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绪论1

0.1本课程概述1

0.1.1本课程的性质、研究对象和内容1

0.1.2本课程的任务1

0.1.3本课程在机械工程中的意义和应用2

0.1.4本课程的学习方法2

0.2机械概述2

0.2.1机器、机构和机械2

0.2.2零件和构件3

0.2.3机器的组成和机械的分类4

思考与练习题4

第一篇 静 力学6

第1章 静力学公理和物体的受力分析6

1.1静力学公理6

1.2约束和约束反力8

1.2.1约束的概念8

1.2.2常见约束及其约束反力的特点8

1.3受力图10

思考与练习题13

第2章 平面汇交力系和平面力偶系15

2.1平面汇交力系的合成15

2.1.1平面汇交力系合成的几何法15

2.1.2平面汇交力系合成的解析法16

2.2平面汇交力系的平衡19

2.2.1平面汇交力系平衡的几何条件19

2.2.2平面汇交力系平衡的解析条件20

2.3力矩与平面力偶系22

2.3.1力对点之矩的概念22

2.3.2合力矩定理23

2.3.3力对点之矩的计算方法23

2.4力偶及其性质24

2.4.1力偶的定义24

2.4.2力偶的性质25

2.4.3平面力偶系的合成与平衡26

思考与练习题27

第3章 平面任意力系31

3.1平面任意力系的简化31

3.1.1力的平移定理31

3.1.2平面任意力系的简化32

3.2平面任意力系的平衡方程34

3.3考虑摩擦的平衡问题41

思考与练习题45

第4章 空间力系50

4.1力的投影和力对轴之矩50

4.1.1力在空间直角坐标轴上的投影50

4.1.2力对轴之矩52

4.1.3合力矩定理53

4.2空间力系的平衡方程及应用54

4.2.1空间任意力系的平衡方程54

4.2.2空间力系平衡问题解法举例55

4.3重心60

4.3.1重心的概念60

4.3.2重心坐标公式61

4.3.3重心及形心位置的求法62

思考与练习题65

第二篇 材料力学71

第5章 轴向拉伸与压缩71

5.1轴向拉伸（压缩）时横截面上的内力71

5.1.1轴向拉伸（压缩）的概念71

5.1.2截面法求轴力71

5.1.3轴力图72

5.2轴向拉伸（压缩）时横截面上的应力73

5.2.1应力的概念73

5.2.2拉伸（压缩）杆横截面上的应力74

5.3杆件拉伸与压缩时的变形76

5.3.1杆件拉伸与压缩时的变形和应变76

5.3.2泊松比76

5.3.3虎克定律77

5.4材料在拉伸与压缩时的力学性能78

5.4.1低碳钢的拉伸试验78

5.4.2低碳钢的压缩试验81

5.4.3其他塑性材料的拉伸试验81

5.4.4铸铁的拉伸与压缩试验82

5.5拉伸与压缩时的强度计算83

5.5.1材料的许用应力83

5.5.2拉伸与压缩时的强度条件84

思考与练习题86

第6章 剪切和挤压及扭转89

6.1剪切和挤压89

6.1.1剪切和挤压的概念89

6.1.2剪切和挤压的实用计算90

6.2扭转变形94

6.2.1扭转变形的概念及内力94

6.2.2扭转时的应力分析96

6.2.3圆轴扭转时的强度计算99

思考与练习题101

第7章 弯曲104

7.1平面弯曲的概念104

7.1.1弯曲的概念104

7.1.2平面弯曲104

7.2平面弯曲梁的内力、内力图105

7.2.1梁的内力——剪力和弯矩105

7.2.2剪力图和弯矩图108

7.3纯弯曲时的正应力112

7.3.1纯弯曲的概念112

7.3.2纯弯曲梁横截面上的正应力114

7.3.3最大正应力的计算公式115

7.3.4截面的轴惯性矩Iz和抗弯截面模量Wz116

7.4梁弯曲时的强度计算118

7.5提高梁抗弯能力的措施120

7.5.1合理布置梁的支座121

7.5.2合理布置载荷121

7.5.3合理选择梁的截面122

7.6梁的刚度概念123

思考与练习题124

第三篇 常用机构128

第8章 平面机构的运动简图128

8.1平面运动副128

8.1.1运动副的概念128

8.1.2运动副的类型及其特点129

8.2平面机构的运动简图130

8.2.1平面机构运动简图的概念130

8.2.2构件的分类130

8.2.3平面机构运动简图的绘制131

8.3机构的自由度和机构具有确定运动的条件133

8.3.1平面机构自由度计算公式133

8.3.2计算平面机构自由度时特殊情况的处理134

思考与练习题135

第9章 平面连杆机构137

9.1平面四杆机构的类型137

9.1.1铰链四杆机构137

9.1.2含有一个移动副的四杆机构140

9.2四杆机构的基本性质142

9.2.1铰链四杆机构存在曲柄的条件142

9.2.2急回运动特性143

9.2.3压力角和传动角144

9.2.4死点位置145

9.3平面四杆机构的设计145

9.3.1按给定连杆位置设计四杆机构145

9.3.2按给定行程速比系数K设计四杆机构146

思考与练习题147

第10章 凸轮机构150

10.1凸轮机构的应用与分类150

10.1.1凸轮机构的组成、应用和特点150

10.1.2凸轮机构的分类151

10.2从动件常用的运动规律152

10.2.1凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系152

10.2.2从动件常用的运动规律153

10.3移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计154

10.3.1尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计154

10.3.2滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计155

10.3.3凸轮机构设计中应注意的几个问题156

思考与练习题159

第11章 间歇运动机构161

11.1棘轮机构161

11.1.1棘轮机构的工作原理及类型161

11.1.2棘轮转角的调节方法163

11.1.3棘轮机构的特点及应用163

11.2槽轮机构164

11.2.1槽轮机构的工作原理及类型164

11.2.2槽轮机构的特点及应用165

思考与练习题166

第四篇 常用机械传动168

第12章 齿轮传动168

12.1概述168

12.1.1齿轮传动的特点和应用168

12.1.2齿轮传动的类型168

12.1.3齿廓啮合的基本定律169

12.2渐开线齿轮171

12.2.1渐开线的形成及基本性质171

12.2.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸172

12.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动174

12.3.1渐开线齿轮啮合传动特点174

12.3.2渐开线齿轮啮合传动的条件175

12.4渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念176

12.4.1渐开线齿轮的切齿原理176

12.4.2根切现象与不发生根切时的最少齿数177

12.4.3变位齿轮的概念178

12.5渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计179

12.5.1失效形式179

12.5.2齿轮材料的选择181

12.5.3齿轮传动精度等级的选择182

12.5.4直齿圆柱齿轮传动的设计183

12.6其他齿轮传动189

12.6.1斜齿圆柱齿轮传动189

12.6.2直齿圆锥齿轮传动192

12.6.3蜗杆传动193

思考与练习题195

第13章 轮系197

13.1概述197

13.1.1轮系的类型197

13.1.2轮系传动比概念197

13.2定轴轮系传动比的计算198

13.2.1平面定轴轮系传动比的计算198

13.2.2空间定轴轮系传动比的计算198

13.3周转轮系传动比计算199

13.3.1周转轮系的组成199

13.3.2周转轮系传动比的计算200

13.4复合轮系传动比计算202

13.5轮系的功用203

13.5.1实现大传动比传动203

13.5.2实现远距离传动204

13.5.3实现变速传动205

13.5.4实现换向传动205

13.5.5实现分路传动205

13.5.6实现运动的合成与分解206

思考与练习题207

第14章 带传动209

14.1带传动概述209

14.1.1带传动的组成209

14.1.2带传动的主要类型209

14.1.3带传动的特点和应用210

14.1.4带传动的弹性滑动、打滑及其传动比211

14.2普通V带和V带轮211

14.2.1普通V带的结构和标准211

14.2.2 V带轮213

14.3普通V带传动的设计214

14.3.1带传动的失效形式和设计准则214

14.3.2单根V带的基本额定功率214

14.3.3普通V带传动的设计计算217

14.3.4 V带传动的设计计算实例219

14.3.5提高带传动工作能力的措施221

14.4 V带传动的张紧、安装和维护221

14.4.1 V带传动的张紧221

14.4.2 V带传动的安装和维护222

思考与练习题222

第五篇 通用机械零部件224

第15章 联接224

15.1键联接224

15.1.1键联接的类型和应用224

15.1.2平键联接的选择和强度计算228

15.2花键联接228

15.3销联接229

15.4螺纹联接229

15.4.1螺纹的类型及主要参数230

15.4.2螺纹联接的基本类型、结构尺寸及应用231

15.4.3螺纹联接件232

15.4.4螺纹联接的预紧与防松234

15.4.5螺栓联接的失效形式235

15.4.6提高螺栓联接强度的措施236

15.4.7螺纹零件的其他用途236

思考与练习题237

第16章 轴系零部件238

16.1轴238

16.1.1轴的功用及分类238

16.1.2轴的常用材料及热处理239

16.1.3轴的结构设计240

16.1.4轴的强度计算243

16.2滚动轴承248

16.2.1滚动轴承的结构、类型和代号248

16.2.2滚动轴承类型的选择252

16.2.3滚动轴承尺寸的选择253

16.2.4滚动轴承的组合设计262

16.3联轴器与离合器267

16.3.1联轴器268

16.3.2离合器271

思考与练习题272

参考文献274