理及根切与变位 203

15.6.1 齿轮加工的基本原理 203

15.6.2 轮齿的根切现象 206

15.6.3 变位齿轮的概念 206

15.6.4 齿轮传动的精度简介 207

15.7 齿轮的失效形式和齿轮材料 208

15.7.1 齿轮的失效形式 208

15.7.2 齿轮材料 209

15.8 直齿圆柱齿轮的强度计算 210

15.8.1 受力分析和计算载荷 210

15.8.2 齿面接触强度计算 212

15.8.3 齿根弯曲强度计算 213

15.8.4 参数的选择 214

15.9 斜齿圆柱齿轮传动 216

15.9.1 斜齿圆柱齿轮的啮合特点 216

15.9.2 斜齿圆柱齿轮的几何关系和几何尺寸计算 216

15.9.3 斜齿轮传动正确啮合的条件 217

15.9.4 当量齿轮和当量齿数 217

15.9.5 斜齿圆柱齿轮的强度计算 218

15.10 圆锥齿轮传动 219

15.10.1 直齿圆锥齿轮的当量齿轮和当量齿数 220

15.10.2 直齿圆锥齿轮的几何关系和几何尺寸计算 220

15.10.3 直齿圆锥齿轮的强度计算 221

15.11 齿轮的结构设计 223

15.11.1 锻造齿轮 223

15.11.2 铸造齿轮 224

15.12 齿轮传动的润滑 224

15.12.1 齿轮传动的效率 224

15.12.2 齿轮传动的润滑 225

习题与思考题 225

第16章 轮系 228

16.1 轮系的分类 228

16.2 定轴轮系传动比 229

16.3 周转轮系传动比 230

16.3.1 周转轮系的组成 230

16.3.2 周转轮系的传动比 231

16.4 混合轮系传动比 233

习题与思考题 234

第17章 螺纹连接与螺旋传动 236

17.1 螺纹 236

17.1.1 螺纹的形成 236

17.1.2 螺纹的主要参数 237

17.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁 237

17.1.4 机械制造常用螺纹 240

17.2 螺纹连接的基本类型和标准连接件 241

17.2.1 螺纹连接的基本类型 241

17.2.2 标准螺纹连接件 242

17.3 螺纹连接的预紧和防松 243

17.3.1 螺纹连接的预紧 243

17.3.2 螺纹连接的防松 245

17.4 螺纹连接的强度计算 247

17.4.1 松螺栓连接 247

17.4.2 紧螺栓连接 247

17.4.3 螺栓连接件的材料及其许用应力 252

17.5 螺栓组连接的结构设计 254

17.6 螺旋传动 256

17.6.1 螺旋传动的类型和应用 256

17.6.2 滑动螺旋的设计计算 257

习题与思考题 260

第18章 轴及轴毂连接 262

18.1 概述 262

18.1.1 轴的分类 262

18.1.2 轴的设计要求和设计步骤 263

18.1.3 轴的材料 263

18.2 轴的结构设计 264

18.2.1 满足使用的要求 265

18.2.2 良好的结构工艺性 266

18.2.3 提高轴的疲劳强度 267

18.3 轴的计算 268

18.3.1 轴的强度计算 268

18.3.2 轴的刚度计算 274

18.4 轴毂连接 274

18.4.1 平键连接 275

18.4.2 半圆键连接 275

18.4.3 楔键连接 275

18.4.4 平键连接的尺寸选择和强度校核 276

18.4.5 花键连接 277

18.4.6 销连接 278

18.4.7 成形连接 279

习题与思考题 280

第19章 滚动轴承 282

19.1 滚动轴承的构造、类型和代号 282

19.1.1 滚动轴承的结构及材料 282

19.1.2 滚动轴承的类型 283

19.1.3 滚动轴承的类型选择 286

19.1.4 滚动轴承的代号 287

19.2 滚动轴承的失效形式及其选择计算 290

19.2.1 滚动轴承的受力 290

19.2.2 滚动轴承的失效形式及计算准则 291

19.2.3 轴承寿命的计算 291

19.2.4 滚动轴承的静强度计算 295

19.2.5 极限转速 296

19.3 滚动轴承部件的组合设计 297

19.3.1 滚动轴承部件的支承方式 298

19.3.2 滚动轴承的配合 300

19.3.3 滚动轴承的密封 301

19.3.4 轴承的润滑 301

习题与思考题 301

第20章 滑动轴承 303

20.1 滑动轴承的结构形式 303

20.1.1 径向滑动轴承 303

20.1.2 推力滑动轴承 304

20.2 轴承材料和轴瓦结构 305

20.2.1 轴瓦材料 305

20.2.2 轴瓦结构 308

20.3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 309

20.3.1 非液体摩擦径向滑动轴承的计算 310

20.3.2 非液体摩擦推力滑动轴承的计算 311

20.4 液体动压滑动原理简介 311

20.4.1 流体动压形成原理 311

20.4.2 向心滑动轴承动压油膜形成过程 312

20.5 液体静压润滑原理简介 313

习题与思考题 314

第21章 联轴器、离合器和制动器 315

21.1 概述 315

21.2 联轴器 315

21.2.1 刚性联轴器 316

21.2.2 挠性联轴器 316

21.3 离合器 320

21.4 制动器 322

习题与思考题 323

参考文献 324