机械基础 第2版PDF电子书下载

第0章 绪论 1

0.1 本课程研究的对象 1

0.2 本课程的内容、性质和任务 2

第一篇 机械工程材料 5

第1章 工程材料及热处理 5

1.1 金属材料的力学性能 5

1.1.1 强度和塑性 5

1.1.2 硬度 5

1.1.3 冲击韧度 7

1.1.4 疲劳强度 7

1.2 金属与合金的结构及铁碳合金相图 8

1.2.1 纯金属的晶体结构及其结晶 8

1.2.2 合金的晶体结构 11

1.2.3 铁碳合金相图 12

1.3 钢的热处理 16

1.3.1 钢热处理的组织转变原理 16

1.3.2 常用的热处理方法 19

1.3.3 热处理零件的结构工艺性 21

1.4 常用金属材料 22

1.4.1 钢 22

1.4.2 铸铁 25

1.4.3 有色金属及硬质合金 25

1.5 常用非金属材料简介 28

1.5.1 高分子材料 28

1.5.2 陶瓷材料 29

1.5.3 复合材料 29

习题 30

第二篇 机械工程力学 33

第2章 静力学 33

2.1 静力学分析基础 33

2.1.1 静力学基本概念 33

2.1.2 静力学公理 34

2.1.3 约束与约束反力 35

2.1.4 构件的受力分析及受力图 37

2.2 力矩与平面力偶系 38

2.2.1 力矩及其计算 38

2.2.2 力偶和力偶矩 39

2.3 平面力系 41

2.3.1 平面汇交力系 41

2.3.2 力的平移定理 43

2.3.3 平面任意力系的简化 43

2.3.4 平面任意力系的平衡条件 44

2.3.5 平面平行力系的平衡方程 46

2.3.6 物系的平衡 46

2.4 摩擦与自锁 47

2.4.1 滑动摩擦 48

2.4.2 考虑摩擦时的平衡问题 49

2.4.3 摩擦角和自锁现象 49

习题 50

第3章 材料力学 54

3.1 杆件拉伸和压缩强度计算 54

3.1.1 轴向拉伸和压缩的概念 54

3.1.2 轴向拉压杆的内力 55

3.1.3 轴向拉伸和压缩的应力应变 56

3.1.4 材料在拉伸和压缩时的力学性能 60

3.1.5 拉压杆的强度计算 63

3.2 杆件剪切和挤压强度计算 65

3.2.1 剪切强度计算 65

3.2.2 挤压强度计算 66

3.3 圆轴扭转强度计算 68

3.3.1 圆轴扭转的内力 68

3.3.2 圆轴扭转时的应力 70

3.3.3 圆轴扭转的强度和刚度计算 72

3.4 直梁弯曲强度计算 74

3.4.1 平面弯曲的概念 74

3.4.2 梁弯曲时的内力 75

3.4.3 梁弯曲时横截面上的应力 81

3.4.4 梁弯曲时的强度计算 84

3.4.5 梁的变形和刚度计算 87

3.5 组合变形 89

3.5.1 组合变形的概念及分析方法 89

3.5.2 拉（压）弯组合变形强度计算 90

3.5.3 圆轴弯扭组合变形强度计算 92

习题 95

第三篇 机械制造工艺与装配 99

第4章 金属制造工艺与选择 99

4.1 铸造生产 99

4.1.1 铸造的工艺基础 99

4.1.2 砂型铸造 100

4.2 锻压生产 102

4.2.1 锻压的工艺基础 102

4.2.2 自由锻造 103

4.2.3 模型锻造 104

4.2.4 板料冲压 105

4.3 焊接生产 106

4.3.1 焊接的工艺基础 106

4.3.2 焊条电弧焊 107

4.3.3 气焊 110

4.4 金属切削加工 111

4.4.1 切削加工基础 111

4.4.2 金属切削刀具 113

4.4.3 金属切削过程 114

4.4.4 常用切削加工简介 117

4.5 材料及成形工艺选择 124

4.5.1 零件的失效分析 124

4.5.2 材料及成形工艺选择原则 125

4.5.3 材料选择的步骤 126

习题 127

第5章 机械加工工艺与装配 128

5.1 机械加工工艺过程 128

5.1.1 生产过程和工艺过程 128

5.1.2 机械加工工艺过程的组成 128

5.1.3 生产纲领和生产类型 130

5.2 机械加工工艺规程的制定 132

5.2.1 工艺规程的概念和作用 132

5.2.2 制定工艺规程的步骤 132

5.2.3 工艺文件 133

5.2.4 零件结构工艺性 133

5.3 工艺路线的拟定 135

5.4 机械装配工艺基础 136

5.4.1 概述 136

5.4.2 装配工作的基本内容 137

5.4.3 装配方法 138

5.4.4 装配系统图和装配顺序 140

习题 141

第四篇 机械设计 143

第6章 平面机构的运动简图及自由度 143

6.1 平面机构的组成 143

6.1.1 构件的自由度 143

6.1.2 运动副及其分类 143

6.1.3 运动链和机构 144

6.1.4 机构中构件的分类 145

6.2 平面机构运动简图 145

6.2.1 机构运动简图 145

6.2.2 运动副的常用符号 146

6.2.3 平面机构运动简图的绘制 147

6.3 平面机构的自由度 148

6.3.1 自由度计算公式 148

6.3.2 机构具有确定运动的条件 148

6.3.3 计算自由度时应注意的问题 149

习题 151

第7章 平面连杆机构 154

7.1 平面四杆机构的基本类型及应用 154

7.1.1 平面连杆机构的组成 154

7.1.2 铰链四杆机构的类型和应用 155

7.1.3 铰链四杆机构存在曲柄的条件 157

7.1.4 含有移动副的四杆机构 158

7.2 平面四杆机构的运动特性 161

7.2.1 急回特性 161

7.2.2 压力角和传动角 162

7.2.3 死点位置 163

7.3 铰链四杆机构的设计 164

7.3.1 按给定连杆位置设计四杆机构 164

7.3.2 按给定行程速度变化系数K设计四杆机构 165

习题 166

第8章 凸轮机构和其他常用机构 168

8.1 凸轮机构的应用和分类 168

8.1.1 凸轮机构的特点 168

8.1.2 凸轮机构的分类 169

8.2 常用的从动件运动规律 171

8.2.1 平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数 171

8.2.2 常用的从动件运动规律 171

8.2.3 从动件运动规律的选择 173

8.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 173

8.3.1 对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 174

8.3.2 对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 175

8.3.3 偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 176

8.4 凸轮设计中的几个问题 177

8.4.1 凸轮机构的压力角和自锁 177

8.4.2 基圆半径的确定 178

8.4.3 滚子半径的确定 178

8.5 间歇运动机构 179

8.5.1 棘轮机构 179

8.5.2 槽轮机构 182

8.5.3 不完全齿轮机构 183

8.5.4 凸轮式间歇运动机构 184

习题 184

第9章 连接 186

9.1 螺纹连接 186

9.1.1 螺纹 186

9.1.2 螺纹连接 188

9.1.3 螺纹连接件 189

9.1.4 螺纹连接的预紧和防松 190

9.1.5 螺栓连接的强度计算 192

9.1.6 螺栓连接件的材料和许用应力 194

9.1.7 提高螺栓连接强度的措施 195

9.2 键连接和销连接 196

9.2.1 键连接 196

9.2.2 销连接 200

9.3 联轴器、离合器和制动器 200

9.3.1 联轴器 201

9.3.2 离合器 205

9.3.3 制动器 207

习题 208

第10章 带传动和链传动 209

10.1 带传动概述 209

10.1.1 带传动的组成 209

10.1.2 带传动的主要类型 209

10.1.3 带传动的特点 210

10.2 带传动的工作性能分析 210

10.2.1 带传动的受力分析 210

10.2.2 带传动的应力分析 212

10.2.3 带传动的弹性滑动 212

10.3 普通V带和带轮的结构与材料 213

10.3.1 普通V带的结构和标准 213

10.3.2 普通V带轮的常用材料和结构 215

10.4 普通V带传动的设计 216

10.4.1 带传动的失效形式和设计准则 216

10.4.2 V带传动的设计步骤 218

10.4.3 V带传动的张紧、安装和维护 223

10.5 链传动 224

10.5.1 链传动概述 224

10.5.2 滚子链 226

10.5.3 链传动的运动特性 228

10.5.4 链传动的主要失效形式 230

10.5.5 链传动的润滑和布置 230

习题 231

第11章 齿轮传动 232

11.1 齿轮传动的特点和类型 232

11.1.1 齿轮传动的特点 232

11.1.2 齿轮传动的类型 232

11.2 渐开线与渐开线齿廓 233

11.2.1 渐开线的形成及其性质 233

11.2.2 渐开线齿廓的啮合特性 234

11.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 235

11.3.1 齿轮各部分名称 235

11.3.2 主要参数和几何尺寸 236

11.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 237

11.4.1 正确啮合条件 237

11.4.2 连续传动条件 238

11.4.3 标准中心距 239

11.5 渐开线齿轮的切齿原理 240

11.5.1 渐开线齿轮的加工方法 240

11.5.2 根切现象和最少齿数 242

11.5.3 变位齿轮简介 243

11.5.4 齿轮的精度等级 244

11.6 齿轮传动的失效形式与设计准则 244

11.6.1 失效形式 244

11.6.2 设计准则 245

11.6.3 齿轮的常用材料 246

11.7 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算 246

11.7.1 轮齿的受力分析和计算载荷 246

11.7.2 齿面接触疲劳强度计算 247

11.7.3 齿根弯曲疲劳强度计算 248

11.7.4 齿轮的许用应力和参数选择 249

11.8 斜齿圆柱齿轮传动 253

11.8.1 斜齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点 253

11.8.2 斜齿轮参数与尺寸计算 254

11.8.3 正确啮合条件与重合度 256

11.8.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 256

11.8.5 斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 257

11.9 直齿圆锥齿轮传动 259

11.9.1 圆锥齿轮传动概述 259

11.9.2 直齿圆锥齿轮传动的主要参数 260

11.10 齿轮的结构设计及润滑 260

11.10.1 齿轮的结构 260

11.10.2 齿轮传动的润滑 261

习题 262

第12章 蜗杆传动 264

12.1 蜗杆传动的类型和特点 264

12.1.1 蜗杆传动的类型 264

12.1.2 蜗杆传动的特点 265

12.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 265

12.2.1 蜗杆传动的主要参数 265

12.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 267

12.3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 268

12.3.1 齿面间滑动速度vs 268

12.3.2 失效形式 268

12.3.3 蜗杆蜗轮常用材料 268

12.3.4 蜗杆传动的精度等级 269

12.4 蜗杆传动的强度计算 269

12.4.1 受力分析 269

12.4.2 强度计算 270

12.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 270

12.5.1 蜗杆传动的效率 270

12.5.2 蜗杆传动的润滑 271

12.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 272

12.6 蜗杆和蜗轮的结构 272

12.6.1 蜗杆的结构 272

12.6.2 蜗轮的结构 273

习题 274

第13章 齿轮系 276

13.1 轮系的分类 276

13.1.1 定轴轮系 276

13.1.2 行星轮系 276

13.2 定轴轮系的传动比计算 277

13.2.1 一对齿轮的传动比 277

13.2.2 定轴轮系的传动比计算 277

13.3 行星轮系的传动比计算 279

13.3.1 行星轮系的组成 279

13.3.2 行星轮系的传动比 280

13.4 复合轮系的传动比计算 282

13.5 轮系的应用 283

习题 285

第14章 轴 287

14.1 轴的概述 287

14.1.1 轴的类型 287

14.1.2 轴的材料 288

14.1.3 轴的设计基本准则 289

14.2 轴的结构设计 290

14.2.1 轴的结构设计要求 290

14.2.2 轴的结构设计步骤 293

14.3 轴的强度及刚度计算 293

14.3.1 轴的强度计算 293

14.3.2 轴的刚度计算 295

14.3.3 轴的设计过程 295

习题 299

第15章 轴承 300

15.1 滑动轴承 300

15.1.1 概述 300

15.1.2 滑动轴承的结构 301

15.1.3 轴瓦结构和滑动轴承材料 302

15.1.4 滑动轴承的润滑 304

15.2 滚动轴承 305

15.2.1 滚动轴承的构造 305

15.2.2 滚动轴承的类型及特点 306

15.2.3 滚动轴承的代号 308

15.2.4 滚动轴承的类型选择 310

15.3 滚动轴承的寿命计算 311

15.3.1 滚动轴承的失效形式 311

15.3.2 轴承寿命、基本额定寿命及基本额定动载荷 311

15.3.3 寿命计算公式 312

15.3.4 当量动载荷 313

15.3.5 角接触轴承轴向载荷的计算 314

15.3.6 静强度计算 316

15.4 滚动轴承的组合设计 317

15.4.1 轴系的轴向定位 317

15.4.2 轴向位置的调整 319

15.4.3 提高轴承系统的刚度和同轴度 319

15.4.4 配合和装拆 320

15.4.5 滚动轴承的润滑与密封 321

习题 322

第16章 弹簧 324

16.1 弹簧的功用、类型及材料 324

16.1.1 弹簧的功用 324

16.1.2 弹簧的类型 324

16.1.3 弹簧的材料和制造 325

16.2 圆柱螺旋弹簧 327

16.2.1 圆柱螺旋弹簧的结构 327

16.2.2 圆柱形螺旋弹簧的参数和主要尺寸 328

16.2.3 弹簧的稳定性 329

习题 329

参考文献 330