本书按照课程改革新体系编写,含工程力学、机械原理和机械设计全部内容,打破了旧的课程界限和学科体系,精选内容,精心编排,构建了实用性和应用型机械设计基础(含工程力学)的教材新体系。大量减少了各科课程及其章节之间的重复,缩减了教学时数。本书可作为高等职业学院、高等专科学校、成人院校及本科院校主办的二级职业技术学院和民办高校机械及机电类专业机械设计基础课程的教材,也可作为模具、数控、汽车等专业的函授生和工程技术人员的自学教材。本书由于对内容深度和广度进行了适当扩展,也可供本科院校相关专业的师生和相关工程技术人员使用。
本书主要特色如下。 1. 教材体系新 第一,本书摒弃了传统的机械设计传统体系,现在仅仅设置13个项目。打破了旧的课程界限和学科体系,精选内容,精心编排,构建了实用性和应用型机械设计基础(含工程力学)的教材新体系。大量减少了各科课程及其章节之间的重复,缩减了教学时数。 第二,项目1~项目5可提供大学一年级新生第一学期使用,项目6~项目13可供第二学期使用。其内容按照机械的受力分析、承载能力、组成结构、工作原理分析、零件设计等顺序进行编排,这种编排体系与机械设计的一般程序是一致的,可以使学生在学习本书的过程中自觉地了解和掌握机械设计的一般过程。 第三,本书既有理论性又有实践性。根据机电一体化的发展趋势,本书重点介绍实际工程中各种典型零部件受力分析与承载能力计算,减少理论性分析,所举实例均为模具、汽车传动机构中的受力及强度计算;以实践性为目标来编排机械的组成和工作原理,介绍各种常用机械传动的基本知识及设计方法。 2. 内容整合力度大 本书将原理论力学中的静力学知识按照基本概念、基本定理、平面力系、空间力系这一由浅入深的顺序整合在一起,将原材料力学中的四种基本变形及组合变形整合在一起,将原机械原理中的齿轮机构、轮系与原机械设计中的齿轮传动和蜗杆传动等重新整合在一起,增强了教学体系的完整性,大大节省了教学课时,符合高职高专的教学特点。 3. 实践性较强 对基本理论,本书遵循“必须、实用、够用为度”、“少而精”、“浅而广”和“掌握概念、强化应用”的原则,对各种公式不作详细推导,例题、思考题与习题的编写突出实践和实训的应用性,且所举例题均为今后专业课中会运用到的工程实例。 4. 采用了最新的国家标准和出版规范 本书采用了最新的国家标准和出版规范。书后附录中包括了材料力学性能、部分钢材型号、机械设计大作业及其课程设计的实用资料,极大地方便了师生教学。
目 录
项目1 机械设计基础概论1任务1 机械的概念1任务2 机械设计的基本要求和一般程序2任务3 机械设计的常用材料与性能5任务4 本课程的内容、任务和性质9任务5 本课程的学习方法10思考题与习题11
项目2 静力学分析12任务1 静力学基本概念和静力学公理12任务2 约束和约束反力15任务3 物体的受力分析和受力图19任务4 平面汇交力系的简化与平衡方程21任务5 合力矩定理和力偶24任务6 平面一般力系的简化与平衡方程28任务7 空间力系36任务8 重心及其计算40思考题与习题42
项目3 承载能力分析47任务1 承载能力分析基本知识47任务2 轴向拉伸或压缩时的内力50任务3 剪切与挤压60任务4 扭转63任务5 平面弯曲70任务6 梁的变形与刚度计算84任务7 弯曲与扭转的组合变形88思考题与习题91
项目4 平面机构的组成96任务1 机构的组成要素96任务2 平面机构运动简图的绘制98任务3 平面机构的自由度102思考题与习题105
项目5 平面连杆机构107任务1 四杆机构的形式107任务2 平面四杆机构的基本特性111任务3 图解法设计平面四杆机构113思考题与习题115
项目6 凸轮机构117任务1 凸轮机构的应用及分类117任务2 凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律119任务3 凸轮轮廓设计123任务4 压力角、基圆半径和滚子半径127任务5 凸轮机构的结构设计129思考题与习题133
项目7 其他常用机构134任务1 棘轮机构134任务2 槽轮机构137任务3 不完全齿轮机构138思考题与习题139
项目8 齿轮、蜗杆和轮系140任务1 齿轮传动与渐开线140任务2 渐开线标准直齿圆柱齿轮143任务3 渐开线齿轮齿廓的切削加工147任务4 斜齿圆柱齿轮传动151任务5 直齿圆锥齿轮传动155任务6 蜗杆传动158任务7 轮系及其计算165任务8 圆柱齿轮强度与结构设计173思考题与习题187
项目9 连接190任务1 螺纹连接190任务2 轴毂连接196思考题与习题199
项目10 带传动和链传动200任务1 带传动200任务2 链传动213思考题与习题222
项目11 轴承223任务1 滚动轴承223任务2 滑动轴承241思考题与习题245
项目12 轴248任务1 轴的类型、材料及设计内容248任务2 轴的基本直径估算251任务3 轴的结构设计252任务4 轴的强度校核258任务5 轴的刚度校核264思考题与习题265
项目13 联轴器、离合器和弹簧266任务1 联轴器266任务2 常用离合器271任务3 弹簧273思考题与习题277
附录A 部分型钢表279附录B 机械设计基础课程设计指导282附录C 机械设计基础课程设计任务书287