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第一篇 工程力学基础4

第1章 静力学基础4

1.1 静力分析基础4

1.1.1 静力分析的基本概念4

1.1.2 静力学的基本理论和定理5

1.1.3 约束和约束反力8

1.1.4 受力分析与受力图11

1.2 平面力系13

1.2.1 平面汇交力系13

1.2.2 力矩及平面力偶系18

1.2.3 平面任意力系21

1.2.4 考虑摩擦时的物体平衡问题25

1.3 空间力系29

1.3.1 力的投影和力对轴之矩29

1.3.2 空间力系的平衡31

1.3.3 空间力系平衡问题的平面解法33

复习思考题33

第2章 运动力学基础37

2.1 刚体转动的基本概念37

2.1.1 转动方程37

2.1.2 角速度37

2.1.3 角加速度38

2.1.4 刚体匀速定轴转动和匀变速转动38

2.2 转动刚体上点的速度和加速度40

2.2.1 点的运动速度、加速度40

2.2.2 转动刚体上点的速度、加速度41

2.3 转动惯量、惯性力的概念43

2.3.1 转动惯量43

2.3.2 惯性力的概念46

复习思考题46

第3章 材料力学基础48

3.1 概述48

3.2 轴向拉伸与压缩49

3.2.1 轴向拉伸与压缩的概念49

3.2.2 拉（压）杆的轴力和轴力图49

3.2.3 拉（压）杆横截面的应力52

3.2.4 拉（压）杆的变形54

3.2.5 材料拉伸和压缩时的力学性能55

3.2.6 拉（压）杆的强度计算59

3.3 剪切与挤压61

3.3.1 概述61

3.3.2 剪切和挤压的实用计算62

3.4 圆轴的扭转65

3.4.1 概述65

3.4.2 扭转时的内力66

3.4.3 圆轴扭转时的应力与变形68

3.4.4 圆轴扭转时的强度和刚度计算71

3.5 直梁的弯曲75

3.5.1 概述75

3.5.2 静定梁的基本形式76

3.5.3 平面弯曲时梁横截面上的内力77

3.5.4 剪力图和弯矩图79

3.5.5 弯曲时的正应力82

3.5.6 弯曲正应力的强度条件86

3.5.7 提高弯曲强度的措施86

3.5.8 梁的变形88

3.5.9 组合变形的强度计算90

3.6 交变应力和疲劳强度95

3.6.1 交变应力95

3.6.2 疲劳强度97

复习思考题99

第二篇 常用机构104

第4章 平面机构的运动简图和自由度4.1 机构的组成、运动副及其分类104

4.1.1 机器及其组成104

4.1.2 平面运动副及其分类106

4.1.3 平面运动副的约束108

4.2 平面机构的运动简图108

4.2.1 绘制机构运动简图的目的108

4.2.2 平面机构运动简图的绘制109

4.3 平面机构的自由度111

4.3.1 平面机构自由度的计算111

4.3.2 机构具有确定运动的条件111

4.3.3 计算平面机构自由度时应注意的问题112

复习思考题114

第5章 平面连杆机构116

5.1 铰接四杆机构116

5.1.1 铰接四杆机构的组成116

5.1.2 铰接四杆机构的类型及应用116

5.1.3 铰接四杆机构中曲柄存在的条件118

5.2 含有一个移动副的平面四杆机构120

5.2.1 曲柄滑块机构120

5.2.2 偏心轮机构120

5.2.3 导杆机构121

5.2.4 摇块机构和定块机构121

5.3 平面四杆机构的工作特性122

5.3.1 急回特性和行程速比系数122

5.3.2 压力角与传动角123

5.3.3 死点位置124

5.4 铰接四杆机构的运动设计125

5.4.1 按给定的连杆位置设计四杆机构126

5.4.2 按给定的行程速比系数K设计四杆机构126

复习思考题127

第6章 凸轮机构130

6.1 概述130

6.1.1 凸轮机构的组成、特点及应用130

6.1.2 凸轮机构的分类131

6.2 从动件的常用运动规律133

6.2.1 凸轮与从动件的运动关系133

6.2.2 等速运动规律134

6.2.3 等加速等减速运动规律134

6.3 盘形凸轮机构的设计135

6.3.1 作图原理135

6.3.2 尖顶对心移动从动件盘形凸轮的设计136

6.3.3 滚子对心移动从动件盘形凸轮的设计137

6.3.4 偏置移动从动件盘形凸轮的设计137

6.3.5 凸轮机构设计中的几个问题138

6.3.6 凸轮的材料、加工及固定140

6.4 CAD方法在凸轮轮廓曲线设计中的应用142

6.4.1 建立平面凸轮轮廓曲线的方程142

6.4.2 计算机辅助设计凸轮轮廓的程序框图143

复习思考题144

第7章 间歇运动机构145

7.1 棘轮机构145

7.1.1 棘轮机构的组成和工作原理145

7.1.2 棘轮转角的调节方法146

7.1.3 棘轮机构的特点及应用146

7.2 槽轮机构147

7.2.1 槽轮机构的组成及工作原理147

7.2.2 槽轮机构的类型、特点及应用148

7.2.3 槽轮机构槽数Z和拨盘圆柱销数k的选择148

复习思考题149

第三篇 机械传动设计151

第8章 带传动151

8.1 带传动概述151

8.1.1 带传动的组成及工作原理151

8.1.2 带传动的特点151

8.1.3 带传动的主要类型与应用152

8.2 V带和V带轮153

8.2.1 V带的构造和标准153

8.2.2 V带轮的结构155

8.3 V带传动的工作能力分析156

8.3.1 带传动中的受力分析156

8.3.2 传动带工作时的应力分析158

8.3.3 弹性滑动和打滑159

8.4 V带传动设计160

8.4.1 带传动的失效形式和设计准则160

8.4.2 单根V带的基本额定功率160

8.4.3 V带传动的设计步骤和计算方法164

8.4.4 V带传动的设计计算实例167

8.5 V带传动的使用和维护168

8.5.1 V带传动的张紧装置168

8.5.2 V带传动的安装与维护169

复习思考题170

第9章 齿轮传动171

9.1 齿轮传动的特点和基本类型171

9.1.1 齿轮传动的分类171

9.1.2 齿轮机构的特点172

9.1.3 齿廓啮合基本定律172

9.2 渐开线和渐开线齿廓173

9.2.1 渐开线的形成及性质173

9.2.2 渐开线齿廓的啮合特点174

9.3 渐开线齿轮各部分名称和几何尺寸175

9.3.1 齿轮各部分名称及符号175

9.3.2 主要参数176

9.3.3 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸177

9.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动178

9.4.1 正确啮合条件178

9.4.2 中心距和啮合角179

9.4.3 连续传动条件和重合度180

9.5 渐开线齿轮的加工原理181

9.5.1 仿形法181

9.5.2 范成法182

9.6 渐开线标准直齿圆柱齿轮的根切现象和不根切的最小齿数183

9.6.1 渐开线齿轮的根切现象183

9.6.2 不根切的最小齿数183

9.7 变位齿轮184

9.7.1 变位的概念184

9.7.2 变位后对轮齿尺寸的影响185

9.7.3 变位齿轮的无齿侧间隙啮合185

9.8 齿轮传动的常用材料、失效形式与设计准则188

9.8.1 齿轮传动的常用材料188

9.8.2 齿轮传动的失效形式190

9.8.3 设计准则191

9.9 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算191

9.9.1 轮齿的受力分析191

9.9.2 齿面接触疲劳强度计算193

9.9.3 齿根弯曲疲劳强度的计算195

9.9.4 齿轮的许用应力196

9.9.5 齿轮传动主要参数的选择和设计步骤199

9.9.6 应用实例202

9.10 斜齿圆柱齿轮传动204

9.10.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点204

9.10.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算205

9.10.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数208

9.10.4 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件208

9.11 直齿圆锥齿轮传动简介209

9.11.1 直齿圆锥齿轮的齿廓曲线209

9.11.2 直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数210

9.11.3 直齿圆锥齿轮的基本参数210

9.11.4 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件211

复习思考题212

第10章 蜗杆传动214

10.1 蜗杆传动的特点和类型214

10.1.1 蜗杆传动的特点214

10.1.2 蜗杆传动的类型215

10.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算216

10.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择217

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算219

10.3 蜗杆传动的失效形式及受力分析220

10.3.1 蜗杆传动的失效形式及设计准则220

10.3.2 蜗杆蜗轮常用材料选择及热处理220

10.3.3 蜗杆传动的受力分析及方向判定222

10.4 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算223

10.4.1 蜗杆传动的效率223

10.4.2 蜗杆传动的润滑224

10.4.3 蜗杆传动的热平衡计算224

复习思考题225

第11章 轮系227

11.1 轮系的类型及功用227

11.1.1 定轴轮系227

11.1.2 行星轮系228

11.1.3 轮系的功用228

11.2 定轴轮系传动比229

11.2.1 轮系的传动比229

11.2.2 传动比的计算229

11.3 行星轮系传动比231

11.3.1 单级行星轮系传动比的计算231

11.3.2 多级行星轮系传动比的计算233

11.4 复合轮系传动比234

复习思考题236

第12章 连接类型238

12.1 键连接238

12.1.1 键连接的类型及应用238

12.1.2 平键连接的设计240

12.2 花键连接242

12.3 销连接243

12.4 螺纹连接244

12.4.1 螺纹的主要参数及分类244

12.4.2 螺纹连接的基本类型及螺纹连接件248

12.4.3 螺纹连接的预紧和防松251

12.4.4 螺栓组连接的结构设计254

12.5 联轴器和离合器255

12.5.1 联轴器255

12.5.2 离合器259

复习思考题261

第13章 轴263

13.1 概述263

13.1.1 轴的分类263

13.1.2 轴的材料265

13.2 转轴的结构设计与强度计算266

13.2.1 基本轴径的估算267

13.2.2 轴和轴上零件的轴向定位与固定267

13.2.3 轴上零件的周向固定269

13.2.4 轴的结构工艺性270

13.2.5 轴的强度验算271

13.2.6 提高轴疲劳强度的措施272

13.3 轴的设计实例分析（实训课）273

13.3.1 设计方法273

13.3.2 轴的设计准则与特点274

复习思考题281

第14章 轴承283

14.1 滑动轴承概述283

14.1.1 滑动轴承的特点、类型及典型结构283

14.1.2 轴瓦的结构和滑动轴承的材料285

14.2 滚动轴承的构造、类型和代号287

14.2.1 滚动轴承的构造和类型287

14.2.2 滚动轴承的代号290

14.2.3 滚动轴承的选择292

14.2.4 滚动轴承的失效形式293

14.3 滚动轴承的组合设计294

14.3.1 滚动轴承的轴向固定294

14.3.2 轴系的轴向固定296

14.3.3 滚动轴承组合的调整297

14.3.4 滚动轴承的预紧298

14.3.5 滚动轴承的配合299

14.3.6 滚动轴承的装拆及润滑299

14.4 滚动轴承与滑动轴承的性能比较301

复习思考题301

第15章 润滑与密封303

15.1 润滑剂及其选择303

15.1.1 润滑油及其选择303

15.1.2 润滑脂及其选择306

15.1.3 固体润滑剂307

15.2 润滑方法和润滑装置307

15.2.1 油润滑方法和装置308

15.2.2 脂润滑方法简介309

15.2.3 润滑管理及维护310

15.3 密封装置311

15.3.1 静密封311

15.3.2 动密封311

复习思考题312

参考文献314