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第1篇　静力学2

第1章　静力学基础2

1.1　静力学的基本概念2

1.1.1　力的概念2

1.1.2　刚体的概念3

1.1.3　平衡的概念3

1.2　静力学公理3

1.3　约束、约束反力与受力图6

1.3.1　研究对象与受力图的概念6

1.3.2　约束与约束反力6

1.3.3　工程上常见的几种约束类型及其反力方向的确定7

本章小结11

思考题和习题111

第2章　平面力系14

2.1　平面汇交力系14

2.1.1　平面汇交力系及其实例14

2.1.2　平面汇交力系合成与平衡的解析法14

2.2　平面力偶系的合成与平衡19

2.2.1　力对点之矩19

2.2.2　合力矩定理19

2.2.3　力偶与力偶矩20

2.2.4　平面力偶系的合成与平衡22

2.3　平面一般力系23

2.3.1　平面一般力系的平衡方程及其应用24

本章小结27

思考题和习题228

第3章　空间力系32

3.1　力在空间直角坐标轴上的投影32

3.1.1　一次投影法32

3.1.2　二次投影法32

3.2　力对轴之矩及合力矩定理33

3.3　空间力系的平衡34

3.3.1 空间一般力系的平衡方程34

3.3.2　空间汇交力系的平衡方程35

3.3.3　空间平行力系的平衡方程35

3.4　空间力系问题的平面解法37

本章小结40

思考题和习题340

第2篇　运动学43

第4章　点的运动43

4.1　确定点位置的方法，运动方程43

4.1.1 自然法43

4.1.2　直角坐标法44

4.2　用自然法确定点的速度45

4.3　用直角坐标法确定点的速度47

本章小结49

思考题和习题450

第5章　刚体的基本运动52

5.1　刚体的平行移动52

5.2　刚体的定轴转动53

5.2.1　转动方程53

5.2.2　角速度53

5.3　转动刚体上各点的速度55

5.4　定轴轮系的传动比57

本章小结58

思考题和习题558

第6章　点的合成运动60

6.1　相对运动、绝对运动和牵连运动60

6.2　点的速度合成定理62

本章小结65

思考题和习题666

第7章　刚体的平面运动68

7.1　刚体的平面运动分析68

7.2　平面运动分解为平动和转动69

7.3　合成法求平面图形内各点的速度70

7.4　速度投影法求平面图形内各点的速度71

7.5　瞬心法求平面图形内各点的速度72

7.5.1　瞬时速度中心72

7.5.2　平面图形内的各点的速度及其分布73

7.5.3　确定瞬心位置的方法74

本章小结78

思考题和习题778

第3篇　材料力学83

第8章　拉伸和压缩83

8.1　拉伸和压缩的概念83

8.2　拉伸和压缩时的内力与截面法83

8.2.1 内力83

8.2.2　截面法84

8.3　横截面上的正应力85

8.4　轴向变形和胡克定律及横向变形86

8.4.1　轴向变形和胡克定律86

8.4.2　横向变形88

8.5　拉伸和压缩时材料的力学性能89

8.5.1　塑性材料拉伸时的力学性能89

8.5.2　脆性材料拉伸时的力学性能92

8.5.3　塑性材料压缩时的力学性能92

8.5.4　脆性材料压缩时的力学性能92

8.6　应力集中的概念94

8.7　拉伸和压缩时的强度计算95

8.7.1　许用应力和安全系数95

8.7.2　强度计算96

本章小结98

思考题和习题899

第9章　剪切与挤压101

9.1　剪切的概念与剪应力101

9.2　挤压的概念与挤压应力102

9.3　剪切与挤压的实用计算103

本章小结105

思考题和习题9106

第10章　扭转108

10.1　扭转的概念108

10.2　扭转时的内力——扭矩和扭矩图108

10.2.1 扭矩108

10.2.2　扭矩图110

10.3 圆轴扭转时的应力110

10.3.1 横截面上剪应力的分布规律110

10.3.2　最大剪应力的计算公式111

10.4　圆轴扭转时的变形112

10.4.1　扭转角112

10.4.2　单位长度扭转角113

10.5　圆轴扭转时的强度和刚度计算113

10.5.1　强度条件113

10.5.2　刚度条件113

本章小结116

思考题和习题10117

第11章　直梁的弯曲120

11.1　平面弯曲的概念120

11.2　梁弯曲时横截面上的内力——剪力和弯矩121

11.3　剪力图和弯矩图123

11.3.1　剪力方程和弯矩方程123

11.3.2　剪力图和弯矩图123

11.4　纯弯曲时梁横截面上的应力129

11.4.1　实验观察与假设129

11.4.2　应变与应力分布规律130

11.4.3　弯曲正应力计算公式131

11.4.4　圆形和矩形截面的惯性矩、抗弯截面模量133

11.5　梁弯曲的强度条件134

11.6　梁的弯曲变形137

11.6.1　挠度和转角137

11.6.2　用叠加法计算梁的变形140

本章小结140

思考题和习题11141

第12章　组合变形的强度计算145

12.1　组合变形的工程实例及分析方法145

12.2　拉伸（压缩）与弯曲的组合变形时的强度计算146

12.3　扭转与弯曲的组合变形时的强度计算147

本章小结155

思考题和习题12156

第13章　压杆的稳定159

13.1　压杆稳定的概念159

13.2　细长压杆的临界力160

13.2.1　欧拉公式160

13.2.2　临界应力161

13.2.3　欧拉公式的适用范围161

本章小结162

思考题和习题13162

第14章　动荷应力和交变应力163

14.1　动载荷和动荷应力概念163

14.2　交变应力的概念163

14.3　交变应力的循环特性及类型164

14.3.1　交变应力的循环特性164

14.3.2　交变应力的类型165

本章小结165

思考题和习题14165

第4篇　机械设计基础第15章　平面连杆机构167

15.1　平面机构运动分析167

15.1.1　机构的运动副167

15.1.2　自由度及约束167

15.1.3　运动副的分类168

15.1.4　机构运动简图简介168

15.1.5　平面机构的自由度计算170

15.2　平面四杆机构173

15.2.1 平面四杆机构的基本形式、特点及应用173

15.2.2　铰链四杆机构173

15.2.3　滑块四杆机构175

15.2.4　平面四杆机构的工作特性178

15.3　平面四杆机构的设计181

15.3.1 按给定的行程速比系数K设计四杆机构181

15.3.2　按连杆的预定位置设计四杆机构182

本章小结183

思考题和习题15184

第16章　凸轮机构和间歇运动机构186

16.1　概述186

16.1.1 凸轮机构的组成、特点和应用186

16.1.2　凸轮机构的分类186

16.2　凸轮的轮廓与从动件的运动规律188

16.2.1　确定凸轮轮廓的基本依据188

16.2.2　凸轮机构的基本尺寸和运动参数188

16.2.3　从动件的常用运动规律189

16.3　盘形凸轮轮廓曲线的设计192

16.3.1　对心直动尖顶从动件盘形凸轮193

16.3.2　对心直动滚子从动件盘形凸轮194

16.3.3　偏置直动尖项从动件盘形凸轮194

16.3.4　用图解法绘制凸轮轮廓应注意的事项195

16.4　凸轮机构基本尺寸的确定196

16.4.1　滚子半径与运动失真196

16.4.2　压力角及其许用值196

16.4.3　基圆半径的选择197

16.4.4　偏距的大小及其方位198

16.5　棘轮机构200

16.5.1　工作原理、类型和应用200

16.5.2　棘轮机构的结构及调整201

16.6　槽轮机构203

16.6.1　工作原理、类型和应用203

16.6.2　外啮合槽轮机构的设计204

本章小结205

思考题和习题16206

第17章　连接207

17.1　螺纹连接207

17.1.1　概述207

17.1.2　螺纹连接类型及适用场合和结构尺寸207

17.1.3　螺纹连接的预紧及防松209

17.2　螺栓连接的强度计算211

17.2.1　普通螺栓的强度计算211

17.2.2　铰制孔用螺栓的强度计算218

17.3　键、销连接219

17.3.1　键连接功用和分类219

17.3.2　普通平键连接的尺寸选择及强度校核223

17.3.3　花键连接的类型及特点225

17.3.4　销连接226

本章小结226

思考题和习题17226

第18章　带传动228

18.1　概述228

18.1.1　带传动的组成、分类、工作原理及特点228

18.1.2　普通V带的构造和标准229

18.2　带传动的受力分析、失效形式232

18.2.1　带传动的受力分析和应力分析232

18.2.2　带传动的弹性滑动及其传动比234

18.2.3　带传动的失效形式和计算准则235

18.3　V带传动的设计238

18.3.1 设计的已知条件和设计内容238

18.3.2　设计方法和步骤238

本章小结244

思考题和习题18244

第19章　圆柱齿轮传动245

19.1　概述245

19.1.1　齿轮机构的组成、特点、分类和应用245

19.1.2　渐开线形成及其性质246

19.1.3　渐开线齿廓能满足定传动比要求248

19.2　直齿圆柱齿轮传动249

19.2.1　渐开线齿轮各部分名称、主要参数、主要尺寸249

19.2.2　渐开线齿轮的啮合传动、重合度252

19.2.3　齿轮常用材料及热处理、齿轮传动精度简介253

19.2.4　齿轮传动精度简介256

19.2.5　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算257

19.3　齿轮齿形加工266

19.3.1　渐开线齿轮切齿原理及方法266

19.3.2　渐开线标准直齿圆柱齿轮根切现象和不根切的最少齿数267

19.4　斜齿圆柱齿轮传动269

19.4.1　斜齿圆柱齿轮的形成、主要参数、几何尺寸269

19.4.2　正确啮合条件、重合度、当量齿数、主要优缺点271

19.5　斜齿圆柱齿轮传动的强度计算273

19.5.1　齿轮受力分析273

19.5.2　强度计算275

本章小结276

思考题和习题19276

第20章　轮系278

20.1　概述278

20.2　定轴轮系的传动比279

20.3　行星轮系的传动比282

20.3.1　行星轮系的组成282

20.3.2　行星轮系的传动比计算282

20.4　复合轮系的传动比285

本章小结287

思考题和习题20287

第21章　轴289

21.1　轴的结构设计289

21.1.1　轴的功用、分类及材料289

21.1.2　轴设计的基本要求290

21.1.3　轴的结构设计290

21.2　轴的强度计算294

21.2.1　按许用切应力计算294

21.2.2　按许用弯曲应力计算295

21.2.3　安全系数校核计算296

21.3　轴的刚度计算299

21.4　提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施300

21.4.1　合理布置轴上零件，减小轴受转矩300

21.4.2　改进轴上零件结构，减小轴受弯矩300

21.4.3　采用载荷分担的方法减小轴的载荷300

21.4.4　采用力平衡或局部相互抵消的办法减小轴的载荷301

21.4.5　改变支点位置，改善轴的强度和刚度301

21.4.6　改进轴的结构，减少应力集中302

21.4.7　改善表面品质提高轴的疲劳强度302

本章小结302

思考题和习题21303

第22章　轴承304

22.1　滚动轴承类型、特点、精度及代号304

22.1.1　滚动轴承的构造304

22.1.2　滚动轴承的类型和特点304

22.1.3　滚动轴承的代号306

22.2　滚动轴承失效形式309

22.3　滚动轴承组合设计310

22.3.1　滚动轴承的轴向固定310

22.3.2　轴的支承结构形式311

22.3.3　轴承的组合调整313

22.3.4　轴承的装拆313

22.4　滚动轴承的选择314

22.5　滚动轴承的寿命计算315

22.5.1　基本额定寿命、基本额定动载荷和寿命计算公式315

22.5.2　滚动轴承的当量动载荷317

22.5.3　角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向力318

本章小结322

思考题和习题22322

第23章　联轴器和离合器323

23.1　概述323

23.2　联轴器324

23.2.1　刚性联轴器324

23.2.2　无弹性元件的挠性联轴器325

23.2.3　非金属弹性元件挠性联轴器327

23.2.4　金属弹性元件联轴器328

23.2.5　安全联轴器328

23.3　离合器328

23.3.1　操纵式离合器328

23.3.2 自动离合器330

23.4　制动器332

23.4.1　圆盘制动器332

23.4.2　带式制动器332

23.4.3　块式短闸瓦制动器332

23.4.4　制动器的发热333

本章小结333

思考题和习题23333

第24章　摩擦磨损和润滑334

24.1　摩擦、磨损和润滑334

24.1.1　摩擦、磨损的基本概念334

24.1.2　润滑335

24.2　机械传动常用的润滑方式及机械效率337

24.2.1　机械传动常用的润滑方式337

24.2.2　脂和固体润滑的润滑方式及其润滑装置339

24.2.3　机械的效率340

本章小结341

思考题和习题24341

部分思考题和习题参考答案343

附录A　热轧普通工字钢（摘自GB706—88）348