機械設計與應用(立體化教材)(第二版)（簡體書）

本書是將工程力學、機械設計基礎兩門課程的內容整合為一體的新型的機械設計與應用教材。全書除緒論外，分為兩個模塊，共17章。模塊1為工程力學基礎，主要介紹靜力學分析和桿件的四種變形及強度等；模塊2為機械設計基礎，主要介紹平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、輪系、軸承、軸和軸轂連接和其他常用零件等。本書配套有內容豐富、功能強大的AR (虛擬現實，圖題標注有“AR”字樣)教學資源，有利于讀者更深入地理解所學內容，掃描前言下方二維碼可下載資料包。本書編寫思路清晰，符合專業需求，融入了思政元素，旨在提升學生的職業素養。另外，本書配套技能訓練活頁單，可滿足理實一體化的教學需求。本書可作為高職高專院校機械類和近機械類各專業的教材，也可作為成人高校和在職人員培訓用書。

本書為“十四五”職業教育國家規劃教材、“十三五”職業教育國家規劃教材。本書依據高等職業教育教學的基本要求，結合當前高職專業課程改革和專業人才培養目標，總結編者多年來從事教學的經驗編寫而成。
本書的特點及此次修訂要點如下：
(1)編寫指導思想清晰，符合專業人才培養需求。融入思政內容，培養學生設計一般機械的實踐能力和創新能力，以及精益求精的大國工匠精神。
(2)將傳統工程力學和機械設計基礎兩門課程整合成機械設計與應用課程，便于提升教學效果。
(3)本書內容取舍恰當，理論以“必需”“夠用”為度，取消煩瑣的理論分析，突出在工程實際中的應用。
(4)本書配套有內容豐富、功能強大的AR教學資源，有利于讀者更深入地理解所學內容。
(5)本書配套技能訓練活頁單，滿足理實一體化的教學需求。
立體化資源使用說明：教材插圖中有帶“AR”字樣的圖片，表示配有立體化資源，立體化資源與二維碼關聯，讀者使用微信掃描相應二維碼即可查看。掃描下方二維碼可下載所有資源二維碼和使用說明。第一次掃描需要進行用戶注冊，資源中有三十個核心資源為免費資源，其余資源需付費使用。如學校教師和學生統一訂購教材，可直接聯系主編。主編會提供規定格式的表格，統一導入用戶信息，生成賬號和密碼，免費開放所有資源。使用過程中如碰到問題請與主編聯系，主編QQ：455013221。
本教材既是編寫團隊多年教學實踐經驗的總結，也是校企合作教學模式改革的成果，是一本具有較強實用性的教材。本書主要適用于高職高專院校機械類和近機械類各專業機械設計課程，推薦學時為80～100學時。
本書由青島職業技術學院李海英擔任主編，青島職業技術學院王立芳、毛現艷擔任副主編，編寫的具體分工為：李海英編寫前言、緒論、第6～10章、第13章、第16章；王立芳編寫第11、12章，第14、15章；毛現艷編寫第1～5章；萊西機械工程學校的崔淑杰老師編寫第17章；李海英、王立芳負責全書統稿。
本書所有的立體化教學資源由李海英負責開發完成， 在開發過程中得到了濟南科明數碼技術股份有限公司、青島海瑞德模塑有限公司以及青島銘浩源精密機械有限公司的大力支持，相關技術人員提出了許多寶貴的意見和建議，在此表示由衷的感謝。
鑒于編者水平有限，書中難免存在一些疏漏，懇請廣大讀者批評指正!

編者

緒論 1
0.1 機器的組成及特征 1
0.2 本課程的內容和任務 2

模塊1　工程力學基礎
第1章 靜力學基礎 3
1.1 靜力學基本概念與物體受力分析 3
1.2 平面力系 10
1.3 摩擦 25
技能訓練 28
習題 29

第2章 拉伸與壓縮 33
2.1 桿件發生軸向拉壓的受力和變形特點 34
2.2 繪制軸向拉壓桿件的內力圖 34
2.3 軸向拉壓桿的強度條件 37
2.4 計算軸向拉壓桿的變形 41
技能訓練 43
習題 43

第3章 剪切與擠壓 45
3.1 剪切的概念與實例 45
3.2 剪切的強度條件 46
3.3 擠壓的強度條件 47
技能訓練 51
習題 51

第4章 扭轉 53
4.1 扭轉的概念與實例 53
4.2 繪制扭轉圓軸的內力圖———扭矩圖 54
4.3 扭轉圓軸的強度條件 56
技能訓練 59
習題 59

第5章 彎曲變形 61
5.1 彎曲的概念與實例 61
5.2 計算彎曲梁的內力———剪力和彎矩 63
5.3 彎曲梁的強度條件 68
5.4 提高梁彎曲強度的主要措施 73
5.5 組合變形的概念 75
技能訓練 77
習題 77

模塊2　機械設計基礎
第6章 機械設計概述 79
6.1 機械設計的基本要求 79
6.2 機械零件設計的內容 80
6.3 機械零件的失效形式及設計計算準則 80
6.4 機械零件設計的標準化、系列化及通用化 82
技能訓練 82
習題 82

第7章 平面機構的運動簡圖和自由度 83
7.1 平面運動副 83
7.2 平面機構的運動簡圖 85
7.3 平面機構的自由度 88
技能訓練 91
習題 91

第8章 平面連桿機構 94
8.1 鉸鏈四桿機構 94
8.2 平面四桿機構的工作特性 99
8.3 平面四桿機構的設計 102
技能訓練 105
習題 105

第9章 凸輪機構 107
9.1 從動件常用運動規律下的位移曲線的繪制 107
9.2 利用反轉法原理用圖解法設計凸輪輪廓 111
9.3 設計凸輪機構應注意的問題 114
技能訓練 117
習題 117

第10章 間歇運動機構 118
10.1 棘輪機構的組成、原理及應用 118
10.2 槽輪機構的組成、原理及應用 120
10.3 不完全齒輪機構的組成、原理及應用 122
技能訓練 123
習題 123

第11章 帶傳動 124
11.1 帶傳動的概述 124
11.2 摩擦帶傳動的工作能力分析 129
11.3 普通V帶傳動的設計計算 133
11.4 帶傳動的張緊、安裝與維護 139
技能訓練 140
習題 140

第12章 鏈傳動 142
12.1 鏈傳動的概述 142
12.2 鏈傳動的運動分析、受力分析 145
12.3 鏈傳動的布置、張緊和潤滑 147
技能訓練 148
習題 148

第13章 齒輪傳動 149
13.1 齒輪傳動的特點和基本類型 149
13.2 漸開線齒輪的齒廓及其嚙合特性 150
13.3 漸開線標準直齒圓柱齒輪的主要參數及幾何尺寸計算 152
13.4 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 154
13.5 漸開線齒輪的加工原理、根切現象、最少齒數 156
13.6 齒輪傳動的潤滑、效率及失效形式 158
13.7 齒輪的常用材料和許用應力 161
13.8 漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 165
13.9 平行軸斜齒輪傳動 171
13.10 直齒圓錐齒輪傳動 177
13.11 蝸桿傳動 180
技能訓練 186
習題 186

第14章 輪系 188
14.1 輪系的分類及其應用 188
14.2 計算定軸輪系的傳動比 191
14.3 計算周轉輪系的傳動比 194
14.4 計算混合輪系的傳動比 196
技能訓練 198
習題 199

第15章 軸承 202
15.1 軸承的功用及分類 202
15.2 滑動軸承 203
15.3 滾動軸承 206
技能訓練 216
習題 216

第16章 軸和軸轂連接 217
16.1 軸的功用及分類 217
16.2 軸的常用材料和加工工藝流程 218
16.3 軸的設計 221
技能訓練 230
習題 230

第17章 聯軸器和離合器 233
17.1 聯軸器 233
17.2 離合器 237
技能訓練 239
習題 239

參考文獻 240