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第0章 绪论1

0.1 本课程研究的对象和内容1

0.1.1 前言1

0.1.2 本课程研究的性质与研究对象和内容2

0.1.3 本课程的任务2

0.1.4 本课程在机械工程中的意义和应用3

0.1.5 本课程的学习方法3

0.2 机械概述3

0.2.1 机械工程发展简史3

0.2.2 机器、机构和机械6

0.2.3 零件、部件和构件7

0.2.4 机器的组成和机械的分类8

习题8

第1章 静力学分析基础9

1.1 静力学分析的基本概念9

1.1.1 力的概念9

1.1.2 刚体的概念9

1.1.3 平衡与平衡力系10

1.2 静力学公理10

1.3 约束和约束反力11

1.4 受力图14

习题16

第2章 平面力系19

2.1 平面汇交力系19

2.1.1 力的分解19

2.1.2 力在坐标轴上的投影20

2.1.3 合力投影定理20

2.1.4 平面汇交力系的平衡条件20

2.2 力矩与平面力偶系23

2.2.1 力对点之矩23

2.2.2 力偶及其性质24

2.2.3 平面力偶系的合成与平衡25

2.3 平面任意力系27

2.3.1 平面任意力系的简化27

2.3.2 平面任意力系的平衡29

2.4 考虑摩擦力的平衡问题34

2.4.1 摩擦现象34

2.4.2 滑动摩擦35

2.4.3 摩擦角与自锁现象36

2.4.4 考虑摩擦的平衡问题37

习题39

第3章 空间力系42

3.1 力的投影和力对轴之矩42

3.1.1 力在空间直角坐标轴的投影和力沿直角坐标轴的分解42

3.1.2 力对轴之矩43

3.1.3 合力矩定理44

3.2 空间力系的平衡45

3.2.1 空间力系的简化及简化结果分析45

3.2.2 空间力系的平衡方程及其应用46

3.2.3 空间力系平衡问题的平面解法48

习题51

第4章 构件的轴向拉伸与压缩53

4.1 拉伸与压缩时横截面上的内力和应力53

4.1.1 拉伸与压缩时横截面上的内力53

4.1.2 拉伸与压缩时横截面上的应力56

4.2 拉伸与压缩时强度计算57

4.2.1 材料的许用应力57

4.2.2 拉伸与压缩时强度条件58

4.3 材料在拉伸与压缩时的力学性能60

4.3.1 低碳钢的拉伸实验60

4.3.2 低碳钢的压缩实验62

4.3.3 其他塑性材料的拉伸实验63

4.3.4 铸铁的拉伸与压缩试验63

4.4 杆件拉伸与压缩时的变形64

4.4.1 杆件拉伸与压缩时的变形和应变64

4.4.2 泊松比65

4.4.3 虎克定律65

习题67

第5章 剪切和挤压70

5.1 剪切70

5.1.1 剪切的概念70

5.1.2 剪切时的内力、应力和剪切强度条件71

5.2 挤压72

5.2.1 挤压的概念72

5.2.2 挤压变形的强度条件73

习题75

第6章 扭转变形77

6.1 扭矩、扭矩图77

6.1.1 扭转的概念77

6.1.2 外力偶矩的计算77

6.1.3 扭矩78

6.2 扭转变形的应力分析79

6.2.1 圆轴扭转时横截面上的应力79

6.2.2 圆截面极惯性矩及扭转截面系数的计算81

6.3 圆轴扭转时的强度条件81

6.3.1 圆轴扭转时的强度准则81

6.3.2 圆轴扭转时的变形82

6.3.3 圆轴扭转时的刚度条件83

小结84

习题85

第7章 弯曲87

7.1 平面弯曲的概念87

7.1.1 弯曲的概念87

7.1.2 梁的力学模型88

7.2 梁的内力—剪力和弯矩88

7.2.1 梁的内力—弯矩和剪力88

7.2.2 弯矩图90

7.3 纯弯曲时的正应力92

7.3.1 正应力的分布规律92

7.3.2 最大正应力的计算公式94

7.3.3 截面的轴惯性矩和抗弯截面模量95

7.4 梁弯曲时的强度计算96

7.5 梁的刚度概念98

7.6 提高梁弯曲强度和刚度的措施100

习题101

第8章 组合变形103

8.1 点的应力状态103

8.1.1 单元体的概念103

8.1.2 主平面、主应力103

8.1.3 应力状态分类103

8.2 斜截面上的应力104

8.2.1 斜截面上的应力104

8.2.2 主应力的大小和方向105

8.2.3 最大切应力105

8.3 强度理论106

8.3.1 强度理论的概念106

8.3.2 常用的四种强度理论106

8.3.3 四种强度理论的适用范围107

8.4 组合变形107

8.4.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算107

8.4.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算108

小结110

习题112

第9章 平面机构概述114

9.1 平面运动副114

9.1.1 构件的自由度114

9.1.2 运动副和约束114

9.1.3 运动副的类型及表示方法114

9.1.4 构件的分类116

9.2 平面机构的运动简图117

9.2.1 平面机构运动简图的概念117

9.2.2 平面机构运动简图的绘制117

9.3 机构具有确定相对运动的条件118

9.3.1 平面机构自由度计算公式118

9.3.2 计算平面机构自由度时，特殊情况的处理119

习题121

第10章 平面连杆机构123

10.1 铰链四杆机构123

10.1.1 铰链四杆机构的类型123

10.1.2 铰链四杆机构类型判别125

10.1.3 含有一个移动副的四杆机构126

10.2 铰链四杆机梅的基本性质128

10.2.1 急回运动特性128

10.2.2 压力角和传动角129

10.2.3 死点位置129

10.3 平面四杆机构的设计130

10.3.1 按给定连杆位置设计四杆机构130

10.3.2 按给定行程速比系数K设计四杆机构131

习题132

第11章 凸轮机构134

11.1 凸轮机构的应用与分类134

11.1.1 凸轮机构的组成、应用和特点134

11.1.2 凸轮机构的分类135

11.2 从动件常用的运动规律137

11.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系137

11.2.2 从动件的常用运动规律138

11.3 移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计140

11.3.1 对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计140

11.3.2 滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计141

11.3.3 凸轮机构设计中应注意的几个问题142

11.4 凸轮机构的结构设计143

11.4.1 凸轮的结构设计144

11.4.2 从动件的结构设计145

11.5 高速凸轮机构简介146

习题146

第12章 间歇运动机构148

12.1 棘轮机构148

12.1.1 棘轮机构的工作原理及类型148

12.1.2 棘轮转角的调节方法150

12.1.3 棘轮机构的特点及应用150

12.2 槽轮机构151

12.2.1 槽轮机构的工作原理及类型151

12.2.2 槽轮机构的特点及应用152

习题152

第13章 齿轮机构154

13.1 齿轮传动特点、分类及应用154

13.1.1 齿轮传动的特点154

13.1.2 齿轮传动的类型154

13.1.3 齿廓啮合基本定律156

13.2 渐开线齿轮157

13.2.1 渐开线的形成及基本性质157

13.2.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸158

13.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动161

13.3.1 渐开线齿轮啮合传动特点161

13.3.2 渐开线齿轮啮合传动的条件161

13.4 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念163

13.4.1 渐开线齿轮的切齿原理163

13.4.2 根切现象与不发生根切时的最少齿数164

13.4.3 变位齿轮的概念165

13.5 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计166

13.5.1 失效形式166

13.5.2 齿轮材料选择168

13.5.3 齿轮传动精度等级选择171

13.5.4 直齿圆柱齿轮传动设计171

13.6 斜齿圆柱齿轮传动178

13.6.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点178

13.6.2 斜齿圆柱齿轮传动的应用179

13.7 蜗轮蜗杆传动181

13.8 其他齿轮传动简介184

习题185

第14章 轮系188

14.1 轮系概述188

14.1.1 轮系的类型188

14.1.2 轮系传动比概念189

14.2 定轴轮系传动比计算189

14.2.1 平面定轴轮系的传动比计算189

14.2.2 空间定轴轮系的传动比计算190

14.3 周转轮系传动比计算191

14.3.1 周转轮系的组成191

14.3.2 周转轮系的传动比计算191

14.4 复合轮系传动比计算194

14.5 齿轮系的功用195

14.5.1 实现大传动比传动195

14.5.2 实现远距离传动195

14.5.3 实现变速传动195

14.5.4 实现换向传动196

14.5.5 实现分路传动196

14.5.6 实现运动的合成与分解196

习题197

第15章 连接199

15.1 键连接199

15.1.1 键连接的类型和应用199

15.1.2 平键连接的选择和强度计算203

15.2 花键连接204

15.3 销连接204

15.4 螺纹连接204

15.4.1 螺纹的类型及主要参数204

15.4.2 螺纹连接的基本类型、结构尺寸及应用205

15.4.3 螺纹连接件207

15.4.4 螺纹连接的预紧与防松209

15.4.5 螺栓连接的失效形式210

15.4.6 提高螺栓连接强度的措施210

15.4.7 螺纹零件的其他用途211

习题211

第16章 带传动与链传动212

16.1 带传动概述212

16.1.1 带传动的组成212

16.1.2 带传动的主要类型212

16.1.3 带传动的特点和应用213

16.1.4 带传动的弹性滑动、打滑及其传动比213

16.2 普通V带和V带轮214

16.2.1 普通V带的结构和标准214

16.2.2 V带轮215

16.3 普通V带传动的设计217

16.3.1 带传动的失效形式和设计准则217

16.3.2 单根V带的基本额定功率217

16.3.3 普通V带传动的设计计算220

16.3.4 V带传动的设计计算实例222

16.3.5 提高带传动工作能力的措施224

16.4 V带传动的张紧、安装和维护224

16.4.1 V带传动的张紧224

16.4.2 带传动的安装和维护225

16.5 链传动简介225

16.5.1 链传动的组成、特点、分类及应用225

16.5.2 滚子链的结构及标准226

16.5.3 链传动的运动特性228

16.5.4 链传动主要参数选择229

习题230

第17章 轴232

17.1 轴的功用及分类232

17.1.1 轴的功用232

17.1.2 轴的分类232

17.2 轴的常用材料233

17.3 轴的结构设计234

17.4 轴的强度计算238

17.4.1 传动轴的强度计算238

17.4.2 转轴的强度计算239

习题243

第18章 滚动轴承245

18.1 轴承的功用和类型245

18.2 滚动轴承的结构、类型245

18.2.1 滚动轴承的结构245

18.2.2 滚动轴承的类型246

18.3 滚动轴承的代号248

18.3.1 基本代号249

18.3.2 前置代号和后置代号250

18.4 滚动轴承的选择251

18.4.1 滚动轴承类型的选择251

18.4.2 滚动轴承尺寸的选择251

18.5 滚动轴承的组合设计261

18.5.1 滚动轴承的支承结构类型261

18.5.2 滚动轴承的轴向固定262

18.5.3 轴承轴向位置的调整263

18.5.4 滚动轴承的配合与装拆264

18.6 滚动轴承的润滑与密封264

习题266

第19章 联轴器与离合器267

19.1 联轴器267

19.1.1 刚性联轴器267

19.1.2 无弹性元件挠性联轴器268

19.1.3 弹性联轴器269

19.1.4 联轴器的选择272

19.2 离合器272

19.2.1 牙嵌式离合器272

19.2.2 摩擦离合器273

习题273

参考文献274