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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 3

第一篇 机械工程材料 5

第1章 工程材料及热处理 5

1.1金属材料的性能 5

1.1.1金属材料的力学性能 5

1.1.2金属材料的工艺性能 8

1.2金属与合金的结构及铁碳合金相图 9

1.2.1纯金属的晶体结构及其结晶 9

1.2.2合金的晶体结构 12

1.2.3铁碳合金相图 12

1.3钢的热处理 17

1.3.1钢热处理的组织转变原理 17

1.3.2常用的热处理方法 19

1.4常用金属材料 21

1.4.1黑色金属材料 21

1.4.2有色金属及粉末冶金材料 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 28

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 36

2.1.4构件的受力分析及受力图 38

2.2平面汇交力系 39

2.2.1平面汇交力系合成的几何法 40

2.2.2平面汇交力系合成的解析法 40

2.3力矩与平面力偶系 45

2.3.1力矩及其计算 45

2.3.2力偶和力偶矩 46

2.4平面任意力系 49

2.4.1力的平移定理 49

2.4.2平面任意力系的简化 50

2.4.3平面任意力系的平衡条件 50

2.4.4平面平行力系的平衡方程 52

2.4.5物系的平衡 54

2.5摩擦与自锁 55

2.5.1滑动摩擦 55

2.5.2考虑摩擦时的平衡问题 57

2.5.3摩擦角和自锁现象 57

习题 58

第3章 材料力学 63

3.1杆件拉伸和压缩强度计算 63

3.1.1轴向拉伸和压缩的概念 63

3.1.2轴向拉压杆的内力 64

3.1.3轴向拉伸和压缩的应力应变 65

3.1.4材料在拉伸和压缩时的力学性能 69

3.1.5拉压杆的强度计算 73

3.2杆件剪切和挤压强度计算 75

3.2.1剪切强度计算 75

3.2.2挤压强度计算 76

3.3圆轴扭转强度计算 77

3.3.1圆轴扭转的内力 78

3.3.2圆轴扭转时的应力 80

3.3.3圆轴扭转的强度和刚度计算 81

3.4杆件（直梁）弯曲强度计算 83

3.4.1平面弯曲的概念 83

3.4.2梁弯曲时的内力 85

3.4.3梁弯曲时横截面上的应力 90

3.4.4梁弯曲时的强度计算 95

3.4.5梁的变形和刚度计算 99

3.5组合变形 105

3.5.1组合变形的概念及分析方法 105

3.5.2拉（压）弯组合变形强度计算 106

3.5.3圆轴弯扭组合变形强度计算 108

3.6压杆稳定 111

3.6.1压杆稳定的概念 111

3.6.2压杆的临界力与临界应力 111

习题 113

第三篇 金属制造工艺 119

第4章 毛坯的生产与选择 119

4.1铸造 119

4.1.1铸造的工艺基础 119

4.1.2砂型铸造 120

4.1.3特种铸造简介 122

4.2锻压生产 125

4.2.1锻压的工艺基础 125

4.2.2自由锻造 125

4.2.3模型锻造 126

4.2.4板料冲压 126

4.2.5其他锻压方法简介 128

4.3焊接生产 128

4.3.1焊接的工艺基础 128

4.3.2手工电弧焊 129

4.3.3气焊与气割 132

4.4毛坯的选择 134

4.4.1毛坯种类的选择 135

4.4.2毛坯的形状和尺寸 135

习题 136

第5章 金属切削加工与机械装配 138

5.1金属切削加工基础 138

5.1.1切削加工运动 138

5.1.2金属切削刀具 140

5.1.3金属切削过程 142

5.1.4提高切削加工质量的途径 144

5.1.5金属切削机床 146

5.2常用切削加工简介 147

5.2.1车削加工 147

5.2.2孔加工 151

5.2.3刨削和铣削加工 154

5.2.4磨削加工 156

5.3机械加工工艺过程和工艺文件 158

5.3.1生产过程和工艺过程 158

5.3.2机械加工工艺过程的组成 158

5.3.3生产纲领及生产类型 160

5.3.4工艺规程和工艺文件 161

5.3.5零件结构工艺性 162

5.3.6工艺路线的拟定 163

5.4机械装配工艺基础 165

5.4.1概述 165

5.4.2装配工作的基本内容 166

5.4.3装配方法 167

5.4.4装配系统图和装配顺序 168

习题 169

第四篇 机械设计 172

第6章 平面机构的运动简图及自由度 172

6.1平面机构的组成 172

6.1.1构件及其自由度 172

6.1.2运动副及其分类 172

6.1.3运动链和机构 174

6.1.4机构中构件的分类 174

6.2平面机构运动简图 174

6.2.1机构运动简图及其作用 174

6.2.2构件、运动副及机构的常用符号 175

6.2.3平面机构运动简图的绘制 176

6.3平面机构的自由度 177

6.3.1自由度计算公式 178

6.3.2运动链具有确定运动的条件 178

6.3.3计算自由度时应注意的问题 179

习题 182

第7章 平面连杆机构 184

7.1平面四杆机构的基本形式及其演化 184

7.1.1概述 184

7.1.2平面四杆机构的基本形式 184

7.1.3平面四杆机构的演化 187

7.2平面四杆机构的运动特性 191

7.2.1铰链四杆机构存在曲柄的条件 191

7.2.2压力角和传动角 191

7.2.3急回特性 192

7.2.4死点 193

7.3铰链四杆机构的设计 194

7.3.1按给定连杆位置设计四杆机构 195

7.3.2按给定行程速度变化系数K设计四杆机构 196

习题 196

第8章 凸轮机构和其他常用机构 199

8.1凸轮机构的应用和分类 199

8.1.1凸轮机构的特点 199

8.1.2凸轮机构的分类 200

8.2常用的从动件运动规律 201

8.2.1平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数 201

8.2.2常用的从动件运动规律 203

8.2.3从动件运动规律的选择 204

8.3盘形凸轮轮廓曲线设计 205

8.3.1对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 205

8.3.2偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 206

8.3.3移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 207

8.4凸轮设计中的几个问题 208

8.4.1凸轮机构的压力角和自锁 208

8.4.2基圆半径的确定 209

8.4.3滚子半径的确定 210

8.5间歇运动机构 210

8.5.1棘轮机构 210

8.5.2槽轮机构 213

8.5.3其他间歇运动机构 214

习题 215

第9章 连接 217

9.1螺纹连接 217

9.1.1螺纹 217

9.1.2螺纹连接的基本类型 219

9.1.3螺纹连接件 220

9.1.4螺纹连接的预紧和防松 222

9.1.5螺栓连接的强度计算 224

9.1.6螺栓连接件的材料和许用应力 228

9.1.7提高螺栓连接强度的措施 229

9.2键连接和销连接 231

9.2.1键连接 231

9.2.2销连接 234

9.3联轴器、离合器和制动器 235

9.3.1联轴器 235

9.3.2离合器 240

9.3.3制动器 243

习题 244

第10章 带传动和链传动 245

10.1带传动概述 245

10.1.1带传动的组成 245

10.1.2带传动的主要类型 245

10.1.3带传动的特点 246

10.2带传动的工作性能分析 247

10.2.1带传动的受力分析 247

10.2.2带传动的应力分析 248

10.2.3带传动的弹性滑动及其传动比 249

10.3普通V带和带轮结构 250

10.3.1普通V带的结构和标准 250

10.3.2普通V带轮的常用材料和结构 252

10.4普通V带传动的设计 253

10.4.1带传动的失效形式和设计准则 253

10.4.2V带传动的设计步骤 256

10.4.3V带传动的张紧、安装和维护 260

10.5链传动 263

10.5.1链传动概述 263

10.5.2滚子链 264

10.5.3链传动的运动特性 266

10.5.4链传动的主要失效形式 268

10.5.5链传动的润滑和布置 269

习题 270

第11章 齿轮传动 271

11.1齿轮传动的特点和类型 271

11.1.1齿轮传动的特点 271

11.1.2齿轮传动的类型 271

11.2渐开线与渐开线齿廓 272

11.2.1渐开线的形成及其性质 272

11.2.2渐开线齿廓的啮合特性 273

11.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 274

11.3.1齿轮各部分名称 274

11.3.2主要参数 275

11.3.3几何尺寸计算 276

11.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 277

11.4.1正确啮合条件 277

11.4.2连续传动条件 278

11.4.3标准中心距 279

11.5渐开线齿轮的加工方法与根切现象 279

11.5.1渐开线齿轮的加工方法 279

11.5.2根切现象和最少齿数 282

11.6变位齿轮传动简介 282

11.6.1变位齿轮的概念 282

11.6.2变位齿轮传动的类型及其应用 284

11.7齿轮传动的失效形式与设计准则 284

11.7.1失效形式 284

11.7.2设计准则 286

11.8齿轮常用材料及精度等级 286

11.8.1齿轮的常用材料 286

11.8.2齿轮的精度等级 287

11.9渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算 287

11.9.1轮齿的受力分析和计算载荷 287

11.9.2齿面接触疲劳强度计算 289

11.9.3齿根弯曲疲劳强度计算 289

11.9.4齿轮的许用应力和参数选择 290

11.10斜齿圆柱齿轮传动 294

11.10.1斜齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点 294

11.10.2斜齿轮参数与尺寸计算 295

11.10.3正确啮合条件与重合度 297

11.10.4斜齿圆柱齿轮的当量齿数 297

11.10.5斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 298

11.11直齿圆锥齿轮传动 301

11.11.1圆锥齿轮传动概述 301

11.11.2直齿圆锥齿轮的齿廓曲面与当量齿轮 301

11.11.3主要参数与几何尺寸计算 302

11.11.4直齿圆锥齿轮传动的强度计算 303

11.12齿轮的结构设计 305

11.13齿轮传动的润滑 307

11.13.1常用润滑方式 307

11.13.2润滑剂的选择 308

习题 308

第12章 蜗杆传动 311

12.1蜗杆传动的类型和特点 311

12.1.1蜗杆传动的类型 311

12.1.2蜗杆传动的特点 312

12.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 312

12.2.1蜗杆传动的主要参数 312

12.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算 314

12.3蜗杆传动的失效形式、材料和精度 314

12.3.1齿面间滑动速度 314

12.3.2失效形式 315

12.3.3蜗杆蜗轮常用材料 315

12.3.4蜗杆传动的精度等级 316

12.4蜗杆传动的强度计算 316

12.4.1受力分析 316

12.4.2强度计算 317

12.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 318

12.5.1蜗杆传动的效率 318

12.5.2蜗杆传动的润滑 318

12.5.3蜗杆传动的热平衡计算 319

12.6蜗杆和蜗轮的结构 319

12.6.1蜗杆的结构 319

12.6.2蜗轮的结构 320

习题 321

第13章 齿轮系 323

13.1轮系的分类 323

13.1.1定轴轮系 323

13.1.2行星轮系 323

13.2定轴轮系的传动比计算 324

13.2.1一对齿轮的传动比 324

13.2.2定轴轮系的传动比计算 324

13.3行星轮系的传动比计算 326

13.3.1行星轮系的组成 326

13.3.2行星轮系的传动比 326

13.4复合轮系的传动比计算 329

13.5轮系的功用 331

习题 332

第14章 轴 335

14.1轴的概述 335

14.1.1轴的类型 335

14.1.2轴的材料 336

14.1.3轴的失效形式与设计准则 337

14.2轴的结构设计 337

14.2.1轴的结构 337

14.2.2轴的结构设计要求 338

14.2.3轴的结构设计步骤 341

14.3轴的强度及刚度计算 342

14.3.1轴的强度计算 342

14.3.2轴的刚度计算 344

14.3.3轴的设计过程 344

习题 348

第15章 轴承 350

15.1滑动轴承 350

15.1.1概述 350

15.1.2滑动轴承的结构和材料 351

15.1.3轴瓦结构 353

15.1.4滑动轴承的润滑 354

15.1.5非液体摩擦滑动轴承的设计计算 356

15.2滚动轴承 357

15.2.1滚动轴承的构造 358

15.2.2滚动轴承的类型及特点 358

15.2.3滚动轴承的代号和选择 360

15.3滚动轴承的寿命计算 362

15.3.1滚动轴承的失效形式与计算准则 362

15.3.2轴承寿命、基本额定寿命及基本额定动载荷 363

15.3.3寿命计算公式 363

15.3.4当量动载荷 364

15.3.5角接触轴承轴向载荷的计算 366

15.3.6静强度计算 368

15.4滚动轴承的组合设计 369

15.4.1轴系的轴向定位 369

15.4.2轴向位置的调整 371

15.4.3提高轴承系统的刚度和同轴度 371

15.4.4配合和装拆 372

15.4.5滚动轴承的润滑 373

15.4.6滚动轴承的密封 374

习题 374

第16章 弹簧 376

16.1弹簧的功用、类型及材料 376

16.1.1弹簧的功用 376

16.1.2弹簧的类型 376

16.1.3弹簧的材料和制造 377

16.2圆柱螺旋弹簧的结构、几何参数和特性曲线 379

16.2.1圆柱螺旋弹簧的结构 379

16.2.2圆柱螺旋弹簧的参数、主要尺寸及特性曲线 380

16.3圆柱螺旋弹簧的设计计算 382

16.3.1弹簧的强度计算 382

16.3.2弹簧的刚度计算 383

16.3.3弹簧的稳定性校核 384

习题 385

参考文献 386