機械基礎

根據國家職業教材規劃，本書在內容的選擇修訂思路上，基本保持原第二版的基本架構，適當增減各章節的相關內容，力求做到以應用為目的，以必需夠用為度，注意經典與系統性，緊密結合工程實際。全書總學時80~90左右，內容廣泛，深入淺出，通俗易懂，易學宜教，同時又能反映職業發展的新情況，體現人才培養的層次性、知識結構的合理性和教學內容的實踐性。本書適用於近機類、非機類、電類等專業的高職高專人才對機械基礎知識的補充與學習，如自動控制、數控加工、外語翻譯、工商管理等專業。

本書是為適應我國迅猛發展的高職教育而編寫的改革教材，書中以職業教育為特點，注意取材的應用性與實用性，注重培養學生理論知識的應用和解決實際問題的能力。全書共10章，主要內容包括工程材料及熱處理、構件的外力和平衡計算、構件的內力和強度計算、極限與配合基礎、平面機構運動、平面連桿機構、凸輪機構和齒輪機構、螺紋聯接和鍵聯接、軸系零件和機電一體化等。

本教材適用學時數為80～90學時，採用最新的國家標準，內容寬，便於取捨，其中帶*號的章節和習題可作為選修內容。

本書可作為高職高專、成教等學校電類、非機類及近機類等專業的教材，也可作為中等職業學校機類相關專業的教材，還可供自學者參考。

緒論 1

第1章 工程材料及熱處理 3

1.1 金屬材料的力學性能 3

1.1.1 強度和塑性 3

1.1.2 硬度 6

1.1.3 衝擊韌性 8

1.1.4 疲勞強度 9

1.2 鐵碳合金相圖 10

1.2.1 純鐵、鐵碳合金相結構 10

1.2.2 鐵碳合金相圖 13

1.2.3 Fe-Fe3C相圖的應用 18

1.3 鋼的熱處理 19

1.3.1 鋼的普通熱處理 20

1.3.2 鋼的表面熱處理 23

1.4 碳鋼與合金鋼 25

1.4.1 碳鋼 25

1.4.2 合金鋼的分類及編號 27

1.4.3 合金結構鋼 28

1.4.4 合金工具鋼 31

1.4.5 特殊性能鋼 34

1.5 鑄鐵 35

*1.6 非金屬及新型材料 37

1.6.1 工程塑料 37

1.6.2 陶瓷材料 39

1.6.3 複合材料 39

1.6.4 納米材料 40

習題1 42

第2章 構件的外力和平衡計算 43

2.1 基本概念 43

2.2 基本理論及定理 44

2.3 構件的受力圖 46

2.3.1 約束及約束反作用力 46

2.3.2 受力圖 48

2.4 構件的平衡計算 50

2.5 摩擦及考慮摩擦時的平衡問題 53

2.5.1 靜滑動摩擦 54

2.5.2 動滑動摩擦 55

2.5.3 考慮摩擦時的平衡問題 55

習題2 58

第3章 構件的內力和強度計算 65

3.1 強度計算的基本概念 65

3.2 內力與截面法 66

3.2.1 截面法的概念 66

3.2.2 截面法的應用 66

3.3 桿件的內力圖 70

3.4 桿件的應力及強度計算 75

3.4.1 桿件應力的概念 75

3.4.2 桿件的強度計算 76

習題3 84

第4章 極限與配合基礎 88

4.1 極限的基本概念 88

4.1.1 互換性及其標準化 88

4.1.2 極限的基本術語和定義 89

4.2 配合的基本概念 92

4.2.1 配合的基本術語和定義 92

4.2.2 配合公差 93

4.2.3 孔與軸 95

4.2.4 極限與配合應用簡介 100

4.3 形位公差與表面結構簡介 104

4.3.1 形位公差 104

4.3.2 表面結構要求 107

習題4 111

第5章 平面機構運動 112

徠5.1 機器的組成 112

5.2 運動副及機構運動簡圖 113

5.2.1 平面機構的運動副 113

5.2.2 機構運動簡圖 114

5.3 平面機構的自由度 117

5.3.1 構件的自由度及其約束 117

5.3.2 平面機構自由度的計算 117

5.3.3 計算平面機構自由度時應注意的問題 118

5.3.4 平面機構具有確定運動的條件 121

習題5 122

第6章 平面連桿機構 123

6.1 鉸鏈四桿機構 123

6.1.1 鉸鏈四桿機構的組成 123

6.1.2 鉸鏈四桿機構的基本類型及應用 123

6.1.3 鉸鏈四桿機構有曲柄的條件 125

6.2 含有一個移動副的平面四桿機構 126

6.2.1 曲柄滑塊機構 126

6.2.2 偏心輪機構 127

6.2.3 導桿機構 128

6.2.4 搖塊機構和定塊機構 129

6.3 平面四桿機構的工作特性 130

6.3.1 急回特性 130

6.3.2 壓力角和傳動角 131

6.3.3 死點位置 132

*6.4 平面四桿機構設計簡介 134

6.4.1 按給定的行程速比係數設計四桿機構 134

6.4.2 按給定連桿的兩個或三個位置設計四桿機構 135

習題6 136

第7章 凸輪機構和齒輪機構 138

7.1 概述 138

7.1.1 凸輪機構的組成 138

7.1.2 凸輪機構的分類 139

7.2 從動件的常用運動規律 141

7.2.1 等速運動規律 142

*7.2.2 等加速等減速運動規律 143

7.3 凸輪輪廓曲線的設計 145

7.3.1 尖頂對心直動從動件盤形凸輪 145

7.3.2 對心滾子移動從動件盤形凸輪 146

7.3.3 擺動從動件盤形凸輪 147

7.3.4 凸輪機構設計中的幾個問題 148

7.3.5 凸輪的材料、加工及固定 150

*7.4 CAD方法在凸輪輪廓曲線設計中的應用 153

7.4.1 建立平面凸輪輪廓曲線的方程 154

7.4.2 程序運行及框圖 155

7.5 齒輪機構簡介 157

7.5.1 齒輪機構的特點及分類 157

7.5.2 漸開線齒輪齒廓的形成 158

7.5.3 漸開線齒輪的幾何尺寸 158

7.5.4 漸開線齒輪的傳動特點 161

*7.6 其他常用齒輪機構 161

7.6.1 斜齒圓柱齒輪機構 161

7.6.2 圓錐齒輪機構 165

7.7 蝸桿機構 168

7.7.1 蝸桿機構的組成和類型 168

7.7.2 蝸桿傳動的特點 168

7.7.3 主要參數 169

7.7.4 蝸桿傳動迴轉方向的確定和幾何尺寸計算 171

習題7 173

第8章 螺紋聯接和鍵聯接 175

8.1 螺紋的分類與主要參數 175

8.1.1 螺紋的分類 175

8.1.2 螺紋的主要參數 176

8.2 螺紋聯接的預緊與防松 177

8.2.1 螺紋聯接的基本類型 177

8.2.2 螺紋的預緊 179

8.2.3 螺紋的防松 179

8.2.4 螺栓組聯接的結構設計中應注意的問題 180

8.3 鍵聯接的分類及選用 183

8.3.1 鍵聯接的類型 183

8.3.2 鍵的選用 186

習題8 187

第9章 軸系零件 188

9.1 軸的分類和軸的材料 188

9.1.1 軸的分類 188

9.1.2 軸的材料 190

9.2 軸的結構設計 191

9.2.1 軸頭、軸頸和軸身 191

9.2.2 軸上零件的軸向定位與固定 192

9.2.3 軸上零件的周向固定 193

9.2.4 軸的結構工藝性 193

9.2.5 提高軸的疲勞強度的措施 194

9.2.6 軸的強度計算簡介 195

9.3 滑動軸承簡介 195

9.3.1 滑動軸承的應用、類型及選用 195

9.3.2 滑動軸承的結構形式 196

9.3.3 軸瓦的結構和軸承的材料 199

9.4 滾動軸承的結構、類型及代號 201

9.4.1 滾動軸承的結構和材料 201

9.4.2 滾動軸承的類型和特點 202

9.4.3 滾動軸承的代號 206

9.5 滾動軸承的選擇 209

9.6 滾動軸承的組合結構設計 210

9.6.1 滾動軸承的軸向固定 210

9.6.2 滾動軸承支承的軸繫結構 213

9.6.3 滾動軸承軸向間隙及其組合位置的調整 214

9.6.4 滾動軸承的游隙和預緊 215

9.6.5 滾動軸承的配合 217

9.6.6 滾動軸承的裝拆和潤滑 217

習題9 218

第10章 機電一體化 220

10.1 機電一體化概述 220

10.1.1 機電一體化系統的結構要素 220

10.1.2 機電一體化系統的組成 222

10.2 機電一體化系統分析 223

10.2.1 機電一體化對機械傳動的要求 223

10.2.2 機電一體化機械系統分析 224

10.2.3 機電一體化機械系統設計 225

10.3 機電一體化典型傳動裝置及機器 226

10.3.1 精密傳動零件 226

10.3.2 諧波齒輪減速器 229

10.3.3 機電一體化的典型機器 231

10.4 工業機器人 234

10.4.1 工業機器人概述 234

10.4.2 機器人的組成 237

10.4.3 工業機器人的類型 238

10.4.4 工業機器人的應用 240

習題10 242

參考文獻 243