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第0章 绪论1

0.1 机械的组成及本课程研究的对象1

0.1.1 机械的组成1

0.1.2 机器、机构和机械2

0.1.3 构件、零件和部件3

0.2 本课程的性质和任务3

0.3 本课程的特点及学习方法3

第一篇 工程力学5

第1章 静力学基本概念5

1.1 力和刚体的概念5

1.1.1 力的概念5

1.1.2 刚体的概念6

1.2 静力学公理6

1.3 约束与约束反力9

1.3.1 柔性约束9

1.3.2 光滑接触面约束9

1.3.3 圆柱铰链约束与固定铰支座约束10

1.3.4 辊轴支座约束11

1.3.5 球形铰链约束11

1.3.6 轴承约束12

1.4 物体的受力分析和受力图13

习题与思考题16

第2章 平面简单力系19

2.1 平面汇交力系的简化与平衡的几何法19

2.1.1 平面汇交力系简化的几何法（力多边形法）19

2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件20

2.2 平面汇交力系的简化与平衡的解析法21

2.2.1 力在正交坐标轴系的投影与力的解析表达式21

2.2.2 平面汇交力系的简化解析法22

2.2.3 平面汇交力系平衡的解析条件23

2.3 平面力对点之矩25

2.3.1 力对点之矩25

2.3.2 合力矩定理及力矩的解析表达式26

2.3.3 力矩与合力矩的解析表达式26

2.4 平面力偶及其性质27

2.4.1 力偶与力偶矩27

2.4.2 力偶的性质28

2.5 平面力偶系的简化与平衡条件29

2.5.1 平面力偶系的简化29

2.5.2 平面力偶系的平衡条件30

习题与思考题32

第3章 平面任意力系37

3.1 平面任意力系向作用面内任一点的简化38

3.1.1 力的平移定理38

3.1.2 主矢和主矩39

3.1.3 平面任意力系的简化结果分析41

3.2 平面任意力系的平衡条件与平衡方程42

3.3 物系的平衡—静定与静不定问题46

习题与思考题49

第4章 空间力系54

4.1 空间力在直角坐标轴上的投影及其沿直角坐标轴的分解54

4.2 空间力对点之矩与力对轴之矩55

4.2.1 力对点之矩55

4.2.2 力对轴之矩56

习题与思考题57

第5章 材料力学的基本概念60

5.1 材料力学的任务60

5.2 变形固体及其基本假设61

5.3 外力、内力、截面法、应力与应变62

5.3.1 外力62

5.3.2 内力62

5.3.3 截面法63

5.3.4 应力与应变64

5.4 杆件变形的基本形式66

习题与思考题67

第6章 拉伸与压缩69

6.1 轴向拉伸与压缩的概念与实例69

6.2 轴向拉伸与压缩时杆件横截面上的内力与应力70

6.2.1 杆件轴向拉压的内力—轴力70

6.2.2 横截面上的应力71

6.3 轴向拉伸与压缩杆件的强度条件及其应用73

6.3.1 安全系数和许用应力73

6.3.2 杆件轴向拉、压时的强度条件74

6.4 应力集中的概念76

习题与思考题77

第7章 剪切与扭转81

7.1 剪切和挤压的概念与实用计算81

7.1.1 剪切和挤压的概念及实例81

7.1.2 剪切的实用计算82

7.1.3 挤压的实用计算84

7.2 扭转的概念与实例86

7.3 外力偶矩、扭矩与扭矩图86

7.4 圆轴扭转时的强度与刚度条件89

习题与思考题90

第8章 弯曲内力与强度计算94

8.1 弯曲的概念和实例94

8.2 梁的内力—剪力与弯矩95

8.3 剪力图和弯矩图98

8.4 梁弯曲的正应力强度条件及其应用102

习题与思考题106

第9章 弯曲变形与刚度计算109

9.1 梁的挠度与转角109

9.2 梁的刚度校核以及提高梁刚度的主要措施110

习题与思考题111

第10章 组合变形时杆件的强度计算114

10.1 组合变形的概念和实例114

10.2 弯曲与拉伸（压缩）的组合114

10.3 弯曲与扭转的组合118

习题与思考题123

第二篇 机械设计基础126

第11章 机械设计概论126

11.1 机械设计概述126

11.1.1 机械设计的基本要求126

11.1.2 机械设计的一般程序127

11.1.3 机械设计中的标准化127

11.1.4 机械零件的主要失效形式和设计准则128

11.2 机构运动简图及平面机构自由度128

11.2.1 运动副及其分类128

11.2.2 机构运动简图129

11.2.3 平面机构的自由度132

习题与思考题135

第12章 平面连杆机构138

12.1 平面连杆机构的基本知识138

12.1.1 铰链四杆机构的基本形式138

12.1.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件141

12.1.3 平面四杆机构的演化142

12.1.4 铰链四杆机构的几个基本概念146

12.2 平面连杆机构的设计149

12.2.1 按给定从动件的位置设计四杆机构149

12.2.2 按给定行程速比系数K设计四杆机构151

12.2.3 按给定两连架杆间对应位置设计四杆机构151

12.3 速度瞬心在平面机构速度分析中的应用152

习题与思考题155

第13章 凸轮机构158

13.1 凸轮机构的应用和类型158

13.1.1 凸轮机构的应用158

13.1.2 凸轮机构的类型158

13.2 推杆的运动规律161

13.2.1 凸轮机构的运动循环及基本名词术语161

13.2.2 几种常用的推杆运动规律161

13.3 凸轮轮廓曲线的设计164

13.3.1 凸轮廓线设计方法的基本原理164

13.3.2 用作图法设计凸轮廓线165

13.4 凸轮机构的压力角和基圆半径168

13.4.1 凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角168

13.4.2 凸轮机构压力角与基圆半径的关系168

13.4.3 滚子半径的选择170

习题与思考题170

第14章 带传动与链传动173

14.1 带传动概述173

14.2 带传动的工作原理和工作能力分析175

14.2.1 带传动的力分析175

14.2.2 带传动的应力分析176

14.2.3 弹性滑动和传动比177

14.2.4 带传动的失效形式和设计准则178

14.3 V带传动的设计计算178

14.3.1 V带的标准178

14.3.2 V带传动设计179

14.4 链传动186

14.4.1 链传动概述186

14.4.2 滚子链结构特点188

14.4.3 链轮的结构和材料189

14.4.4 滚子链传动的设计计算190

习题与思考题193

第15章 齿轮传动195

15.1 齿轮传动的特点和类型195

15.1.1 齿轮传动的特点195

15.1.2 齿轮传动的分类195

15.2 齿廓实现定角速比的条件196

15.3 渐开线齿廓197

15.3.1 渐开线的形成及性质197

15.3.2 渐开线齿廓满足定角速比要求198

15.3.3 渐开线齿廓传动的特点198

15.4 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸199

15.4.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数199

15.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算201

15.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动202

15.5.1 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件202

15.5.2 渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件202

15.6 渐开线齿轮的切齿原理及根切与变位203

15.6.1 齿轮加工的基本原理203

15.6.2 轮齿的根切现象206

15.6.3 变位齿轮的概念206

15.6.4 齿轮传动的精度简介207

15.7 齿轮的失效形式和齿轮材料208

15.7.1 齿轮的失效形式208

15.7.2 齿轮材料209

15.8 直齿圆柱齿轮的强度计算210

15.8.1 受力分析和计算载荷210

15.8.2 齿面接触强度计算212

15.8.3 齿根弯曲强度计算213

15.8.4 参数的选择214

15.9 斜齿圆柱齿轮传动216

15.9.1 斜齿圆柱齿轮的啮合特点216

15.9.2 斜齿圆柱齿轮的几何关系和几何尺寸计算216

15.9.3 斜齿轮传动正确啮合的条件217

15.9.4 当量齿轮和当量齿数217

15.9.5 斜齿圆柱齿轮的强度计算218

15.10 圆锥齿轮传动219

15.10.1 直齿圆锥齿轮的当量齿轮和当量齿数220

15.10.2 直齿圆锥齿轮的几何关系和几何尺寸计算220

15.10.3 直齿圆锥齿轮的强度计算221

15.11 齿轮的结构设计223

15.11.1 锻造齿轮223

15.11.2 铸造齿轮224

15.12 齿轮传动的润滑224

15.12.1 齿轮传动的效率224

15.12.2 齿轮传动的润滑225

习题与思考题225

第16章 轮系228

16.1 轮系的分类228

16.2 定轴轮系传动比229

16.3 周转轮系传动比230

16.3.1 周转轮系的组成230

16.3.2 周转轮系的传动比231

16.4 混合轮系传动比233

习题与思考题234

第17章 螺纹连接与螺旋传动236

17.1 螺纹236

17.1.1 螺纹的形成236

17.1.2 螺纹的主要参数237

17.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁237

17.1.4 机械制造常用螺纹240

17.2 螺纹连接的基本类型和标准连接件241

17.2.1 螺纹连接的基本类型241

17.2.2 标准螺纹连接件242

17.3 螺纹连接的预紧和防松243

17.3.1 螺纹连接的预紧243

17.3.2 螺纹连接的防松245

17.4 螺纹连接的强度计算247

17.4.1 松螺栓连接247

17.4.2 紧螺栓连接247

17.4.3 螺栓连接件的材料及其许用应力252

17.5 螺栓组连接的结构设计254

17.6 螺旋传动256

17.6.1 螺旋传动的类型和应用256

17.6.2 滑动螺旋的设计计算257

习题与思考题260

第18章 轴及轴毂连接262

18.1 概述262

18.1.1 轴的分类262

18.1.2 轴的设计要求和设计步骤263

18.1.3 轴的材料263

18.2 轴的结构设计264

18.2.1 满足使用的要求265

18.2.2 良好的结构工艺性266

18.2.3 提高轴的疲劳强度267

18.3 轴的计算268

18.3.1 轴的强度计算268

18.3.2 轴的刚度计算274

18.4 轴毂连接274

18.4.1 平键连接275

18.4.2 半圆键连接275

18.4.3 楔键连接275

18.4.4 平键连接的尺寸选择和强度校核276

18.4.5 花键连接277

18.4.6 销连接278

18.4.7 成形连接279

习题与思考题280

第19章 滚动轴承282

19.1 滚动轴承的构造、类型和代号282

19.1.1 滚动轴承的结构及材料282

19.1.2 滚动轴承的类型283

19.1.3 滚动轴承的类型选择286

19.1.4 滚动轴承的代号287

19.2 滚动轴承的失效形式及其选择计算290

19.2.1 滚动轴承的受力290

19.2.2 滚动轴承的失效形式及计算准则291

19.2.3 轴承寿命的计算291

19.2.4 滚动轴承的静强度计算295

19.2.5 极限转速296

19.3 滚动轴承部件的组合设计297

19.3.1 滚动轴承部件的支承方式298

19.3.2 滚动轴承的配合300

19.3.3 滚动轴承的密封301

19.3.4 轴承的润滑301

习题与思考题301

第20章 滑动轴承303

20.1 滑动轴承的结构形式303

20.1.1 径向滑动轴承303

20.1.2 推力滑动轴承304

20.2 轴承材料和轴瓦结构305

20.2.1 轴瓦材料305

20.2.2 轴瓦结构308

20.3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算309

20.3.1 非液体摩擦径向滑动轴承的计算310

20.3.2 非液体摩擦推力滑动轴承的计算311

20.4 液体动压滑动原理简介311

20.4.1 流体动压形成原理311

20.4.2 向心滑动轴承动压油膜形成过程312

20.5 液体静压润滑原理简介313

习题与思考题314

第21章 联轴器、离合器和制动器315

21.1 概述315

21.2 联轴器315

21.2.1 刚性联轴器316

21.2.2 挠性联轴器316

21.3 离合器320

21.4 制动器322

习题与思考题323

参考文献324