機械基礎

本書是在參照教育部高等學校工程專科非機械類專業《機械基礎課程教學基本要求》和總結近年來高職高專學校機械基礎教學改革經驗的基礎上組織編寫的。

全書共十一章。內容包括機械常用工程材料與鋼的熱處理、平面構件的靜力分析、拉壓桿的承載能力、梁的彎曲、軸與軸轂連接、常用機構、常用傳動方式、軸承、連接零件、常用機械加工方法、特種加工方法簡介等內容。各章配有思考題與習題供學習時選用。 ^[1] 

緒論1

一、機器的組成與相關概念1

二、本課程的內容、性質和任務2

三、本課程的學習方法3

第一章 機械常用工程材料與鋼的熱處理4

第一節 金屬材料的力學性能與工藝性能4

一、力學性能4

二、工藝性能8

第二節 金屬的晶體結構與結晶8

一、晶體結構8

二、實際晶體結構10

三、結晶10

第三節 合金的相結構與合金相圖12

一、合金的基本概念12

二、合金的相結構12

第四節 鐵碳合金及其相圖15

一、純鐵的同素異晶轉變15

二、鐵碳合金的基本相15

三、鐵碳相圖分析16

四、鐵碳合金分類17

五、典型鐵碳合金的冷卻過程與組織18

六、含碳量與雜質對鐵碳合金性能的影響19

第五節 鋼的熱處理20

一、組織轉變原理20

二、熱處理工藝23

第六節 常用金屬材料25

一、鐵基金屬材料25

二、非鐵基金屬材料28

第七節 工程材料的選用30

一、零件的失效30

二、失效的原因30

三、選材的原則30

四、選材的步驟31

五、典型零件的選用31

思考題與習題33

第二章 平面構件的靜力分析34

第一節 靜力分析基礎34

一、基本概念34

二、基本公理36

三、約束與約束反力37

四、受力分析與受力圖40

第二節 平面基本力系41

一、平面匯交力系合成與平衡的幾何法41

二、平面匯交力系合成與平衡的解析法43

三、平面力偶系的合成與平衡45

第三節 平面任意力系46

一、力線平移定理46

二、平面任意力系向一點簡化47

三、平面任意力系簡化結果分析與合力矩定理49

四、平面任意力系的平衡方程與應用50

五、剛體系統的平衡問題54

六、考慮摩擦時的平衡問題55

思考題與習題56

第三章 拉壓桿件的承載能力60

第一節 構件承載能力概述60

第二節 軸向拉伸與壓縮的概念61

第三節 軸向拉伸與壓縮時橫截面上的內力62

一、內力的概念62

二、截面法求軸力62

三、軸力圖63

第四節 軸向拉伸（或壓縮）的強度計算64

一、應力的概念64

二、橫截面上的應力64

三、許用應力和強度條件65

第五節 軸向拉伸（或壓縮）的變形68

一、變形與應變68

二、泊松數69

三、虎克定律69

第六節 材料拉伸和壓縮時的力學性能70

一、低碳鋼的拉伸試驗71

二、鑄鐵的拉伸試驗73

三、材料的壓縮試驗73

四、應力集中74

第七節 壓桿穩定75

思考題與習題76

第四章 梁的彎曲78

第一節 平面彎曲的概念與彎曲內力78

一、平面彎曲的概念78

二、彎曲內力79

三、剪力圖和彎矩圖81

第二節 彎曲強度計算85

一、純彎曲梁橫截面上的正應力85

二、梁彎曲時的正應力強度條件及其應用88

三、拉伸（壓縮）與彎曲組合變形的強度計算89

第三節 彎曲剛度91

一、撓度和轉角91

二、撓曲線近似微分方程92

三、疊加法求梁的變形93

四、梁的剛度條件96

第四節 提高梁承載能力的措施96

一、減小最大彎矩97

二、提高抗彎截面係數或慣性矩98

三、等強度梁98

思考題與習題99

第五章 軸與軸轂連接102

第一節 軸的分類與材料102

一、分類102

二、材料102

第二節 圓軸扭轉時的內力104

一、圓軸扭轉的概念104

二、外力偶矩的計算104

三、扭矩的計算104

四、扭矩圖106

第三節 圓軸扭轉時的應力和強度計算107

一、應力107

二、極慣性矩和抗扭截面係數109

三、強度計算109

第四節 圓軸扭轉時的變形和剛度計算110

一、變形110

二、剛度計算110

第五節 彎曲與扭轉組合變形的強度計算112

一、概念112

二、強度條件113

第六節 動載荷與交變應力的概念114

一、動載荷114

二、交變應力114

第七節 軸的結構設計和強度校核115

一、結構設計115

二、強度校核116

第八節 剪切與擠壓的實用計算與軸轂連接119

一、實用計算119

二、軸轂連接122

思考題與習題127

第六章 常用機構131

第一節 平面機構的組成131

一、運動副131

二、構件的分類132

三、機構的運動簡圖133

第二節 平面連桿機構133

一、 平面四杆機構的類型與應用134

二、 平面四杆機構的基本性質137

第三節 凸輪機構138

一、組成、應用和特點138

二、分類139

三、運動過程與運動參數140

四、凸輪和滾子的材料140

五、凸輪和滾子的結構141

第四節 其他常用機構142

一、 棘輪機構142

二、 槽輪機構144

思考題與習題145

第七章 常用傳動方式146

第一節 帶傳動146

一、類型、特點和應用146

二、V帶和V帶輪147

三、V帶傳動的張緊和維護150

第二節 鏈傳動150

一、結構和特點150

二、運動特性151

第三節 齒輪傳動152

一、類型和特點152

二、漸開線齒廓153

三、漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸計算154

四、漸開線直齒圓柱齒輪的齧合條件156

五、根切現象、最少齒數和變位齒輪的概念157

六、斜齒圓柱齒輪傳動157

七、直齒圓錐齒輪傳動159

八、蝸桿傳動簡介160

九、輪系161

思考題與習題163

第八章 軸承165

第一節 滑動軸承的類型、特點和應用165

一、類型和特點165

二、應用165

第二節 滑動軸承的結構和材料165

一、結構165

二、軸瓦和軸承襯的材料與結構167

第三節 滑動軸承的潤滑168

一、潤滑劑及其選擇168

二、潤滑方式和潤滑裝置168

第四節 滾動軸承的結構、類型與特點169

一、結構169

二、類型與特點170

第五節 滾動軸承的代號與類型選擇172

一、代號172

二、類型與型號選擇173

思考題與習題173

第九章 連接零件175

第一節 螺紋連接175

一、連接用螺紋175

二、螺紋連接的類型176

三、螺紋連接件177

四、螺栓連接的幾個結構問題179

五、螺紋連接裝配中的幾個問題180

第二節 聯軸器和離合器183

一、 聯軸器183

二、 離合器186

第三節 彈簧187

一、功用187

二、類型188

三、材料188

四、圓柱螺旋彈簧的結構189

五、圓柱螺旋彈簧的幾何參數189

思考題與習題190

第十章 常用機械加工方式191

第一節 金屬切削加工基本知識191

一、切削加工191

二、金屬切削機牀194

三、金屬切削刀具199

四、機牀夾具204

五、金屬切削過程207

六、零件的加工質量214

第二節 車削加工216

一、車牀216

二、車刀219

三、車削工藝220

第三節 銑削加工224

一、銑牀及其附件224

二、銑刀227

三、銑削工藝228

第四節 刨削加工230

一、刨牀230

二、刨刀232

三、刨削工藝232

第五節 鑽削和鉸削加工233

一、鑽牀233

二、鑽頭和鉸刀235

三、鑽削工藝237

四、鉸削工藝238

第六節 鏜削加工238

一、鏜牀238

二、鏜刀240

三、鏜削工藝241

第七節 磨削加工242

一、磨牀242

二、砂輪244

三、磨削工藝245

四、先進磨削技術簡介249

第八節 光整加工251

一、超精加工251

二、珩磨253

三、研磨254

四、拋光255

第九節 數控加工256

一、數控機牀的特點256

二、數控機牀的分類256

三、數控機牀的結構與工作原理258

第十節 工藝規程設計260

一、基本概念260

二、工藝規程的編制261

三、零件（產品圖紙）的工藝分析262

四、毛坯設計265

五、工藝基準的選擇266

六、零件工藝路線的擬定268

七、加工餘量與工序尺寸的確定270

八、工藝裝備的選擇273

九、時間定額的確定273

十、工藝文件的填寫274

思考題與習題275

第十一章 特種加工方法簡介277

第一節 電火花加工277

一、基本原理與特點277

二、影響因素279

三、加工方法280

第二節 電火花線切割加工282

一、加工原理與特點282

二、線切割機牀簡介283

三、線切割加工中的工藝問題285

第三節 電化學加工286

一、電解加工286

二、電解拋光288

三、電鑄加工289

四、電解磨削290

第四節 超聲加工291

一、基本原理291

二、特點292

三、設備簡介292

四、應用293

第五節 激光加工294

一、基本原理294

二、特點294

三、應用294

思考題與習題295

參考文獻296 ^[1]