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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Wz 116

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

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