机械设计基础（第2版）

前言
绪论
0.1 机器的组成及其特征
0.1.1 机器、机构及其结构组成
0.1.2 机器的功能组成
0.2 本课程的性质、研究对象、任务和学习方法
0.3 机械零件的失效形式及设计准则
0.4 机械设计的基本要求及程序
0.4.1 机械设计的基本要求
0.4.2 机械设计的一般程序
0.5 习题

第1篇 静力学
第1章 静力学的基础
1.1 静力学的基本概念
1.1.1 力的概念
1.1.2 力系的有关概念
1.1.3 刚体的概念
1.2 静力学公理
1.3 约束和约束反力的概念及类型
1.3.1 柔索约束
1.3.2 光滑面约束
1.3.3 光滑铰链约束
1.3.4 轴承约束
1.4 物体的受力分析和受力图
1.5 习题
第2章 平面力系
2.1 平面汇交力系合成与平衡的几何法
2.1.1 平面汇交力系合成的几何法
2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件
2.2 平面汇交力系合成与平衡的解析法
2.2.1 力在坐标轴上的投影
2.2.2 合力投影定理
2.2.3 平面汇交力系的平衡方程
2.3 力对点之矩与合力矩定理
2.3.1 力对点之矩
2.3.2 合力矩定理
2.4 力偶及其性质
2.4.1 力偶的概念
2.4.2 力偶的三要素
2.4.3 力偶的等效条件及力偶的性质
2.5 平面力偶系的合成与平衡方程
2.5.1 平面力偶系的合成
2.5.2 平面力偶系的平衡条件
2.6 平面一般力系的简化与平衡方程
2.6.1 力的平移定理
2.6.2 平面一般力系的简化
2.6.3 平面一般力系的平衡方程及其应用
2.7 物体系统的平衡
2.8 摩擦
2.8.1 滑动摩擦
2.8.2 摩擦角和自锁
2.8.3 考虑滑动摩擦时的平衡问题
2.9 习题
第3章 空间力系
3.1 力在空间直角坐标轴上的投影
3.2 力对轴之矩
3.2.1 力对轴之矩的概念
3.2.2 合力矩定理
3.3 空间力系的平衡方程及其应用
3.3.1 空间一般力系的平衡条件和平衡方程
3.3.2 空间力系的特殊情况
3.4 重心及其计算
3.5 习题

第2篇 材料力学
引言
第4章 拉伸与压缩
4.1 拉伸与压缩的概念和实例
4.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
4.2.1 内力和轴力图
4.2.2 多力杆的轴力与轴力图
4.2.3 轴向拉伸或压缩时横截面上的应力
4.3 材料在拉伸或压缩时的力学性能
4.3.1 低碳钢在拉伸时的力学性能
4.3.2 其他塑性材料在拉伸时的力学性能
4.3.3 材料在压缩时的力学性能
4.4 轴向拉伸或压缩时的强度计算
4.4.1 极限应力、许用应力和安全因数
4.4.2 强度计算
4.5 轴向拉伸（或压缩）时的变形
4.5.1 纵向变形
4.5.2 胡克定律
4.5.3 横向变形
4.5.4 泊松比
4.6 COSMOSWorks简介
4.7 习题
第5章 剪切和挤压的实用计算
5.1 剪切及其实用计算
5.1.1 剪切的概念
5.1.2 剪切时的内力
5.1.3 剪切的实用计算
5.2 挤压及其实用计算
5.2.1 挤压的概念
5.2.2 挤压的实用计算
5.3 习题
第6章 扭转
6.1 扭转的概念
6.2 外力偶矩的计算以及扭矩和扭矩图
6.2.1 外力偶矩的计算
6.2.2 扭矩和扭矩图
6.3 圆轴扭转时的应力和强度条件
6.4 圆轴扭转时的变形和刚度条件
6.5 习题
第7章 直梁弯曲
7.1 梁的类型及计算简图
7.1.1 对称弯曲的概念
7.1.2 梁上的载荷
7.1.3 梁的基本形式
7.2 梁弯曲时的内力
7.2.1 剪力和弯矩
7.2.2 剪力方程和弯矩方程
7.2.3 剪力图和弯矩图
7.3 梁纯弯曲时的强度条件
7.3.1 梁纯弯曲的概念
7.3.2 纯弯曲时梁横截面上的正应力
7.3.3 惯性矩和抗弯截面模量
7.3.4 梁纯弯曲时的强度条件
7.4 弯曲变形
7.4.1 挠曲线
7.4.2 挠度和转角
7.4.3 求弯曲变形的两种方法
7.4.4 梁的刚度校核
7.5 提高梁弯曲强度和刚度的措施
7.5.1 合理安排梁的受力情况
7.5.2 合理选择梁的截面形状
7.6 习题
第8章 组合变形及压杆稳定
8.1 组合变形和叠加原理
8.2 拉伸或压缩与弯曲的组合变形
8.3 扭转与弯曲的组合变形
8.4 压杆稳定的概念
8.5 临界力的确定
8.5.1 欧拉公式
8.5.2 临界应力
8.5.3 欧拉公式的适用范围
8.5.4 中、小柔度杆的临界应力
8.6 压杆稳定计算
8.7 提高压杆稳定性的措施
8.7.1 稳定计算的重要意义
8.7.2 提高压杆承载能力的措施
8.8 习题

第3篇 常用平面机构
第9章 平面机构及其运动简图
9.1 平面运动副
9.1.1 平面运动构件的自由度
9.1.2 运动副的概念
9.1.3 运动副的分类
9.1.4 运动链和机构
9.2 平面机构的运动简图
9.2.1 机构运动简图的概念
9.2.2 平面机构运动简图的绘制
9.3 平面机构的自由度
9.3.1 平面机构自由度的计算
9.3.2 机构具有确定运动的条件
9.4 习题
第10章 平面连杆机构
10.1 铰链四杆机构
10.1.1 铰链四杆机构的组成和基本形式
10.1.2 铰链四杆机构中曲柄存在的条件与类型判别准则
10.2 铰链四杆机构的其他形式
10.2.1 曲柄滑块机构
10.2.2 导杆机构
10.2.3 摇块机构和定块机构
10.3 平面四杆机构的工作特性
10.3.1 运动特性
10.3.2 传力特性
10.4 平面四杆机构运动设计简介
10.4.1 用图解法设计四杆机构
10.4.2 解析法
10.4.3 试验法
10.5 习题
第11章 凸轮机构
11.1 概述
11.1.1 凸轮机构的应用、组成和特点
11.1.2 凸轮机构的分类
11.2 凸轮机构的工作过程和从动件的常用运动规律
11.2.1 凸轮机构的工作过程
11.2.2 从动件的常用运动规律
11.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计
11.3.1 尖顶对心移动从动件盘形凸轮
11.3.2 滚子直动从动件盘形凸轮
11.3.3 偏置从动件盘形凸轮
11.4 凸轮机构基本尺寸的确定
11.4.1 滚子半径的选择
11.4.2 压力角的校核
11.4.3 基圆半径的选择
11.5 习题
第12章 间歇运动机构
12.1 棘轮机构
12.1.1 棘轮机构的工作原理、特点和应用
12.1.2 棘轮机构的主要参数及几何尺寸
12.2 槽轮机构
12.2.1 槽轮机构的工作原理、特点和应用
12.2.2 槽轮机构的主要参数及几何尺寸
12.3 不完全齿轮机构
12.4 习题

第4篇 常用机械传动
第13章 齿轮传动
13.1 齿轮传动的特点、类型及齿廓啮合基本规律
13.1.1 齿轮传动的特点和类型
13.1.2 齿廓啮合基本规律
13.2 渐开线齿廓
13.2.1 渐开线的形成和性质
13.2.2 渐开线齿廓啮合特点
13.3 渐开线标准齿轮各部分名称、参数和几何尺寸
13.3.1 齿轮各部分名称
13.3.2 主要参数
13.3.3 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸
13.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
13.4.1 正确啮合条件
13.4.2 标准中心距
13.4.3 连续传动条件
13.5 渐开线齿轮的加工方法和根切现象
13.5.1 齿轮的加工方法
13.5.2 根切现象和最少齿数
13.6 渐开线变位直齿圆柱齿轮传动
13.6.1 变位齿轮的概念
13.6.2 变位齿轮的类型和特点
13.6.3 变位直齿圆柱齿轮的几何尺寸
13.7 平行轴斜齿圆柱齿轮传动
13.7.1 齿廓曲面的形成及啮合特点
13.7.2 主要参数及几何尺寸
13.7.3 正确啮合条件
13.7.4 当量齿数
13.8 直齿锥齿轮传动
13.8.1 传动比和几何尺寸计算
13.8.2 背锥与当量齿数
13.9 齿轮传动的失效形式和设计准则
13.9.1 齿轮传动的失效形式
13.9.2 设计准则
13.10 齿轮常用材料及热处理
13.10.1 齿轮常用材料
13.10.2 齿轮常用的热处理方法
13.11 齿轮传动精度简介
13.11.1 精度等级
13.11.2 齿侧间隙
13.12 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
13.12.1 轮齿的受力分析
13.12.2 载荷与载荷系数
13.12.3 齿根弯曲疲劳强度计算
13.12.4 齿面接触疲劳强度计算
13.12.5 设计参数的选择及许用应力
13.13 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
13.13.1 轮齿的受力分析
13.13.2 齿根弯曲疲劳强度计算
13.13.3 齿面接触疲劳强度计算
13.14 标准直齿锥齿轮传动的强度计算
13.14.1 轮齿受力分析
13.14.2 齿面接触疲劳强度计算
13.14.3 齿根弯曲疲劳强度计算
13.15 齿轮的结构设计
13.15.1 齿轮轴和盘式齿轮
13.15.2 腹板式和轮辐式齿轮
13.15.3 组合式的齿轮结构
13.16 齿轮传动的润滑
13.16.1 齿轮传动的润滑方式
13.16.2 齿轮润滑油的选择
13.17 习题
第14章 蜗杆传动
14.1 蜗杆传动的类型和特点
14.1.1 蜗杆传动的类型
14.1.2 蜗杆传动的特点
14.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算
14.2.1 蜗杆传动的基本参数
14.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算
14.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构
14.3.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则
14.3.2 蜗杆、蜗轮的材料和结构
14.4 蜗杆传动的强度计算
14.4.1 蜗杆传动的受力分析
14.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算
14.4.3 蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算
14.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
14.5.1 蜗杆传动的效率
14.5.2 蜗杆传动的润滑
14.5.3 蜗杆传动的热平衡计算
14.6 习题
第15章 带传动
15.1 带传动的类型和特点
15.1.1 带传动的类型
15.1.2 带传动的特点
15.2 V带和带轮
15.2.1 V带的构造和标准
15.2.2 V带轮的材料和结构
15.3 V带传动工作能力分析
15.3.1 带传动的受力分析
15.3.2 带传动的应力分析
15.3.3 带的弹性滑动和打滑
15.4 普通V带传动设计计算
15.4.1 设计准则和单根V带的额定功率
15.4.2 带传动设计步骤和参数选择
15.5 同步带传动
15.5.1 同步带传动的特点和应用
15.5.2 同步带的参数、类型和规格
15.5.3 同步带轮
15.5.4 同步带传动设计
15.6 带传动的安装、张紧和维护
15.6.1 带传动的张紧与调整
15.6.2 带传动的安装与维护
15.7 习题
第16章 链传动
16.1 链传动的特点和类型
16.1.1 链传动的类型
16.1.2 链传动的特点
16.2 滚子链和链轮
16.2.1 滚子链的结构和规格
16.2.2 滚子链链轮
16.3 链传动的传动比及运动的不均匀性
16.4 链传动的设计计算
16.4.1 链传动的失效形式
16.4.2 滚子链的额定功率曲线
16.4.3 设计计算步骤
16.5 链传动的布置、张紧和润滑
16.5.1 链传动的布置
16.5.2 链传动的张紧
16.5.3 链传动的润滑
16.6 习题
第17章 机械传动系统及其传动比
17.1 概述
17.1.1 轮系的定义
17.1.2 轮系的分类
17.2 定轴轮系的传动比计算
17.3 行星轮系的组成与传动比计算
17.3.1 行星轮系的组成
17.3.2 行星轮系的传动比计算
17.4 组合轮系
17.5 典型机械传动系统及其传动比计算
17.5.1 机械传动系统的一般组成及各种传动形式的选择
17.5.2 轮系在各种机械设备中的主要功能
17.5.3 新型齿轮系及应用
17.6 习题

第5篇 常用机械零部件
第18章 螺纹连接与螺旋传动
18.1 螺纹
18.1.1 螺纹的分类、特点和应用
18.1.2 螺纹的主要参数
18.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁
18.2 螺纹连接的主要类型和使用
18.2.1 螺纹连接的主要类型
18.2.2 螺纹连接的拧紧和防松
18.3 螺栓连接的强度计算
18.3.1 普通螺栓的强度计算
18.3.2 铰制孔用螺栓连接的强度计算
18.4 螺旋传动
18.4.1 螺旋传动机构的组成和类型
18.4.2 滑动螺旋传动的设计计算
18.4.3 滚动螺旋传动
18.5 习题
第19章 轴系零部件
19.1 滑动轴承
19.1.1 概述
19.1.2 滑动轴承的主要类型和结构
19.1.3 轴瓦和轴承衬
19.1.4 滑动轴承的润滑
19.1.5 动压液体摩擦滑动轴承简介
19.2 滚动轴承
19.2.1 概述
19.2.2 滚动轴承的类型和选择
19.2.3 滚动轴承的受载情况和失效形式
19.2.4 滚动轴承的寿命计算
19.3 键连接和销连接
19.3.1 键连接的类型、特点和应用
19.3.2 平键的选择和强度校核
19.3.3 花键连接
19.3.4 销连接
19.4 轴
19.4.1 概述
19.4.2 轴的结构设计
19.4.3 轴的强度计算
19.4.4 轴的刚度计算简介
19.5 轴承的组合设计
19.6 习题
第20章 其他常用零部件
20.1 联轴器
20.1.1 联轴器的分类
20.1.2 常用联轴器的结构和特点
20.1.3 联轴器的选用
20.2 离合器
20.2.1 离合器的功用和分类
20.2.2 常用离合器的结构和特点
20.3 弹簧
20.3.1 概述
20.3.2 弹簧的材料及制造
20.3.3 圆柱螺旋弹簧的几何尺寸及特性曲线
20.4 习题
第21章 刚性回转件的平衡
21.1 平衡的目的和分类
21.2 刚性转子的平衡计算
21.2.1 静平衡计算
21.2.2 动平衡计算
21.3 回转件平衡试验法
21.3.1 静平衡试验法
21.3.2 动平衡试验法
21.3.3 回转件的平衡精度
21.4 习题
第22章 创新思维和创新设计方法简介
22.1 创新思维简介
22.1.1 抽象与具体
22.1.2 发散与收敛
22.1.3 定性与定量
22.2 创新设计方法简介
22.2.1 机构的基本功能及其实现
22.2.2 机构创新的途径
22.2.3 并联机器人的创新设计分析

附录
附录Ⅰ 润滑油和润滑脂
附录Ⅱ 滚动轴承 国家标准数据摘录
习题参考答案（部分）
参考文献