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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 34

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 39

思考题和习题3 40

第2篇 材料力学 45

第4章 拉伸和压缩 45

4.1 拉伸和压缩的概念 45

4.2 拉伸和压缩时的内力与截面法 45

4.2.1 内力 45

4.2.2 截面法 46

4.3 横截面上的正应力 47

4.4 轴向变形和虎克定律及横向变形 48

4.4.1 轴向变形和虎克定律 48

4.4.2 横向变形 49

4.5 拉伸和压缩时材料的力学性能 51

4.5.1 塑性材料拉伸时的力学性能 51

4.5.2 脆性材料拉伸时的力学性能 54

4.5.3 塑性材料压缩时的力学性能 54

4.5.4 脆性材料压缩时的力学性能 54

4.6 应力集中的概念 56

4.7 拉伸和压缩时的强度计算 57

4.7.1 许用应力和安全系数 57

4.7.2 强度计算 58

本章小结 60

思考题和习题4 60

第5章 剪切与挤压 63

5.1 剪切的概念与剪应力 63

5.2 挤压的概念与挤压应力 64

5.3 剪切与挤压的实用计算 65

本章小结 67

思考题和习题5 68

第6章 扭转 70

6.1 扭转的概念 70

6.2 扭转时的内力——扭矩和扭矩图 71

6.2.1 扭矩 71

6.2.2 扭矩图 72

6.3 圆轴扭转时的应力 72

6.3.1 横截面上剪应力的分布规律 72

6.3.2 最大剪应力的计算公式 73

6.4 圆轴扭转时的变形 75

6.4.1 扭转角 75

6.4.2 单位长度扭转角 75

6.5 圆轴扭转时的强度和刚度计算 75

6.5.1 强度条件 75

6.5.2 刚度条件 76

本章小结 78

思考题和习题6 79

第7章 直梁的弯曲 82

7.1 平面弯曲的概念 82

7.2 梁弯曲时横截面上的内力——剪力和弯矩 83

7.3 剪力图和弯矩图 85

7.3.1 剪力方程和弯矩方程 85

7.3.2 剪力图和弯矩图 85

7.4 纯弯曲时梁横截面上的应力 90

7.4.1 实验观察与假设 91

7.4.2 应变与应力分布规律 92

7.4.3 弯曲正应力计算公式 93

7.4.4 圆形和矩形截面的惯性矩、抗弯截面模量 94

7.5 梁弯曲的强度条件 95

7.6 梁的弯曲变形 99

7.6.1 挠度和转角 99

7.6.2 用叠加法计算梁的变形 99

本章小结 102

思考题和习题7 102

第8章 电杆的稳定 106

8.1 压杆稳定的概念 106

8.2 细长压杆的临界力 107

8.2.1 欧拉公式 107

8.2.2 临界应力 108

8.2.3 欧拉公式的适用范围 108

本章小结 109

思考题和习题8 109

第9章 动荷应力和交变应力 110

9.1 动载荷和动荷应力概念 110

9.2 交变应力的概念 110

9.3 交变应力的循环特性及类型 111

9.3.1 交变应力的循环特性 111

9.3.2 交变应力的类型 112

本章小结 112

思考题和习题9 112

第3篇 机械设计基础 114

第10章 平面连杆机构 114

10.1 平面机构运动分析 114

10.1.1 机构的运动副 114

10.1.2 自由度及约束 114

10.1.3 运动副的分类 115

10.1.4 机构运动简图简介 116

10.1.5 平面机构的自由度计算 117

10.2 平面四杆机构 120

10.2.1 平面四杆机构的基本形式、特点及应用 120

10.2.2 铰链四杆机构 121

10.2.3 滑块四杆机构 123

10.2.4 平面四杆机构的工作特性 125

10.3 平面四杆机构的设计 128

10.3.1 按给定的行程速比系数K设计四杆机构 128

10.3.2 按连杆的预定位置设计四杆机构 130

本章小结 131

思考题和习题10 131

第11章 联接 134

11.1 螺纹联接 134

11.1.1 概述 134

11.1.2 螺纹联接类型及适用场合和结构尺寸 134

11.1.3 螺纹联接的预紧及防松 136

11.2 键、销联接 138

11.2.1 键联接功用和分类 138

11.2.2 普通平键联接的尺寸选择及强度校核 142

11.2.3 花键联接的类型及特点 144

11.2.4 销联接 144

本章小结 145

思考题和习题11 145

第12章 带传动 147

12.1 概述 147

12.1.1 带传动的组成、分类、工作原理及特点 147

12.1.2 普通V型带的构造和标准 148

12.2 带传动的受力分析、失效形式 151

12.2.1 带传动的受力分析和应力分析 151

12.2.2 带传动的弹性滑动及其传动比 153

12.2.3 带传动的失效形式和计算准则 154

12.3 V带传动的设计 157

12.3.1 设计的已知条件和设计内容 157

12.3.2 设计方法和步骤 157

本章小结 162

思考题和习题12 163

第13章 圆柱齿轮传动 164

13.1 概述 164

13.1.1 齿轮机构的组成、特点、分类和应用 164

13.1.2 渐开线形成及其性质 165

13.1.3 渐开线齿廓能满足定传动比要求 167

13.2 直齿圆柱齿轮传动 168

13.2.1 渐开线齿轮各部分名称、主要参数、主要尺寸 168

13.2.2 渐开线齿轮的啮合传动、重合度 170

13.2.3 齿轮常用材料及热处理、齿轮传动精度简介 172

13.2.4 齿轮传动精度简介 175

13.2.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 175

13.3 齿轮齿形加工 186

13.3.1 渐开线齿轮切齿原理及方法 186

13.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮根切现象和不根切的最少齿数 189

13.4 斜齿圆柱齿轮传动 189

13.4.1 斜齿圆柱齿轮的形成、主要参数、几何尺寸 190

13.4.2 正确啮合条件、重合度、当量齿数、主要优缺点 191

本章小结 193

思考题和习题13 194

第14章 轮系 195

14.1 轮系的分类及应用 195

14.1.1 轮系的分类 195

14.1.2 轮系的应用 196

14.2 定轴轮系传动比计算 197

本章小结 199

思考题和习题14 199

第15章 轴 200

15.1 轴的结构设计 200

15.1.1 轴的功用、分类及材料 200

15.1.2 轴设计的基本要求 201

15.1.3 轴的结构设计 201

15.2 轴的强度计算 205

15.2.1 按许用切应力计算 206

15.2.2 按许用弯曲应力计算 206

15.2.3 安全系数校核计算 207

15.3 轴的刚度计算 211

15.4 提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施 211

15.4.1 合理布置轴上零件，减小轴受转矩 211

15.4.2 改进轴上零件结构，减小轴受弯矩 212

15.4.3 采用载荷分担的方法减小轴的载荷 212

15.4.4 采用力平衡或局部相互抵消的办法减小轴的载荷 212

15.4.5 改变支点位置，改善轴的强度和刚度 213

15.4.6 改进轴的结构，减少应力集中 213

15.4.7 改善表面品质提高轴的疲劳强度 214

本章小结 214

思考题和习题15 214

第16章 轴承 216

16.1 滚动轴承类型、特点、精度及代号 216

16.1.1 滚动轴承的构造 216

16.1.2 滚动轴承的类型和特点 216

16.1.3 滚动轴承的代号 218

16.2 滚动轴承失效形式 221

16.3 滚动轴承组合设计 222

16.3.1 滚动轴承的轴向固定 222

16.3.2 轴的支承结构形式 223

16.3.3 轴承的组合调整 225

16.3.4 轴承的装拆 225

16.4 滚动轴承的选择 226

本章小结 227

思考题和习题16 227

第17章 联轴器和离合器 229

17.1 概述 229

17.2 联轴器 230

17.2.1 刚性联轴器 230

17.2.2 无弹性元件的挠性联轴器 231

17.2.3 非金属弹性元件挠性联轴器 233

17.2.4 金属弹性元件联轴器 234

17.2.5 安全联轴器 234

17.3 离合器 235

17.3.1 操纵式离合器 235

17.3.2 自动离合器 237

17.4 制动器 238

17.4.1 圆盘制动器 239

17.4.2 带式制动器 239

17.4.3 块式短闸瓦制动器 239

17.4.4 制动器的发热 239

本章小结 240

思考题和习题17 240

第18章 摩擦磨损和润滑 241

18.1 摩擦、磨损和润滑 241

18.1.1 摩擦、磨损的基本概念 241

18.1.2 润滑 242

18.2 机械传动常用的润滑方式及机械效率 244

18.2.1 机械传动常用的润滑方式 244

18.2.2 脂和固体润滑的润滑方式及其润滑装置 246

18.2.3 机械的效率 247

本章小结 248

思考题和习题18 249

部分思考题和习题参考答案 250

附录 热轧普通工字钢(摘自GB706-88) 253