機械設計基礎（第2版）

前言
緒論
0.1 機器的組成及其特征
0.1.1 機器、機構及其結構組成
0.1.2 機器的功能組成
0.2 本課程的性質、研究對象、任務和學習方法
0.3 機械零件的失效形式及設計準則
0.4 機械設計的基本要求及程序
0.4.1 機械設計的基本要求
0.4.2 機械設計的一般程序
0.5 習題

第1篇 靜力學
第1章 靜力學的基礎
1.1 靜力學的基本概念
1.1.1 力的概念
1.1.2 力系的有關概念
1.1.3 剛體的概念
1.2 靜力學公理
1.3 約束和約束反力的概念及類型
1.3.1 柔索約束
1.3.2 光滑面約束
1.3.3 光滑鉸鏈約束
1.3.4 軸承約束
1.4 物體的受力分析和受力圖
1.5 習題
第2章 平面力系
2.1 平面匯交力系合成與平衡的幾何法
2.1.1 平面匯交力系合成的幾何法
2.1.2 平面匯交力系平衡的幾何條件
2.2 平面匯交力系合成與平衡的解析法
2.2.1 力在坐標軸上的投影
2.2.2 合力投影定理
2.2.3 平面匯交力系的平衡方程
2.3 力對點之矩與合力矩定理
2.3.1 力對點之矩
2.3.2 合力矩定理
2.4 力偶及其性質
2.4.1 力偶的概念
2.4.2 力偶的三要素
2.4.3 力偶的等效條件及力偶的性質
2.5 平面力偶系的合成與平衡方程
2.5.1 平面力偶系的合成
2.5.2 平面力偶系的平衡條件
2.6 平面一般力系的簡化與平衡方程
2.6.1 力的平移定理
2.6.2 平面一般力系的簡化
2.6.3 平面一般力系的平衡方程及其應用
2.7 物體系統(tǒng)的平衡
2.8 摩擦
2.8.1 滑動摩擦
2.8.2 摩擦角和自鎖
2.8.3 考慮滑動摩擦時的平衡問題
2.9 習題
第3章 空間力系
3.1 力在空間直角坐標軸上的投影
3.2 力對軸之矩
3.2.1 力對軸之矩的概念
3.2.2 合力矩定理
3.3 空間力系的平衡方程及其應用
3.3.1 空間一般力系的平衡條件和平衡方程
3.3.2 空間力系的特殊情況
3.4 重心及其計算
3.5 習題

第2篇 材料力學
引言
第4章 拉伸與壓縮
4.1 拉伸與壓縮的概念和實例
4.2 軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內力和應力
4.2.1 內力和軸力圖
4.2.2 多力桿的軸力與軸力圖
4.2.3 軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應力
4.3 材料在拉伸或壓縮時的力學性能
4.3.1 低碳鋼在拉伸時的力學性能
4.3.2 其他塑性材料在拉伸時的力學性能
4.3.3 材料在壓縮時的力學性能
4.4 軸向拉伸或壓縮時的強度計算
4.4.1 極限應力、許用應力和安全因數(shù)
4.4.2 強度計算
4.5 軸向拉伸（或壓縮）時的變形
4.5.1 縱向變形
4.5.2 胡克定律
4.5.3 橫向變形
4.5.4 泊松比
4.6 COSMOSWorks簡介
4.7 習題
第5章 剪切和擠壓的實用計算
5.1 剪切及其實用計算
5.1.1 剪切的概念
5.1.2 剪切時的內力
5.1.3 剪切的實用計算
5.2 擠壓及其實用計算
5.2.1 擠壓的概念
5.2.2 擠壓的實用計算
5.3 習題
第6章 扭轉
6.1 扭轉的概念
6.2 外力偶矩的計算以及扭矩和扭矩圖
6.2.1 外力偶矩的計算
6.2.2 扭矩和扭矩圖
6.3 圓軸扭轉時的應力和強度條件
6.4 圓軸扭轉時的變形和剛度條件
6.5 習題
第7章 直梁彎曲
7.1 梁的類型及計算簡圖
7.1.1 對稱彎曲的概念
7.1.2 梁上的載荷
7.1.3 梁的基本形式
7.2 梁彎曲時的內力
7.2.1 剪力和彎矩
7.2.2 剪力方程和彎矩方程
7.2.3 剪力圖和彎矩圖
7.3 梁純彎曲時的強度條件
7.3.1 梁純彎曲的概念
7.3.2 純彎曲時梁橫截面上的正應力
7.3.3 慣性矩和抗彎截面模量
7.3.4 梁純彎曲時的強度條件
7.4 彎曲變形
7.4.1 撓曲線
7.4.2 撓度和轉角
7.4.3 求彎曲變形的兩種方法
7.4.4 梁的剛度校核
7.5 提高梁彎曲強度和剛度的措施
7.5.1 合理安排梁的受力情況
7.5.2 合理選擇梁的截面形狀
7.6 習題
第8章 組合變形及壓桿穩(wěn)定
8.1 組合變形和疊加原理
8.2 拉伸或壓縮與彎曲的組合變形
8.3 扭轉與彎曲的組合變形
8.4 壓桿穩(wěn)定的概念
8.5 臨界力的確定
8.5.1 歐拉公式
8.5.2 臨界應力
8.5.3 歐拉公式的適用范圍
8.5.4 中、小柔度桿的臨界應力
8.6 壓桿穩(wěn)定計算
8.7 提高壓桿穩(wěn)定性的措施
8.7.1 穩(wěn)定計算的重要意義
8.7.2 提高壓桿承載能力的措施
8.8 習題

第3篇 常用平面機構
第9章 平面機構及其運動簡圖
9.1 平面運動副
9.1.1 平面運動構件的自由度
9.1.2 運動副的概念
9.1.3 運動副的分類
9.1.4 運動鏈和機構
9.2 平面機構的運動簡圖
9.2.1 機構運動簡圖的概念
9.2.2 平面機構運動簡圖的繪制
9.3 平面機構的自由度
9.3.1 平面機構自由度的計算
9.3.2 機構具有確定運動的條件
9.4 習題
第10章 平面連桿機構
10.1 鉸鏈四桿機構
10.1.1 鉸鏈四桿機構的組成和基本形式
10.1.2 鉸鏈四桿機構中曲柄存在的條件與類型判別準則
10.2 鉸鏈四桿機構的其他形式
10.2.1 曲柄滑塊機構
10.2.2 導桿機構
10.2.3 搖塊機構和定塊機構
10.3 平面四桿機構的工作特性
10.3.1 運動特性
10.3.2 傳力特性
10.4 平面四桿機構運動設計簡介
10.4.1 用圖解法設計四桿機構
10.4.2 解析法
10.4.3 試驗法
10.5 習題
第11章 凸輪機構
11.1 概述
11.1.1 凸輪機構的應用、組成和特點
11.1.2 凸輪機構的分類
11.2 凸輪機構的工作過程和從動件的常用運動規(guī)律
11.2.1 凸輪機構的工作過程
11.2.2 從動件的常用運動規(guī)律
11.3 盤形凸輪輪廓曲線的設計
11.3.1 尖頂對心移動從動件盤形凸輪
11.3.2 滾子直動從動件盤形凸輪
11.3.3 偏置從動件盤形凸輪
11.4 凸輪機構基本尺寸的確定
11.4.1 滾子半徑的選擇
11.4.2 壓力角的校核
11.4.3 基圓半徑的選擇
11.5 習題
第12章 間歇運動機構
12.1 棘輪機構
12.1.1 棘輪機構的工作原理、特點和應用
12.1.2 棘輪機構的主要參數(shù)及幾何尺寸
12.2 槽輪機構
12.2.1 槽輪機構的工作原理、特點和應用
12.2.2 槽輪機構的主要參數(shù)及幾何尺寸
12.3 不完全齒輪機構
12.4 習題

第4篇 常用機械傳動
第13章 齒輪傳動
13.1 齒輪傳動的特點、類型及齒廓嚙合基本規(guī)律
13.1.1 齒輪傳動的特點和類型
13.1.2 齒廓嚙合基本規(guī)律
13.2 漸開線齒廓
13.2.1 漸開線的形成和性質
13.2.2 漸開線齒廓嚙合特點
13.3 漸開線標準齒輪各部分名稱、參數(shù)和幾何尺寸
13.3.1 齒輪各部分名稱
13.3.2 主要參數(shù)
13.3.3 標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸
13.4 漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
13.4.1 正確嚙合條件
13.4.2 標準中心距
13.4.3 連續(xù)傳動條件
13.5 漸開線齒輪的加工方法和根切現(xiàn)象
13.5.1 齒輪的加工方法
13.5.2 根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)
13.6 漸開線變位直齒圓柱齒輪傳動
13.6.1 變位齒輪的概念
13.6.2 變位齒輪的類型和特點
13.6.3 變位直齒圓柱齒輪的幾何尺寸
13.7 平行軸斜齒圓柱齒輪傳動
13.7.1 齒廓曲面的形成及嚙合特點
13.7.2 主要參數(shù)及幾何尺寸
13.7.3 正確嚙合條件
13.7.4 當量齒數(shù)
13.8 直齒錐齒輪傳動
13.8.1 傳動比和幾何尺寸計算
13.8.2 背錐與當量齒數(shù)
13.9 齒輪傳動的失效形式和設計準則
13.9.1 齒輪傳動的失效形式
13.9.2 設計準則
13.10 齒輪常用材料及熱處理
13.10.1 齒輪常用材料
13.10.2 齒輪常用的熱處理方法
13.11 齒輪傳動精度簡介
13.11.1 精度等級
13.11.2 齒側間隙
13.12 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算
13.12.1 輪齒的受力分析
13.12.2 載荷與載荷系數(shù)
13.12.3 齒根彎曲疲勞強度計算
13.12.4 齒面接觸疲勞強度計算
13.12.5 設計參數(shù)的選擇及許用應力
13.13 標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算
13.13.1 輪齒的受力分析
13.13.2 齒根彎曲疲勞強度計算
13.13.3 齒面接觸疲勞強度計算
13.14 標準直齒錐齒輪傳動的強度計算
13.14.1 輪齒受力分析
13.14.2 齒面接觸疲勞強度計算
13.14.3 齒根彎曲疲勞強度計算
13.15 齒輪的結構設計
13.15.1 齒輪軸和盤式齒輪
13.15.2 腹板式和輪輻式齒輪
13.15.3 組合式的齒輪結構
13.16 齒輪傳動的潤滑
13.16.1 齒輪傳動的潤滑方式
13.16.2 齒輪潤滑油的選擇
13.17 習題
第14章 蝸桿傳動
14.1 蝸桿傳動的類型和特點
14.1.1 蝸桿傳動的類型
14.1.2 蝸桿傳動的特點
14.2 蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算
14.2.1 蝸桿傳動的基本參數(shù)
14.2.2 蝸桿傳動的幾何尺寸計算
14.3 蝸桿傳動的失效形式、設計準則、材料和結構
14.3.1 蝸桿傳動的失效形式和設計準則
14.3.2 蝸桿、蝸輪的材料和結構
14.4 蝸桿傳動的強度計算
14.4.1 蝸桿傳動的受力分析
14.4.2 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算
14.4.3 蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強度計算
14.5 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算
14.5.1 蝸桿傳動的效率
14.5.2 蝸桿傳動的潤滑
14.5.3 蝸桿傳動的熱平衡計算
14.6 習題
第15章 帶傳動
15.1 帶傳動的類型和特點
15.1.1 帶傳動的類型
15.1.2 帶傳動的特點
15.2 V帶和帶輪
15.2.1 V帶的構造和標準
15.2.2 V帶輪的材料和結構
15.3 V帶傳動工作能力分析
15.3.1 帶傳動的受力分析
15.3.2 帶傳動的應力分析
15.3.3 帶的彈性滑動和打滑
15.4 普通V帶傳動設計計算
15.4.1 設計準則和單根V帶的額定功率
15.4.2 帶傳動設計步驟和參數(shù)選擇
15.5 同步帶傳動
15.5.1 同步帶傳動的特點和應用
15.5.2 同步帶的參數(shù)、類型和規(guī)格
15.5.3 同步帶輪
15.5.4 同步帶傳動設計
15.6 帶傳動的安裝、張緊和維護
15.6.1 帶傳動的張緊與調整
15.6.2 帶傳動的安裝與維護
15.7 習題
第16章 鏈傳動
16.1 鏈傳動的特點和類型
16.1.1 鏈傳動的類型
16.1.2 鏈傳動的特點
16.2 滾子鏈和鏈輪
16.2.1 滾子鏈的結構和規(guī)格
16.2.2 滾子鏈鏈輪
16.3 鏈傳動的傳動比及運動的不均勻性
16.4 鏈傳動的設計計算
16.4.1 鏈傳動的失效形式
16.4.2 滾子鏈的額定功率曲線
16.4.3 設計計算步驟
16.5 鏈傳動的布置、張緊和潤滑
16.5.1 鏈傳動的布置
16.5.2 鏈傳動的張緊
16.5.3 鏈傳動的潤滑
16.6 習題
第17章 機械傳動系統(tǒng)及其傳動比
17.1 概述
17.1.1 輪系的定義
17.1.2 輪系的分類
17.2 定軸輪系的傳動比計算
17.3 行星輪系的組成與傳動比計算
17.3.1 行星輪系的組成
17.3.2 行星輪系的傳動比計算
17.4 組合輪系
17.5 典型機械傳動系統(tǒng)及其傳動比計算
17.5.1 機械傳動系統(tǒng)的一般組成及各種傳動形式的選擇
17.5.2 輪系在各種機械設備中的主要功能
17.5.3 新型齒輪系及應用
17.6 習題

第5篇 常用機械零部件
第18章 螺紋連接與螺旋傳動
18.1 螺紋
18.1.1 螺紋的分類、特點和應用
18.1.2 螺紋的主要參數(shù)
18.1.3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖
18.2 螺紋連接的主要類型和使用
18.2.1 螺紋連接的主要類型
18.2.2 螺紋連接的擰緊和防松
18.3 螺栓連接的強度計算
18.3.1 普通螺栓的強度計算
18.3.2 鉸制孔用螺栓連接的強度計算
18.4 螺旋傳動
18.4.1 螺旋傳動機構的組成和類型
18.4.2 滑動螺旋傳動的設計計算
18.4.3 滾動螺旋傳動
18.5 習題
第19章 軸系零部件
19.1 滑動軸承
19.1.1 概述
19.1.2 滑動軸承的主要類型和結構
19.1.3 軸瓦和軸承襯
19.1.4 滑動軸承的潤滑
19.1.5 動壓液體摩擦滑動軸承簡介
19.2 滾動軸承
19.2.1 概述
19.2.2 滾動軸承的類型和選擇
19.2.3 滾動軸承的受載情況和失效形式
19.2.4 滾動軸承的壽命計算
19.3 鍵連接和銷連接
19.3.1 鍵連接的類型、特點和應用
19.3.2 平鍵的選擇和強度校核
19.3.3 花鍵連接
19.3.4 銷連接
19.4 軸
19.4.1 概述
19.4.2 軸的結構設計
19.4.3 軸的強度計算
19.4.4 軸的剛度計算簡介
19.5 軸承的組合設計
19.6 習題
第20章 其他常用零部件
20.1 聯(lián)軸器
20.1.1 聯(lián)軸器的分類
20.1.2 常用聯(lián)軸器的結構和特點
20.1.3 聯(lián)軸器的選用
20.2 離合器
20.2.1 離合器的功用和分類
20.2.2 常用離合器的結構和特點
20.3 彈簧
20.3.1 概述
20.3.2 彈簧的材料及制造
20.3.3 圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸及特性曲線
20.4 習題
第21章 剛性回轉件的平衡
21.1 平衡的目的和分類
21.2 剛性轉子的平衡計算
21.2.1 靜平衡計算
21.2.2 動平衡計算
21.3 回轉件平衡試驗法
21.3.1 靜平衡試驗法
21.3.2 動平衡試驗法
21.3.3 回轉件的平衡精度
21.4 習題
第22章 創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設計方法簡介
22.1 創(chuàng)新思維簡介
22.1.1 抽象與具體
22.1.2 發(fā)散與收斂
22.1.3 定性與定量
22.2 創(chuàng)新設計方法簡介
22.2.1 機構的基本功能及其實現(xiàn)
22.2.2 機構創(chuàng)新的途徑
22.2.3 并聯(lián)機器人的創(chuàng)新設計分析

附錄
附錄Ⅰ 潤滑油和潤滑脂
附錄Ⅱ 滾動軸承 國家標準數(shù)據(jù)摘錄
習題參考答案（部分）
參考文獻