机械设计与分析基础 修订版

★“十二五”职业教育国家规划教材，重量精品课程配套教材 ★以工程案例为载体贯穿教材内容 ★以机械设计和分析为主线，融入工程常识和创新思维与方法 ★实践项目采用工作手册形式，以二级减速器为载体，切合实践教学要求

本书以机械设计和分析为主线，整合“机械原理”“机械设计”“互换性与测量技术基础”及“工程力学”等课程的相关内容，并融入相关工程常识和创新思维与方法。全书以机械和机械传动系统及其所涉及的常用传动机构和通用零部件为对象，按运动分析、结构分析、工作能力分析、精度分析的要求，介绍了机械分析的基本理论、基本知识、基本方法与技术。全书共11章，包括机械系统及常识、机械传动系统的运动分析、机构静力分析与应用、机械零件工作能力分析与应用、常用机构的结构分析与应用、挠性传动的结构分析与应用、齿轮传动的结构分析与应用、轴的结构分析与应用、轴承的结构分析与应用、连接的结构分析与应用、机械零部件精度分析与应用。综合实践项目以二级减速器为载体，以工作手册形式呈现。本书可供高等职业院校本科和专科机械类、近机械类各专业教学使用，也可供有关工程技术人员参考。

前言
第1章机械系统及常识1
1.1机械的组成1
1.1.1机器和机构1
1.1.2构件和零件3
1.2机械零件常用材料及其性能3
1.2.1材料的力学性能3
1.2.2常用材料及牌号4
1.2.3常用热处理方法6
1.3机械分析的一般程序和基本方法7
1.3.1机械分析的一般程序7
1.3.2机械分析的基本方法7
实践训练8
第2章机械传动系统的运动分析9
2.1机构的组成及运动简图9
2.1.1构件的运动形式9
2.1.2运动副及其分类10
2.1.3运动链与机构11
2.1.4平面机构运动简图12
2.2平面机构具有确定运动的条件15
2.2.1平面机构自由度的计算16
2.2.2运动链的可动性及运动确定性的条件16
2.2.3平面机构自由度计算中的特殊情况16
2.3机械传动系统概述19
2.3.1机械传动的运动和动力参数20
2.3.2机械传动系统的基本功能23
2.3.3机械传动系统运动方案分析实例24
实践训练26
第3章机构静力分析与应用28
3.1静力分析的基本概念28
3.1.1力及其性质28
3.1.2力矩及其性质32
3.1.3力偶及其性质34
3.1.4力的平移定理35
3.2平面机构中约束类型及约束反力36
3.2.1柔性约束37
3.2.2运动副约束37
3.2.3固定端约束39
3.2.4构件的受力分析与受力图39
3.3平面机构中约束反力的求解41
3.3.1平面力系的简化与平衡41
3.3.2应用平衡方程求解约束反力43
3.4运动副的摩擦与自锁49
3.4.1滑动摩擦49
3.4.2滚动摩擦50
3.4.3运动副中的自锁现象50
3.4.4机构中摩擦问题的实例分析51
3.5回转件平衡的动态静力分析52
3.5.1回转件平衡的目的52
3.5.2回转件平衡的类型52
3.5.3回转件的平衡计算53
实践训练54
第4章机械零件工作能力分析与应用59
4.1零件轴向拉（压）变形时工作能力分析59
4.1.1轴向拉伸或压缩的概念59
4.1.2内力分析与应力分析60
4.1.3材料的力学性能61
4.1.4轴向拉（压）强度分析实例64
4.1.5轴向拉（压）变形简介65
4.1.6压杆稳定性的概念67
4.1.7应力集中的概念68
4.2零件剪切与挤压变形时工作能力分析68
4.2.1剪切与挤压的概念68
4.2.2剪切与挤压强度分析实例70
4.3零件弯曲变形时工作能力分析72
4.3.1平面弯曲的概念72
4.3.2内力分析与应力分析73
4.3.3梁的弯曲强度分析实例77
4.3.4弯曲刚度简介78
4.3.5提高零件弯曲强度和刚度的措施80
4.4零件扭转变形时工作能力分析82
4.4.1扭转的概念82
4.4.2内力分析与应力分析83
4.4.3轴的扭转强度分析实例85
4.4.4扭转刚度简介86
4.5零件组合变形时工作能力分析87
4.5.1拉伸（压缩）与弯曲组合时强度分析实例87
4.5.2弯扭组合时强度分析实例89
4.6零件疲劳强度简介91
4.6.1交变应力的概念91
4.6.2交变应力的循环特性91
4.6.3疲劳破坏92
4.6.4提高疲劳强度的措施92
实践训练93
第5章常用机构的结构分析与应用96
5.1平面连杆机构96
5.1.1铰链四杆机构及其演化96
5.1.2平面四杆机构的基本特性102
5.1.3实现运动要求的机构参数图解法实例105
5.1.4构件和运动副的结构106
5.2凸轮机构108
5.2.1凸轮机构应用及分类108
5.2.2从动件的常用运动规律110
5.2.3凸轮轮廓的图解法111
5.2.4基本尺寸的确定114
5.2.5凸轮机构的材料与结构116
5.3螺旋机构117
5.3.1螺纹117
5.3.2螺旋机构的类型及应用118
5.4间歇运动机构122
5.4.1棘轮机构122
5.4.2槽轮机构124
5.4.3不接近齿轮机构125
5.4.4凸轮式间歇运动机构125
实践训练126
第6章挠性传动的结构分析与应用129
6.1带传动概述129
6.1.1带传动的类型、特点和应用129
6.1.2V带及V带轮130
6.2带传动的失效分析132
6.2.1带传动的受力分析132
6.2.2带的应力分析134
6.2.3带传动的弹性滑动与传动比135
6.3普通V带传动的工作能力计算136
6.3.1工作能力计算准则136
6.3.2工作能力计算方法和步骤137
6.4V带传动的张紧、使用与维护141
6.4.1张紧方法及预紧力F0的控制141
6.4.2V带传动的使用与维护142
实践训练143
第7章齿轮传动的结构分析与应用144
7.1概述144
7.1.1齿轮传动的特点及类型144
7.1.2齿轮传动的基本要求145
7.2渐开线直齿圆柱齿轮146
7.2.1渐开线齿廓及其啮合特性146
7.2.2渐开线齿轮及基本参数和几何尺寸148
7.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动150
7.4渐开线齿轮切齿原理及变位齿轮简介152
7.4.1轮齿切制原理与方法152
7.4.2根切现象和最少齿数154
7.4.3变位齿轮的概念154
7.5齿轮传动的失效分析、计算准则和材料选择155
7.5.1主要失效形式155
7.5.2工作能力计算准则155
7.5.3齿轮材料的选择155
7.5.4配对齿轮齿面硬度的组合及应用157
7.6标准直齿圆柱齿轮传动的工作能力计算158
7.6.1轮齿的受力分析和计算载荷158
7.6.2齿轮传动的强度计算159
7.6.3齿轮主要参数对齿轮传动的影响162
7.7标准斜齿圆柱齿轮传动及工作能力计算165
7.7.1斜齿圆柱齿轮传动的特点165
7.7.2斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸166
7.7.3斜齿圆柱齿轮的啮合传动167
7.7.4斜齿圆柱齿轮传动的强度计算168
7.8直齿锥齿轮传动简介170
7.8.1直齿锥齿轮的齿廓和当量齿数170
7.8.2直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸171
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