目　录

第 1章　静力学基础　1
1.1　静力学基本概念及受力分析　2
1.1.1　静力学基本概念　2
1.1.2　静力学的基本公理　2
1.1.3　约束和约束反力　4
1.1.4　物体受力分析和受力图　6
1.2　平面力系和力矩力偶　8
1.2.1　平面汇交力系　8
1.2.2　力矩、力偶及平面力偶系　11
1.2.3　平面任意力系　15
1.2.4　平面平行力系平衡方程　16
1.2.5　物系的平衡问题　17
1.3　摩擦　18
1.3.1　滑动摩擦　19
1.3.2　滚动摩擦　21
1.4　刚体的定轴转动　22
1.4.1　转速和线速度　22
1.4.2　转动惯量　23
1.4.3　刚体变速转动和转动动力学方程　24
1.4.4　功率及机械效率　25
1.5　课程实训项目：汽车运动构件摩擦分析　26
本章小结　27
思考与练习　27

第 2章　材料力学基础　31
2.1　材料力学的基本概念　32
2.1.1　材料力学的任务　32
2.1.2　变形固体与基本假设　32
2.1.3　杆件变形的基本形式　32
2.2　轴向拉伸与压缩　33
2.2.1　拉伸和压缩的概念　33
2.2.2　内力与截面法　34
2.2.3　拉伸和压缩时截面上的正应力　35
2.2.4　拉压变形和胡克定理　36
2.2.5　拉伸(压缩)时材料的力学性能　37
2.2.6　许用应力和安全系数　39
2.2.7　构件在拉伸和压缩时的强度校核　39
2.3　剪切与挤压　40
2.3.1　剪切　40
2.3.2　挤压　41
2.3.3　剪切和挤压强度条件　42
2.3.4　剪切和挤压在生产实践中的应用　42
2.4　圆轴扭转　43
2.4.1　扭转的概念　43
2.4.2　外力偶矩的计算　44
2.4.3　扭矩与扭矩图　44
2.4.4　圆轴扭转时的应力　46
2.4.5　圆轴扭转的强度计算　47
2.4.6　提高轴抗扭能力的方法　48
2.5　直梁弯曲　49
2.5.1　概述　49
2.5.2　剪力和弯矩　50
2.5.3　弯矩方程与弯矩图　50
2.5.4　纯弯曲时的正应力　51
2.5.5　梁的弯曲强度计算　53
2.5.6　提高梁的弯曲强度的途径　55
2.6　课程实训项目：悬臂吊车中构件的受力、变形及强度分析　56
本章小结　57
思考与练习　57

第3章　常用机构　60
3.1　概述　61
3.1.1　基本概念　61
3.1.2　运动副　62
3.2　平面连杆机构　63
3.2.1　铰链四杆机构的组成和基本形式　64
3.2.2　铰链四杆机构中曲柄存在的条件　66
3.2.3　平面四杆机构的演化和应用　66
3.2.4　平面四杆机构的工作特性　69
3.3　凸轮机构　72
3.3.1　凸轮机构的类型及应用　72
3.3.2　凸轮机构的工作原理　74
3.3.3　凸轮机构基本尺寸的确定　75
3.4　间歇运动机构　77
3.4.1　棘轮机构　77
3.4.2　槽轮机构　78
3.4.3　不完全齿轮机构　79
3.4.4　凸轮间歇运动机构　80
3.5　课程实训项目：机构运动中出现止点的分析与解决　80
本章小结　81
思考与练习　81

第4章　机械传动　83
4.1　螺旋传动　84
4.1.1　螺纹的形成　84
4.1.2　螺纹的主要参数　84
4.1.3　几种常用螺纹的特点和应用　85
4.1.4　普通螺纹的代号与标记　85
4.1.5　螺纹连接　86
4.1.6　常用的螺旋传动　87
4.2　带传动　91
4.2.1　带传动的类型　92
4.2.2　带传动的特点　92
4.2.3　带传动的工作原理　93
4.2.4　带的弹性滑动和打滑　93
4.2.5　V型带的结构和标准　94
4.2.6　带传动的张紧与调整　95
4.2.7　带传动的安装与维护　96
4.3　链传动　97
4.3.1　链条和链轮　97
4.3.2　链传动的失效形式　100
4.3.3　链传动的润滑、张紧和布置　100
4.4　齿轮传动　102
4.4.1　渐开线的形成及性质　103
4.4.2　渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和几何尺寸计算　105
4.4.3　渐开线直齿圆柱齿轮传动分析　108
4.4.4　渐开线直齿圆柱齿轮的加工　109
4.4.5　斜齿圆柱齿轮传动　112
4.4.6　圆锥齿轮传动　114
4.4.7　轮齿的失效形式　116
4.4.8　齿轮材料及结构　117
4.4.9　齿轮传动的维护　119
4.5　蜗杆传动　120
4.5.1　蜗杆传动的类型　120
4.5.2　蜗杆传动的特点　121
4.5.3　蜗杆蜗轮旋向和转向的判别　122
4.5.4　蜗杆、蜗轮的材料和结构　122
4.6　轮系　123
4.6.1　轮系的分类　123
4.6.2　定轴轮系传动比的计算　124
4.6.3　行星齿轮系传动比的计算　126
4.6.4　轮系的功用　128
4.7　课程实训项目：变速器齿轮的拆卸　129
本章小结　130
思考与练习　131

第5章　机械工程材料与形位公差　132
5.1　金属材料的力学性能　133
5.1.1　强度与塑性　133
5.1.2　硬度　134
5.1.3　韧性与疲劳　135
5.2　钢铁材料　136
5.2.1　铁碳合金　136
5.2.2　碳钢　138
5.3　钢的热处理　140
5.3.1　退火与正火　140
5.3.2　淬火与回火　141
5.4　合金钢　142
5.4.1　合金元素在钢中的作用　142
5.4.2　合金结构钢　143
5.5　铸铁　145
5.5.1　灰铸铁　146
5.5.2　可锻铸铁　146
5.5.3　球墨铸铁　147
5.5.4　蠕墨铸铁　147
5.6　非金属材料　147
5.6.1　橡胶　147
5.6.2　玻璃　149
5.6.3　塑料　150
5.6.4　陶瓷材料　151
5.7　形位公差与测量　151
5.7.1　尺寸误差　152
5.7.2　形状公差　152
5.7.3　常用检测量仪　153
5.8　课程实训项目：连杆的检测与校正　157
本章小结　158
思考与练习　158

第6章　连接与支撑零部件　161
6.1　键连接　162
6.1.1　键连接的类型及其应用特点　162
6.1.2　普通平键的选用　163
6.1.3　普通平键的强度校核　165
6.2　销连接　165
6.2.1　起定位作用的销　166
6.2.2　传递横向力和扭矩的销　166
6.2.3　作为安装装置被切断零件的销　166
6.3　轴　167
6.3.1　轴的分类及其应用特点　167
6.3.2　轴的材料　168
6.3.3　轴径的确定　169
6.3.4　常用轴结构　169
6.4　轴承　172
6.4.1　滑动轴承　173
6.4.2　滚动轴承　176
6.5　联轴器和离合器　181
6.5.1　联轴器　182
6.5.2　离合器　185
6.6　课程实训项目：轴承类型的识别和更换　186
本章小结　187
思考与练习　187

第7章　液压液力传动与气压传动　189
7.1　液压传动概述　190
7.1.1　液压传动的工作原理　190
7.1.2　液压传动系统的组成　191
7.1.3　液压系统图形职能符号　191
7.1.4　液压传动的优缺点　192
7.1.5　液压传动的几个基本概念　192
7.1.6　液压传动的用油选择　196
7.2　液压元件　196
7.2.1　液压泵　196
7.2.2　液压缸　200
7.2.3　控制阀　203
7.2.4　液压辅件　208
7.3　液压基本回路及液压系统　209
7.3.1　方向控制回路　209
7.3.2　压力控制回路　210
7.3.3　速度控制回路　212
7.3.4　汽车起重机液压传动系统　215
7.4　液压系统的使用、维护与常见故障及原因　217
7.4.1　液压系统的使用与维护　217
7.4.2　液压系统常见的故障及原因　219
7.5　液力传动简介　220
7.5.1　液力传动的特点　220
7.5.2　液力传动的结构型式及其工作原理　221
7.6　气压传动概述　222
7.6.1　气压传动的优缺点　223
7.6.2　气压传动系统的工作原理和组成　223
7.7　气压传动元件　224
7.7.1　气缸　224
7.7.2　气动控制阀　226
7.7.3　气动辅助元件　228
7.8　气动基本回路及气动系统应用实例　230
7.8.1　气动基本回路　230
7.8.2　气动系统应用实例　232
7.9　课程实训项目：拆装液压制动装置　233
本章小结　234
思考与练习　235

附录　常用液压与气动元件图形符号(GB7861—1993)　237