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第1章 静力学基础 1

导入案例 1

1.1 静力学基本概念 1

1.1.1 力的概念 1

1.1.2 刚体的概念 2

1.1.3 力的三要素 2

1.1.4 力的表示方法 2

1.2 静力学基本公理 3

1.3 约束和约束反力 5

1.3.1 基本概念 5

1.3.2 常见的约束及约束反力 5

1.4 受力分析与受力图 8

1.4.1 绘制受力图的步骤 8

1.4.2 单个物体的受力图 8

1.4.3 物体系统的受力图 9

思考与练习 10

第2章 平面力系 11

导入案例 11

2.1 力的投影 力矩与力偶 11

2.1.1 力的投影 11

2.1.2 力矩 13

2.1.3 力偶及力偶矩 16

2.2 平面力系的简化与合成及平衡问题 17

2.2.1 力的平移定理 17

2.2.2 平面力系的简化 18

2.2.3 力系的平衡问题 24

2.3 物系的平衡问题 27

2.3.1 静定与静不定问题 27

2.3.2 物系的平衡问题 28

思考与练习 29

第3章 材料力学基础 31

导入案例 31

3.1 内力 截面法 应力 31

3.1.1 外力及其分类 31

3.1.2 内力 32

3.1.3 截面法 32

3.1.4 应力 32

3.2 应变和基本变形 33

3.2.1 应变 33

3.3.2 基本变形 34

思考与练习 36

第4章 轴向拉伸与压缩 37

导入案例 37

4.1.1 轴向拉压杆横截面上的内力 37

4.1.2 轴向拉（压）杆横截面上的应力 39

4.1.3 轴向拉（压）杆的变形 40

4.1.4 材料在轴向拉（压）时的力学性能 42

4.1.5 轴向拉（压）杆的强度计算 45

思考与练习 47

第5章 剪切与扭转 48

导入案例 48

5.1 剪切和挤压的概念与计算 48

5.1.1 剪力 48

5.1.2 挤压力 49

5.1.3 剪切实用计算 49

5.1.4 挤压的实用计算 49

5.2 圆轴扭转 51

5.2.1 圆轴扭转时外力偶矩的计算 51

5.2.2 扭矩和扭矩图 51

5.3.3 圆轴扭转时的应力和强度条件 52

5.3.4 圆轴扭转时的变形和刚度条件 55

思考与练习 57

第6章 梁的弯曲 58

导入案例 58

6.1 弯曲变形的内力 58

6.1.1 弯曲变形的内力——剪力和弯矩 58

6.1.2 剪力和弯矩的计算 59

6.1.3 梁的内力图 60

6.2 纯弯曲梁横截面上的正应力 62

6.2.1 纯弯曲变形 62

6.2.2 变形关系——平面假设 62

6.2.3 纯弯曲梁横截面正应力计算 63

6.2.4 纯弯曲梁强度条件 64

6.3 弯曲梁的变形和位移 65

6.3.1 挠度和转角 65

6.3.2 弯曲梁变形的计算 65

6.3.3 弯曲梁的刚度条件 66

6.4 提高梁抗弯能力的措施 66

6.4.1 选择合理的截面形状 66

6.4.2 合理安排梁的受力情况，以降低最大弯矩值 67

6.4.3 采用变截面梁 68

思考与练习 68

第7章 平面机构 69

导入案例 69

7.1 平面机构的组成 69

7.1.1 平面运动副的组成和类型 69

7.1.2 平面机构的组成 70

7.2 平面机构简图的绘制 71

7.2.1 平面运动副和构件的表示 71

7.2.2 平面机构简图的绘制 72

7.3 平面机构自由度的计算 73

7.3.1 平面运动副对构件的约束 73

7.3.2 平面机构自由度的计算公式 74

7.3.3 计算平面机构自由度时应注意的问题 74

7.3.4 机构具有确定运动的条件 76

思考与练习 77

第8章 平面连杆机构 78

导入案例 78

8.1 平面连杆机构的组成、基本类型和演化 78

8.1.1 平面连杆机构的组成 78

8.1.2 平面连杆机构的基本类型 79

8.1.3 平面铰链四杆机构中存在曲柄的条件 79

8.1.4 平面铰链四杆机构的演化 81

8.2 平面连杆机构的工作特性 83

8.2.1 压力角和传动角 83

8.2.2 死点 84

8.2.3 急回特性 84

8.3 图解法设计平面连杆机构 85

8.3.1 按两连架杆的对应位置设计四杆机构 85

8.3.2 用反转法按连杆预定的位置设计四杆机构 86

8.3.3 按给定的行程速比系数设计四杆机构 88

思考与练习 89

第9章 盘形凸轮机构和间歇运动机构 90

导入案例 90

9.1 凸轮机构的组成及类型 90

9.1.1 凸轮机构的组成、特点和应用 90

9.1.2 凸轮机构的类型 91

9.2 从动件的运动规律和选择 92

9.2.1 凸轮机构的工作过程 92

9.2.2 从动件的常用运动规律 93

9.2.3 从动件运动规律的选择 96

9.3 作图法设计凸轮轮廓曲线 97

9.3.1 尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 97

9.3.2 滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 98

9.3.3 偏置从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 99

9.3.4 对心平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 99

9.4 解析法设计凸轮轮廓曲线 100

9.4.1 解析法设计凸轮轮廓曲线 100

9.4.2 凸轮机构设计中的几个问题 100

9.4.3 凸轮的材料 100

9.4.4 凸轮基圆半径的确定 100

9.4.5 滚子半径的选择 101

9.4.6 压力角的确定 102

9.5 间歇运动机构 102

9.5.1 槽轮机构 102

9.5.2 棘轮机构 104

9.5.3 不完全齿轮间歇机构 106

9.5.4 凸轮式间歇机构 107

思考与练习 108

第10章 螺纹连接与螺旋传动的设计 109

导入案例 109

10.1 螺纹的形成、类型和主参数 109

10.1.1 螺纹的形成 109

10.1.2 螺纹的类型 110

10.1.3 螺纹的主参数 111

10.2 螺纹连接的类型和应用 112

10.2.1 螺纹连接的类型和应用概述 112

10.2.2 标准螺纹连接的结构特点和应用 112

10.3 螺纹连接的预紧及防松 114

10.3.1 螺纹连接的预紧 114

10.3.2 螺纹连接的防松 114

10.4 螺栓连接的强度计算 116

10.4.1 普通螺栓连接的强度计算 117

10.4.2 铰制孔螺栓连接的强度计算 120

10.5 提高螺栓连接强度的措施 121

10.5.1 螺纹连接件的材料 121

10.5.2 提高螺栓连接强度的措施 121

10.6 螺栓组连接的结构设计 123

10.7 螺旋传动 124

10.7.1 螺旋传动的类型 124

10.7.2 滚动螺旋传动 126

思考与练习 126

第11章 带传动 127

导入案例 127

11.1 带传动的组成、类型及特点 127

11.1.1 带传动的类型 127

11.1.2 带传动的特点和应用 128

11.2 V带和带轮的结构 128

11.2.1 V带的结构和标准 128

11.2.2 V带轮的结构和材料 132

11.3 V带传动设计 134

11.3.1 带传动的工作情况分析 134

11.3.2 带传动的失效形式和设计准则 138

11.3.3 普通V带传动设计 138

11.4 带传动的张紧、安装及维护 145

11.4.1 带传动的张紧 145

11.4.2 带传动的安装及维护 146

思考与练习 146

第12章 齿轮传动 147

导入案例 147

12.1 齿轮传动的组成、类型和特点 147

12.1.1 齿轮传动的组成 147

12.1.2 齿轮传动的类型 147

12.1.3 齿轮传动的特点 149

12.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称及几何尺寸计算 149

12.2.1 渐开线轮廓的形成 149

12.2.2 渐开线齿轮各部分的名称 152

12.2.3 渐开线齿轮的基本参数 152

12.2.4 外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算 153

12.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 154

12.3.1 正确啮合条件 154

12.3.2 标准中心距 155

12.3.3 重合度和连续传动条件 155

12.4 渐开线齿轮的加工方法和避免根切现象的措施 157

12.4.1 渐开线齿轮的加工方法 157

12.4.2 避免根切现象的措施 159

12.5 齿轮的材料、热处理和传动精度等级的选择 163

12.5.1 齿轮的材料、热处理 163

12.5.2 齿轮材料的许用应力 164

12.5.3 齿轮传动精度等级 167

12.6 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 168

12.6.1 齿轮传动的失效形式及设计准则 168

12.6.2 轮齿的受力分析 171

12.6.3 计算载荷 172

12.6.4 齿面接触疲劳强度计算 172

12.6.5 齿根弯曲疲劳强度计算 174

12.7 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动设计 175

12.7.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的参数选择 175

12.7.2 设计步骤 176

12.8 斜齿圆柱齿轮传动 178

12.8.1 斜齿圆柱齿轮齿廓的形成 178

12.8.2 斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点和正确啮合条件 179

12.9 齿轮的结构设计、润滑及传动效率 182

12.9.1 齿轮的结构设计 182

12.9.2 齿轮的润滑 184

12.9.3 齿轮传动的效率 185

思考与练习 185

第13章 齿轮系 187

导入案例 187

13.1 齿轮系的类型和应用 187

13.1.1 齿轮系的类型 187

13.1.2 齿轮系的应用 189

13.2 齿轮系的传动比计算 191

13.2.1 定轴齿轮系的传动比计算 191

13.2.2 周转齿轮系的传动比计算 192

13.2.3 混合齿轮系的传动比计算 193

思考与练习 195

第14章 轴 196

导入案例 196

14.1 轴的类型、材料 196

14.1.1 轴的类型 196

14.1.2 轴的材料 198

14.1.3 轴的一般设计步骤 199

14.2 轴的结构设计 200

14.2.1 拟定轴上零件的装配方案 200

14.2.3 确定各零件的定位方案 200

14.2.4 确定轴的基本直径和各段长度 202

14.2.5 轴的结构工艺性 203

14.3 轴的强度计算 203

14.3.1 按扭转强度条件计算 203

14.3.2 按弯扭合成强度计算 204

14.3.3 轴的弯曲刚度校核计算 205

思考与练习 209

第15章 轴承 210

导入案例 210

15.1 滚动轴承的结构、类型、特点和应用 210

15.1.1 滚动轴承的结构 210

15.1.2 滚动轴承的类型、特点和应用 211

15.2 滚动轴承的代号意义及其类型的选择 214

15.2.1 滚动轴承的代号意义 214

15.2.2 滚动轴承类型的选择 217

15.3 滚动轴承的寿命计算和静载荷计算 218

15.3.1 滚动轴承的失效形式和计算准则 218

15.3.2 滚动轴承的寿命计算 219

15.3.3 滚动轴承静载荷能力计算 223

15.4 滚动轴承的组合设计 224

15.4.1 滚动轴承的轴向固定 224

15.4.2 滚动轴承的组合支承配置形式 226

15.4.3 滚动轴承的组合调整 226

15.4.4 滚动轴承组合支承部分的刚度和同轴度 227

15.4.5 滚动轴承的预紧 228

15.5 滑动轴承的类型、结构及材料 229

15.5.1 滑动轴承的特点和应用 229

15.5.2 滑动轴承的类型和结构 229

15.5.3 轴瓦的结构和滑动轴承的材料 230

思考与练习 233

第16章 联轴器与离合器 234

导入案例 234

16.1 联轴器 234

16.1.1 联轴器的类型、结构和特点 234

16.1.2 联轴器的选择 238

16.2 离合器 239

16.2.1 离合器的类型、结构和特点 239

16.2.2 离合器的选择 242

思考与练习 243

参考文献 244