機械設計基礎(第4版)（簡體書）

本書以“突出技能，重在實用，淡化理論，夠用為度”為指導思想，結合本課程的具體情況和教學實踐、工程實踐，把“理論力學”“材料力學”“機械原理”“機械零件”四門課程有機地融合在一起。主要內容包括：物體的受力及其分析；各種常用機構的工作原理、特點和應用；材料力學的基本知識；通用零、部件的工作原理、特點以及設計方法。本書共17 章，每章後均有習題。本書可作為高職高專院校機械製造類，尤其是數控技術專業、機電一體化專業的教學用書，也可作為成人高校教學用書以及工程技術人員參考用書。

本書以“突出技能，重在實用，淡化理論，夠用為度”為指導思想，結合本課程的具體情況和教學實踐、工程實踐編寫而成，可作為高職高專院校機械製造類，尤其是數控技術專業、機電一體化專業等的教學用書。
本書的主要特點是把“理論力學”“材料力學”“機械原理”“機械零件”四門課程有機地融合在一起。考慮到高等職業教育的特點，本書以傳統內容為主，在保證基本知識和基本理論的前提下，摒棄了煩瑣的理論推導和複雜的計算，突出了實用性和綜合性，注意對學生基本技能的訓練和綜合能力的培養。本書根據實際生產中的情況，刪除了機械的平衡與調速內容而增加了潤滑與密封內容的篇幅，還單設了減速器一章，此外還增加了與數控機床相關的滾動螺旋傳動與同步帶的內容。
本書將力學中物體受力、構件變形分析方法和常用機構、通用零部件的設計方法有機地整合。根據高職院校的實際情況，本書力求做到講清基礎知識和理論，注重知識的實用性，理論推導從簡，既降低了學生的學習難度，也突出了高職教育的特色。
本書由合肥通用職業技術學院邵剛擔任主編，江道銀、馮利華擔任副主編。編寫分工：邵剛編寫第7～17 章，江道銀編寫第1 章、第2 章，馮利華編寫第3～6 章。
由於作者水平所限，書中難免存在缺點和錯誤，懇請廣大讀者批評指正。

第1章 物體的受力及其力學分析 （1）
1.1 力的基本概念 （1）
1.1.1 力的概念 （1）
1.1.2 靜力學的基本公理 （1）
1.2 工程中常見的約束 （3）
1.2.1 約束與約束反力 （3）
1.2.2 物體的受力分析 （6）
1.3 平面匯交力系 （6）
1.3.1 平面匯交力系的合成 （6）
1.3.2 平面匯交力系平衡方程及其應用 （8）
1.4 力矩和力偶 （9）
1.4.1 力矩 （9）
1.4.2 力偶 （9）
1.4.3 平面力偶系的合成及平衡 （10）
1.4.4 力的平移定理 （11）
1.5 平面一般力系 （11）
1.5.1 平面一般力系的簡化 （12）
1.5.2 平面一般力系的平衡方程及其應用 （12）
1.6 摩擦 （14）
1.6.1 滑動摩擦 （14）
1.6.2 摩擦角與自鎖現象 （15）
1.6.3 考慮摩擦時構件的平衡問題 （16）
1.7 空間力系 （17）
1.7.1 力在空間直角坐標系的投影 （17）
1.7.2 力對軸之矩 （18）
1.7.3 合力矩定理 （18）
1.7.4 空間力系的平衡方程 （19）
習題1 （21）
第2章 構件的強度和剛度 （24）
2.1 軸向拉伸與壓縮 （24）
2.1.1 軸向拉伸與壓縮實例 （24）
2.1.2 截面法、軸力與軸力圖 （25）
2.1.3 拉（壓）杆橫截面上的應力 （26）
2.1.4 拉伸與壓縮變形 （27）
2.1.5 材料拉伸與壓縮時的力學性能及強度計算 （29）
2.2 剪切與擠壓 （32）
2.2.1 工程實例 （32）
2.2.2 實用計算 （33）
2.3 圓軸扭轉 （35）
2.3.1 工程實例 （35）
2.3.2 扭矩與扭矩圖 （35）
2.3.3 圓軸扭轉時橫截面上的應力及強度計算 （37）
2.4 直梁的平面彎曲 （39）
2.4.1 基本概念及基本形式 （39）
2.4.2 剪力圖和彎矩圖 （40）
2.4.3 純彎曲時橫截面上的應力 （44）
2.4.4 截面慣性矩和抗彎截面係數 （46）
2.4.5 梁的正應力強度計算 （46）
2.5 合成彎扭的強度計算 （48）
2.5.1 拉伸與彎曲組合變形的強度計算 （48）
2.5.2 彎曲與扭轉組合變形的強度計算 （49）
習題2 （51）
第3章 平面機構的結構分析 （54）
3.1 機構的組成 （54）
3.1.1 自由度 （54）
3.1.2 運動副及其分類 （54）
3.2 平面機構的運動簡圖 （55）
3.2.1 運動副及構件的表示法 （55）
3.2.2 機構運動簡圖的繪製步驟 （56）
3.3 平面機構自由度 （57）
3.3.1 平面機構自由度的計算 （57）
3.3.2 機構具有確定運動的條件 （57）
3.3.3 計算機構自由度的注意事項 （58）
習題3 （60）
第4章 平面連杆機構 （62）
4.1 平面四杆機構的基本類型及其演化 （62）
4.1.1 平面四杆機構的基本類型 （62）
4.1.2 平面四杆機構的演化 （63）
4.2 平面四杆機構的特性 （66）
4.2.1 鉸鏈四杆機構曲柄存在的條件 （66）
4.2.2 急回特性 （66）
4.2.3 壓力角和傳動角 （67）
4.2.4 死點位置 （68）
4.3 圖解法設計平面四杆機構 （70）
4.3.1 按給定行程速比係數K設計四杆機構 （70）
4.3.2 按給定連杆位置設計四杆機構 （71）
4.3.3 按給定兩連杆的對應位置設計四杆機構 （71）
習題4 （72）
第5章 凸輪機構 （74）
5.1 概述 （74）
5.1.1 凸輪機構的應用及特點 （74）
5.1.2 凸輪機構的類型 （75）
5.2 常用從動件運動規律 （76）
5.2.1 凸輪與從動件運動關係 （76）
5.2.2 常用從動件運動規律 （76）
5.3 圖解法設計盤形凸輪輪廓 （78）
5.3.1 反轉法原理 （79）
5.3.2 圖解法 （79）
5.4 凸輪機構基本尺寸的確定 （80）
5.4.1 壓力角的確定 （80）
5.4.2 凸輪基圓半徑的確定 （81）
5.4.3 滾子半徑的確定 （82）
習題5 （82）
第6章 間歇機構 （84）
6.1 棘輪機構 （84）
6.1.1 棘輪機構工作原理 （84）
6.1.2 棘輪機構的類型 （84）
6.1.3 棘輪轉角的調節方法 （85）
6.1.4 棘輪機構的特點和應用 （86）
6.2 槽輪機構 （86）
6.2.1 槽輪機構的組成及工作原理 （86）
6.2.2 槽輪機構的類型、特點及應用 （87）
6.3 不完全齒輪機構簡介 （87）
6.3.1 不完全齒輪機構工作原理和類型 （87）
6.3.2 不完全齒輪機構的特點和應用 （88）
習題6 （88）
第7章 螺紋連接和螺紋的傳動 （89）
7.1 螺紋連接的基礎知識 （89）
7.1.1 螺紋的形成和類型 （89）
7.1.2 螺紋的主要參數 （90）
7.1.3 常用螺紋的特點及應用 （91）
7.1.4 螺紋副的受力、效率和自鎖分析 （92）
7.1.5 螺紋連接的基本類型 （93）
7.1.6 常用螺紋連接件 （95）
7.2 螺紋連接的預緊與防松 （96）
7.2.1 螺紋連接的預緊 （96）
7.2.2 螺紋連接的防松 （97）
7.3 螺栓連接的強度計算 （98）
7.3.1 普通螺栓的強度計算 （98）
7.3.2 鉸制孔螺栓連接的強度計算 （100）
7.3.3 螺栓組連接的結構設計和受力分析 （101）
7.4 螺紋連接的材料和許用應力 （102）
7.4.1 螺紋連接件的材料 （102）
7.4.2 螺紋連接的許用應力 （103）
7.5 螺旋傳動 （104）
7.5.1 螺旋傳動的類型及應用 （104）
7.5.2 滑動螺旋傳動 （105）
7.5.3 滾動螺旋傳動 （105）
習題7 （108）
第8章 機械的潤滑與密封 （110）
8.1 潤滑劑及其選用 （110）
8.1.1 潤滑油及其選用 （110）
8.1.2 潤滑脂（半固體潤滑劑） （111）
8.1.3 固體潤滑劑 （112）
8.2 密封裝置 （113）
8.2.1 密封裝置的類型 （113）
8.2.2 密封裝置的選擇 （117）
習題8 （117）
第9章 帶傳動和鏈傳動 （118）
9.1 帶傳動概述 （118）
9.1.1 帶傳動的類型、特點和應用 （118）
9.1.2 V帶和帶輪 （120）
9.1.3 帶傳動的張緊、安裝與維護 （125）
9.2 帶傳動的設計 （127）
9.2.1 帶傳動的工作情況分析 （127）
9.2.2 帶傳動的設計 （129）
9.3 同步帶傳動 （140）
9.3.1 同步帶傳動的特點 （140）
9.3.2 同步帶的參數、形式、尺寸和標記 （140）
9.4 鏈傳動 （141）
9.4.1 鏈傳動的組成、特點及應用 （141）
9.4.2 滾子鏈 （142）
9.4.3 鏈輪 （143）
9.4.4 鏈傳動的失效形式及計算準則 （143）
9.4.5 鏈傳動的佈置和張緊 （144）
9.4.6 鏈傳動的潤滑 （145）
習題9 （146）
第10章 齒輪傳動 （147）
10.1 齒輪傳動的特點和基本類型 （147）
10.2 漸開線性質及漸開線齒廓嚙合特性 （148）
10.2.1 漸開線的形成 （148）
10.2.2 漸開線的性質 （149）
10.2.3 漸開線齒廓的嚙合特點 （149）
10.3 漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸 （150）
10.3.1 標準直齒圓柱齒輪的基本參數 （150）
10.3.2 標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸 （151）
10.4 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 （152）
10.5 漸開線齒輪的加工與齒廓的根切 （153）
10.5.1 漸開線齒輪的加工方法 （153）
10.5.2 根切現象與最小齒數 （155）
10.6 齒輪的失效形式與材料選擇 （155）
10.6.1 常見的失效形式 （155）
10.6.2 設計準則 （157）
10.6.3 常用材料 （157）
10.7 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 （158）
10.7.1 輪齒的受力分析和計算載荷 （158）
10.7.2 齒面接觸疲勞強度計算 （159）
10.7.3 齒根彎曲疲勞強度計算 （162）
10.8 斜齒圓柱齒輪傳動 （164）
10.8.1 嚙合特點 （164）
10.8.2 基本參數及幾何尺寸計算 （164）
10.8.3 正確嚙合條件和重合度 （166）
10.8.4 斜齒圓柱齒輪的當量齒數 （167）
10.8.5 斜齒圓柱齒輪的強度計算 （167）
10.9 直齒圓錐齒輪傳動 （169）
10.9.1 圓錐齒輪傳動概述 （169）
10.9.2 幾何尺寸計算 （169）
10.10 齒輪的結構設計 （171）
10.11 標準齒輪傳動的設計計算 （172）
10.12 齒輪傳動的潤滑 （177）
習題10 （178）
第11章 蝸杆傳動 （180）
11.1 概述 （180）
11.1.1 蝸杆傳動的特點和類型 （180）
11.1.2 蝸杆的主要參數和幾何尺寸計算 （180）
11.2 蝸杆傳動的失效形式、材料和結構 （182）
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