第1篇静力学

第1章静力学基础()

11静力学的基本概念()

111力的概念()

112刚体的概念()

113平衡的概念()

12静力学公理()

13约束、约束反力与受力图()

131研究对象与受力图的概念()

132约束与约束反力()

133工程上常见的几种约束类型及其反力方向的确定()

本章小结()

思考题和习题1()

第2章平面力系()

21平面汇交力系()

211平面汇交力系及其实例()

212平面汇交力系合成与平衡的解析法()

22平面力偶系的合成与平衡()

221力对点之矩()

222合力矩定理()

223力偶与力偶矩()

224平面力偶系的合成与平衡()

23平面任意力系()

231平面任意力系的概念()

232平面任意力系的平衡方程及其应用()

233固定端的约束及其应用()

24物体系统的平衡静定与静不定问题()

241物体系统的平衡()

242静定与静不定问题()

25考虑摩擦时的平衡问题()

251摩擦力()

252考虑摩擦的平衡问题()

本章小结()

思考题和习题2()

第3章空间力系与重心()

31力在空间直角坐标轴上的投影()

311一次投影法()

312二次投影法()

32力对轴之矩合力矩定理()

33空间力系的平衡()

331空间任意力系的平衡方程()

332空间汇交力系的平衡方程()

333空间平行力系的平衡方程()

34空间力系问题的平面解法()

35重心()

351重心的概念及其坐标公式()

352确定物体重心的方法()

本章小结()

思考题和习题3()

第2篇材 料 力 学

第4章拉伸和压缩()

41拉伸和压缩的概念()

42拉伸和压缩时的内力与截面法()

421内力()

422截面法()

43横截面上的正应力()

44轴向变形和胡克定律横向变形()

441轴向变形和胡克定律()

442横向变形()

45拉伸和压缩时材料的力学性能()

451塑性材料拉伸时的力学性能()

452脆性材料拉伸时的力学性能()

453塑性材料压缩时的力学性能()

454脆性材料压缩时的力学性能()

46应力集中的概念()

47拉伸和压缩时的强度计算()

471许用应力和安全系数()

472强度计算()

本章小结()

思考题和习题4()

第5章剪切与挤压()

51剪切的概念剪应力()

52挤压的概念挤压应力()

53剪切与挤压的实用计算()

本章小结()

思考题和习题5()

第6章扭转()

61扭转的概念()

62扭转时的内力——扭矩和扭矩图()

621扭矩()

622扭矩图()

63圆轴扭转时的应力()

631横截面上剪应力的分布规律()

632最大剪应力的计算公式()

64圆轴扭转时的变形()

641扭转角()

642单位长度扭转角()

65圆轴扭转时的强度和刚度计算()

651强度条件()

652刚度条件()

本章小结()

思考题和习题6()

第7章直梁的弯曲()

71平面弯曲的概念()

72梁弯曲时横截面上的内力——剪力和弯矩()

73剪力图和弯矩图()

731剪力方程和弯矩方程()

732剪力图和弯矩图()

74纯弯曲时梁横截面上的应力()

741实验观察与假设()

742应变与应力分布规律()

743弯曲正应力计算公式()

744圆形和矩形截面的惯性矩、抗弯截面模量()

75梁弯曲的强度条件()

76梁的弯曲变形()

761挠度和转角()

762用叠加法计算梁的变形()

本章小结()

思考题和习题7()

第8章压杆的稳定()

81压杆稳定的概念()

82细长压杆的临界力()

821欧拉公式()

822临界应力()

823欧拉公式的适用范围()

本章小结()

思考题和习题8()

第3篇机械设计基础

第9章平面连杆机构()

91平面机构的运动基础()

911点的运动()

912刚体的平动()

913刚体的定轴转动()

92平面机构的运动简图与自由度()

921机构的组成()

922平面机构运动简图()

923平面机构的自由度计算()

93平面四杆机构()

931铰链四杆机构的基本类型与应用()

932铰链四杆机构类型的判别()

933滑块四杆机构的类型与应用()

934平面连杆机构的基本特性()

本章小结()

思考题和习题9()

第10章凸轮机构和间歇运动机构()

101凸轮机构的类型和应用()

1011凸轮机构的组成、特点和应用()

1012凸轮机构的分类()

102从动件的基本运动规律()

1021确定凸轮轮廓的基本依据()

1022凸轮机构的工作过程和有关参数()

1023从动件的基本运动规律()

103盘形凸轮轮廓曲线的设计()

1031图解法原理()

1032对心直动从动件盘形凸轮轮廓的设计()

1033用图解法绘制凸轮轮廓应注意的事项()

104凸轮机构基本尺寸的确定()

1041压力角及其许用值()

1042基圆半径的选择()

1043滚子半径与运动失真()

105棘轮机构()

1051棘轮机构的工作原理()

1052棘轮机构的类型()

1053棘轮机构的特点与应用实例()

106槽轮机构()

1061槽轮机构的工作原理()

1062槽轮机构的类型()

1063槽轮机构的特点与应用实例()

本章小结()

思考题和习题10()

第11章连接()

111螺纹连接()

1111螺纹连接类型()

1112螺纹连接的预紧及防松()

112螺栓连接的强度计算()

1121普通螺栓的强度计算()

1122铰制孔用螺栓的强度计算()

113键、销连接()

1131键连接功用和分类()

1132普通平键连接的尺寸选择及强度校核()

1133花键连接的类型及特点()

1134销连接()

本章小结()

思考题和习题11()

第12章带传动()

121概述()

1211带传动的类型和应用()

1212普通V带和带轮()

122带传动的工作情况分析()

1221带传动的受力分析()

1222带传动的应力分析()

1223带传动的弹性滑动及其传动比()

123V带传动的设计计算()

1231带传动的失效形式和计算准则()

1232V带传动的设计方法和步骤()

本章小结()

思考题和习题12()

第13章圆柱齿轮传动()

131概述()

1311齿轮机构的组成、特点、分类和应用()

1312渐开线形成及其性质()

1313渐开线齿廓能满足定传动比要求()

132直齿圆柱齿轮传动()

1321渐开线齿轮各部分名称、主要参数、主要尺寸()

1322渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动()

1323齿轮的失效形式、材料及热处理()

1324渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算()

133齿轮齿形加工()

1331渐开线齿轮切齿原理及方法()

1332渐开线标准直齿圆柱齿轮根切现象和不根切的最少齿数()

134斜齿圆柱齿轮传动()

1341斜齿圆柱齿轮的形成、主要参数、几何尺寸()

1342正确啮合条件、重合度、当量齿数、主要优缺点()

1343斜齿圆柱齿轮传动的强度计算()

本章小结()

思考题和习题13()

第14章轮系()

141概述()

142定轴轮系的传动比()

143行星轮系的传动比()

1431行星轮系的组成()

1432行星轮系的传动比计算()

本章小结()

思考题和习题14()

第15章轴()

151轴的结构设计()

1511轴的功用、分类及材料()

1512轴设计的基本要求()

1513轴的结构设计()

152轴的强度计算()

1521按许用剪应力计算()

1522按许用弯曲应力计算()

本章小结()

思考题和习题15()

第16章轴承()

161轴承的分类()

162滚动轴承类型、特点、精度及代号()

1621滚动轴承的构造()

1622滚动轴承的类型和特点()

1623滚动轴承的代号()

163滚动轴承的选择()

164滚动轴承的寿命计算()

1641滚动轴承失效形式及计算准则()

1642基本额定寿命、基本额定动载荷和寿命计算公式()

1643滚动轴承的当量动载荷()

1644角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向力()

165滚动轴承组合设计()

1651滚动轴承的轴向固定()

1652轴的支承结构形式()

1653轴承的组合调整()

1654轴承的装拆()

166滑动轴承简介()

1661滑动轴承的应用、 类型及选用()

1662滑动轴承的结构形式()

1663轴瓦的结构和轴承的材料()

本章小结()

思考题和习题16()

第17章联轴器、离合器和制动器()

171概述()

172联轴器()

1721刚性联轴器()

1722无弹性元件的挠性联轴器()

1723非金属弹性元件挠性联轴器()

1724金属弹性元件联轴器()

1725安全联轴器()

173离合器()

1731操纵式离合器()

1732自动离合器()

174制动器()

1741圆盘制动器()

1742带式制动器()

1743块式短闸瓦制动器()

1744制动器的发热()

本章小结()

思考题和习题17()

第18章摩擦磨损、润滑及环保()

181摩擦、磨损和润滑()

1811摩擦、磨损的基本概念()

1812润滑()

182机械传动常用的润滑方式及机械效率()

1821机械传动常用的润滑方式()

1822脂和固体润滑的润滑方式及其润滑装置()

1823机械的效率()

183机械环保常识()

1831机械对环境的污染()

1832机械环保技术()

本章小结()

思考题和习题18()

附录热轧普通工字钢()

部分思考题和习题参考答案() 2100433B

全书由静力学、材料力学和机械设计基础三大部分组成。静力学部分包括静力学基础、平面力系、空间力系与重心。材料力学部分包括拉伸和压缩、剪切与挤压、扭转、直梁的弯曲和压杆的稳定。机械设计基础部分包括平面连杆机构（含点的运动、刚体的基本运动和刚体的平面运动）、凸轮机构和间歇运动机构、连接、带传动、圆柱齿轮传动、轮系、轴（含轴组合变形的强度计算和交变应力等）、轴承、联轴器离合器和制动器、摩擦磨损、润滑及环保。

《机械设计基础—理论、方法与标准（第2版）》是根据机械设计基础课程教学基本要求和“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系教学改革计划” 文件有关精神，为适应教学改革而编写的。《机械设计基础—理论、方法与标准（第2版）》包含三部分内容，第一篇基础理论篇（第1~16章）包括：绪论、平面机构运动简图及机构自由度的计算、平面连杆机构、凸轮机构与其他常用机构、机械调速与平衡、齿轮与蜗杆传动、轮系与传动比、带传动、链传动、螺纹连接与螺旋传动、键连接与销连接及其他常用连接、滑动轴承、滚动轴承、联轴器与离合器、轴、弹簧。 各章附有一定数量的思考题和习题。第二篇设计方法（第17~19章），包括：机械传动装置设计总论、结构设计、课程设计参考图例及设计题目。《机械设计基础—理论、方法与标准（第2版）》还包括了机械设计常用国家标准和设计规范、试题与解答以及常用词汇的中英文对照等13个附录。

《机械设计基础—理论、方法与标准（第2版）》可以作为高等学校近机械类专业机械设计基础与课程设计教材，也可作为有关工程技术人员参考书籍。

"本书根据“高等工科学校机械基础课程教学基本要求” 编写而成书中将工程力学、工程材料、机械原理及机械设计等多门与机械工程设计有关的机械基础课程的内容经统筹安排、

有机结合而成一门综合性的技术基础课程它是新世纪机械基础系列课程教学改革的成果并具有整合课程的显著特色全书共分五篇第一篇为设计材料内容包括材料的性能与热处理、常用设计材料与选材共2 章第二篇为静力学内容包括静力学基础、平面简单力系、平面任意力系、空间力系共4 章第三篇为材料力学内容包括材料力学基础、拉伸与压缩、剪切与扭转、弯曲内力与强度计算、弯曲变形与刚度计算、应力状态与强度理论、组合变形及其强度计算共7 章第四篇为机构原理及其设计内容包括机构与机械设计概论、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构共4 章第五篇为机械传动及其设计内容包括带传动与链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系、螺纹连接与螺旋传动、轴及轴毂连接、轴承、联轴器离合器和制动器共8 章

本书为普通高等学校本、专科近机类和非机类各专业学生的机械基础课程教材也可供工厂、科研、设计等部门的工程技术人员参考

目录

第3 版前言

第2 版前言

第1 版前言

工程力学课程总论

0. 1 工程力学课程内容及其在工程设计中的

作用 1

0. 2 工程力学的研究模型 5

0. 3 工程力学课程的分析方法 5

第1 篇 工程静力学

第1 章 工程静力学基础 8

1. 1 力和力矩 8

1. 1. 1 力的概念 8

1. 1. 2 作用在刚体上的力的效应与力的

可传性 9

1. 1. 3 力对点之矩 9

1. 1. 4 力系的概念 11

1. 1. 5 合力矩定理 11

1. 2 力偶及其性质 12

1. 2. 1 力偶 12

1. 2. 2 力偶的性质 13

1. 2. 3 力偶系及其合成 13

1. 3 约束与约束力 14

1. 3. 1 约束与约束力的概念 14

1. 3. 2 柔性约束 14

1. 3. 3 光滑刚性面约束 15

1. 3. 4 光滑铰链约束 15

1. 3. 5 滑动轴承与推力轴承 17

1. 4 平衡的概念 17

1. 4. 1 二力平衡与二力构件 17

1. 4. 2 不平行的三力平衡条件 19

1. 4. 3 加减平衡力系原理 19

1. 5 受力分析方法与过程 19

1. 5. 1 受力分析概述 19

1. 5. 2 受力图绘制方法应用举例 20

1. 6 结论与讨论 22

1. 6. 1 关于约束与约束力 22

1. 6. 2 关于受力分析 22

1. 6. 3 关于二力构件 23

1. 6. 4 关于工程静力学中某些原理的

适用性 23

习题 24

第2 章 力系的简化 27

2. 1 力系等效与简化的概念 27

2. 1. 1 力系的主矢与主矩 27

2. 1. 2 力系等效的概念 27

2. 1. 3 力系简化的概念 28

2. 2 力系简化的基础———力向一点平移

定理 28

2. 3 平面力系的简化 29

2. 3. 1 平面汇交力系与平面力偶系的

简化结果 29

2. 3. 2 平面一般力系向一点简化 29

2. 3. 3 平面力系的简化结果 30

2. 4 固定端约束的约束力 32

2. 5 结论与讨论 33

2. 5. 1 关于力的矢量性质的讨论 33

2. 5. 2 关于平面力系简化结果的讨论 33

2. 5. 3 关于实际约束的讨论 33

习题 33

第3 章 工程构件的静力学平衡问题 36

3. 1 平面力系的平衡条件与平衡方程 36

3. 1. 1 平面一般力系的平衡条件与平衡

方程 36

3. 1. 2 平面一般力系平衡方程的其他

形式 40

3. 2 简单的刚体系统平衡问题 42

3. 2. 1 刚体自由度的概念 42

3. 2. 2 刚体系统静定与超静定的概念 43

3. 2. 3 刚体系统的平衡问题的特点与

解法 44

3. 3 考虑摩擦时的平衡问题 47

3. 3. 1 滑动摩擦定律 48

3. 3. 2 考虑摩擦时构件的平衡问题 49

3. 4 结论与讨论 51

3. 4. 1 关于坐标系和力矩中心的选择 51

3. 4. 2 关于受力分析的重要性 51

3. 4. 3 关于求解刚体系统平衡问题时

要注意的几个方面 52

3. 4. 4 摩擦角与自锁的概念 53

3. 4. 5 空间力系平衡条件与平衡方程

简述 55

习题 56

第2 篇 材料力学

第4 章 材料力学的基本概念 61

4. 1 关于材料的基本假定 61

4. 1. 1 均匀连续性假定 61

4. 1. 2 各向同性假定 62

4. 1. 3 小变形假定 62

4. 2 弹性杆件的外力与内力 62

4. 2. 1 外力 62

4. 2. 2 内力 62

4. 2. 3 截面法 内力分量 63

4. 3 弹性体受力与变形特征 64

4. 4 杆件横截面上的应力 65

4. 4. 1 正应力与切应力的定义 65

4. 4. 2 正应力"para" label-module="para">

关系 65

4. 5 正应变与切应变 66

4. 6 线弹性材料的应力-应变关系 67

4. 7 杆件受力与变形的基本形式 67

4. 7. 1 拉伸或压缩 67

4. 7. 2 剪切 67

4. 7. 3 扭转 67

4. 7. 4 平面弯曲 68

4. 7. 5 组合受力与变形 68

4. 8 结论与讨论 69

4. 8. 1 关于工程静力学模型与材料力学

模型 69

4. 8. 2 关于弹性体受力与变形特点 69

4. 8. 3 关于工程静力学概念与原理在

材料力学中的可用性与限制性 69

习题 69

第5 章 杆件的内力图 71

5. 1 基本概念与基本方法 71

5. 1. 1 整体平衡与局部平衡的概念 71

5. 1. 2 杆件横截面上的内力与外力的

相依关系 71

5. 1. 3 控制面 72

5. 1. 4 杆件内力分量的正负号规则 72

5. 1. 5 截面法确定指定横截面上的内力

分量 72

5. 2 轴力图与扭矩图 73

5. 2. 1 轴力图 73

5. 2. 2 扭矩图 75

5. 3 剪力图与弯矩图 76

5. 3. 1 剪力方程与弯矩方程 76

5. 3. 2 载荷集度"para" label-module="para">

微分关系 78

5. 3. 3 剪力图与弯矩图的绘制 79

5. 4 结论与讨论 82

5. 4. 1 几点重要结论 82

5. 4. 2 正确应用力系简化方法确定控制

面上的内力分量 83

"para" label-module="para">

微分关系的证明 83

习题 84

第6 章 拉压杆件的应力变形分析与

强度设计 86

6. 1 拉伸与压缩杆件的应力与变形 86

6. 1. 1 应力计算 86

6. 1. 2 变形计算 87

6. 2 拉伸与压缩杆件的强度设计 92

6. 2. 1 强度设计准则"para" label-module="para">

应力 92

6. 2. 2 三类强度计算问题 93

6. 2. 3 强度设计准则应用举例 93

6. 3 拉伸与压缩时材料的力学性能 95

6. 3. 1 材料拉伸时的应力-应变曲线 95

6. 3. 2 韧性材料拉伸时的力学性能 96

6. 3. 3 脆性材料拉伸时的力学性能 97

6. 3. 4 强度失效概念与失效应力 97

6. 3. 5 压缩时材料的力学性能 98

6. 4 结论与讨论 99

6. 4. 1 本章的主要结论 99

6. 4. 2 关于应力和变形公式的应用

条件 99

"para" label-module="para">

分布 100

"para" label-module="para">

"para" label-module="para">

习题 103

第7 章 梁的强度问题 106

7. 1 工程中的弯曲构件 106

7. 2 与应力分析相关的截面图形几何

性质 107

7. 2. 1 静矩"para" label-module="para">

7. 2. 2 惯性矩"para" label-module="para">

惯性半径 109

7. 2. 3 惯性矩与惯性积的移轴定理 110

7. 2. 4 惯性矩与惯性积的转轴定理 111

7. 2. 5 主轴与形心主轴"para" label-module="para">

形心主惯性矩 111

7. 3 平面弯曲时梁横截面上的正应力 113

7. 3. 1 平面弯曲与纯弯曲的概念 113

7. 3. 2 纯弯曲时梁横截面上正应力

分析 114

7. 3. 3 梁的弯曲正应力公式的应用与

推广 117

7. 4 平面弯曲曲率与正应力公式应用

举例 118

7. 5 梁的强度计算 121

7. 5. 1 梁的失效判据 121

7. 5. 2 梁的弯曲强度计算准则 121

7. 5. 3 梁的弯曲强度计算步骤 122

7. 6 斜弯曲 126

7. 7 弯矩与轴力同时作用时横截面上的

正应力 128

7. 8 结论与讨论 131

7. 8. 1 关于弯曲正应力公式的应用

条件 131

7. 8. 2 弯曲切应力的概念 131

7. 8. 3 关于截面的惯性矩 132

7. 8. 4 提高梁强度的措施 132

习题 134

第8 章 梁的位移分析与刚度设计 139

8. 1 基本概念 139

8. 1. 1 梁弯曲后的挠度曲线 139

8. 1. 2 梁的挠度与转角 140

8. 1. 3 梁的位移与约束密切相关 140

8. 1. 4 梁的位移分析的工程意义 141

8. 2 小挠度微分方程及其积分 142

8. 2. 1 小挠度曲线微分方程 142

8. 2. 2 积分常数的确定 约束条件与连续

条件 143

8. 3 工程中的叠加法 145

8. 3. 1 叠加法应用于多个载荷作用的

情形 145

8. 3. 2 叠加法应用于间断性分布载荷

作用的情形 147

8. 4 简单的超静定梁 148

8. 4. 1 求解超静定梁的基本方法 148

8. 4. 2 几种简单的超静定问题示例 148

8. 5 梁的刚度设计 149

8. 5. 1 刚度设计准则 149

8. 5. 2 刚度设计举例 150

8. 6 结论与讨论 152

8. 6. 1 关于变形和位移的相依关系 152

8. 6. 2 关于梁的连续光滑曲线 152

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8. 6. 4 关于求解超静定结构特性的

讨论 153

8. 6. 5 提高刚度的途径 154

习题 156

第9 章 圆轴扭转时的应力变形分析与

强度刚度设计 159

9. 1 工程上传递功率的圆轴及其扭转

变形 159

9. 2 切应力互等定理 159

9. 3 圆轴扭转时的切应力分析 160

9. 3. 1 变形协调方程 161

9. 3. 2 弹性范围内的切应力-切应变

关系 161

9. 3. 3 静力学方程 161

9. 3. 4 圆轴扭转时横截面上的切应力

表达式 162

9. 4 承受扭转时圆轴的强度设计与刚度

设计 165

9. 4. 1 扭转试验与扭转破坏现象 165

9. 4. 2 扭转强度设计 166

9. 4. 3 抗扭刚度设计 168

9. 5 结论与讨论 169

9. 5. 1 关于圆轴强度与刚度设计 169

9. 5. 2 矩形截面杆扭转时的切应力 169

习题 171

第10 章 复杂受力时构件的强度

设计 174

10. 1 基本概念 174

10. 1. 1 什么是应力状态, 为什么要研究

应力状态 174

10. 1. 2 应力状态分析的基本方法 175

10. 1. 3 建立复杂受力时失效判据的

思路与方法 175

10. 2 平面应力状态分析———任意方向面

上应力的确定 176

10. 2. 1 方向角与应力分量的正负号

约定 176

10. 2. 2 微元的局部平衡方程 177

10. 2. 3 平面应力状态中任意方向面上

的正应力与切应力 177

10. 3 应力状态中的主应力与最大切

应力 178

10. 3. 1 主平面"para" label-module="para">

10. 3. 2 平面应力状态的三个主应力 179

10. 3. 3 面内最大切应力与一点的最大

切应力 179

10. 4 分析应力状态的应力圆方法 183

10. 4. 1 应力圆方程 183

10. 4. 2 应力圆的画法 183

10. 4. 3 应力圆的应用 184

10. 5 复杂应力状态下的应力-应变关系 应变

能密度 186

10. 5. 1 广义胡克定律 186

10. 5. 2 各向同性材料各弹性常数之间

的关系 187

10. 5. 3 总应变能密度 188

10. 5. 4 体积改变能密度与畸变能

密度 188

10. 6 复杂应力状态下的强度设计准则 189

10. 6. 1 最大拉应力准则 189

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10. 6. 3 最大切应力准则 191

10. 6. 4 畸变能密度准则 191

10. 7 圆轴承受弯曲与扭转共同作用时的

强度计算 193

10. 7. 1 计算简图 193

10. 7.2100433B