機械基礎簡明教程

緒論1
第1篇工程力學基礎
第1章力的基本概念和物體的受力分析5
第1節(jié)力學基礎的幾個基本概念5
一、力的概念5
二、力的三要素5
三、力對物體作用的兩種形式——集中力和載荷集度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、剛體的概念6
第二節(jié)力的四個公理6
第三節(jié)約束和約束反力8
一、主動力和約束反力8
二、常見的約束形式和確定約束反力的分析8
三、物體的受力分析與受力圖10
復習題12
習題13
第二章平面力系14
第1節(jié)平面匯交力系的簡化與平衡14
一、平面匯交力系的概念與實例14
二、平面匯交力系的簡化14
三、平面匯交力系平衡的解析條件和平衡方程17
第二節(jié)力矩和平面力偶系18
一、力矩18
二、平面力偶系的簡化與平衡20
第三節(jié)平面任意力系22
一、力的平移定理22
二、固定端約束23
三、平面任意力系的簡化與平衡的條件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應用舉例25
第四節(jié)物體系統(tǒng)的平衡27
第五節(jié)滑動摩擦簡介28
一、滑動摩擦力28
二、考慮滑動摩擦的平衡問題29
*三、摩擦角的概念和自鎖現(xiàn)象31
*第六節(jié)空間平衡力系32
一、空間力系的概念32
二、徑向軸承(向心軸承)32
三、空間平衡力系的平面解法32
四、物體的重心和形心34
復習題 35
習題36
第三章軸向拉伸與壓縮39
第1節(jié)軸向拉伸與壓縮的概念與實例40
第二節(jié)軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內(nèi)力41
一、構件內(nèi)力的概念41
二、截面法、軸力41
三、軸力圖42
第三節(jié)軸向拉伸(壓縮)時橫截面上的應力43
一、應力的概念43
二、拉(壓)桿截面上的應力43
第四節(jié)軸向拉伸或壓縮時的應變44
一、變形和應變的概念44
二、胡克定律45
第五節(jié)應力集中45
一、應力集中現(xiàn)象45
二、理論應力集中系數(shù)46
三、應力系中的利弊及其應用46
第六節(jié)材料在拉伸或壓縮時的力學性質(zhì)47
一、拉伸時材料的機械性質(zhì)47
二、材料在壓縮時的力學性能49
第七節(jié)拉伸和壓縮的強度計算49
一、許用應力49
二、拉伸和壓縮時的強度條件50
*第八節(jié)圓柱形薄壁容器的計算51
一、縱截面上的應力51
二、橫截面上的應力52
第九節(jié)壓桿穩(wěn)定的概念及失穩(wěn)分析52
一、壓桿穩(wěn)定問題的提出52
二、失穩(wěn)分析53
三、構件穩(wěn)定性的概念53
四、提高壓桿穩(wěn)定性的措施54
復習題 55
習題56
第四章剪切和擠壓58
第1節(jié)剪切和擠壓的概念58
第二節(jié)剪切的實用計算59
一、剪力59
二、切應力59
三、剪切強度條件59
第三節(jié)擠壓實用計算60
一、擠壓力和擠壓應力60
二、擠壓強度條件61
復習題64
習題64
第五章圓軸扭轉(zhuǎn)66
第1節(jié)扭轉(zhuǎn)概念·外力偶矩和扭矩的計算66
一、扭轉(zhuǎn)概念66
二、外力偶矩和扭矩的計算66
第二節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)時的應力與強度計算69
一、圓軸扭轉(zhuǎn)時的應力69
二、圓軸扭轉(zhuǎn)強度條件70
第三節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)變形和剛度條件72
一、圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形計算72
二、剛度條件72
復習題 73
習題74
第六章直梁平面彎曲75
第1節(jié)彎曲和平面彎曲的概念與實例75
第二節(jié)梁的計算簡圖及分類76
第三節(jié)梁橫截面上的內(nèi)力——剪力和彎矩76
第四節(jié)剪力圖和彎矩圖78
一、剪力圖和彎矩圖繪制的基本方法78
二、彎矩圖的查表法與疊加法80
第五節(jié)彎曲時的正應力81
一、純彎曲時梁橫截面上的正應力82
二、純彎曲梁正應力公式的推廣84
第六節(jié)梁彎曲時的強度計算84
一、梁的強度條件84
二、梁的強度條件計算舉例84
第七節(jié)梁的彎曲變形計算和剛度校核85
一、彎曲變形的概念85
二、撓度和轉(zhuǎn)角86
*第八節(jié)簡單超靜定梁的解法87
一、超靜定梁的概念87
二、用變形比較法解超靜定梁87
第九節(jié)提高梁的承載能力的措施88
一、采用合理的截面形狀88
二、合理布置支座位置，降低梁上的最大彎矩值89
復習題90
習題91
第七章工程力學的其他常用知識93
第1節(jié)桿件組合變形的強度計算93
一、組合變形的概念93
二、 拉伸(或壓縮)與彎曲的組合變形93
三、圓軸彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形95
第二節(jié)交變應力與疲勞破壞的概念96
一、交變應力的概念96
二、疲勞破壞的特點97
三、疲勞破壞的危害97
*第三節(jié)動荷應力的概念98
復習題98
習題99
第二篇工程材料
第八章金屬材料及其熱處理103
第1節(jié)金屬材料的力學性能和工藝性能103
一、金屬材料的力學性能103
二、金屬材料的工藝性能105
第二節(jié)金屬材料的種類和用途105
一、金屬材料綜述105
二、金屬材料的分類107
三、黑色金屬(鐵碳合金)材料107
第三節(jié)鋼鐵材料的熱處理109
一、熱處理的綜述109
二、熱處理工藝過程和分類109
三、普通熱處理110
四、表面熱處理111
第四節(jié)有色金屬及其合金112
一、鋁及鋁合金112
二、銅及銅合金 114
復習題 115
第九章非金屬材料和復合材料116
第1節(jié)非金屬材料116
一、有機非金屬材料116
二、無機非金屬材料120
第二節(jié)復合材料121
一、復合材料的組成和分類121
二、常用纖維增強復合材料121
第三節(jié)機械工程材料的選用122
一、機械零件的失效形式122
二、選材的基本原則122
復習題 123
第三篇機構機械傳動與零件基礎
第十章常用機構126
第1節(jié)機構分析基本知識126
一、機器、機構和機械126
二、構件和零件126
第二節(jié)平面機構的組成127
一、平面運動副及其分類127
二、構件的分類128
第三節(jié)平面連桿機構128
一、平面四桿機構的基本形式128
二、平面四桿機構的演變形式130
第四節(jié)凸輪機構131
一、凸輪機構的應用及特點131
二、凸輪機構的分類132
三、凸輪輪廓曲線與從動桿運動規(guī)律的關系133
四、常用從動件的運動規(guī)律133
五、凸輪的材料和熱處理134
六、凸輪與軸的固定134
第五節(jié)間歇運動機構134
一、棘輪機構134
二、槽輪機構136
復習題137
第十一章螺紋連接與螺旋傳動機構138
第1節(jié)螺紋的基本知識138
一、螺紋的類型138
二、常用螺紋的特點及應用139
第二節(jié)螺紋連接的基本類型和螺紋連接件140
一、螺紋連接的基本類型140
二、螺紋連接的預擰緊和防松141
三、標準螺紋連接零件143
第三節(jié)螺栓連接的強度計算144
一、松螺栓連接144
二、緊螺栓連接144
三、受橫向載荷的配合(鉸制孔)螺栓連接145
四、螺紋連接許用應力146
第四節(jié)螺旋傳動機構147
復習題148
習題149
第十二章帶傳動鏈傳動150
第1節(jié)帶傳動的概述150
一、帶傳動的組成及工作原理150
二、摩擦式帶傳動的特點和類型150
三、帶傳動的應用151
第二節(jié)V帶和V帶輪152
一、V帶結(jié)構和類型152
二、普通V帶輪的材料及結(jié)構選擇153
第三節(jié)帶傳動的失效、張緊、安裝與維護155
一、帶傳動的失效155
二、帶傳動的張緊155
三、帶傳動的安裝與維護156
第四節(jié)鏈傳動157
一、鏈傳動的工作原理、類型、特點及應用157
二、鏈傳動的布置、張緊及潤滑158
復習題159
第十三章齒輪傳動161
第1節(jié)齒輪傳動的原理、特點、類型、應用及傳動比161
一、齒輪傳動的原理和特點161
二、齒輪傳動的類型及應用161
三、齒輪傳動的傳動比161
第二節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪傳動162
一、標準直齒圓柱齒輪各部分名稱及符號162
二、漸開線直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)163
三、標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算164
四、直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件164
五、直齒圓柱齒輪的結(jié)構164
第三節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動165
一、斜齒圓柱齒輪的形成165
二、斜齒圓柱齒輪傳動的特點166
第四節(jié)齒輪傳動的失效形式166
第五節(jié)齒輪常用材料及潤滑167
一、齒輪常用材料167
二、齒輪潤滑168
第六節(jié)蝸桿傳動簡介168
一、蝸桿傳動組成、原理、傳動比168
二、蝸桿傳動的類型及應用場合169
三、蝸桿傳動的特點169
*第七節(jié)輪系與減速器170
*一、輪系170
二、齒輪減速器簡介171
復習題 173
第十四章軸及軸轂連接175
第1節(jié)概述175
一、軸的分類175
二、軸的結(jié)構176
三、軸的設計要求和一般設計步驟177
第二節(jié)軸的材料177
一、碳素鋼177
二、合金鋼177
第三節(jié)軸結(jié)構的選擇設計178
*一、確定裝配方案178
二、軸上零件的定位和固定179
三、軸上各段的結(jié)構尺寸180
第四節(jié)軸的強度計算180
一、傳動軸的強度計算180
二、心軸的強度計算181
*三、轉(zhuǎn)軸的強度計算182
第五節(jié)軸的剛度校核182
第六節(jié)軸轂連接183
一、鍵連接183
*二、花鍵連接186
三、銷187
復習題 188
習題188
第十五章軸承190
第1節(jié)滑動軸承的類型與構造190
一、向心滑動軸承191
二、推力滑動軸承191
第二節(jié)軸瓦的材料與結(jié)構192
一、軸瓦的結(jié)構192
二、軸瓦材料193
第三節(jié)滑動軸承的潤滑及潤滑裝置194
一、潤滑劑的種類、性能及其選擇194
二、潤滑方式和潤滑裝置194
第四節(jié)滾動軸承的基本構造和類型195
一、滾動軸承的基本構造195
二、常用滾動軸承的類型196
三、滾動軸承的代號197
四、滾動軸承的選用199
五、滾動軸承的潤滑、密封與維護199
復習題201
第十六章其他常見的零件和部件202
第1節(jié)聯(lián)軸器202
一、聯(lián)軸器的功用202
二、聯(lián)軸器的分類203
三、聯(lián)軸器的選擇205
第二節(jié)離合器207
一、牙嵌式離合器207
二、摩擦離合器208
第三節(jié)制動器209
一、對制動器的要求209
二、幾種典型的制動器209
第四節(jié)聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護210
第五節(jié)彈簧210
復習題 212
習題213
第四篇液壓與氣壓傳動
第十七章液壓傳動基本知識216
第1節(jié)液壓傳動的基本概念216
一、概述216
二、液壓傳動的工作過程216
三、液壓傳動裝置的組成217
四、液壓傳動系統(tǒng)的圖示方法217
五、液壓傳動的優(yōu)缺點 218
第二節(jié)液壓油218
一、 液壓油的物理性質(zhì)218
二、對液壓油的基本要求及選用220
三、使用液壓油的注意事項221
第三節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)及壓力損失222
一 、液壓傳動中最基本的參數(shù)222
二、液流連續(xù)性原理223
三、壓力的建立與壓力的傳遞224
四、壓力損失及其與流量的關系226
五、泄漏和流量損失226
六、液壓傳動功率的計算227
復習題228
習題228
第十八章液壓元件230
第1節(jié)液壓泵230
一、 液壓泵的工作原理及必備條件230
二、常用液壓泵的種類231
三、液壓泵的選擇234
四、使用液壓泵的注意事項235
*五、液壓泵的故障分析與排除235
第二節(jié)液壓缸和液壓馬達235
一、液壓缸235
二、液壓缸的密封、排氣和緩沖240
三、液壓馬達241
*四、液壓缸的故障分析與排除243
第三節(jié)液壓控制閥243
一、方向閥243
二、 壓力閥248
第四節(jié)液壓輔助裝置252
一、過濾器252
二、蓄能器253
三、油管和管接頭253
四、油箱253
第五節(jié)液壓系統(tǒng)基本回路254
一、幾種典型的基本回路254
*二、基本回路應用的舉例256
第六節(jié)液壓系統(tǒng)的使用維護和保養(yǎng)257
一、使用液壓設備應具備的基本知識257
二、液壓系統(tǒng)的維護保養(yǎng)257
復習題 258
第十九章氣壓傳動基礎259
第1節(jié)氣壓傳動概述259
一、氣壓傳動的特點259
二、氣壓傳動與液壓傳動的區(qū)別260
第二節(jié)氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成260
一、氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理260
二、氣壓傳動系統(tǒng)的組成260
三、氣動元件261
第三節(jié)氣動基本回路262
第四節(jié)氣動系統(tǒng)的故障分析與排除264
一、壓縮空氣中的雜質(zhì)引起氣動系統(tǒng)的故障264
二、氣動元件的故障265
復習題 267
附錄型鋼表268
參考文獻271