前言
绪论1
0.1机器的结构组成及功能组成1
0.1.1机器的结构组成1
0.1.2机器的功能组成3
0.2本课程的性质、研究对象、任务和学习方法4
0.3机械零件的失效形式及设计准则4
0.4机械设计的基本要求及程序5
0.4.1机械设计的基本要求5
0.4.2机械设计的一般程序6
0.5习题7第一篇静力学
第1章静力学基础9
1.1静力学的基本概念9
1.1.1力的概念9
1.1.2力系的有关概念10
1.1.3刚体的概念10
1.2静力学公理10
1.3约束和约束力的概念及类型12
1.3.1柔性约束12
1.3.2光滑面约束13
1.3.3光滑铰链约束13
1.3.4轴承约束14
1.4物体的受力分析和受力图15
1.5习题16
第2章平面力系17
2.1平面汇交力系合成与平衡条件17
2.1.1平面汇交力系合成与平衡的几何法17
2.1.2平面汇交力系合成与平衡的解析法19
2.2力矩和力偶的计算及其性质21
2.2.1力对点之矩21
2.2.2合力矩定理21
2.2.3力偶概念及其三要素22
2.2.4力偶的等效条件及力偶的性质23
2.3平面力偶系的合成与平衡条件24
2.3.1平面力偶系的合成24
2.3.2平面力偶系的平衡条件25
2.4平面一般力系的简化与平衡25
2.4.1力的平移定理25
2.4.2平面一般力系的简化26
2.4.3平面一般力系的平衡方程及其应用28
2.5摩擦29
2.5.1滑动摩擦29
2.5.2摩擦角和自锁30
2.5.3考虑滑动摩擦时的平衡问题31
2.6习题32
第3章空间力系34
3.1力在空间直角坐标轴上的投影34
3.2力对轴之矩35
3.2.1力对轴之矩的概念35
3.2.2合力矩定理36
3.3空间力系的平衡方程及其应用36
3.3.1空间一般力系的平衡条件和平衡方程36
3.3.2空间力系的特殊情况37
3.4习题38
第二篇材 料 力 学
第4章拉伸与压缩40
4.1拉伸与压缩的概念和实例40
4.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力41
4.2.1内力、轴力图41
4.2.2多力杆的轴力与轴力图41
4.2.3轴向拉伸或压缩时横截面上的应力42
4.3轴向拉伸或压缩时的强度计算43
4.3.1极限应力、许用应力和安全因数43
4.3.2强度计算44
4.4习题45
第5章剪切和挤压的实用计算47
5.1剪切及其实用计算47
5.1.1剪切的概念47
5.1.2剪切时的内力48
5.1.3剪切实用计算48
5.2挤压及其实用计算49
5.2.1挤压的概念49
5.2.2挤压的实用计算49
5.3习题50
第6章扭转52
6.1扭转的概念52
6.2外力偶矩的计算及扭矩和扭矩图53
6.2.1外力偶矩的计算53
6.2.2扭矩和扭矩图53
6.3圆轴扭转时的应力和强度条件55
6.4圆轴扭转时的变形和刚度条件57
6.5习题59
第7章直梁弯曲60
7.1梁的类型及计算简图60
7.1.1对称弯曲的概念60
7.1.2梁上的载荷61
7.1.3梁的基本形式61
7.2梁弯曲时的内力61
7.2.1剪力和弯矩61
7.2.2剪力方程和弯矩方程63
7.2.3剪力图和弯矩图63
7.3梁纯弯曲时的强度条件64
7.3.1梁纯弯曲的概念64
7.3.2纯弯曲时梁横截面上的正应力64
7.3.3惯性矩和抗弯截面模量65
7.3.4梁纯弯曲时的强度条件66
7.4弯曲变形67
7.4.1挠曲线67
7.4.2挠度和转角67
7.4.3求解弯曲变形的两种方法68
7.4.4梁的刚度校核68
7.5习题68
第8章组合变形70
8.1组合变形和叠加原理70
8.2拉伸或压缩与弯曲的组合变形71
8.3扭转与弯曲的组合变形72
8.4习题75
第三篇常用平面机构
第9章平面机构及其运动简图77
9.1平面运动副77
9.1.1平面运动构件的自由度77
9.1.2运动副的概念77
9.1.3运动副的分类78
9.1.4运动链和机构79
9.2平面机构的运动简图79
9.2.1机构运动简图的概念79
9.2.2平面机构运动简图的绘制79
9.3平面机构的自由度81
9.3.1平面机构自由度的计算81
9.3.2机构具有确定运动的条件84
9.4习题84
第10章平面连杆机构86
10.1铰链四杆机构86
10.1.1铰链四杆机构的组成和基本形式86
10.1.2铰链四杆机构中曲柄存在的条件89
10.2铰链四杆机构的其他形式89
10.2.1曲柄滑块机构89
10.2.2导杆机构90
10.2.3摇块机构和定块机构91
10.3平面四杆机构的工作特性92
10.3.1运动特性92
10.3.2传力特性93
10.4平面四杆机构运动设计简介95
10.4.1用图解法设计平面四杆机构95
10.4.2解析法98
10.4.3试验法98
10.5习题99
第11章凸轮机构101
11.1概述101
11.1.1凸轮机构的应用、组成和特点101
11.1.2凸轮机构的分类102
11.2凸轮机构工作过程和从动件运动规律103
11.2.1凸轮与从动件的运动关系103
11.2.2从动件的常用运动规律103
11.3盘形凸轮轮廓曲线的设计106
11.3.1尖顶对心直动从动件盘形凸轮106
11.3.2滚子直动从动件盘形凸轮107
11.3.3偏置从动件盘形凸轮108
11.4凸轮机构基本尺寸的确定108
11.4.1滚子半径的选择108
11.4.2压力角的校核109
11.4.3基圆半径的选择109
11.5习题110
第12章间歇运动机构112
12.1棘轮机构112
12.1.1棘轮机构的工作原理、特点和应用112
12.1.2棘轮机构的主要参数及几何尺寸114
12.2槽轮机构115
12.2.1槽轮机构的工作原理、特点和应用115
12.2.2槽轮机构的主要参数及几何尺寸116
12.3不完全齿轮机构117
12.4习题118第四篇常用机械传动
第13章齿轮传动120
13.1齿轮传动的特点、类型及齿廓啮合基本规律120
13.1.1齿轮传动的特点和类型120
13.1.2齿廓啮合基本规律121
13.2渐开线齿廓123
13.2.1渐开线的形成和性质123
13.2.2渐开线齿廓啮合的特点124
13.3渐开线直尺圆柱齿轮传动124
13.3.1渐开线标准齿轮各部分名称、参数和几何尺寸124
13.3.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动127
13.3.3渐开线齿轮的加工方法和根切现象128
13.3.4齿轮传动的失效形式131
13.3.5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算132
13.4斜齿圆柱齿轮传动138
13.4.1齿廓曲面的形成及啮合特点138
13.4.2主要参数及几何尺寸139
13.4.3正确啮合条件和当量齿数141
13.4.4标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算142
13.5直齿锥齿轮传动145
13.5.1传动比和几何尺寸计算145
13.5.2背锥与当量齿数146
13.5.3标准直齿锥齿轮传动的强度计算147
13.6齿轮的结构设计149
13.6.1齿轮轴和盘式齿轮149
13.6.2腹板式和轮辐式齿轮149
13.6.3组合式齿轮结构149
13.7齿轮传动的润滑150
13.7.1齿轮传动的润滑方式151
13.7.2齿轮润滑油的选择151
13.8习题151
第14章蜗杆传动153
14.1蜗杆传动的类型和特点153
14.1.1蜗杆传动的类型153
14.1.2蜗杆传动的特点154
14.2蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算154
14.2.1蜗杆传动的基本参数155
14.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算157
14.3蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构158
14.3.1蜗杆传动的失效形式和设计准则158
14.3.2蜗杆、蜗轮的材料和结构159
14.4蜗杆传动的强度计算160
14.4.1蜗杆传动的受力分析160
14.4.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算161
14.4.3蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算161
14.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算162
14.5.1蜗杆传动的效率162
14.5.2蜗杆传动的润滑162
14.5.3蜗杆传动的热平衡计算162
14.6习题163
第15章带传动165
15.1带传动的类型和特点165
15.1.1带传动的类型165
15.1.2带传动的特点166
15.2V带和V带轮167
15.2.1V带的构造和标准167
15.2.2V带轮的材料和结构167
15.3V带传动工作能力分析174
15.3.1V带传动的受力分析174
15.3.2V带传动的应力分析175
15.3.3V带的弹性滑动和打滑175
15.4普通V带传动设计计算176
15.4.1设计准则和单根V带的额定功率176
15.4.2V带传动设计步骤和参数选择176
15.5同步带传动184
15.5.1同步带传动的特点和应用184
15.5.2同步带的参数、类型184
15.5.3同步带轮185
15.6带传动的安装、张紧和维护186
15.6.1带传动的张紧与调整186
15.6.2带传动的安装与维护187
15.7习题188
第16章链传动189
16.1链传动的类型和特点189
16.1.1链传动的类型189
16.1.2链传动的特点189
16.2滚子链和链轮190
16.2.1滚子链的结构和规格190
16.2.2滚子链链轮191
16.3链传动的传动比191
16.4链传动的失效形式193
16.5链传动的布置、张紧和润滑193
16.5.1链传动的布置193
16.5.2链传动的张紧193
16.5.3链传动的润滑193
16.6习题194
第17章机械传动系统及其传动比195
17.1概述195
17.1.1轮系的定义195
17.1.2轮系的分类195
17.2定轴轮系及其传动比计算196
17.3周转轮系及其传动比计算198
17.3.1周转轮系的组成198
17.3.2周转轮系的传动比计算198
17.4复合轮系200
17.5习题201第五篇常用机械零部件
第18章螺纹联接与螺旋传动205
18.1螺纹205
18.1.1螺纹的分类、特点和应用205
18.1.2螺纹的主要参数205
18.1.3螺纹副的受力分析、效率和自锁207
18.2螺纹联接的主要类型和使用208
18.2.1螺纹联接的主要类型208
18.2.2螺纹联接的拧紧和防松209
18.3螺栓联接的强度计算210
18.3.1普通螺栓的强度计算211
18.3.2铰制孔用螺栓联接的强度计算212
18.4螺旋传动213
18.4.1螺旋传动机构的组成和类型213
18.4.2滚动螺旋传动213
18.5习题215
第19章轴系零部件217
19.1滑动轴承217
19.1.1概述217
19.1.2滑动轴承的主要类型和结构218
19.1.3轴瓦和轴承衬219
19.1.4滑动轴承的润滑220
19.1.5动压液体摩擦滑动轴承简介220
19.2滚动轴承221
19.2.1概述221
19.2.2滚动轴承的类型和选择221
19.2.3滚动轴承的受载情况和失效形式224
19.2.4滚动轴承的寿命计算225
19.3键联接和销联接229
19.3.1键联接的类型、特点和应用230
19.3.2平键的选择和强度校核231
19.3.3花键联接233
19.3.4销联接234
19.4轴234
19.4.1概述234
19.4.2轴的结构设计236
19.4.3轴的强度计算239
19.4.4轴的刚度计算240
19.5轴承的组合设计244
19.6习题252
第20章其他常用零部件254
20.1联轴器254
20.1.1联轴器的分类254
20.1.2常用联轴器的结构和特点254
20.1.3联轴器的选用256
20.2离合器257
20.2.1离合器的功用和分类257
20.2.2常用离合器的结构和特点257
20.3习题259
第21章创新思维和创新设计方法简介260
21.1创新思维简介260
21.1.1抽象与具体260
21.1.2发散与收敛260
21.1.3定性与定量262
21.2创新设计方法简介262
21.2.1机构的基本功能及其实现263
21.2.2机构创新的途径265
21.2.3并联机器人的创新设计分析268
21.3习题269
参考文献270