機械基礎

本書是為了適應職業教育的培養目標和教育特點，遵循“以必須、夠用為度”和“強化應用、培養技能”的原則，突出中職教育特色而編寫的。

本書共分7 章，內容包括：構件的靜力分析、杆件的基本變形、機械工程材料、常用機構、機械傳動、支承與連接零部件和液壓傳動系統。每章前面有學習目標，後面有本章小結，並附有大量的練習題供讀者練習。

本書適用於機械、機電類等應用技術類專業的學生使用，也可作為相關行業人員的培訓用書。 ^[1] 

緒論·· 1

第1 章 構件的靜力分析··· 5

1.1 靜力學基本概念及靜力學公理··· 5

1.1.1 力的概念··· 5

1.1.2 剛體的概念··· 6

1.1.3 平衡的概念··· 7

1.1.4 靜力學公理··· 7

1.2 約束與受力圖 10

1.2.1 幾種常見的約束· 10

1.2.2 受力分析與受力圖· 13

1.3 平面匯交力系 16

1.3.1 平面匯交力系合成的幾何法·· 16

1.3.2 平面匯交力系合成的解析法·· 17

1.3.3 平面匯交力系的平衡條件·· 19

1.4 力矩和力偶 21

1.4.1 力對點之矩· 21

1.4.2 合力矩定理· 21

1.4.3 力偶的概念· 22

1.4.4 力偶矩· 23

1.4.5 力偶的性質· 23

1.4.6 平面力偶系的合成· 24

1.4.7 平面力偶系的平衡· 24

1.5 平面任意力系 26

1.5.1 力線平移定理· 26

1.5.2 平面任意力系向一點的簡化·· 27

1.5.3 平面任意力系的平衡條件與平衡方程·· 30

1.5.4 平面平行力系的平衡· 31

1.5.5 平面任意力系平衡方程的應用·· 34

1.5.6 物體系統的平衡· 36

【本章小結】 40

【習題】 41

第2 章 杆件的基本變形· 48

2.1 材料力學的基本概念 48

2.2 拉伸與壓縮 50

2.2.1 軸向拉伸與壓縮基本變形及相關概念·· 50

2.2.2 軸向拉伸與壓縮的應力分析·· 53

2.2.3 軸向拉伸與壓縮時的強度計算·· 56

2.2.4 拉伸與壓縮時的變形· 59

2.2.5 靜載荷作用下材料的力學性能·· 62

2.3 剪切和擠壓 66

2.3.1 剪切的實用計算· 67

2.3.2 擠壓的實用計算· 68

2.4 圓軸的扭轉 70

2.4.1 外力偶的計算· 71

2.4.2 扭矩與扭矩圖· 71

2.4.3 圓軸扭轉時的應力分析· 74

2.5 直梁的彎曲 77

2.5.1 平面彎曲的基本概念及梁的類型·· 77

2.5.2 梁彎曲時的內力和內力圖·· 78

2.5.3 梁的彎曲正應力· 83

2.5.4 等截面梁的強度計算· 85

2.5.5 提高彎曲強度的主要措施·· 86

【本章小結】 88

【習題】 89

第3 章 機械工程材料· 94

3.1 金屬材料的力學性能 94

3.1.1 強度與塑性· 95

3.1.2 硬度· 95

3.1.3 衝擊吸收功和衝擊韌度· 96

3.1.4 金屬的疲勞強度· 97

3.2 鋼鐵材料 97

3.2.1 碳素鋼· 97

3.2.2 合金鋼· 99

3.2.3 鑄鐵··· 102

3.3 鋼的熱處理·· 103

3.3.1 金屬及合金的晶體結構··· 103

3.3.2 鐵碳合金的基礎知識··· 106

3.3.3 鋼的熱處理基本原理··· 109

3.3.4 鋼的熱處理工藝··· 112

3.3.5 鋼的表面熱處理··· 114

3.4 有色金屬材料·· 115

3.4.1 銅及銅合金··· 115

3.4.2 鋁及鋁合金··· 116

3.5 非金屬材料·· 117

3.5.1 工程塑料··· 117

3.5.2 橡膠··· 118

3.5.3 陶瓷··· 118

3.5.4 複合材料··· 119

【本章小結】·· 120

【習題】·· 120

第4 章 常用機構·· 122

4.1 機構和機構運動簡圖·· 122

4.1.1 機構的組成··· 122

4.1.2 機構運動簡圖··· 124

4.2 平面連桿機構·· 124

4.2.1 鉸鏈四杆機構的基本形式 125

4.2.2 平面四杆機構的其他形式 128

4.2.3 平面四杆機構的基本特性 130

4.3 凸 輪 機 構 135

4.3.1 凸輪機構的分類··· 136

4.3.2 從動件的常用運動規律··· 138

4.3.3 盤形凸輪輪廓曲線的設計 141

4.4 間歇運動機構·· 144

4.4.1 棘輪機構··· 144

4.4.2 槽輪機構··· 146

【本章小結】·· 147

【習題】·· 148

第5 章 機械傳動·· 150

5.1 帶傳動· 151

5.1.1 帶傳動的主要類型及工作原理 151

5.1.2 摩擦型帶傳動的主要特點和應用 152

5.1.3 帶傳動的受力分析··· 153

5.1.4 帶傳動的彈性滑動與傳動比 155

5.1.5 V 帶與V 帶輪·· 156

5.1.6 普通V 帶傳動的設計計算簡介··· 160

5.1.7 帶傳動的張緊和維護··· 164

5.2 齒輪傳動·· 165

5.2.1 齒輪傳動的類型及特點··· 165

5.2.2 漸開線齒廓··· 167

5.2.3 漸開線標準直齒圓柱齒輪的主要參數和幾何尺寸· 170

5.2.4 漸開線標準直齒圓柱齒輪的齧合傳動 173

5.2.5 漸開線齒輪的加工方法··· 177

5.2.6 平行軸標準斜齒圓柱齒輪傳動 179

5.2.7 直齒圓錐齒輪傳動··· 183

5.2.8 齒輪的材料與齒輪的失效形式 185

5.2.9 齒輪的結構及齒輪傳動的潤滑 188

5.3 蝸桿傳動·· 190

5.3.1 蝸桿傳動的類型和特點··· 190

5.3.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸 191

5.3.3 蝸桿傳動的失效形式和常用材料 195

5.3.4 蝸輪迴轉方向的判定··· 196

5.4 齒輪系· 196

5.4.1 齒輪系的功用和分類··· 196

5.4.2 定軸齒輪系傳動比的計算 198

5.4.3 行星齒輪系傳動比的計算 201

【本章小結】·· 203

【習題】·· 205

第6 章 支承與連接零部件··· 209

6.1 軸· 210

6.1.1 軸的分類和軸的材料··· 210

6.1.2 軸的失效形式與設計準則 212

6.1.3 軸的結構設計··· 214

6.2 軸承· 218

6.2.1 滾動軸承的結構、特點和類型 218

6.2.2 滾動軸承的代號及類型選擇 221

6.2.3 滾動軸承的組合設計··· 225

6.3 軸轂連接·· 228

6.3.1 鍵連接的類型··· 229

6.3.2 鍵的選用··· 230

6.3.3 花鍵的類型、特點和應用 232

6.4 螺紋連接·· 232

6.4.1 螺紋的類型、特點和應用 232

6.4.2 螺紋連接的基本類型··· 235

6.4.3 標準螺紋連接件··· 236

6.4.4 螺紋的預緊與防松··· 238

6.5 聯軸器和離合器·· 239

6.5.1 聯軸器··· 240

6.5.2 離合器··· 243

【本章小結】·· 245

【習題】·· 245

第7 章 液壓傳動系統··· 247

7.1 液壓傳動概述·· 247

7.1.1 液壓傳動的工作原理··· 247

7.1.2 液壓傳動系統的組成··· 248

7.1.3 液壓傳動的特點··· 249

7.1.4 液壓系統的圖形符號··· 249

7.2 液壓傳動的基礎知識·· 250

7.2.1 液壓油的特性及選用··· 250

7.2.2 液壓傳動的兩個重要參數 250

7.3 液壓元件·· 253

7.3.1 液壓泵··· 253

7.3.2 液壓缸··· 256

7.3.3 液壓控制閥··· 259

7.3.4 液壓輔件··· 267

7.4 液壓基本回路·· 269

7.4.1 方向控制迴路··· 269

7.4.2 壓力控制迴路··· 270

7.4.3 速度控制迴路··· 271

7.4.4 多缸動作迴路··· 273

7.5 液壓系統實例·· 274

【本章小結】·· 275

【習題】·· 276

參考文獻·· 280 ^[1]