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第一篇 工程力学基础 4

第1章 静力学基础 4

1.1 静力分析基础 4

1.1.1 静力分析的基本概念 4

1.1.2 静力学的基本理论和定理 5

1.1.3 约束和约束反力 8

1.1.4 受力分析与受力图 11

1.2 平面力系 13

1.2.1 平面汇交力系 13

1.2.2 力矩及平面力偶系 18

1.2.3 平面任意力系 21

1.2.4 考虑摩擦时的物体平衡问题 25

1.3 空间力系 29

1.3.1 力的投影和力对轴之矩 29

1.3.2 空间力系的平衡 31

1.3.3 空间力系平衡问题的平面解法 33

复习思考题 33

第2章 运动力学基础 37

2.1 刚体转动的基本概念 37

2.1.1 转动方程 37

2.1.2 角速度 37

2.1.3 角加速度 38

2.1.4 刚体匀速定轴转动和匀变速转动 38

2.2 转动刚体上点的速度和加速度 40

2.2.1 点的运动速度、加速度 40

2.2.2 转动刚体上点的速度、加速度 41

2.3 转动惯量、惯性力的概念 43

2.3.1 转动惯量 43

2.3.2 惯性力的概念 46

复习思考题 46

第3章 材料力学基础 48

3.1 概述 48

3.2 轴向拉伸与压缩 49

3.2.1 轴向拉伸与压缩的概念 49

3.2.2 拉（压）杆的轴力和轴力图 49

3.2.3 拉（压）杆横截面的应力 52

3.2.4 拉（压）杆的变形 54

3.2.5 材料拉伸和压缩时的力学性能 55

3.2.6 拉（压）杆的强度计算 59

3.3 剪切与挤压 61

3.3.1 概述 61

3.3.2 剪切和挤压的实用计算 62

3.4 圆轴的扭转 65

3.4.1 概述 65

3.4.2 扭转时的内力 66

3.4.3 圆轴扭转时的应力与变形 68

3.4.4 圆轴扭转时的强度和刚度计算 71

3.5 直梁的弯曲 75

3.5.1 概述 75

3.5.2 静定梁的基本形式 76

3.5.3 平面弯曲时梁横截面上的内力 77

3.5.4 剪力图和弯矩图 79

3.5.5 弯曲时的正应力 82

3.5.6 弯曲正应力的强度条件 86

3.5.7 提高弯曲强度的措施 86

3.5.8 梁的变形 88

3.5.9 组合变形的强度计算 90

3.6 交变应力和疲劳强度 95

3.6.1 交变应力 95

3.6.2 疲劳强度 97

复习思考题 99

第二篇 常用机构 104

第4章 平面机构的运动简图和自由度4.1 机构的组成、运动副及其分类 104

4.1.1 机器及其组成 104

4.1.2 平面运动副及其分类 106

4.1.3 平面运动副的约束 108

4.2 平面机构的运动简图 108

4.2.1 绘制机构运动简图的目的 108

4.2.2 平面机构运动简图的绘制 109

4.3 平面机构的自由度 111

4.3.1 平面机构自由度的计算 111

4.3.2 机构具有确定运动的条件 111

4.3.3 计算平面机构自由度时应注意的问题 112

复习思考题 114

第5章 平面连杆机构 116

5.1 铰接四杆机构 116

5.1.1 铰接四杆机构的组成 116

5.1.2 铰接四杆机构的类型及应用 116

5.1.3 铰接四杆机构中曲柄存在的条件 118

5.2 含有一个移动副的平面四杆机构 120

5.2.1 曲柄滑块机构 120

5.2.2 偏心轮机构 120

5.2.3 导杆机构 121

5.2.4 摇块机构和定块机构 121

5.3 平面四杆机构的工作特性 122

5.3.1 急回特性和行程速比系数 122

5.3.2 压力角与传动角 123

5.3.3 死点位置 124

5.4 铰接四杆机构的运动设计 125

5.4.1 按给定的连杆位置设计四杆机构 126

5.4.2 按给定的行程速比系数K设计四杆机构 126

复习思考题 127

第6章 凸轮机构 130

6.1 概述 130

6.1.1 凸轮机构的组成、特点及应用 130

6.1.2 凸轮机构的分类 131

6.2 从动件的常用运动规律 133

6.2.1 凸轮与从动件的运动关系 133

6.2.2 等速运动规律 134

6.2.3 等加速等减速运动规律 134

6.3 盘形凸轮机构的设计 135

6.3.1 作图原理 135

6.3.2 尖顶对心移动从动件盘形凸轮的设计 136

6.3.3 滚子对心移动从动件盘形凸轮的设计 137

6.3.4 偏置移动从动件盘形凸轮的设计 137

6.3.5 凸轮机构设计中的几个问题 138

6.3.6 凸轮的材料、加工及固定 140

6.4 CAD方法在凸轮轮廓曲线设计中的应用 142

6.4.1 建立平面凸轮轮廓曲线的方程 142

6.4.2 计算机辅助设计凸轮轮廓的程序框图 143

复习思考题 144

第7章 间歇运动机构 145

7.1 棘轮机构 145

7.1.1 棘轮机构的组成和工作原理 145

7.1.2 棘轮转角的调节方法 146

7.1.3 棘轮机构的特点及应用 146

7.2 槽轮机构 147

7.2.1 槽轮机构的组成及工作原理 147

7.2.2 槽轮机构的类型、特点及应用 148

7.2.3 槽轮机构槽数Z和拨盘圆柱销数k的选择 148

复习思考题 149

第三篇 机械传动设计 151

第8章 带传动 151

8.1 带传动概述 151

8.1.1 带传动的组成及工作原理 151

8.1.2 带传动的特点 151

8.1.3 带传动的主要类型与应用 152

8.2 V带和V带轮 153

8.2.1 V带的构造和标准 153

8.2.2 V带轮的结构 155

8.3 V带传动的工作能力分析 156

8.3.1 带传动中的受力分析 156

8.3.2 传动带工作时的应力分析 158

8.3.3 弹性滑动和打滑 159

8.4 V带传动设计 160

8.4.1 带传动的失效形式和设计准则 160

8.4.2 单根V带的基本额定功率 160

8.4.3 V带传动的设计步骤和计算方法 164

8.4.4 V带传动的设计计算实例 167

8.5 V带传动的使用和维护 168

8.5.1 V带传动的张紧装置 168

8.5.2 V带传动的安装与维护 169

复习思考题 170

第9章 齿轮传动 171

9.1 齿轮传动的特点和基本类型 171

9.1.1 齿轮传动的分类 171

9.1.2 齿轮机构的特点 172

9.1.3 齿廓啮合基本定律 172

9.2 渐开线和渐开线齿廓 173

9.2.1 渐开线的形成及性质 173

9.2.2 渐开线齿廓的啮合特点 174

9.3 渐开线齿轮各部分名称和几何尺寸 175

9.3.1 齿轮各部分名称及符号 175

9.3.2 主要参数 176

9.3.3 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 177

9.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 178

9.4.1 正确啮合条件 178

9.4.2 中心距和啮合角 179

9.4.3 连续传动条件和重合度 180

9.5 渐开线齿轮的加工原理 181

9.5.1 仿形法 181

9.5.2 范成法 182

9.6 渐开线标准直齿圆柱齿轮的根切现象和不根切的最小齿数 183

9.6.1 渐开线齿轮的根切现象 183

9.6.2 不根切的最小齿数 183

9.7 变位齿轮 184

9.7.1 变位的概念 184

9.7.2 变位后对轮齿尺寸的影响 185

9.7.3 变位齿轮的无齿侧间隙啮合 185

9.8 齿轮传动的常用材料、失效形式与设计准则 188

9.8.1 齿轮传动的常用材料 188

9.8.2 齿轮传动的失效形式 190

9.8.3 设计准则 191

9.9 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 191

9.9.1 轮齿的受力分析 191

9.9.2 齿面接触疲劳强度计算 193

9.9.3 齿根弯曲疲劳强度的计算 195

9.9.4 齿轮的许用应力 196

9.9.5 齿轮传动主要参数的选择和设计步骤 199

9.9.6 应用实例 202

9.10 斜齿圆柱齿轮传动 204

9.10.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点 204

9.10.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 205

9.10.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 208

9.10.4 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 208

9.11 直齿圆锥齿轮传动简介 209

9.11.1 直齿圆锥齿轮的齿廓曲线 209

9.11.2 直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数 210

9.11.3 直齿圆锥齿轮的基本参数 210

9.11.4 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 211

复习思考题 212

第10章 蜗杆传动 214

10.1 蜗杆传动的特点和类型 214

10.1.1 蜗杆传动的特点 214

10.1.2 蜗杆传动的类型 215

10.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 216

10.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择 217

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 219

10.3 蜗杆传动的失效形式及受力分析 220

10.3.1 蜗杆传动的失效形式及设计准则 220

10.3.2 蜗杆蜗轮常用材料选择及热处理 220

10.3.3 蜗杆传动的受力分析及方向判定 222

10.4 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 223

10.4.1 蜗杆传动的效率 223

10.4.2 蜗杆传动的润滑 224

10.4.3 蜗杆传动的热平衡计算 224

复习思考题 225

第11章 轮系 227

11.1 轮系的类型及功用 227

11.1.1 定轴轮系 227

11.1.2 行星轮系 228

11.1.3 轮系的功用 228

11.2 定轴轮系传动比 229

11.2.1 轮系的传动比 229

11.2.2 传动比的计算 229

11.3 行星轮系传动比 231

11.3.1 单级行星轮系传动比的计算 231

11.3.2 多级行星轮系传动比的计算 233

11.4 复合轮系传动比 234

复习思考题 236

第12章 连接类型 238

12.1 键连接 238

12.1.1 键连接的类型及应用 238

12.1.2 平键连接的设计 240

12.2 花键连接 242

12.3 销连接 243

12.4 螺纹连接 244

12.4.1 螺纹的主要参数及分类 244

12.4.2 螺纹连接的基本类型及螺纹连接件 248

12.4.3 螺纹连接的预紧和防松 251

12.4.4 螺栓组连接的结构设计 254

12.5 联轴器和离合器 255

12.5.1 联轴器 255

12.5.2 离合器 259

复习思考题 261

第13章 轴 263

13.1 概述 263

13.1.1 轴的分类 263

13.1.2 轴的材料 265

13.2 转轴的结构设计与强度计算 266

13.2.1 基本轴径的估算 267

13.2.2 轴和轴上零件的轴向定位与固定 267

13.2.3 轴上零件的周向固定 269

13.2.4 轴的结构工艺性 270

13.2.5 轴的强度验算 271

13.2.6 提高轴疲劳强度的措施 272

13.3 轴的设计实例分析（实训课） 273

13.3.1 设计方法 273

13.3.2 轴的设计准则与特点 274

复习思考题 281

第14章 轴承 283

14.1 滑动轴承概述 283

14.1.1 滑动轴承的特点、类型及典型结构 283

14.1.2 轴瓦的结构和滑动轴承的材料 285

14.2 滚动轴承的构造、类型和代号 287

14.2.1 滚动轴承的构造和类型 287

14.2.2 滚动轴承的代号 290

14.2.3 滚动轴承的选择 292

14.2.4 滚动轴承的失效形式 293

14.3 滚动轴承的组合设计 294

14.3.1 滚动轴承的轴向固定 294

14.3.2 轴系的轴向固定 296

14.3.3 滚动轴承组合的调整 297

14.3.4 滚动轴承的预紧 298

14.3.5 滚动轴承的配合 299

14.3.6 滚动轴承的装拆及润滑 299

14.4 滚动轴承与滑动轴承的性能比较 301

复习思考题 301

第15章 润滑与密封 303

15.1 润滑剂及其选择 303

15.1.1 润滑油及其选择 303

15.1.2 润滑脂及其选择 306

15.1.3 固体润滑剂 307

15.2 润滑方法和润滑装置 307

15.2.1 油润滑方法和装置 308

15.2.2 脂润滑方法简介 309

15.2.3 润滑管理及维护 310

15.3 密封装置 311

15.3.1 静密封 311

15.3.2 动密封 311

复习思考题 312

参考文献 314