工程力学与机械设计基础 第2版PDF电子书下载

第1篇　静力学 2

第1章　静力学基础 2

1.1　静力学的基本概念 2

1.1.1　力的概念 2

1.1.2　刚体的概念 3

1.1.3　平衡的概念 3

1.2　静力学公理 3

1.3　约束、约束反力与受力图 6

1.3.1　研究对象与受力图的概念 6

1.3.2　约束与约束反力 6

1.3.3　工程上常见的几种约束类型及其反力方向的确定 7

本章小结 11

思考题和习题1 11

第2章　平面力系 14

2.1　平面汇交力系 14

2.1.1　平面汇交力系及其实例 14

2.1.2　平面汇交力系合成与平衡的解析法 14

2.2　平面力偶系的合成与平衡 19

2.2.1　力对点之矩 19

2.2.2　合力矩定理 19

2.2.3　力偶与力偶矩 20

2.2.4　平面力偶系的合成与平衡 22

2.3　平面一般力系 23

2.3.1　平面一般力系的平衡方程及其应用 24

本章小结 27

思考题和习题2 28

第3章　空间力系 32

3.1　力在空间直角坐标轴上的投影 32

3.1.1　一次投影法 32

3.1.2　二次投影法 32

3.2　力对轴之矩及合力矩定理 33

3.3　空间力系的平衡 34

3.3.1 空间一般力系的平衡方程 34

3.3.2　空间汇交力系的平衡方程 35

3.3.3　空间平行力系的平衡方程 35

3.4　空间力系问题的平面解法 37

本章小结 40

思考题和习题3 40

第2篇　运动学 43

第4章　点的运动 43

4.1　确定点位置的方法，运动方程 43

4.1.1 自然法 43

4.1.2　直角坐标法 44

4.2　用自然法确定点的速度 45

4.3　用直角坐标法确定点的速度 47

本章小结 49

思考题和习题4 50

第5章　刚体的基本运动 52

5.1　刚体的平行移动 52

5.2　刚体的定轴转动 53

5.2.1　转动方程 53

5.2.2　角速度 53

5.3　转动刚体上各点的速度 55

5.4　定轴轮系的传动比 57

本章小结 58

思考题和习题5 58

第6章　点的合成运动 60

6.1　相对运动、绝对运动和牵连运动 60

6.2　点的速度合成定理 62

本章小结 65

思考题和习题6 66

第7章　刚体的平面运动 68

7.1　刚体的平面运动分析 68

7.2　平面运动分解为平动和转动 69

7.3　合成法求平面图形内各点的速度 70

7.4　速度投影法求平面图形内各点的速度 71

7.5　瞬心法求平面图形内各点的速度 72

7.5.1　瞬时速度中心 72

7.5.2　平面图形内的各点的速度及其分布 73

7.5.3　确定瞬心位置的方法 74

本章小结 78

思考题和习题7 78

第3篇　材料力学 83

第8章　拉伸和压缩 83

8.1　拉伸和压缩的概念 83

8.2　拉伸和压缩时的内力与截面法 83

8.2.1 内力 83

8.2.2　截面法 84

8.3　横截面上的正应力 85

8.4　轴向变形和胡克定律及横向变形 86

8.4.1　轴向变形和胡克定律 86

8.4.2　横向变形 88

8.5　拉伸和压缩时材料的力学性能 89

8.5.1　塑性材料拉伸时的力学性能 89

8.5.2　脆性材料拉伸时的力学性能 92

8.5.3　塑性材料压缩时的力学性能 92

8.5.4　脆性材料压缩时的力学性能 92

8.6　应力集中的概念 94

8.7　拉伸和压缩时的强度计算 95

8.7.1　许用应力和安全系数 95

8.7.2　强度计算 96

本章小结 98

思考题和习题8 99

第9章　剪切与挤压 101

9.1　剪切的概念与剪应力 101

9.2　挤压的概念与挤压应力 102

9.3　剪切与挤压的实用计算 103

本章小结 105

思考题和习题9 106

第10章　扭转 108

10.1　扭转的概念 108

10.2　扭转时的内力——扭矩和扭矩图 108

10.2.1 扭矩 108

10.2.2　扭矩图 110

10.3 圆轴扭转时的应力 110

10.3.1 横截面上剪应力的分布规律 110

10.3.2　最大剪应力的计算公式 111

10.4　圆轴扭转时的变形 112

10.4.1　扭转角 112

10.4.2　单位长度扭转角 113

10.5　圆轴扭转时的强度和刚度计算 113

10.5.1　强度条件 113

10.5.2　刚度条件 113

本章小结 116

思考题和习题10 117

第11章　直梁的弯曲 120

11.1　平面弯曲的概念 120

11.2　梁弯曲时横截面上的内力——剪力和弯矩 121

11.3　剪力图和弯矩图 123

11.3.1　剪力方程和弯矩方程 123

11.3.2　剪力图和弯矩图 123

11.4　纯弯曲时梁横截面上的应力 129

11.4.1　实验观察与假设 129

11.4.2　应变与应力分布规律 130

11.4.3　弯曲正应力计算公式 131

11.4.4　圆形和矩形截面的惯性矩、抗弯截面模量 133

11.5　梁弯曲的强度条件 134

11.6　梁的弯曲变形 137

11.6.1　挠度和转角 137

11.6.2　用叠加法计算梁的变形 140

本章小结 140

思考题和习题11 141

第12章　组合变形的强度计算 145

12.1　组合变形的工程实例及分析方法 145

12.2　拉伸（压缩）与弯曲的组合变形时的强度计算 146

12.3　扭转与弯曲的组合变形时的强度计算 147

本章小结 155

思考题和习题12 156

第13章　压杆的稳定 159

13.1　压杆稳定的概念 159

13.2　细长压杆的临界力 160

13.2.1　欧拉公式 160

13.2.2　临界应力 161

13.2.3　欧拉公式的适用范围 161

本章小结 162

思考题和习题13 162

第14章　动荷应力和交变应力 163

14.1　动载荷和动荷应力概念 163

14.2　交变应力的概念 163

14.3　交变应力的循环特性及类型 164

14.3.1　交变应力的循环特性 164

14.3.2　交变应力的类型 165

本章小结 165

思考题和习题14 165

第4篇　机械设计基础第15章　平面连杆机构 167

15.1　平面机构运动分析 167

15.1.1　机构的运动副 167

15.1.2　自由度及约束 167

15.1.3　运动副的分类 168

15.1.4　机构运动简图简介 168

15.1.5　平面机构的自由度计算 170

15.2　平面四杆机构 173

15.2.1 平面四杆机构的基本形式、特点及应用 173

15.2.2　铰链四杆机构 173

15.2.3　滑块四杆机构 175

15.2.4　平面四杆机构的工作特性 178

15.3　平面四杆机构的设计 181

15.3.1 按给定的行程速比系数K设计四杆机构 181

15.3.2　按连杆的预定位置设计四杆机构 182

本章小结 183

思考题和习题15 184

第16章　凸轮机构和间歇运动机构 186

16.1　概述 186

16.1.1 凸轮机构的组成、特点和应用 186

16.1.2　凸轮机构的分类 186

16.2　凸轮的轮廓与从动件的运动规律 188

16.2.1　确定凸轮轮廓的基本依据 188

16.2.2　凸轮机构的基本尺寸和运动参数 188

16.2.3　从动件的常用运动规律 189

16.3　盘形凸轮轮廓曲线的设计 192

16.3.1　对心直动尖顶从动件盘形凸轮 193

16.3.2　对心直动滚子从动件盘形凸轮 194

16.3.3　偏置直动尖项从动件盘形凸轮 194

16.3.4　用图解法绘制凸轮轮廓应注意的事项 195

16.4　凸轮机构基本尺寸的确定 196

16.4.1　滚子半径与运动失真 196

16.4.2　压力角及其许用值 196

16.4.3　基圆半径的选择 197

16.4.4　偏距的大小及其方位 198

16.5　棘轮机构 200

16.5.1　工作原理、类型和应用 200

16.5.2　棘轮机构的结构及调整 201

16.6　槽轮机构 203

16.6.1　工作原理、类型和应用 203

16.6.2　外啮合槽轮机构的设计 204

本章小结 205

思考题和习题16 206

第17章　连接 207

17.1　螺纹连接 207

17.1.1　概述 207

17.1.2　螺纹连接类型及适用场合和结构尺寸 207

17.1.3　螺纹连接的预紧及防松 209

17.2　螺栓连接的强度计算 211

17.2.1　普通螺栓的强度计算 211

17.2.2　铰制孔用螺栓的强度计算 218

17.3　键、销连接 219

17.3.1　键连接功用和分类 219

17.3.2　普通平键连接的尺寸选择及强度校核 223

17.3.3　花键连接的类型及特点 225

17.3.4　销连接 226

本章小结 226

思考题和习题17 226

第18章　带传动 228

18.1　概述 228

18.1.1　带传动的组成、分类、工作原理及特点 228

18.1.2　普通V带的构造和标准 229

18.2　带传动的受力分析、失效形式 232

18.2.1　带传动的受力分析和应力分析 232

18.2.2　带传动的弹性滑动及其传动比 234

18.2.3　带传动的失效形式和计算准则 235

18.3　V带传动的设计 238

18.3.1 设计的已知条件和设计内容 238

18.3.2　设计方法和步骤 238

本章小结 244

思考题和习题18 244

第19章　圆柱齿轮传动 245

19.1　概述 245

19.1.1　齿轮机构的组成、特点、分类和应用 245

19.1.2　渐开线形成及其性质 246

19.1.3　渐开线齿廓能满足定传动比要求 248

19.2　直齿圆柱齿轮传动 249

19.2.1　渐开线齿轮各部分名称、主要参数、主要尺寸 249

19.2.2　渐开线齿轮的啮合传动、重合度 252

19.2.3　齿轮常用材料及热处理、齿轮传动精度简介 253

19.2.4　齿轮传动精度简介 256

19.2.5　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 257

19.3　齿轮齿形加工 266

19.3.1　渐开线齿轮切齿原理及方法 266

19.3.2　渐开线标准直齿圆柱齿轮根切现象和不根切的最少齿数 267

19.4　斜齿圆柱齿轮传动 269

19.4.1　斜齿圆柱齿轮的形成、主要参数、几何尺寸 269

19.4.2　正确啮合条件、重合度、当量齿数、主要优缺点 271

19.5　斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 273

19.5.1　齿轮受力分析 273

19.5.2　强度计算 275

本章小结 276

思考题和习题19 276

第20章　轮系 278

20.1　概述 278

20.2　定轴轮系的传动比 279

20.3　行星轮系的传动比 282

20.3.1　行星轮系的组成 282

20.3.2　行星轮系的传动比计算 282

20.4　复合轮系的传动比 285

本章小结 287

思考题和习题20 287

第21章　轴 289

21.1　轴的结构设计 289

21.1.1　轴的功用、分类及材料 289

21.1.2　轴设计的基本要求 290

21.1.3　轴的结构设计 290

21.2　轴的强度计算 294

21.2.1　按许用切应力计算 294

21.2.2　按许用弯曲应力计算 295

21.2.3　安全系数校核计算 296

21.3　轴的刚度计算 299

21.4　提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施 300

21.4.1　合理布置轴上零件，减小轴受转矩 300

21.4.2　改进轴上零件结构，减小轴受弯矩 300

21.4.3　采用载荷分担的方法减小轴的载荷 300

21.4.4　采用力平衡或局部相互抵消的办法减小轴的载荷 301

21.4.5　改变支点位置，改善轴的强度和刚度 301

21.4.6　改进轴的结构，减少应力集中 302

21.4.7　改善表面品质提高轴的疲劳强度 302

本章小结 302

思考题和习题21 303

第22章　轴承 304

22.1　滚动轴承类型、特点、精度及代号 304

22.1.1　滚动轴承的构造 304

22.1.2　滚动轴承的类型和特点 304

22.1.3　滚动轴承的代号 306

22.2　滚动轴承失效形式 309

22.3　滚动轴承组合设计 310

22.3.1　滚动轴承的轴向固定 310

22.3.2　轴的支承结构形式 311

22.3.3　轴承的组合调整 313

22.3.4　轴承的装拆 313

22.4　滚动轴承的选择 314

22.5　滚动轴承的寿命计算 315

22.5.1　基本额定寿命、基本额定动载荷和寿命计算公式 315

22.5.2　滚动轴承的当量动载荷 317

22.5.3　角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向力 318

本章小结 322

思考题和习题22 322

第23章　联轴器和离合器 323

23.1　概述 323

23.2　联轴器 324

23.2.1　刚性联轴器 324

23.2.2　无弹性元件的挠性联轴器 325

23.2.3　非金属弹性元件挠性联轴器 327

23.2.4　金属弹性元件联轴器 328

23.2.5　安全联轴器 328

23.3　离合器 328

23.3.1　操纵式离合器 328

23.3.2 自动离合器 330

23.4　制动器 332

23.4.1　圆盘制动器 332

23.4.2　带式制动器 332

23.4.3　块式短闸瓦制动器 332

23.4.4　制动器的发热 333

本章小结 333

思考题和习题23 333

第24章　摩擦磨损和润滑 334

24.1　摩擦、磨损和润滑 334

24.1.1　摩擦、磨损的基本概念 334

24.1.2　润滑 335

24.2　机械传动常用的润滑方式及机械效率 337

24.2.1　机械传动常用的润滑方式 337

24.2.2　脂和固体润滑的润滑方式及其润滑装置 339

24.2.3　机械的效率 340

本章小结 341

思考题和习题24 341

部分思考题和习题参考答案 343

附录A　热轧普通工字钢（摘自GB706—88） 348