机械基础内容简介

本书是为适应我国迅猛发展的高职教育,根据高等职业教育培养生产、管理一线技术应用型人才的目标,以及国家对职业教育“少学时、宽内容”的要求,按照“以应用为目的, 以必须、够用为度,以讲清概念、强化应用为教学重点”的原则编写而成的。 根据职业教育的特点,注重内容取材的应用性与实用性,重点培养学生解决实际问题的能力。全书共12章,主要内容有工程力学、工程材料、平面机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、带传动和链传动、连接、轴与轴承、机械加工等。本书适用学时数为80学时~120学时, 采用最新国家标准,而且内容广

第1章 物体的受力分析与平衡1

1.1 力1

1.1.1 力的概念1

1.1.2 力的性质2

1.2 力矩和力偶4

1.2.1 力矩4

1.2.2 力偶5

1.3 物体的受力分析与受力图7

1.3.1 约束和约束力7

1.3.2 受力图9

1.4 力系的平衡方程及应用10

1.4.1 力系的平衡方程10

1.4.2 力系平衡方程的应用11

思考与练习题12

第2章 杆件的变形及强度、刚度计算14

2.1 杆件变形概述14

2.1.1 构件正常工作的基本要求14

2.1.2 变形固体及其基本假设14

2.1.3 杆件变形的基本形式15

2.2 轴向拉伸与压缩16

2.2.1 轴向拉伸与压缩的概念16

2.2.2 横截面上的内力和应力17

2.2.3 金属材料的力学性能19

2.2.4 轴向拉(压)杆的强度计算22

2.3 剪切和挤压24

2.3.1 剪切强度25

2.3.2 挤压强度25

2.4 圆轴的扭转26

2.4.1 圆轴扭转的概念26

2.4.2 扭矩与扭矩图27

2.4.3 圆轴扭转时的应力与强度计算28

2.5 梁的弯曲31

2.5.1 弯曲的概念与实例31

2.5.2 弯曲内力和弯矩图32

2.5.3 弯曲应力和强度计算34

2.6 强度计算中的几个问题37

2.6.1 弯曲与扭转组合变形的强度计算37

2.6.2 应力集中的概念38

思考与练习题39

第3章 机械零件常用金属材料和钢的热处理42

3.1 金属材料的力学性能和工艺性能42

3.1.1 金属材料的力学性能42

3.1.2 金属材料的工艺性能43

3.2 常用金属材料44

3.2.1 工业用钢44

3.2.2 铸铁47

3.2.3 非铁金属及其合金47

3.3 钢的热处理49

3.3.1 普通热处理49

3.3.2 表面热处理50

思考与练习题50

第4章 平面机构运动简图及自由度51

4.1 机器的组成51

4.2 运动副及机构运动简图52

4.2.1 平面机构的运动副52

4.2.2 机构运动简图53

4.3 平面机构的自由度55

4.3.1 构件的自由度及其约束55

4.3.2 平面机构自由度的计算56

4.3.3 计算平面机构自由度时应注意的问题56

4.3.4 平面机构具有确定运动的条件59

思考与练习题60

第5章 平面连杆机构62

5.1 平面四杆机构的类型62

5.2 铰链四杆机构的演化形式64

5.3 铰链四杆机构的基本性质67

5.3.1 曲柄存在条件67

5.3.2 急回运动特性68

5.4 压力角和传动角68

5.5 死点位置69

5.6 平面四杆机构的设计69

思考与练习题71

第6章 凸轮机构72

6.1 凸轮机构的应用与分类72

6.1.1 凸轮机构的组成、应用和特点72

6.1.2 凸轮机构的分类73

6.2 从动件常用的运动规律73

6.3 用图解法设计凸轮轮廓76

思考与练习题77

第7章 齿轮传动78

7.1 齿轮传动概述78

7.1.1 齿轮传动的特点78

7.1.2 齿轮传动的类型78

7.1.3 齿轮传动的基本要求79

7.2 渐开线直齿圆柱齿轮80

7.2.1 渐开线的形成及其特性80

7.2.2 渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称80

7.2.3 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算82

7.2.4 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算83

7.3 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动83

7.3.1 渐开线齿轮的啮合特性83

7.3.2 正确啮合的条件84

7.3.3 连续传动的条件85

7.3.4 标准中心距86

7.4 渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法及根切现象87

7.4.1 齿轮的加工方法87

7.4.2 根切现象与最少齿数89

7.5 齿轮传动的失效形式及常用材料90

7.5.1 齿轮传动的失效形式90

7.5.2 齿轮的常用材料91

7.6 直齿圆柱齿轮传动的强度计算93

7.6.1 齿轮传动的设计准则93

7.6.2 轮齿的受力分析和计算载荷93

7.6.3 齿面接触疲劳强度计算94

7.6.4 齿根弯曲疲劳强度计算95

7.6.5 参数的选择95

7.7 斜齿圆柱齿轮传动97

7.7.1 斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特点97

7.7.2 斜齿圆柱齿轮的参数与尺寸计算98

7.7.3 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件99

7.8 直齿圆锥齿轮传动100

7.8.1 圆锥齿轮传动概述100

7.8.2 直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸计算100

7.9 齿轮的结构设计与润滑101

7.9.1 齿轮的结构101

7.9.2 齿轮传动的润滑102

7.10 蜗杆传动103

7.10.1 蜗杆传动概述103

7.10.2 蜗杆传动转向的判断103

思考与练习题104

第8章 轮系105

8.1 轮系及其分类105

8.2 轮系传动比的计算106

8.2.1 轮系的传动比106

8.2.2 定轴传动比的计算106

8.2.3 周转轮系传动比的计算108

8.3 轮系的功用110

思考与练习题111

第9章 带传动和链传动113

9.1 带传动的类型和特点113

9.1.1 带传动的类型113

9.1.2 带传动的特点114

9.2 带传动的工作原理和工作能力分析114

9.2.1 带传动中的力分析114

9.2.2 带的应力分析115

9.2.3 带的弹性滑动116

9.3 V带的标准及其传动设计117

9.3.1 V带的标准117

9.3.2 V带传动设计119

9.4 链传动127

9.4.1 滚子链的结构特点128

9.4.2 链轮的结构和材料129

思考与练习题130

第10章 连接132

10.1 螺纹连接132

10.1.1 螺纹132

10.1.2 螺纹连接的预紧与防松136

10.2 键连接137

思考与练习题139

第11章 轴、轴承和联轴器140

11.1 轴140

11.1.1 轴的功用和分类140

11.1.2 轴的材料141

11.1.3 轴的结构设计142

11.2 轴承145

11.2.1 滚动轴承的结构、类型和代号145

11.2.2 滚动轴承的固定150

11.3 联轴器152

思考与练习题155

第12章 机械制造技术156

12.1 机械制造技术概述156

12.1.1 金属切削加工的基本概念156

12.1.2 金属切削刀具材料简介158

12.1.3 机床的类型及编号158

12.2 车削加工160

12.2.1 车削加工概述160

12.2.2 车床161

12.2.3 车刀简介163

12.3 铣削加工164

12.3.1 铣削加工概述164

12.3.2 铣床166

12.3.3 铣刀167

12.4 钻削及镗削加工167

12.4.1 钻削加工167

12.4.2 镗削加工170

思考与练习题171

参考文献173" 2100433B

第一篇 机械基础实验基础知识

第1章 绪论

1．1 实验课程的性质、内容和任务

1．2 实验课程的要求

1．3 实验课程的学习方法

第2章 机械基础实验常用量具和仪器

2．1 概述

2．2 常用测量器具及测量技术的发展

2．3 常用传感器

第3章 测量误差分析与实验数据处理

3．1 误差和精度的基本概念

3．2 测量误差的分析与处理

3．3 实验数据的处理

3．4 加工误差统计分析

第二篇 机械基础实验项目

第4章 制图测绘实验

4．1 测绘的实验目的及要求

4。2 测绘的方法与步骤

第5章 工程材料与热处理实验

实验1 金相显微镜的结构、使用和金相样品的制备实验

实验2 铁碳合金平衡组织的观察与分析实验

实验3 热处理工艺对碳钢组织和性能的影响实验

第6章 机械原理实验

实验1 机构认知与分析实验

实验2 机构运动简图的测绘和分析实验

实验3 渐开线齿廓的范成实验

实验4 渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定与分析实验

实验5 机构运动参数的测定与分析实验

实验6 刚性转子的动平衡实验

实验7 回转构件的动平衡实验

实验8 机构创意组合及运动分析实验

实验9 机构动态测试、多媒体仿真及设计综合实验

第7章 机械设计实验

实验1 机械零件认知与分析实验

实验2 滑动轴承实验

实验3 液体动压滑动轴承实验

实验4 滚动轴承实验

实验5 轴系零件装拆与分析实验

实验6 轴系结构创意组合设计与分析实验

实验7 齿轮传动效率测定实验

实验8 减速器拆装与结构分析实验

实验9 机械系统创意组合及分析实验

实验10 JCY机械传动性能综合测试分析实验

实验11 螺栓组连接实验

实验12 带传动的滑动率和效率测定实验

实验13 轴系结构组合分析实验

实验14 螺栓（组）联接综合实验

第8章 机械制造基础实验

实验1 车刀几何角度的测定实验

实验2 冲压模具的结构分析与拆装实验

实验3 焊接综合实验

实验4 CA6140车床结构剖析实验

实验5 切削力测量实验

第9章 互换性与技术测量实验

实验1 轴类零件圓度和圆柱度的测量实验

实验2 轴类零件素线直线度与轴线直线度误差的测量实验

实验3 同轴度与径向跳动误差的测量实验

实验4 零件形位误差综合测量实验

实验5 齿轮齿厚偏差和公法线长度偏差的测量实验

实验6 采用接触式方法测量物体表面粗糙度实验

实验7 采用光切显微镜测量物体表面粗糙度实验

实验8 齿轮径向跳动检测实验

实验9 用游标卡尺和角尺测量位置度误差实验

实验10 用立式光学计测量圆柱体高度实验

实验11 用立式光学计测量轴套和用内径百分表测量内径实验

附录

参考文献 2100433B

1 绪论

1．1 课程性质、教学目的和任务

1．2 实验须知

1．3 机械基础实验课程的发展

1． 3．1 实验的含义

1．3．2 实验教学的目的

1．3．3 国内实验教学的现状

1．3．4 构建新的机械基础实验课程体系

2 常用尺寸测量器具的认识

2．1 实物量具的认识

2．1．1 量块

2．1．2 光滑极限量规

2．1．3 钢直尺

2．1．4 半径样板

2．2 卡尺的认识

2．2．1 卡尺

2．2．2 深度卡尺

2．2．3 高度卡尺

2．2．4 万能角度尺

2．2．5 卡尺的使用

2．3 千分尺的认识

2．3．1 外径千分尺

2．3．2 深度千分尺

2．3．3 测量内尺寸千分尺

2．3．4 千分尺的使用

2．4 指示表的认识

2．4．1 指示表

2．4．2 深度指示表

2．4．3 杠杆指示表

2．4．4 内径指示表

2．4．5 厚度指示表

2．4．6 指示表的使用

思考题

3 电测技术的基本知识

3．1 信号类型及描述

3．1．1 信号分类

3．1．2 信号的描述

3．2 测试装置的基本特性

3．2．1 时不变线性系统的主要性质

3．2．2 测试装置的静态特性

3．2．3 测试装置的动态特性

3．3 传感器

3．4 检测仪表

3．4．1 CSY-2000系列传感器与检测技术实验台

3．4．2 CSY-2000系列传感器实验仪软件V9．0版

3．4．3 YJ-29型静态电阻应变演示仪

3．4．4 YD-21型动态电阻应变仪

3．4．5 INV1861应变调理仪

4 机械参数的测量

4．1 计算机数据采集及相关分析法

4．2 静应力测量

4．3 振动测试

4．3．1 交流全桥的应用——振动测量实验

4．3．2 差动变压器的应用——振动测量实验

4．3．3 压电式传感器测量振动实验

4．3．4 电涡流传感器测量振动实验

4．3．5 电容传感器动态特性实验

4．3．6 光纤传感器测量振动实验

4．4 压力测试

4．4．1 压阻式压力传感器的压力测量实验

4．4．2 压阻式压力传感器的压力测量实验（2000D）

4．4．3 扩散硅压阻式压力传感器差压测量

4．5 温度测量

4．5．1 集成温度传感器的特性实验

4．5．2 集成温度传感器（AD590）特性实验（2000D型）

4．5．3 铂电阻测温特性实验

4．5．4 铜电阻测温性能实验

4．5．5 热电偶测温性能实验

4．5．6 热电偶冷端温度补偿实验

4．6 位移测量

4．6．1 差动变压器的性能实验

4．6．2 激励频率对差动变压器特性的影响实验

4．6．3 差动变压器零点残余电压补偿实验

4．6．4 差动变压器测位移实验

4．6．5 电容式传感器的位移实验

4．6．6 直流激励时霍尔式传感器位移特性实验

4．6．7 交流激励时霍尔式传感器位移特性实验

4．6．8 电涡流传感器位移特性实验

4．6．9 被测体材质对电涡流传感器特性影响实验

4．6．10 被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验

4．6．11 光纤传感器的位移特性实验

4．7 转速测量

4．7．1 开关式霍尔传感器测转速实验

4．7．2 磁电式转速传感器测速实验

4．7．3 光电转速传感器的转速测量实验

4．7．4 利用光电传感器控制电机转速实验

4．7．5 光纤传感器测速实验

4．7．6 电涡流传感器测速实验

4．8 气味、湿度参量测量

4．8．1 气敏传感器实验（三线制）

4．8．2 气敏传感器实验（四线制）

4．8．3 湿敏传感器实验

4．9 电子秤实验

4．9．1 霍尔传感器应用——电子秤实验

4．9．2 电涡流传感器的应用——电子秤实验

4．10 应变片粘贴及静态应力测试

4．11 动态应力测试

4．12 扭矩测量

5 机构认识与运动参数分析

5．1 机构现场教学实验

5．2 机构运动简图的测绘

5．3 插齿机机构运动简图测绘与分析

5．4 糖果包装机机构运动简图测绘与分析

5．5 渐开线齿轮范成原理实验

5．6 回转构件的静平衡实验

5．7 回转构件的动平衡实验

5．8 机构运动参数测定与分析

思考题

6 工程材料的组织性能分析

6．1 金相显微镜的使用及金相试样的制备

6．2 铁碳合金平衡组织观察

6．3 碳钢的热处理

6．4 金属材料硬度测试实验

6．5 碳钢热处理后的显微组织观察

7 几何量精度的测量

7．1 长度尺寸测量

7．1．1 用立式光学计测量塞规

7．1．2 用卧式测长仪测量孔径

7．2 形状和位置误差测量

7．2．1 直线度误差的测量

7．2．2 用圆度仪测量圆度误差

7．3 表面粗糙度测量

7．3．1 用光切显微镜测量表面粗糙度

7．3．2 用电动轮廓仪测量表面粗糙度

7．4 螺纹测量

7．5 齿轮测量

7．5．1 齿轮齿距偏差的测量

7．5．2 齿轮径向跳动的测量

7．5．3 齿轮径向综合偏差的测量

7．5．4 齿轮齿廓总偏差的测量

7．5．5 齿轮公法线长度的测量

思考题

8 现代测量

8．1 三维测量实验

8．2 非接触3-D图像测量实验

8．3 高精密圆度测量仪测量实验

思考题

9 机械结构认识和性能测试

9．1 零件测绘的方法和步骤

9．2 机械设计现场教学

9．3 带传动实验

9．4 螺栓组受力分析实验

9．5 封闭功率流式齿轮传动效率测定

9．6 开式传动效率测定

9．7 液体动压轴承试验

9．8 减速器性能与结构分析

9．9 轴系结构创意组合设计与分析

10 机构创新设计实验

10．1 机构创新设计的方法

10．2 平面机构创意组合设计实验

10．3 机构创意组合及运动参数分析实验

11 综合与提高实验

11．1 综合测量实验

11．2 自行车变速轴的拆装和结构分析

11．3 实验方法研究与分析实验

11．4 显微硬度测试实验

11．5 常用零件的选材、热处理和组织分析

11．6 用表面粗糙度测量仪测量表面粗糙度

11．7 机械系统创意组合及运动参数分析实验

11．8 机械系统性能研究与分析实验

思考题

参考文献2100433B

《机械基础实验教程（第2版）》由绪论、常用尺寸测量器具的认识、电测技术的基本知识、机械参数的测量、机构认识与运动参数分析、工程材料的组织性能分析、几何精度的测量、现代测量、机械结构认识和性能测试、机构创新设计实验、综合与提高实验等11章组成。

《机械基础实验教程（第2版）》在新的机械基础实验课程体系下，系统地介绍了机械基础类课程中的基本实验方法、内容、原理、目的、过程、操作与分析等。

《机械基础实验教程（第2版）》可作为高等院校机械类及非机械类的机械基础实验教材，也可供其他有关专业的师生和工程技术人员参考。