工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第3版）》由靜力學(xué)、材料力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三大部分組成。靜力學(xué)部分包括靜力學(xué)基礎(chǔ)、平面力系、空間力系與重心。材料力學(xué)部分包括拉伸和壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)、直梁的彎曲和壓桿的穩(wěn)定。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分包括平面連桿機(jī)構(gòu)（含點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、剛體的基本運(yùn)動(dòng)和剛體的平面運(yùn)動(dòng)）、凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接、帶傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)、輪系、軸（含軸組合變形的強(qiáng)度計(jì)算和交變應(yīng)力等）、軸承、聯(lián)軸器離合器和制動(dòng)器、摩擦磨損、潤(rùn)滑及環(huán)保。

作者簡(jiǎn)介

吳建蓉，上海新僑職業(yè)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)助理，副教授，原學(xué)院汽車與數(shù)控系系主任，機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)帶頭人。受聘于教育部專家，參加中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)大綱制定，參加全國(guó)中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)方案的建設(shè)。講授的主要課程有：“工程力學(xué)”、“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”、“機(jī)械加工技術(shù)”、“數(shù)控加工技術(shù)”、“CAD／CAM技術(shù)”，“專業(yè)外語(yǔ)”等。在核心刊物上公開發(fā)表論文多篇。主編教材《工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（第一版、第二版）由電子工業(yè)出版社出版：教材《數(shù)控加工技術(shù)與應(yīng)用》由福建科學(xué)技術(shù)出版社出版：教材《機(jī)械基礎(chǔ)》由高等教育出版社出版。教材《工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）） （第一版）獲2007年上海市普通高校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)。

書籍目錄

第1篇靜力學(xué) 第1章靜力學(xué)基礎(chǔ) 1.1靜力學(xué)的基本概念 1.1.1力的概念 1.1.2剛體的概念 1.1.3平衡的概念 1.2靜力學(xué)公理 1.3約束、約束反力與受力圖 1.3.1研究對(duì)象與受力圖的概念 1.3.2約束與約束反力 1.3.3工程上常見的幾種約束類型及其反力方向的確定 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題1 第2章平面力系 2.1平面匯交力系 2.1.1平面匯交力系及其實(shí)例 2.1.2平面匯交力系合成與平衡的解析法 2.2平面力偶系的合成與平衡 2.2.1力對(duì)點(diǎn)之矩 2.2.2合力矩定理 2.2.3力偶與力偶矩 2.2.4平面力偶系的合成與平衡 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應(yīng)用 2.3.3固定端的約束及其應(yīng)用 2.4物體系統(tǒng)的平衡靜定與靜不定問(wèn)題 2.4.1物體系統(tǒng)的平衡 2.4.2靜定與靜不定問(wèn)題 2.5考慮摩擦?xí)r的平衡問(wèn)題 2.5.1摩擦力 2.5.2考慮摩擦的平衡問(wèn)題 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題2 第3章空間力系與重心 3.1力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影 3.1.1一次投影法 3.1.2二次投影法 3.2力對(duì)軸之矩合力矩定理 3.3空間力系的平衡 3.3.1空間任意力系的平衡方程 3.3.2空間匯交力系的平衡方程 3.3.3空間平行力系的平衡方程 3.4空間力系問(wèn)題的平面解法 3.5重心 3.5.1重心的概念及其坐標(biāo)公式 3.5.2確定物體重心的方法 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題3 第2篇材料力學(xué) 第4章拉伸和壓縮 4.1拉伸和壓縮的概念 4.2拉伸和壓縮時(shí)的內(nèi)力與截面法 4.2.1內(nèi)力 4.2.2截面法 4.3橫截面上的正應(yīng)力 4.4軸向變形和胡克定律橫向變形 4.4.1軸向變形和胡克定律 4.4.2橫向變形 4.5拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能 4.5.1塑性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 4.5.2脆性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 4.5.3塑性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能 4.5.4脆性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能 4.6應(yīng)力集中的概念 4.7拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 4.7.1許用應(yīng)力和安全系數(shù) 4.7.2強(qiáng)度計(jì)算 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題4 第5章剪切與擠壓 5.1剪切的概念剪應(yīng)力 5.2擠壓的概念擠壓應(yīng)力 5.3剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題5 第6章扭轉(zhuǎn) 6.1扭轉(zhuǎn)的概念 6.2扭轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)力——扭矩和扭矩圖 6.2.1扭矩 6.2.2扭矩圖 6.3圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力 6.3.1橫截面上剪應(yīng)力的分布規(guī)律 6.3.2最大剪應(yīng)力的計(jì)算公式 6.4圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形 6.4.1扭轉(zhuǎn)角 6.4.2單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角 6.5圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算 6.5.1強(qiáng)度條件 6.5.2剛度條件 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題6 第7章直梁的彎曲 7.1平面彎曲的概念 7.2梁彎曲時(shí)橫截面上的內(nèi)力——剪力和彎矩 7.3剪力圖和彎矩圖 7.3.1剪力方程和彎矩方程 7.3.2剪力圖和彎矩圖 7.4純彎曲時(shí)梁橫截面上的應(yīng)力 7.4.1實(shí)驗(yàn)觀察與假設(shè) 7.4.2應(yīng)變與應(yīng)力分布規(guī)律 7.4.3彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式 7.4.4圓形和矩形截面的慣性矩、抗彎截面模量 7.5梁彎曲的強(qiáng)度條件 7.6梁的彎曲變形 7.6.1撓度和轉(zhuǎn)角 7.6.2用疊加法計(jì)算梁的變形 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題7 第8章壓桿的穩(wěn)定 8.1壓桿穩(wěn)定的概念 8.2細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力 8.2.1歐拉公式 8.2.2臨界應(yīng)力 8.2.3歐拉公式的適用范圍 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題8 第3篇機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第9章平面連桿機(jī)構(gòu) 9.1平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ) 9.1.1點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) 9.1.2剛體的平動(dòng) 9.1.3剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng) *9.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與自由度 9.2.1機(jī)構(gòu)的組成 9.2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 9.2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 9.3平面四桿機(jī)構(gòu) 9.3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型與應(yīng)用 9.3.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別 9.3.3滑塊四桿機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用 9.3.4平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題9 第10章凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 10.1凸輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用 10.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、特點(diǎn)和應(yīng)用 10.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類 10.2從動(dòng)件的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 10.2.1確定凸輪輪廓的基本依據(jù) 10.2.2凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程和有關(guān)參數(shù) 10.2.3從動(dòng)件的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 10.3盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 10.3.1圖解法原理 10.3.2對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 10.3.3用圖解法繪制凸輪輪廓應(yīng)注意的事項(xiàng) 10.4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 10.4.1壓力角及其許用值 10.4.2基圓半徑的選擇 10.4.3滾子半徑與運(yùn)動(dòng)失真 10.5棘輪機(jī)構(gòu) 10.5.1棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理 10.5.2棘輪機(jī)構(gòu)的類型 10.5.3棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用實(shí)例 10.6槽輪機(jī)構(gòu) 10.6.1槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理 10.6.2槽輪機(jī)構(gòu)的類型 10.6.3槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用實(shí)例 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題10 第11章連接 11.1螺紋連接 11.1.1螺紋連接類型 11.1.2螺紋連接的預(yù)緊及防松 11.2螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 11.2.1普通螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 11.2.2鉸制孔用螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 11.3鍵、銷連接 11.3.1鍵連接功用和分類 11.3.2普通平鍵連接的尺寸選擇及強(qiáng)度校核 11.3.3花鍵連接的類型及特點(diǎn) 11.3.4銷連接 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題11 第12章帶傳動(dòng) 12.1概述 12.1.1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用 12.1.2普通V帶和帶輪 12.2帶傳動(dòng)的工作情況分析 12.2.1帶傳動(dòng)的受力分析 12.2.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析 12.2.3帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及其傳動(dòng)比 12.3V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12.3.1帶傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 12.3.2V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和步驟 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題12 第13章圓柱齒輪傳動(dòng) 13.1概述 13.1.1齒輪機(jī)構(gòu)的組成、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用 13.1.2漸開線形成及其性質(zhì) 13.1.3漸開線齒廓能滿足定傳動(dòng)比要求 13.2直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 13.2.1漸開線齒輪各部分名稱、主要參數(shù)、主要尺寸 13.2.2漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) 13.2.3齒輪的失效形式、材料及熱處理 13.2.4漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 13.3齒輪齒形加工 13.3.1漸開線齒輪切齒原理及方法 13.3.2漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪根切現(xiàn)象和不根切的最少齒數(shù) 13.4斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 13.4.1斜齒圓柱齒輪的形成、主要參數(shù)、幾何尺寸 13.4.2正確嚙合條件、重合度、當(dāng)量齒數(shù)、主要優(yōu)缺點(diǎn) 13.4.3斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題13 第14章輪系 14.1概述 14.2定軸輪系的傳動(dòng)比 14.3行星輪系的傳動(dòng)比 14.3.1行星輪系的組成 14.3.2行星輪系的傳動(dòng)比計(jì)算 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題14 第15章軸 15.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.1.1軸的功用、分類及材料 15.1.2軸設(shè)計(jì)的基本要求 15.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.2軸的強(qiáng)度計(jì)算 15.2.1按許用剪應(yīng)力計(jì)算 15.2.2按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題15 第16章軸承 16.1軸承的分類 16.2滾動(dòng)軸承類型、特點(diǎn)、精度及代號(hào) 16.2.1滾動(dòng)軸承的構(gòu)造 16.2.2滾動(dòng)軸承的類型和特點(diǎn) 16.2.3滾動(dòng)軸承的代號(hào) 16.3滾動(dòng)軸承的選擇 16.4滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 16.4.1滾動(dòng)軸承失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 16.4.2基本額定壽命、基本額定動(dòng)載荷和壽命計(jì)算公式 16.4.3滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 16.4.4角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向力 16.5滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì) 16.5.1滾動(dòng)軸承的軸向固定 16.5.2軸的支承結(jié)構(gòu)形式 16.5.3軸承的組合調(diào)整 16.5.4軸承的裝拆 16.6滑動(dòng)軸承簡(jiǎn)介 16.6.1滑動(dòng)軸承的應(yīng)用、類型及選用 16.6.2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式 16.6.3軸瓦的結(jié)構(gòu)和軸承的材料 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題16 第17章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器 17.1概述 17.2聯(lián)軸器 17.2.1剛性聯(lián)軸器 17.2.2無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器 17.2.3非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器 17.2.4金屬?gòu)椥栽?lián)軸器 17.2.5安全聯(lián)軸器 17.3離合器 17.3.1操縱式離合器 17.3.2自動(dòng)離合器 17.4制動(dòng)器 17.4.1圓盤制動(dòng)器 17.4.2帶式制動(dòng)器 17.4.3塊式短閘瓦制動(dòng)器 17.4.4制動(dòng)器的發(fā)熱 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題17 第18章摩擦磨損、潤(rùn)滑及環(huán)保 18.1摩擦、磨損和潤(rùn)滑 18.1.1摩擦、磨損的基本概念 18.1.2潤(rùn)滑 18.2機(jī)械傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑方式及機(jī)械效率 18.2.1機(jī)械傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑方式 18.2.2脂和固體潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式及其潤(rùn)滑裝置 18.2.3機(jī)械的效率 18.3機(jī)械環(huán)保常識(shí) 18.3.1機(jī)械對(duì)環(huán)境的污染 18.3.2機(jī)械環(huán)保技術(shù) 本章小結(jié) 思考題和習(xí)題18 附錄熱軋普通工字鋼（摘自GB706—88） 部分思考題和習(xí)題參考答案

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   3.按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分 （1）移動(dòng)從動(dòng)件。從動(dòng)件做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，若從動(dòng)件的導(dǎo)路中心線，通過(guò)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心時(shí)，稱為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件，否則稱為偏置從動(dòng)件。 （2）擺動(dòng)從動(dòng)件。從動(dòng)件做往復(fù)擺動(dòng)。 4.按凸輪與從動(dòng)件的鎖合方式分 為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常工作，必須使凸輪輪廓與從動(dòng)件始終接觸，這種作用稱為鎖合。 （1）力鎖合。利用從動(dòng)件的重力、彈簧力等使從動(dòng)件與凸輪保持接觸。 （2）形鎖合?？客馆喤c從動(dòng)件的特殊幾何結(jié)構(gòu)來(lái)保持兩者的接觸。實(shí)際應(yīng)用中的凸輪機(jī)構(gòu)通常是上述類型的不同綜合。 10.2從動(dòng)件的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 如前所述，凸輪機(jī)構(gòu)能否按預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律良好地工作，主要取決于凸輪的輪廓曲線，因此，對(duì)凸輪輪廓曲線的研究是研究凸輪機(jī)構(gòu)的基本問(wèn)題。下面介紹確定凸輪輪廓曲線的幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題。 10.2.1確定凸輪輪廓的基本依據(jù) 如圖10—5所示為內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，其進(jìn)氣閥門即為凸輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件。為保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在一個(gè)工作循環(huán)中，對(duì)進(jìn)氣閥門啟閉變化規(guī)律有嚴(yán)格的要求。上述要求就是靠凸輪的輪廓曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不難理解，這個(gè)凸輪所特有的輪廓曲線，完全是由內(nèi)燃機(jī)的配氣要求決定的。由此可見，生產(chǎn)實(shí)際中的工作要求是確定凸輪輪廓曲線的基本依據(jù)。 10.2.2 凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程和有關(guān)參數(shù) 圖10—6（a）所示為尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件在垂直平面內(nèi)上、下移動(dòng)。圖示的A點(diǎn)位置離凸輪回轉(zhuǎn)中心最近，以A點(diǎn)位置為起始位置。 基圓。以凸輪的最小徑向尺寸為半徑所作的圓稱為基圓，基圓半徑用rb表示。 推程與推程運(yùn)動(dòng)角。凸輪以等角速度w逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由最低點(diǎn)位置A（見圖10—6（a））上升到最高點(diǎn)位置B，從動(dòng)件在此過(guò)程中經(jīng)過(guò)的距離h稱為推程，對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角。 遠(yuǎn)休止角。凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)角度時(shí)，從動(dòng)件在最高點(diǎn)靜止不動(dòng)，稱為遠(yuǎn)休止角。 回程與回程運(yùn)動(dòng)角。凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)角度時(shí)，從動(dòng)件以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從最高點(diǎn)位置下降到最低點(diǎn)位置A，這段行程稱為回程，對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為回程運(yùn)動(dòng)角。 近休止角。凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)，從動(dòng)件在最低點(diǎn)靜止不動(dòng)，稱為近休止角。

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