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导言 1

0.1 机械 1

0.2 学习目标及任务 3

0.3 学习指引 4

第1单元 机械设计概述 6

1.1 机械设计的总体过程 6

1.2 机械设计的基本要求 7

1.3 机械零件设计 7

应用训练 9

第1部分 构件静力分析 11

第2单元 静力分析基础 11

2.1 基本概念及力的性质 11

2.2 平面汇交力系的合力 13

2.3 力对点之矩 15

2.4 力偶 17

2.5 约束与约束力 18

2.6 受力分析与受力图 20

应用训练 22

第3单元 平衡力系分析 26

3.1 平面力系的简化 26

3.2 平面力系的平衡方程及应用 29

3.3 静定与超静定问题及物系的平衡 34

3.4 摩擦与自锁 38

3.5 重心 42

应用训练 45

第2部分 构件承载能力分析 50

第4单元 拉伸与压缩 50

4.1 轴向拉伸与压缩 50

4.2 轴向拉伸与压缩的轴力与应力 51

4.3 材料在拉伸与压缩时的力学性能 55

4.4 杆件轴向拉伸与压缩时的强度计算 58

4.5 拉压杆超静定问题简介 60

4.6 压杆稳定的概念 62

应用训练 62

第5单元 剪切与挤压 66

5.1 杆件的剪切与挤压 66

5.2 杆件剪切与挤压时的强度计算 67

应用训练 69

第6单元 扭转 71

6.1 圆轴扭转的概念 71

6.2 圆轴扭转的扭矩与应力 72

6.3 圆轴扭转的强度与刚度计算 73

应用训练 79

第7单元 弯曲 81

7.1 平面弯曲 81

7.2 弯曲的内力——剪力和弯矩 82

7.3 梁纯弯曲时横截面上的应力 86

7.4 梁弯曲时的强度计算 88

7.5 梁的变形和刚度计算 90

7.6 提高梁的强度和刚度的措施 93

应用训练 94

第8单元 交变应力与疲劳破坏 98

8.1 交变应力 98

8.2 材料的疲劳极限及其影响因素 100

应用训练 101

第3部分 机械传动 103

第9单元 机构的运动简图及自由度 103

9.1 运动副 103

9.2 机构的运动简图 104

9.3 平面机构自由度的计算 106

应用训练 109

第10单元 平面连杆机构 112

10.1 平面四杆机构的基本类型及演化 112

10.2 平面四杆机构的基本特性 118

10.3 平面四杆机构的设计 121

应用训练 124

第11单元 凸轮机构 127

11.1 凸轮机构的特点、应用及类型 127

11.2 凸轮机构的运动分析和从动件的运动规律 129

11.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计 131

11.4 凸轮机构设计中的几个问题 135

应用训练 136

第12单元 其他常用机构 138

12.1 棘轮机构 138

12.2 槽轮机构 141

12.3 不完全齿轮机构 142

12.4 凸轮式间歇运动机构 143

12.5 螺旋机构 144

应用训练 148

第13单元 齿轮传动 149

13.1 齿轮传动的类型和特点 149

13.2 渐开线与渐开线齿廓 150

13.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸 153

13.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 160

13.5 渐开线齿轮的加工与根切 162

13.6 变位齿轮传动 165

13.7 齿轮常见的失效形式与设计准则 168

13.8 齿轮常用材料及精度 169

13.9 直齿圆柱齿轮的强度计算 171

13.10 直齿圆柱齿轮传动设计 177

13.11 齿轮传动的润滑和维护 183

13.12 斜齿圆柱齿轮传动 184

13.13 锥齿轮传动 190

应用训练 192

第14单元 蜗杆传动 195

14.1 蜗杆传动的特点和类型 195

14.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 196

14.3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 199

14.4 蜗杆传动的强度计算 201

14.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 202

14.6 蜗杆和蜗轮的结构 204

14.7 设计计算实例 205

应用训练 207

第15单元 齿轮系 209

15.1 齿轮系的分类 209

15.2 定轴轮系传动比的计算 210

15.3 行星轮系传动比的计算 213

15.4 混合轮系传动比的计算 215

15.5 齿轮系的应用 216

应用训练 218

第16单元 带传动和链传动 221

16.1 带传动的类型和特点 221

16.2 带传动的受力分析和应力分析 222

16.3 带传动的弹性滑动与传动比 224

16.4 V带和带轮结构 225

16.5 V带传动的张紧及安装维护 228

16.6 普通V带传动的设计计算 229

16.7 普通V带传动的设计计算应用实例 234

16.8 链传动 236

应用训练 241

第4部分 支承与联接 244

第17单元 轴 244

17.1 轴的分类和材料 244

17.2 最小轴径估算 247

17.3 轴的结构设计 247

17.4 轴的弯扭组合强度计算 251

17.5 轴的刚度计算 252

17.6 轴的设计实例 253

应用训练 257

第18单元 轴承 259

18.1 滚动轴承的类型及特点 259

18.2 滚动轴承的选择 264

18.3 滚动轴承的寿命计算 265

18.4 滚动轴承的静强度和极限转速验算 272

18.5 滚动轴承的组合结构设计 273

18.6 滑动轴承 277

18.7 轴承的润滑和密封 281

18.8 滚动轴承与滑动轴承的比较及选用 284

应用训练 285

第19单元 螺纹联接 289

19.1 螺纹联接的类型及应用 289

19.2 常用螺纹联接件 290

19.3 螺纹联接的预紧与防松 292

19.4 螺纹联接的结构设计 293

19.5 螺纹联接的强度计算 294

19.6 提高螺纹联接强度的措施 295

应用训练 296

第20单元 键、销联接 299

20.1 键联接 299

20.2 花键联接 304

20.3 销联接 304

20.4 无键联接 306

20.5 铆接、焊接与胶接 306

应用训练 307

第21单元 弹性零件 309

21.1 弹性零件的功用与类型 309

21.2 弹簧的材料与制造 310

21.3 圆柱形螺旋弹簧的结构、参数和尺寸 311

应用训练 313

第22单元 联轴器、离合器和制动器 315

22.1 联轴器 315

22.2 离合器 318

22.3 制动器 322

22.4 联轴器、离合器和制动器的选用 323

应用训练 325

第23单元 现代设计方法简介 327

23.1 计算机辅助设计 327

23.2 优化设计 328

23.3 可靠性设计 329

23.4 并行设计 330

23.5 有限元分析 331

应用训练 331

附录 部分习题参考答案 332

参考文献 335