机械设计基础(孙占刚)

本书共分四篇18章。第一篇为构件的静力分析与承载能力分析，内容包括构件的静力分析以及构件受轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲等变形后的强度、刚度、稳定性分析。第二篇为常用平面机构，内容包括平面机构的运动简图、连杆机构、凸轮机构以及间歇运动机构。第三篇为常用机械传动，内容包括带传动、链传动、齿轮传动和轮系。第四篇为常用机械零部件，内容包括螺纹连接、轴和轴毂连接、轴承、联轴器和离合器以及回转体的平衡。
本书适用于高职高专院校、成人高校的机械类或近机类各专业，以及应用型本科院校的非机类专业的教学，也可供相关技术人员参考。

绪论1
01引言1
02本课程的研究对象、内容与任务1
021研究对象1
022课程的内容3
023课程的任务3
03机械设计的基本要求和一般程序3
031机械设计的基本要求3
032机械设计的一般程序4
04机械设计中的常用设计方法4
第一篇构件的静力分析与承载能力分析
第1章构件的静力分析8
11静力学基础8
111静力学基本概念8
112静力学基本公理10
113约束与约束反力11
114受力分析与受力图14
12平面力系15
121平面汇交力系16
122平面力偶系19
123平面任意力系20
13空间力系27
131力在空间坐标轴上的投影27
132力对轴的矩28
133空间力系的平衡条件及应用30
思考题与习题31
第2章轴向拉伸与压缩36
21轴向拉伸与压缩的概念36
22轴向拉伸与压缩时横截面的内力36
221内力的概念与轴力的计算36
222轴力正负号的规定37
223轴力图37
23轴向拉伸与压缩时的应力38
231应力的概念38
232轴向拉伸与压缩时横截面的应力38
233斜截面的应力39
24拉（压）杆的变形41
241纵向变形与胡克定律41
242横向变形与泊松比41
25材料在拉伸、压缩时的力学性能43
251试件、设备及方法44
252低碳钢拉伸时的力学性能44
253其他塑性材料拉伸时的力学性能46
254铸铁拉伸时的力学性能46
255低碳钢压缩时的力学性能47
256铸铁压缩时的力学性能47
26拉（压）杆件的强度计算47
261失效与许用应力47
262强度条件48
27应力集中的概念50
28拉（压）杆连接件的强度计算51
281剪切的实用计算51
282挤压的实用计算52
思考题与习题53
第3章扭转55
31扭转的概念55
32圆轴扭转时的内力55
321外力偶矩的计算55
322扭转时的内力—扭矩55
323扭矩图56
33圆轴扭转时的应力和强度计算57
331圆轴扭转时的应力57
332圆轴扭转时的强度条件59
34圆轴扭转时的变形和刚度计算60
341圆轴扭转时的变形60
342圆轴扭转时的刚度计算61
思考题与习题61
第4章弯曲63
41概述63
411平面弯曲的概念63
412梁的类型63
42梁的内力——剪力和弯矩64
43剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图65
44梁横截面上的正应力和强度条件68
441纯弯曲时梁横截面上的正应力69
442横力弯曲时梁横截面上的正应力72
443弯曲正应力强度条件72
45梁的变形和刚度条件74
451挠度和转角74
452用叠加法求梁的位移75
453梁的刚度条件77
46梁的弯曲切应力及弯曲切应力强度条件78
461矩形截面梁78
462工字形截面梁79
463圆形及圆环形截面梁79
464弯曲切应力强度条件79
47提高梁的弯曲强度和弯曲刚度的措施80
思考题与习题82
第5章应力状态分析和强度理论84
51应力状态的概念84
52平面应力状态分析85
521解析法85
522图解法86
53广义胡克定律88
54强度理论89
思考题与习题93
第6章压杆稳定95
61压杆稳定的概念95
62细长压杆的临界载荷96
621两端铰支细长压杆的临界载荷96
622其他约束情况下细长压杆的临界载荷97
63压杆的临界应力97
631细长压杆的临界应力97
632欧拉公式的适用范围98
633临界应力的经验公式98
64压杆的稳定性设计99
641压杆的稳定条件99
642提高压杆稳定性的措施100
思考题与习题101第二篇常用平面机构
第7章平面机构的运动简图及自由度104
71运动副及其类型104
711运动副的概念104
712平面运动副的类型104
72平面机构运动简图及其绘制105
721机构运动简图及其作用105
722机构运动简图的绘制105
73平面机构的自由度107
731平面机构自由度及计算107
732计算平面机构自由度的注意事项108
733构件组合成为机构的条件111
思考题与习题112
第8章平面连杆机构114
81平面连杆机构的特点及应用114
811平面连杆机构的特点114
812平面连杆机构的应用114
82铰链四杆机构的基本形式及其判定115
821铰链四杆机构的基本形式115
822铰链四杆机构基本形式的判定117
83铰链四杆机构的演化118
831转动副演化成移动副118
832扩大转动副119
833取不同构件为机架119
84平面四杆机构的运动特性122
841急回特性122
842压力角和传动角122
843死点123
85平面四杆机构的运动设计124
851图解法124
852实验法125
思考题与习题126
第9章凸轮机构及其设计128
91凸轮机构的组成、特点及分类128
911凸轮机构的基本组成和特点128
912凸轮机构的类型129
92从动件的运动规律130
921平面凸轮机构的运动循环和基本概念130
922从动件的常用运动规律131
93凸轮轮廓设计133
931对心直移尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计134
932偏置直移尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计134
933对心直移滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计135
934凸轮设计中的几个问题135
思考题与习题137
第10章间歇运动机构139
101棘轮机构139
1011棘轮机构的工作原理139
1012棘轮机构的类型139
1013棘轮机构的特点和应用140
102槽轮机构141
1021槽轮机构的组成和工作原理141
1022槽轮机构的类型142
1023槽轮机构的特点与应用142
思考题与习题143
第三篇常用机械传动
第11章带传动和链传动146
111带传动概述146
1111摩擦型带传动的类型146
1112摩擦型带传动的特点和应用147
112V带和V带轮147
1121V带的结构和标准147
1122V带轮的材料和结构148
113带传动工作情况的分析149
1131带传动的受力分析149
1132带传动的打滑与弹性滑动150
1133带传动的应力分析151
114普通V带传动的设计计算152
1141带传动的失效形式及设计准则152
1142单根V带的许用功率152
1143普通V带传动的设计计算及
参数选择152
115带传动的张紧、安装与维护159
1151带传动的张紧159
1152带传动的安装与维护160
116链传动简介161
1161链传动的组成、特点和应用161
1162滚子链与链轮161
1163链传动的运动特性163
1164链传动的布置、张紧和润滑164
思考题与习题166
第12章齿轮传动167
121齿轮传动的特点和类型167
122渐开线直齿圆柱齿轮168
1221渐开线的形成和性质168
1222渐开线齿廓的啮合特点169
1223渐开线直齿圆柱齿轮的名称、参数及几何尺寸计算170
123渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动172
1231正确啮合条件172
1232连续传动条件173
1233标准中心距174
124渐开线齿轮轮齿的加工方法和根切174
1241轮齿的加工方法174
1242根切175
125齿轮的失效形式与设计准则176
1251齿轮的失效形式176
1252齿轮的设计准则177
126齿轮的常用材料及许用应力178
1261齿轮的常用材料178
1262齿轮的许用应力179
127渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的设计182
1271轮齿的受力分析182
1272轮齿的计算载荷182
1273齿面接触疲劳强度的计算183
1274齿根弯曲疲劳强度的计算184
1275齿轮传动主要参数的选择185
1276齿轮精度的选择186
1277齿轮的结构187
1278齿轮传动的润滑188
128平行轴标准斜齿圆柱齿轮传动191
1281齿廓曲面的形成及其啮合191
1282主要参数及几何尺寸192
1283斜齿圆柱齿轮的当量齿数193
129直齿圆锥齿轮传动193
1291直齿圆锥齿轮传动的传动比193
1292主要参数及几何尺寸计算194
1210蜗杆传动195
12101蜗杆传动的组成和特点195
12102蜗轮旋转方向的确定195
12103蜗杆传动的主要参数195
思考题与习题196
第13章轮系198
131轮系的类型198
132轮系的传动比199
1321一对齿轮啮合的传动比的表示199
1322定轴轮系传动比的计算199
1323行星轮系传动比的计算201
1324组合轮系传动比的计算202
133轮系的应用204
思考题与习题205
第四篇常用机械零部件
第14章螺纹连接与螺旋传动208
141螺纹的主要参数和常用类型208
1411螺纹的形成和分类208
1412螺纹的主要参数209
1413几种常用螺纹的特点及应用209
142螺纹连接的基本类型和螺纹连接件210
1421螺纹连接的基本类型210
1422标准螺纹连接件212
143螺纹连接的预紧与防松213
1431螺纹连接的预紧213
1432螺纹连接的防松214
144螺栓连接的强度计算216
1441松螺栓连接216
1442紧螺栓连接216
1443铰制孔用螺栓连接217
145螺纹连接结构设计注意事项218
146螺旋传动简介220
思考题与习题223
第15章轴和轴毂连接224
151轴的类型及材料224
1511轴的类型224
1512轴的常用材料及其选择225
152动载荷与交变应力226
1521动载荷与交变应力的概念226
1522疲劳失效与疲劳极限227
153轴的结构组成及设计228
1531轴的结构组成228
1532轴的结构设计228
154轴的设计计算232
1541按扭转强度估算轴的最小直径232
1542按弯扭组合强度校核232
1543刚度校核233
155轴毂连接237
1551键连接237
1552花键连接240
1553销连接241
思考题与习题241
第16章轴承243
161滑动轴承概述243
1611滑动轴承的类型243
1612滑动轴承的结构243
1613轴瓦245
1614滑动轴承的润滑246
162液体摩擦滑动轴承简介247
1621液体动压滑动轴承247
1622液体静压滑动轴承248
163滚动轴承概述249
1631滚动轴承的结构249
1632滚动轴承的类型及选择249
1633滚动轴承的代号252
164滚动轴承的寿命计算254
1641滚动轴承的失效形式与计算准则254
1642基本额定寿命与基本额定动载荷254
1643当量动载荷254
1644寿命计算公式256
1645角接触轴承轴向载荷计算258
1646滚动轴承静强度计算259
165滚动轴承的组合设计260
1651轴系的轴向定位260
1652轴向位置及轴承游隙的调整261
1653轴承的配合与装拆261
1654滚动轴承的润滑263
1655滚动轴承的密封264
思考题与习题265
第17章联轴器和离合器266
171联轴器266
1711刚性联轴器266
1712挠性联轴器268
1713联轴器的选择269
172离合器269
1721操纵离合器270
1722自动离合器271
思考题与习题272
第18章回转体的平衡273
181回转体的静平衡273
1811静平衡计算273
1812静平衡试验274
182回转体的动平衡274
1821动平衡计算274
1822动平衡试验275
思考题与习题275
附录带式运输机传动装置的设计276
参考文献281