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第1章 总论 1

1.1 机械的基本知识 1

1.1.1 机器的初步认识 1

1.1.2 机器与机构、机械、构件与零件的概念 2

1.2 机械设计的基本内容与要求 3

1.2.1 机械设计的基本内容 3

1.2.2 机械设计的基本要求 4

1.3 零件的失效形式及设计准则 5

1.3.1 零件的常见失效形式 5

1.3.2 零件的设计准则 5

1.4 本课程的学习内容与任务 6

思考题 6

第一篇 力学基础篇 8

第2章 静力分析基础 8

2.1 静力分析基本概念 8

2.1.1 基本概念 8

2.1.2 静力学基本公理 9

2.2 受力分析 11

2.2.1 约束与约束反力 11

2.2.2 受力分析与受力图 13

2.3 平面力系 15

2.3.1 力在坐标轴上的投影、力对点之矩和力偶 15

2.3.2 平面汇交力系的合成与平衡 18

2.3.3 平面任意力系的简化与平衡 20

2.4 考虑摩擦的平衡问题及螺纹受力分析 24

2.4.1 滑动摩擦的基本知识 25

2.4.2 摩擦角与自锁现象 25

2.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 26

2.4.4 螺纹副的受力分析、自锁和机械效应 28

2.5 空间力系简介 30

2.5.1 力在空间直角坐标轴上的投影 30

2.5.2 力对轴之矩 31

2.5.3 空间任意力系的平衡方程及应用 31

练习题 34

第3章 承载能力分析基础 37

3.1 承载能力分析基本知识 37

3.1.1 承载能力分析的任务 37

3.1.2 变形体及其基本假设 37

3.1.3 杆件变形的基本形式 38

3.2 轴向拉伸与压缩 38

3.2.1 轴向拉伸与压缩的概念 38

3.2.2 轴向拉伸与压缩时的内力计算及轴力图 39

3.2.3 轴向拉伸与压缩时横截面上的应力 41

3.2.4 轴向拉伸与压缩时的变形 42

3.2.5 材料在拉伸与压缩时的力学性能 43

3.2.6 轴向拉伸与压缩时的强度计算 45

3.3 剪切和挤压 47

3.3.1 剪切和挤压的概念 47

3.3.2 剪切和挤压的实用计算方法与实例 48

3.4 圆轴扭转 49

3.4.1 扭转的概念 49

3.4.2 外力偶矩、扭矩和扭矩图 50

3.4.3 圆轴扭转时的应力及变形 52

3.4.4 圆轴扭转时的强度与刚度条件 54

3.5 梁的平面弯曲 55

3.5.1 平面弯曲的概念与实例 55

3.5.2 梁弯曲时的内力 56

3.5.3 剪力图与弯矩图 59

3.5.4 纯弯曲时梁的正应力 63

3.5.5 梁的弯曲强度条件及应用 66

3.5.6 梁的弯曲变形与刚度计算 68

3.6 组合变形的强度计算 70

3.6.1 组合变形的概念 70

3.6.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 71

3.6.3 弯曲与扭转组合变形 73

3.7 疲劳失效 76

3.7.1 应力的种类 76

3.7.2 疲劳失效 77

3.7.3 材料的持久极限及其影响因素 77

练习题 79

第二篇 常用机构篇 84

第4章 平面机构运动的基本知识 84

4.1 平面机构的运动简图 84

4.1.1 运动副及其分类 84

4.1.2 平面机构的运动简图 85

4.2 平面机构产生确定运动的条件 88

4.2.1 平面机构自由度的计算 88

4.2.2 机构具有确定相对运动的条件 89

4.2.3 计算机构自由度时应注意的事项 90

练习题 92

第5章 平面连杆机构 94

5.1 平面四杆机构的基本类型 94

5.1.1 平面四杆机构的基本类型及应用 94

5.1.2 铰链四杆机构存在曲柄的条件 97

5.2 四杆机构的演化形式 98

5.2.1 曲柄滑块机构 98

5.2.2 偏心轮机构 99

5.2.3 导杆机构 99

5.3 平面四杆机构的基本特性 101

5.3.1 急回特性和行程速比系数 101

5.3.2 压力角和传动角 102

5.3.3 死点位置 103

5.4 平面四杆机构的设计 104

5.4.1 按给定行程速比系数设计四杆机构 105

5.4.2 按给定连杆位置设计四杆机构 106

练习题 107

第6章 凸轮机构 110

6.1 凸轮机构的应用及类型 110

6.1.1 凸轮机构的应用及特点 110

6.1.2 凸轮机构的分类 111

6.2 从动件的常用运动规律 112

6.2.1 凸轮轮廓与从动件运动的关系 112

6.2.2 常用的从动件运动规律 113

6.3 凸轮机构的图解法设计 115

6.3.1 图解法设计凸轮轮廓 115

6.3.2 凸轮轮廓设计时应注意的问题 117

练习题 119

第7章 间歇机构 121

7.1 棘轮机构 121

7.1.1 棘轮机构的工作原理、类型及特点 121

7.1.2 棘轮转角的调节 123

7.1.3 棘轮机构的应用 123

7.2 槽轮机构 124

7.2.1 槽轮机构的工作原理及类型 124

7.2.2 槽轮机构的特点及应用 125

练习题 125

第三篇 机械传动篇 127

第8章 带传动和链传动 127

8.1 带传动的工作情况分析 127

8.1.1 带传动的类型及特点 127

8.1.2 摩擦带传动的工作情况分析 128

8.2 普通V带传动 131

8.2.1 普通V带的结构和标准 131

8.2.2 V带传动的设计和计算 133

8.2.3 普通V带带轮的结构 139

8.2.4 带传动的张紧和维护 139

8.3 同步带传动 141

8.3.1 同步带传动的特点和类型 141

8.3.2 同步带的参数和标记 142

8.3.3 同步带轮 142

8.4 链传动 143

8.4.1 链传动的特点和类型 143

8.4.2 滚子链和链轮的结构 144

8.4.3 链传动的失效形式 145

8.4.4 链传动的布置、张紧和润滑 146

练习题 147

第9章 齿轮传动 149

9.1 齿轮传动的特点和类型 149

9.1.1 齿轮传动的特点 149

9.1.2 齿轮传动的类型 149

9.2 渐开线的性质及渐开线齿廓的啮合特性 150

9.2.1 渐开线的形成及其性质 150

9.2.2 渐开线齿廓的啮合特性 151

9.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动 152

9.3.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 152

9.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 154

9.3.3 渐开线齿轮的切齿原理 155

9.3.4 齿轮的失效形式及强度计算 158

9.4 斜齿圆柱齿轮传动 161

9.4.1 斜齿齿廓的形成及啮合特点 161

9.4.2 斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算 162

9.4.3 斜齿轮的当量齿数 163

9.4.4 斜齿轮的受力分析 163

9.5 圆锥齿轮传动 164

9.5.1 直齿圆锥齿轮传动的特点 164

9.5.2 直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 165

9.6 齿轮的结构设计与润滑 166

9.6.1 齿轮的结构设计 166

9.6.2 齿轮传动的润滑 168

练习题 169

第10章 蜗杆传动 170

10.1 蜗杆传动的类型和特点 170

10.1.1 蜗杆传动的类型 170

10.1.2 蜗杆传动的特点 170

10.2 蜗杆传动的基本参数和计算 171

10.2.1 蜗杆传动的基本参数 171

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 173

10.3 蜗杆传动的失效形式、材料及结构 174

10.3.1 蜗杆传动的失效形式 174

10.3.2 蜗杆蜗轮的材料选择 174

10.3.3 蜗杆蜗轮的结构设计 174

10.4 蜗杆传动的强度计算 175

10.4.1 蜗杆传动的受力分析 175

10.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 176

10.5 蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑 176

10.5.1 蜗杆传动的效率 176

10.5.2 蜗杆传动的热平衡计算 177

10.5.3 蜗杆传动的润滑 177

练习题 178

第11章 轴系零部件 179

11.1 轴 179

11.1.1 轴的分类和材料 179

11.1.2 轴的结构 181

11.1.3 轴的强度和刚度计算 182

11.2 滚动轴承 184

11.2.1 滚动轴承的结构和类型 184

11.2.2 滚动轴承代号 187

11.2.3 滚动轴承的选择 190

11.3 滑动轴承 196

11.3.1 滑动轴承的分类和结构 196

11.3.2 轴瓦结构及常用材料 199

11.4 键连接和花键连接 202

11.4.1 键连接的类型 202

11.4.2 键连接设计 204

11.4.3 花键连接 205

11.5 联轴器和离合器 206

11.5.1 联轴器 207

11.5.2 离合器 212

11.6 轴系结构设计 213

11.6.1 轴上零件的定位与固定 213

11.6.2 滚动轴承支承结构形式 216

11.6.3 轴承组合的调整 218

11.6.4 轴系的结构工艺性 219

11.6.5 提高轴的疲劳强度 220

11.7 轴系的维护与保养 221

11.7.1 轴上零件的安装与拆卸 221

11.7.2 轴承的润滑与密封 222

练习题 225

第12章 螺纹连接及螺旋传动 229

12.1 螺纹连接 229

12.1.1 螺纹的形成、类型及主要参数 229

12.1.2 螺纹连接件与螺纹连接的基本类型 231

12.1.3 螺纹连接的预紧与防松 234

12.1.4 螺纹连接的强度计算 236

12.1.5 螺栓组连接的结构设计 238

12.2 螺旋传动 241

12.2.1 螺旋传动的类型及应用 241

12.2.2 滑动螺旋传动简介 241

12.2.3 滚动螺旋传动简介 242

练习题 243

第13章 轮系 245

13.1 轮系的类型 245

13.2 定轴轮系及其传动比 245

13.2.1 传动比大小的计算 246

13.2.2 空间定轴轮系主、从动轮转向关系的确定 246

13.3 周转轮系及其传动比 248

13.3.1 周转轮系的组成 248

13.3.2 周转轮系传动比的计算 249

13.4 混合轮系及其传动比 251

13.5 轮系的应用 252

13.6 减速器 254

13.6.1 常用减速器的形式及应用特点 255

13.6.2 初步确定减速器的形式和零部件的类型 256

13.6.3 常用减速器的系列化参数及其选择 257

练习题 258

附录 型钢表 261

一、热轧等边角钢（GB/T9787—1988） 261

二、热轧工字钢（GB/T706—1988） 262

三、热轧槽钢（GB/T707—1988） 263

参考文献 264