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