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导言1

0.1 机械1

0.2 学习目标及任务3

0.3 学习指引4

第1单元 机械设计概述6

1.1 机械设计的总体过程6

1.2 机械设计的基本要求7

1.3 机械零件设计7

应用训练9

第1部分 构件静力分析11

第2单元 静力分析基础11

2.1 基本概念及力的性质11

2.2 平面汇交力系的合力13

2.3 力对点之矩15

2.4 力偶17

2.5 约束与约束力18

2.6 受力分析与受力图20

应用训练22

第3单元 平衡力系分析26

3.1 平面力系的简化26

3.2 平面力系的平衡方程及应用29

3.3 静定与超静定问题及物系的平衡34

3.4 摩擦与自锁38

3.5 重心42

应用训练45

第2部分 构件承载能力分析50

第4单元 拉伸与压缩50

4.1 轴向拉伸与压缩50

4.2 轴向拉伸与压缩的轴力与应力51

4.3 材料在拉伸与压缩时的力学性能55

4.4 杆件轴向拉伸与压缩时的强度计算58

4.5 拉压杆超静定问题简介60

4.6 压杆稳定的概念62

应用训练62

第5单元 剪切与挤压66

5.1 杆件的剪切与挤压66

5.2 杆件剪切与挤压时的强度计算67

应用训练69

第6单元 扭转71

6.1 圆轴扭转的概念71

6.2 圆轴扭转的扭矩与应力72

6.3 圆轴扭转的强度与刚度计算73

应用训练79

第7单元 弯曲81

7.1 平面弯曲81

7.2 弯曲的内力——剪力和弯矩82

7.3 梁纯弯曲时横截面上的应力86

7.4 梁弯曲时的强度计算88

7.5 梁的变形和刚度计算90

7.6 提高梁的强度和刚度的措施93

应用训练94

第8单元 交变应力与疲劳破坏98

8.1 交变应力98

8.2 材料的疲劳极限及其影响因素100

应用训练101

第3部分 机械传动103

第9单元 机构的运动简图及自由度103

9.1 运动副103

9.2 机构的运动简图104

9.3 平面机构自由度的计算106

应用训练109

第10单元 平面连杆机构112

10.1 平面四杆机构的基本类型及演化112

10.2 平面四杆机构的基本特性118

10.3 平面四杆机构的设计121

应用训练124

第11单元 凸轮机构127

11.1 凸轮机构的特点、应用及类型127

11.2 凸轮机构的运动分析和从动件的运动规律129

11.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计131

11.4 凸轮机构设计中的几个问题135

应用训练136

第12单元 其他常用机构138

12.1 棘轮机构138

12.2 槽轮机构141

12.3 不完全齿轮机构142

12.4 凸轮式间歇运动机构143

12.5 螺旋机构144

应用训练148

第13单元 齿轮传动149

13.1 齿轮传动的类型和特点149

13.2 渐开线与渐开线齿廓150

13.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸153

13.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动160

13.5 渐开线齿轮的加工与根切162

13.6 变位齿轮传动165

13.7 齿轮常见的失效形式与设计准则168

13.8 齿轮常用材料及精度169

13.9 直齿圆柱齿轮的强度计算171

13.10 直齿圆柱齿轮传动设计177

13.11 齿轮传动的润滑和维护183

13.12 斜齿圆柱齿轮传动184

13.13 锥齿轮传动190

应用训练192

第14单元 蜗杆传动195

14.1 蜗杆传动的特点和类型195

14.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算196

14.3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度199

14.4 蜗杆传动的强度计算201

14.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算202

14.6 蜗杆和蜗轮的结构204

14.7 设计计算实例205

应用训练207

第15单元 齿轮系209

15.1 齿轮系的分类209

15.2 定轴轮系传动比的计算210

15.3 行星轮系传动比的计算213

15.4 混合轮系传动比的计算215

15.5 齿轮系的应用216

应用训练218

第16单元 带传动和链传动221

16.1 带传动的类型和特点221

16.2 带传动的受力分析和应力分析222

16.3 带传动的弹性滑动与传动比224

16.4 V带和带轮结构225

16.5 V带传动的张紧及安装维护228

16.6 普通V带传动的设计计算229

16.7 普通V带传动的设计计算应用实例234

16.8 链传动236

应用训练241

第4部分 支承与联接244

第17单元 轴244

17.1 轴的分类和材料244

17.2 最小轴径估算247

17.3 轴的结构设计247

17.4 轴的弯扭组合强度计算251

17.5 轴的刚度计算252

17.6 轴的设计实例253

应用训练257

第18单元 轴承259

18.1 滚动轴承的类型及特点259

18.2 滚动轴承的选择264

18.3 滚动轴承的寿命计算265

18.4 滚动轴承的静强度和极限转速验算272

18.5 滚动轴承的组合结构设计273

18.6 滑动轴承277

18.7 轴承的润滑和密封281

18.8 滚动轴承与滑动轴承的比较及选用284

应用训练285

第19单元 螺纹联接289

19.1 螺纹联接的类型及应用289

19.2 常用螺纹联接件290

19.3 螺纹联接的预紧与防松292

19.4 螺纹联接的结构设计293

19.5 螺纹联接的强度计算294

19.6 提高螺纹联接强度的措施295

应用训练296

第20单元 键、销联接299

20.1 键联接299

20.2 花键联接304

20.3 销联接304

20.4 无键联接306

20.5 铆接、焊接与胶接306

应用训练307

第21单元 弹性零件309

21.1 弹性零件的功用与类型309

21.2 弹簧的材料与制造310

21.3 圆柱形螺旋弹簧的结构、参数和尺寸311

应用训练313

第22单元 联轴器、离合器和制动器315

22.1 联轴器315

22.2 离合器318

22.3 制动器322

22.4 联轴器、离合器和制动器的选用323

应用训练325

第23单元 现代设计方法简介327

23.1 计算机辅助设计327

23.2 优化设计328

23.3 可靠性设计329

23.4 并行设计330

23.5 有限元分析331

应用训练331

附录 部分习题参考答案332

参考文献335