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绪论1

第一篇 工程力学基础5

第一章 力的基本概念和物体的受力分析5

第一节 力学基础的几个基本概念5

一、力的概念5

二、力的三要素5

三、力对物体作用的两种形式——集中力和载荷集度5

四、平衡的概念6

五、力系、平衡力系、等效力系、合力的概念6

六、刚体的概念6

第二节 力的四个公理6

第三节 约束和约束反力8

一、主动力和约束反力8

二、常见的约束形式和确定约束反力的分析8

三、物体的受力分析与受力图10

复习题12

习题13

第二章 平面力系14

第一节 平面汇交力系的简化与平衡14

一、平面汇交力系的概念与实例14

二、平面汇交力系的简化14

三、平面汇交力系平衡的解析条件和平衡方程17

第二节 力矩和平面力偶系18

一、力矩18

二、平面力偶系的简化与平衡20

第三节 平面任意力系22

一、力的平移定理22

二、固定端约束23

三、平面任意力系的简化与平衡的条件24

四、平面任意力系的平衡方程25

五、平面任意力系平衡方程式的应用举例25

第四节 物体系统的平衡27

第五节 滑动摩擦简介28

一、滑动摩擦力28

二、考虑滑动摩擦的平衡问题29

三、摩擦角的概念和自锁现象31

第六节 空间平衡力系32

一、空间力系的概念32

二、径向轴承（向心轴承）32

三、空间平衡力系的平面解法32

四、物体的重心和形心34

复习题35

习题36

第三章 轴向拉伸与压缩39

第一节 轴向拉伸与压缩的概念与实例40

第二节 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力41

一、构件内力的概念41

二、截面法、轴力41

三、轴力图42

第三节 轴向拉伸（压缩）时横截面上的应力43

一、应力的概念43

二、拉（压）杆截面上的应力43

第四节 轴向拉伸或压缩时的应变44

一、变形和应变的概念44

二、胡克定律45

第五节 应力集中45

一、应力集中现象45

二、理论应力集中系数46

三、应力系中的利弊及其应用46

第六节 材料在拉伸或压缩时的力学性质47

一、拉伸时材料的机械性质47

二、材料在压缩时的力学性能49

第七节 拉伸和压缩的强度计算49

一、许用应力49

二、拉伸和压缩时的强度条件50

第八节 圆柱形薄壁容器的计算51

一、纵截面上的应力51

二、横截面上的应力52

第九节 压杆稳定的概念及失稳分析52

一、压杆稳定问题的提出52

二、失稳分析53

三、构件稳定性的概念53

四、提高压杆稳定性的措施54

复习题55

习题56

第四章 剪切和挤压58

第一节 剪切和挤压的概念58

第二节 剪切的实用计算59

一、剪力59

二、切应力59

三、剪切强度条件59

第三节 挤压实用计算60

一、挤压力和挤压应力60

二、挤压强度条件61

复习题64

习题64

第五章 圆轴扭转66

第一节 扭转概念·外力偶矩和扭矩的计算66

一、扭转概念66

二、外力偶矩和扭矩的计算66

第二节 圆轴扭转时的应力与强度计算69

一、圆轴扭转时的应力69

二、圆轴扭转强度条件70

第三节 圆轴扭转变形和刚度条件72

一、圆轴扭转时的变形计算72

二、刚度条件72

复习题73

习题74

第六章 直梁平面弯曲75

第一节 弯曲和平面弯曲的概念与实例75

第二节 梁的计算简图及分类76

第三节 梁横截面上的内力——剪力和弯矩76

第四节 剪力图和弯矩图78

一、剪力图和弯矩图绘制的基本方法78

二、弯矩图的查表法与叠加法80

第五节 弯曲时的正应力81

一、纯弯曲时梁横截面上的正应力82

二、纯弯曲梁正应力公式的推广84

第六节 梁弯曲时的强度计算84

一、梁的强度条件84

二、梁的强度条件计算举例84

第七节 梁的弯曲变形计算和刚度校核85

一、弯曲变形的概念85

二、挠度和转角86

第八节 简单超静定梁的解法87

一、超静定梁的概念87

二、用变形比较法解超静定梁87

第九节 提高梁的承载能力的措施88

一、采用合理的截面形状88

二、合理布置支座位置，降低梁上的最大弯矩值89

复习题90

习题91

第七章 工程力学的其他常用知识93

第一节 杆件组合变形的强度计算93

一、组合变形的概念93

二、拉伸（或压缩）与弯曲的组合变形93

三、圆轴弯曲与扭转的组合变形95

第二节 交变应力与疲劳破坏的概念96

一、交变应力的概念96

二、疲劳破坏的特点97

三、疲劳破坏的危害97

第三节 动荷应力的概念98

复习题98

习题99

第二篇 工程材料103

第八章 金属材料及其热处理103

第一节 金属材料的力学性能和工艺性能103

一、金属材料的力学性能103

二、金属材料的工艺性能105

第二节 金属材料的种类和用途105

一、金属材料综述105

二、金属材料的分类107

三、黑色金属（铁碳合金）材料107

第三节 钢铁材料的热处理109

一、热处理的综述109

二、热处理工艺过程和分类109

三、普通热处理110

四、表面热处理111

第四节 有色金属及其合金112

一、铝及铝合金112

二、铜及铜合金114

复习题115

第九章 非金属材料和复合材料116

第一节 非金属材料116

一、有机非金属材料116

二、无机非金属材料120

第二节 复合材料121

一、复合材料的组成和分类121

二、常用纤维增强复合材料121

第三节 机械工程材料的选用122

一、机械零件的失效形式122

二、选材的基本原则122

复习题123

第三篇 机构 机械传动与零件基础126

第十章 常用机构126

第一节 机构分析基本知识126

一、机器、机构和机械126

二、构件和零件126

第二节 平面机构的组成127

一、平面运动副及其分类127

二、构件的分类128

第三节 平面连杆机构128

一、平面四杆机构的基本形式128

二、平面四杆机构的演变形式130

第四节 凸轮机构131

一、凸轮机构的应用及特点131

二、凸轮机构的分类132

三、凸轮轮廓曲线与从动杆运动规律的关系133

四、常用从动件的运动规律133

五、凸轮的材料和热处理134

六、凸轮与轴的固定134

第五节 间歇运动机构134

一、棘轮机构134

二、槽轮机构136

复习题137

第十一章 螺纹连接与螺旋传动机构138

第一节 螺纹的基本知识138

一、螺纹的类型138

二、常用螺纹的特点及应用139

第二节 螺纹连接的基本类型和螺纹连接件140

一、螺纹连接的基本类型140

二、螺纹连接的预拧紧和防松141

三、标准螺纹连接零件143

第三节 螺栓连接的强度计算144

一、松螺栓连接144

二、紧螺栓连接144

三、受横向载荷的配合（铰制孔）螺栓连接145

四、螺纹连接许用应力146

第四节 螺旋传动机构147

复习题148

习题149

第十二章 带传动 链传动150

第一节 带传动的概述150

一、带传动的组成及工作原理150

二、摩擦式带传动的特点和类型150

三、带传动的应用151

第二节 V带和V带轮152

一、V带结构和类型152

二、普通V带轮的材料及结构选择153

第三节 带传动的失效、张紧、安装与维护155

一、带传动的失效155

二、带传动的张紧155

三、带传动的安装与维护156

第四节 链传动157

一、链传动的工作原理、类型、特点及应用157

二、链传动的布置、张紧及润滑158

复习题159

第十三章 齿轮传动161

第一节 齿轮传动的原理、特点、类型、应用及传动比161

一、齿轮传动的原理和特点161

二、齿轮传动的类型及应用161

三、齿轮传动的传动比161

第二节 渐开线直齿圆柱齿轮传动162

一、标准直齿圆柱齿轮各部分名称及符号162

二、渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数163

三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算164

四、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件164

五、直齿圆柱齿轮的结构164

第三节 斜齿圆柱齿轮传动165

一、斜齿圆柱齿轮的形成165

二、斜齿圆柱齿轮传动的特点166

第四节 齿轮传动的失效形式166

第五节 齿轮常用材料及润滑167

一、齿轮常用材料167

二、齿轮润滑168

第六节 蜗杆传动简介168

一、蜗杆传动组成、原理、传动比168

二、蜗杆传动的类型及应用场合169

三、蜗杆传动的特点169

第七节 轮系与减速器170

一、轮系170

二、齿轮减速器简介171

复习题173

第十四章 轴及轴毂连接175

第一节 概述175

一、轴的分类175

二、轴的结构176

三、轴的设计要求和一般设计步骤177

第二节 轴的材料177

一、碳素钢177

二、合金钢177

第三节 轴结构的选择设计178

一、确定装配方案178

二、轴上零件的定位和固定179

三、轴上各段的结构尺寸180

第四节 轴的强度计算180

一、传动轴的强度计算180

二、心轴的强度计算181

三、转轴的强度计算182

第五节 轴的刚度校核182

第六节 轴毂连接183

一、键连接183

二、花键连接186

三、销187

复习题188

习题188

第十五章 轴承190

第一节 滑动轴承的类型与构造190

一、向心滑动轴承191

二、推力滑动轴承191

第二节 轴瓦的材料与结构192

一、轴瓦的结构192

二、轴瓦材料193

第三节 滑动轴承的润滑及润滑装置194

一、润滑剂的种类、性能及其选择194

二、润滑方式和润滑装置194

第四节 滚动轴承的基本构造和类型195

一、滚动轴承的基本构造195

二、常用滚动轴承的类型196

三、滚动轴承的代号197

四、滚动轴承的选用199

五、滚动轴承的润滑、密封与维护199

复习题201

第十六章 其他常见的零件和部件202

第一节 联轴器202

一、联轴器的功用202

二、联轴器的分类203

三、联轴器的选择205

第二节 离合器207

一、牙嵌式离合器207

二、摩擦离合器208

第三节 制动器209

一、对制动器的要求209

二、几种典型的制动器209

第四节 联轴器、离合器、制动器的使用和维护210

第五节 弹簧210

复习题212

习题213

第四篇 液压与气压传动216

第十七章 液压传动基本知识216

第一节 液压传动的基本概念216

一、概述216

二、液压传动的工作过程216

三、液压传动装置的组成217

四、液压传动系统的图示方法217

五、液压传动的优缺点218

第二节 液压油218

一、液压油的物理性质218

二、对液压油的基本要求及选用220

三、使用液压油的注意事项221

第三节 液压传动的基本参数及压力损失222

一、液压传动中最基本的参数222

二、液流连续性原理223

三、压力的建立与压力的传递224

四、压力损失及其与流量的关系226

五、泄漏和流量损失226

六、液压传动功率的计算227

复习题228

习题228

第十八章 液压元件230

第一节 液压泵230

一、液压泵的工作原理及必备条件230

二、常用液压泵的种类231

三、液压泵的选择234

四、使用液压泵的注意事项235

五、液压泵的故障分析与排除235

第二节 液压缸和液压马达235

一、液压缸235

二、液压缸的密封、排气和缓冲240

三、液压马达241

四、液压缸的故障分析与排除243

第三节 液压控制阀243

一、方向阀243

二、压力阀248

第四节 液压辅助装置252

一、过滤器252

二、蓄能器253

三、油管和管接头253

四、油箱253

第五节 液压系统基本回路254

一、几种典型的基本回路254

二、基本回路应用的举例256

第六节 液压系统的使用维护和保养257

一、使用液压设备应具备的基本知识257

二、液压系统的维护保养257

复习题258

第十九章 气压传动基础259

第一节 气压传动概述259

一、气压传动的特点259

二、气压传动与液压传动的区别260

第二节 气压传动系统的工作原理和组成260

一、气压传动系统的工作原理260

二、气压传动系统的组成260

三、气动元件261

第三节 气动基本回路262

第四节 气动系统的故障分析与排除264

一、压缩空气中的杂质引起气动系统的故障264

二、气动元件的故障265

复习题267

附录 型钢表268

参考文献271