本书是“十四五”职业教育国家规划教材，是广东省第一批品牌专业机械设计与制造专业、数控技术国家高水平专业群建设成果。本书采用模块化方式构建内容体系，分为5个模块，共16个单元。第一模块是机械基础概论，主要介绍机械基础课程的研究对象，研究内容、性质及任务，学习方法。第二模块是机械工程材料的分析与应用，主要介绍常用机械工程材料的性能特点、牌号表示及应用，常用金属材料的热处理方法及应用，以及非金属材料。第三模块是工程构件的受力分析与承载能力分析，主要介绍静力学的基本知识，工程构件的受力分析及构件的平衡计算，工程构件在外力作用下产生变形的受力特点和变形特点，构件的强度计算。第四模块是常用机构和机械传动的分析与应用，主要介绍常用机构的工作原理、运动特点、应用及基本知识，通用零件的工作原理、结构特点、标准及其选用，以及机械润滑与密封的基本知识。第五模块是联接与轴系零部件，主要介绍键联接、花键联接、销联接、螺纹联接、轴、轴承、联轴器、离合器的结构、特点、标准及其选用。 本书内容丰富，案例取材新颖，重点突出，重视知识的应用、实践技能提升以及职业素养、爱国情怀、工程思维的培养，可作为高等职业院校机械类专业及其相关专业的教材，也可供相关工程技术人员参考。 扫描书中二维码，可以查看相关知识点的动画资源。另外，为方便教学，本书配有免费电子课件、习题解答及模拟试卷等，凡选用本书作为授课教材的教师，均可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册后下载。咨询电话：010-88379375。

职业院校教师

第一模块　机械基础概论
第1单元　机械的认知 1
知识目标 1
能力目标 1
素质目标 1
学习重点和难点 1
项目背景 1
项目要求 1
知识准备 1
1.1　本课程的研究对象 1
1.2　本课程的研究内容、性质及任务 4
1.2.1　本课程的研究内容 4
1.2.2　本课程的性质与任务 4
1.3　本课程的学习方法 4
归纳总结 5
思考与练习1 5
第二模块　机械工程材料的分析与应用
第2单元　机械工程材料 6
知识目标 6
能力目标 6
素质目标 6
学习重点和难点 6
项目背景 6
项目要求 7
知识准备 7
2.1　金属材料的性能 7
2.1.1　金属材料的力学性能 8
2.1.2　金属材料的工艺性能 12
2.2　钢铁材料及应用 14
2.2.1　工业用钢 14
2.2.2　铸铁 18
2.3　非铁金属和粉末冶金材料 19
2.3.1　铝及铝合金 19
2.3.2　铜及铜合金 21
2.3.3　轴承合金 22
2.3.4　粉末冶金材料 22
2.4　金属材料的热处理及应用 23
2.4.1　金属材料整体热处理 24
2.4.2　金属材料表面热处理 25
?2.5　常用非金属材料 25
2.5.1　高分子材料 25
2.5.2　陶瓷材料 27
2.5.3　复合材料 28
☆综合项目分析 30
归纳总结 31
思考与练习2 31
第三模块　工程构件的受力分析与承载能力分析
第3单元　工程构件的受力分析 32
知识目标 32
能力目标 32
素质目标 32
学习重点和难点 32
项目背景 32
项目要求 33
知识准备 33
3.1　静力学基本概念及其公理 33
3.1.1　静力学基本概念 33
3.1.2　静力学公理 33
3.2　工程中常见的约束 35
3.2.1　约束与约束反力 35
3.2.2　工程中常见约束的分析与比较 35
3.3　受力分析与受力图 37
3.4　平面力系 38
3.4.1　平面汇交力系 39
3.4.2　力矩与平面力偶系 42
3.4.3　平面任意力系 45
☆综合项目分析 48
归纳总结 49
思考与练习3 49
第4单元　工程构件的承载能力分析 52
知识目标 52
能力目标 52
素质目标 52
学习重点和难点 52
项目背景 52
项目要求 53
知识准备 53
4.1　构件承载能力认知 53
4.1.1　构件的承载能力 53
4.1.2　杆件变形的基本形式 53
4.2　轴向拉伸与压缩 54
4.2.1　轴向拉伸与压缩的概念 54
4.2.2　拉（压）杆的内力与应力 55
4.2.3　拉（压）杆的变形及胡克定律 57
4.2.4　拉伸和压缩时材料的力学性能 58
4.2.5　拉（压）杆的强度计算 60
4.2.6　应力集中 62
4.3　剪切与挤压 62
4.3.1　剪切与挤压的概念 63
4.3.2　抗剪强度与抗压强度计算 64
4.4　圆轴扭转 66
4.4.1　圆轴扭转的概念 66
4.4.2　扭矩和扭矩图 67
4.4.3　圆轴扭转的强度计算 69
4.5　平面弯曲 71
4.5.1　平面弯曲的概念 72
4.5.2　平面弯曲的内力—剪力和弯矩 73
4.5.3　平面弯曲的强度计算 79
4.6　组合变形 82
4.6.1　组合变形的概念 82
4.6.2　组合变形的分析与应用 82
☆综合项目分析 84
归纳总结 85
思考与练习4 86
第四模块　常用机构和机械传动的分析与应用
第5单元　平面机构的结构分析 89
知识目标 89
能力目标 89
素质目标 89
学习重点和难点 89
项目背景 89
项目要求 89
知识准备 90
5.1　构件和运动副 90
5.1.1　构件的自由度 90
5.1.2　运动副和约束 90
5.1.3　运动副的分类 90
5.1.4　构件的分类 92
5.2　平面机构运动简图 92
5.3　机构具有确定相对运动的条件 95
5.3.1　平面机构具有确定相对运动的条件 95
5.3.2　几种特殊情况的处理 96
☆综合项目分析 99
归纳总结 100
思考与练习5 100
第6单元　平面连杆机构 102
知识目标 102
能力目标 102
素质目标 102
学习重点和难点 102
项目背景 102
项目要求 102
知识准备 103
6.1　铰链四杆机构的认知 103
6.1.1　铰链四杆机构的类型 103
6.1.2　铰链四杆机构类型的判别 105
6.2　平面四杆机构的演化 106
6.3　平面四杆机构的工作特性 109
6.3.1　急回特性 109
6.3.2　压力角与传动角 110
6.3.3　死点位置 111
☆综合项目分析 112
归纳总结 113
思考与练习6 113
第7单元　凸轮机构 114
知识目标 114
能力目标 114
素质目标 114
学习重点和难点 114
项目背景 114
项目要求 114
知识准备 114
7.1　凸轮机构的特点、应用和分类 114
7.1.1　凸轮机构的应用及特点 115
7.1.2　凸轮机构的分类 116
7.2　凸轮机构的运动过程及从动件常用的
运动规律 116
7.2.1　凸轮机构的运动过程及
有关名称 116
7.2.2　从动件常用的运动规律 117
7.3　凸轮轮廓曲线的设计 119
7.3.1　图解法设计凸轮轮廓曲线的
原理 119
7.3.2　对心直动从动件盘形凸轮轮廓
曲线的设计 119
7.4　凸轮工作轮廓曲线的校核 121
7.4.1　凸轮机构的压力角 121
7.4.2　运动失真 121
7.5　凸轮机构的结构与材料 122
7.5.1　凸轮机构的结构 122
7.5.2　凸轮和从动件的材料选择 122
☆综合项目分析 123
归纳总结 124
思考与练习7 124
第8单元　间歇机构 125
知识目标 125
能力目标 125
素质目标 125
学习重点和难点 125
项目背景 125
项目要求 125
知识准备 126
8.1　棘轮机构 126
8.1.1　棘轮机构的工作原理和类型 126
8.1.2　棘轮机构的特点及应用 128
8.2　槽轮机构 128
8.2.1　槽轮机构的工作原理和类型 128
8.2.2　槽轮机构的特点及应用 129
8.3　不完全齿轮机构 130
8.3.1　不完全齿轮机构的工作原理 130
8.3.2　不完全齿轮机构的特点及应用 130
☆综合项目分析 131
归纳总结 131
思考与练习8 131
第9单元　螺旋机构 132
知识目标 132
能力目标 132
素质目标 132
学习重点和难点 132
项目背景 132
项目要求 132
知识准备 133
9.1　螺纹的基本知识 133
9.1.1　螺纹的形成及分类 133
9.1.2　螺纹的主要参数 134
9.2　螺旋机构及其运动分析 134
9.2.1　滑动螺旋机构 135
9.2.2　滚动螺旋机构 138
☆综合项目分析 138
归纳总结 139
思考与练习9 139
第10单元　齿轮传动 140
知识目标 140
能力目标 140
素质目标 140
学习重点和难点 140
项目背景 140
项目要求 140
知识准备 140
10.1　齿轮传动基础知识 140
10.1.1　齿轮传动的特点、类型和
基本要求 140
10.1.2　渐开线的形成及其性质 142
10.1.3　渐开线齿廓啮合特性 142
10.2　渐开线标准直齿圆柱齿轮的
基本参数和几何尺寸 143
10.2.1　齿轮各部分的名称和
基本参数 143
10.2.2　渐开线标准齿轮 145
10.3　渐开线标准直齿圆柱齿轮的
啮合传动 145
10.3.1　正确啮合条件 145
10.3.2　无侧隙传动条件 146
10.3.3　连续传动条件 146
10.4　齿轮的切削加工和变位齿轮 147
10.4.1　齿轮的切削加工原理 147
10.4.2　根切与变位齿轮 148
10.4.3　渐开线齿轮的测量尺寸 148
10.4.4　齿轮传动的精度 149
10.5　斜齿圆柱齿轮传动 150
10.5.1　斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的
形成和啮合特点 150
10.5.2　斜齿圆柱齿轮的基本参数和
几何尺寸 150
10.5.3　斜齿圆柱齿轮的啮合传动和
当量齿数 152
10.6　直齿锥齿轮传动 152
10.6.1　直齿锥齿轮齿廓曲面与
当量齿数 153
10.6.2　直齿锥齿轮的基本参数和
几何尺寸 154
10.7　蜗杆传动 154
10.7.1　蜗杆传动的类型和特点 154
10.7.2　蜗杆传动的基本参数和
几何尺寸 156
10.8　齿轮的结构形式 157
10.9　齿轮传动的失效分析与选材 159
10.9.1　齿轮传动的失效形式及
设计准则 159
10.9.2　齿轮材料及热处理 160
10.10　各种类型齿轮传动的
受力分析与比较 162
☆综合项目分析 163
归纳总结 165
思考与练习10 165
第11单元　轮系 166
知识目标 166
能力目标 166
素质目标 166
学习重点和难点 166
项目背景 166
项目要求 166
知识准备 166
11.1　轮系的类型 166
11.2　定轴轮系的传动比 168
11.2.1　定轴轮系传动比的计算 168
11.2.2　首末轮转向关系的确定 169
11.3　周转轮系的传动比 171
11.4　混合轮系 173
11.5　轮系的作用 174
☆综合项目分析 176
归纳总结 176
思考与练习11 177
第12单元　带传动 178
知识目标 178
能力目标 178
素质目标 178
学习重点和难点 178
项目背景 178
项目要求 178
知识准备 178
12.1　带传动的认知 178
12.1.1　带传动的类型 179
12.1.2　带传动的特点和应用 179
12.2　V带与V带轮 180
12.2.1　V带传动的运动和几何关系 180
12.2.2　V带构造及其截面尺寸 182
12.2.3　V带轮的轮槽结构及其
截面尺寸 183
12.2.4　带轮的结构和尺寸 183
12.2.5　V带轮的制造工艺和材料 184
12.3　带传动工作性能分析 184
12.3.1　带传动中带的受力分析 184
12.3.2　带传动中带的应力分析 185
12.3.3　V带传动的失效形式及
设计准则 186
12.4　带传动的运行与维护 186
12.4.1　带传动的张紧与调整 186
12.4.2　带传动的安装与维护 187
☆综合项目分析 188
归纳总结 189
思考与练习12 189
第五模块　联接与轴系零部件
第13单元　联接 190
知识目标 190
能力目标 190
素质目标 190
学习重点和难点 190
项目背景 190
项目要求 191
知识准备 191
13.1　键联接 191
13.1.1　键联接的类型和应用 191
13.1.2　平键联接的尺寸选择和验算 193
13.2　花键联接 195
13.3　销联接 196
13.4　螺纹联接的类型和应用 197
13.5　螺纹联接的预紧与防松 199
13.5.1　螺纹联接的预紧 199
13.5.2　螺纹联接的防松方法 200
☆综合项目分析 201
归纳总结 201
思考与练习13 201
第14单元　轴 202
知识目标 202
能力目标 202
素质目标 202
学习重点和难点 202
项目背景 202
项目要求 202
知识准备 202
14.1　轴的认知 202
14.1.1　轴的分类 202
14.1.2　轴的材料选择 204
14.1.3　轴的失效形式和计算准则 205
14.2　轴的结构设计 205
14.2.1　轴的结构组成 205
14.2.2　轴结构设计的基本要求 205
14.2.3　轴径的初步确定 206
14.2.4　轴上零件的固定 206
14.2.5　轴的结构工艺性 208
14.2.6　轴的疲劳强度 209
14.2.7　轴的直径和长度 209
☆综合项目分析 210
归纳总结 211
思考与练习14 212
第15单元　轴承 213
知识目标 213
能力目标 213
素质目标 213
学习重点和难点 213
项目背景 213
项目要求 213
知识准备 214
15.1　滑动轴承的类型与结构 214
15.1.1　滑动轴承的类型 214
15.1.2　轴瓦的结构 215
15.1.3　轴承的材料 216
15.1.4　滑动轴承的润滑 217
15.2　滚动轴承的类型、性能与代号 218
15.2.1　滚动轴承的类型和性能 218
15.2.2　滚动轴承的代号及其组成 220
15.2.3　滚动轴承的失效形式 223
15.3　滚动轴承的组合设计 224
15.3.1　滚动轴承组合的轴向固定 224
15.3.2　滚动轴承组合的调整 225
15.3.3　滚动轴承的配合 227
15.3.4　支承部位的刚度和同轴度 227
15.3.5　滚动轴承的装拆 227
15.4　滚动轴承的润滑 227
15.5　轴承的密封与维护 228
☆综合项目分析 229
归纳总结 230
思考与练习15 230
第16单元　联轴器与离合器 231
知识目标 231
能力目标 231
素质目标 231
学习重点和难点 231
项目背景 231
项目要求 232
知识准备 232
16.1　联轴器 232
16.1.1　联轴器的类型及特点 232
16.1.2　联轴器的选择 236
16.2　离合器 237
☆综合项目分析 239
归纳总结 240
思考与练习16 240
附录 241
参考文献 251