第一部分 工程力学 1
第1章 静力学基础 1
1.1静力学基本概念 1
1.1.1力的概念 1
1.1.2刚体的概念 1
1.1.3力的三要素 1
1.1.4力的表示方法 2
1.2静力学基本公理 3
1.3约束和约束反力 5
1.3.1基本概念 5
1.3.2常见的约束及约束反力 6
1.4受力分析与受力图 8
1.4.1绘制受力图的步骤 9
1.4.2单个物体的受力图 9
1.4.3物体系统的受力图 10
1.5力的投影 力矩与力偶 11
1.5.1力的投影 11
1.5.2力矩 13
1.5.3力偶及力偶矩 16
1.6力系的简化与合成 18
1.6.1力的平移定理 18
1.6.2平面力系的简化 19
1.6.3空间力系的简化 26
1.7力系的平衡问题 30
1.7.1一般力系的平衡 30
1.7.2特殊力系的平衡条件 32
1.8物系的平衡问题 39
1.8.1静定与静不定问题 39
1.8.2物系的平衡问题 39
1.8.3空间力系平衡问题的平面解法 40
1.9考虑摩擦的平衡问题 42
1.9.1滑动摩擦 42
1.9.2考虑滑动摩擦的平衡问题 45
1.9.3滚动摩擦 46
思考与练习 48
第2章 材料力学基础 52
2.1概述 52
2.1.1材料力学研究的内容及方法 52
2.1.2变形固体假设 53
2.1.3材料力学研究的对象 53
2.2内力 截面法 应力 54
2.2.1外力及其分类 54
2.2.2内力 54
2.2.3截面法 55
2.2.4应力 55
2.3应变和基本变形 56
2.3.1应变 56
2.3.2基本变形 57
2.4轴向拉伸与压缩 60
2.4.1轴向拉压杆横截面上的内力 60
2.4.2轴向拉（压）杆横截面上的应力 61
2.4.3轴向拉（压）杆的变形 63
2.4.4材料在轴向拉（压）时的力学性能 65
2.4.5轴向拉（压）杆的强度计算 69
2.5剪切与挤压 71
2.5.1剪切和挤压的内力分析 71
2.5.2剪切和挤压的实用计算 72
2.6圆轴扭转 74
2.6.1圆轴扭转时外力偶矩的计算 74
2.6.2扭矩和扭矩图 74
2.6.3圆轴扭转时的应力和强度条件 76
2.6.4圆轴扭转时的变形和刚度条件 80
2.7梁的弯曲 81
2.7.1弯曲变形的内力 81
2.7.2纯弯曲梁横截面上的正应力 85
2.7.3弯曲梁的变形和位移 89
2.7.4提高梁抗弯能力的措施 90
2.8组合变形 92
2.8.1组合变形 92
2.8.2轴向拉伸（压缩）与弯曲组合变形 93
2.8.3弯曲与扭转组合变形 94
思考与练习 97
第二部分 机械设计基础 100
第3章 机械设计基础概述 100
3.1机械概述 100
3.1.1机器的组成 100
3.1.2有关术语和概念 101
3.2机械设计基础概述 102
3.2.1课程研究的对象和目的 102
3.2.2机械零件的一般设计准则 103
3.2.3机械设计的基本要求及程序 105
3.3机械零件材料的选用原则 106
3.3.1机械零件使用性能对材料的要求 106
3.3.2机械零件制造工艺性对材料的要求 107
3.3.3机械零件制造经济性对材料的要求 107
3.4现代设计方法简介 107
3.4.1有限单元法（Finite Element Method） 108
3.4.2可靠性设计（Reliability Design） 109
3.4.3优化设计（Optimization Design） 110
3.4.4并行设计（Parallel Design） 111
3.4.5计算机辅助设计（Computer Aided Design） 111
3.4.6PRO/E简介（Pro/Engineer ） 113
思考与练习 114
第4章 常用的连接 115
4.1螺纹连接 115
4.1.1螺纹的形成及基本参数 115
4.1.2螺纹的分类与应用 117
4.1.3常用的标准螺纹连接件 118
4.1.4螺纹连接的基本类型 120
4.1.5螺纹连接的预紧和防松 122
4.1.6螺纹连接的结构设计 125
4.1.7螺纹连接的强度计算 127
4.2键与花键连接 132
4.2.1键连接的功用和分类 132
4.2.2平键连接的选择和计算 135
4.3花键连接 137
4.4销连接 137
4.5其他常用连接 138
思考与练习 139
第5章 平面机构的结构分析 141
5.1机构的组成 141
5.1.1构件的自由度 141
5.1.2运动副和约束 141
5.2机构运动简图 143
5.2.1机构运动简图的概念 143
5.2.2机构运动简图的绘制 144
5.3机构具有确定运动的条件 146
5.3.1机构的自由度 146
5.3.2机构具有确定相对运动的条件 146
5.3.3平面机构自由度的计算 146
5.4平面机构的运动分析 151
5.4.1平面机构运动分析 151
5.4.2速度瞬心及其位置的确定 151
5.4.3利用速度瞬心法进行机构的速度分析 152
思考与练习 153
第6章 平面连杆机构 155
6.1平面四杆机构的基本形式及其应用 155
6.1.1四杆机构的基本形式 155
6.1.2铰链四杆机构曲柄存在条件 158
6.2平面四杆机构的演化机构 160
6.2.1改变相对杆长、转动副演化为移动副——曲柄滑块机构 160
6.2.2变换单移动副机构的机架 161
6.2.3变化双移动副机构的机架 163
6.3平面四杆机构的运动特性 164
6.3.1急回特性 164
6.3.2平面机构的传力特性 165
6.4平面四杆机构的设计 167
思考与练习 170
第7章 挠性传动机构 172
7.1带传动机构 172
7.1.1带传动的类型、特点及应用 172
7.1.2V带传动 174
7.1.3带传动的几何参数 178
7.1.4带传动的工作情况分析 178
7.1.5普通V带传动的设计 182
7.2链传动机构 190
7.2.1链传动机构概述 190
7.2.2链传动零件 191
7.2.3链传动的运动特性 193
7.2.4链传动的受力情况分析 194
7.2.5滚子链传动的设计计算 195
7.2.6链传动的布置、张紧和润滑 200
思考与练习 202
第8章 凸轮机构 204
8.1凸轮机构的应用及分类 204
8.1.1凸轮机构的应用 204
8.1.2凸轮机构的分类 205
8.2常用从动件的运动规律 206
8.2.1凸轮与从动件的运动关系 206
8.2.2凸轮与从动件常用的运动规律 208
8.3盘形凸轮轮廓曲线的设计 210
8.3.1凸轮廓线设计方法的基本原理 211
8.3.2作图法设计凸轮轮廓曲线 211
8.3.3凸轮机构设计中的几个问题 215
8.3.4凸轮副的主要失效形式 218
8.3.5凸轮的材料及其热处理 220
思考与练习 220
第9章 齿轮传动机构 222
9.1齿轮传动机构概述 222
9.2齿廓啮合基本定律 223
9.2.1齿廓啮合基本定律 223
9.2.2渐开线齿廓 225
9.3渐开线标准直齿圆柱齿轮 227
9.3.1渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和符号 227
9.3.2齿轮基本参数 227
9.3.3渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 228
9.4渐开线标准直齿圆柱齿轮传动 230
9.4.1渐开线齿轮正确啮合的条件 230
9.4.2渐开线齿轮连续啮合的条件 231
9.4.3渐开线齿轮啮合的标准中心距和啮合角（无侧隙啮合条件） 232
9.5渐开线直齿圆柱齿轮的切齿原理及变位齿轮 232
9.5.1渐开线齿轮轮齿加工方法 232
9.5.2渐开线齿轮的根切现象 234
9.5.3渐开线变位齿轮简介 235
9.6渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 237
9.6.1渐开线直齿圆柱齿轮传动常见的失效形式 237
9.6.2渐开线直齿圆柱齿轮的设计准则 238
9.6.3齿轮常用的材料及热处理方法 239
9.6.4齿轮传动精度简介 241
9.6.5直齿圆柱齿轮轮齿的受力分析和计算载荷 242
9.6.6直齿圆柱齿轮传动的强度计算 243
9.7斜齿圆柱齿轮机构 251
9.7.1斜齿圆柱齿轮齿廓的形成及啮合特性 251
9.7.2斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算 252
9.7.3斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件和重合度 254
9.7.4斜齿圆柱齿轮的当量齿数 255
9.7.5斜齿圆柱齿轮传动的强度计算简介 255
9.8直齿圆锥齿轮机构 257
9.8.1直齿圆锥齿轮传动的特点和应用 257
9.8.2直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成 258
9.8.3直齿圆锥齿轮的参数和几何尺寸 258
9.8.4直齿圆锥齿轮正确啮合的条件 259
9.9齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑 260
9.9.1齿轮的结构设计 260
9.9.2齿轮传动的润滑 261
思考与练习 263
第10章 蜗杆传动机构 265
10.1蜗杆传动的概述 265
10.1.1蜗杆、涡轮的形成 265
10.1.2蜗杆传动的类型 266
10.1.3蜗杆涡轮传动的特点 266
10.2蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 267
10.2.1圆柱蜗杆传动的主要参数 267
10.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算 271
10.3普通蜗杆传动失效形式及常用材料 271
10.3.1普通蜗杆传动的失效形式及设计准则 271
10.3.2蜗杆、涡轮的材料和结构 272
思考与练习 274
第11章 轮系 275
11.1轮系的概述 275
11.1.1轮系的分类 275
11.1.2轮系的应用 276
11.2轮系传动比计算 279
11.2.1传动比 279
11.2.2定轴轮系传动比的计算 280
11.2.3周转轮系传动的计算 281
11.2.4复合轮系传动的计算 283
思考与练习 284
第12章 轴系 285
12.1轴的概述 285
12.1.1轴的类型 285
12.1.2轴的材料和毛坯 287
12.2轴的结构设计 288
12.2.1轴的结构 288
12.2.2轴上零件的轴向定位 289
12.2.3轴上零件的周向定位 290
12.2.4轴的结构工艺性 290
12.2.5轴结构设计的步骤 292
12.3轴的设计计算 293
12.4滑动轴承 295
12.4.1滑动轴承的类型及特点 296
12.4.2滑动轴承的结构型式 297
12.4.3轴瓦的结构和材料 299
12.4.4轴承材料 300
12.4.5滑动轴承的润滑 301
12.4.6非液体滑动轴承的设计计算 303
12.5滚动轴承 304
12.5.1滚动轴承的概述 304
12.5.2滚动轴承的结构、类型和代号 304
12.5.3滚动轴承的失效形式及寿命计算 313
12.5.4滚动轴承的组合设计 315
思考与练习 318
第13章 其他常用机构 320
13.1棘轮机构 320
13.1.1棘轮机构的工作原理及特点 320
13.1.2齿式棘轮机构类型及其应用 321
13.1.3摩擦式棘轮机构 323
13.1.4棘轮机构的主要参数和几何尺寸 324
13.2槽轮机构 325
13.2.1槽轮工作原理及特点 325
13.2.2槽轮机构的类型及应用 326
13.2.3槽轮机构的运动参数和设计准则 327
13.3凸轮式间歇机构与不完全齿轮机构简介 329
13.3.1凸轮式间歇机构 329
13.3.2不完全齿轮机构 329
13.4螺旋传动机构 330
13.4.1螺旋机构 330
13.4.2螺旋传动的类型、特点 331
13.4.3螺旋副的受力分析、效率和自锁 331
13.4.4滑动螺旋传动 333
13.4.5滚动螺旋传动 334
13.4.6静压螺旋传动 335
13.5联轴器、离合器和制动器 336
13.5.1联轴器 336
13.5.2离合器 340
13.5.3制动器 341
思考与练习 342
第14章 常用机械零件 344
14.1常用机械零件的毛坯成型 344
14.1.1轴杆类零件 344
14.1.2盘套类零件 345
14.1.3机架、箱座类零件 346
14.2弹簧 351
14.2.1概述 351
14.2.2圆柱螺旋弹簧 352
14.2.3圆柱螺旋弹簧的特性曲线 354
14.2.4弹簧常用材料 355
14.2.5弹簧的制造 358
思考与练习 358
参考文献 360