前言

本书以作者多年从事“材料力学”“机械原理”和“机械设计”等课程教学的实践经验和国外类似课程主流教材为基础，针对国内高校大量新设置的近机类专业的教学需求编写。

本书内容分为20章，包括绪论，材料的力学性能，拉(压)、剪切与扭转，梁的弯曲，应力状态与强度理论，平面机构的运动简图及自由度，平面连杆机构，凸轮机构与其他常用机构，机械调速与平衡，轮系与传动比，齿轮传动与蜗杆传动，带传动，链传动，螺纹连接与螺旋传动，键连接和其他连接，弹簧，轴，滑动轴承，滚动轴承，联轴器与离合器，其中标有*号的章节和习题为选讲内容和选做习题。可作为50~90学时的本科近机类专业“机械设计基础”课程的教材。

本书具有以下特色：

（1） 本书借鉴了国外相似教材的编排顺序，将应力分析的基础知识放在全书的前面，为未设置材料力学或工程力学的专业补充这些相关知识，同时也为学习后续的零件设计奠定基础。对已修过相关内容的读者，可在学完绪论之后，直接从第6章进入机械设计基础内容的学习。

（2） 为将多个设计内容有机联系起来，树立学生的整体设计观，本书在材料力学、机械原理和机械设计部分内容结束后，分别附上了综合例题，例题详解可通过扫描二维码查阅。

（3） 借助计算机技术，本书为教师提供了材料力学、机械原理、机械设计、机械设计基础电子试卷样本，这些电子试卷具有自动批改和统计成绩的功能，此外还具有题目形式多样化、可拓展等优点，是一种有潜力的考试方式。

（4） 另外，本书为学生提供了带、链、滚动轴承、螺栓和齿轮设计的电子表格，学生可以下载这些电子表格，在对应的栏目填入相应的数据，完成设计计算，这大大减轻了学生手算的工作量。

（5） 为了适应新专业的教改，本书对纸版教材中的部分教学内容，如平衡试验方法、齿轮啮合原理和加工方法、带传动功率数据等做了精简，并以电子资源的形式呈现，可通过扫描二维码选用。

（6） 除了在每章安排相应的习题外，本书还在各章后面附有测验试卷和部分习题课的课件电子资源，读者可通过扫描二维码下载使用。这些习题和试题也可以利用作者编写的“网上习题和试题自动批改系统”完成学生做题和自动批改，如有需求可联系作者。

本书由黄平、牛吉梅、梁顺可和王文萍担任主编，其中，黄平编写了第1、18~20章和电子资源，牛吉梅编写了第2~6章，王文萍编写了第7~11章，梁顺可编写了第12~17章，全书由黄平统稿。

由于编者的水平和时间有限，错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

作者

2025年5月

本书的编写出版可以适应目前不同专业面对整体教学改革的形式中传统课程少学时的需求，将工程力学与机械设计基础教学内容的融合，与国外机械设计基础课程教学体系接轨，知识覆盖面广，教学通用性强，为少学时非机类的学生提供了一本较完整的机械设计基础教材，也给予相关院校专业更多元化的教材选择和课程设计选择。

书包括材料力学、机械原理和机械设计三部分内容，共20章。书中首先介绍了拉压、扭转和弯曲应力分析，以及在机械设计中常见的复杂应力状态和常用的强度理论。然后，介绍了平面机构的运动简图和自由度计算；分析了平面连杆机构、凸轮机构等的运动规律；讨论了机械调速、平衡和轮系传动比计算的内容。最后讲述的机械设计内容包括常见的传动设计和通用零件设计。本书力求做到：结合计算机技术，为本科近机类专业的机械设计基础教学提供一套纸版精简、电子资源丰富的立体化教材。

黄平，男，教授、博士生导师，1982年获得华南理工大学学士学位，1984年获得西安交通大学硕士学位，1989年获得清华大学博士学位。曾在清华大学和华南理工大学工作，现在广州城市理工学院工作。2020年获全国先进工作者称号，2014年获全国教学名师称号，2011年获第六届全国教学名师奖。长期从事机械设计及理论的科研、教学、研究生培养工作。先后主持和参与国家、部委攻关及基金科研、教学项目科研项目25项。在国内外杂志、期刊会议上发表科研和教学论文300多篇，其中三大索引收录100多篇次。出版专著与教材10部。

目录

第一部分材 料 力 学

第1章绪论

1.1机械组成与机械设计要求

1.2课程的目的及步骤

1.3机械零件的失效形式及设计准则

1.4机械零件的常用材料及选用原则

习题

第2章材料的力学性能

2.1应力与应变

2.2材料的拉压实验

2.3材料的其他实验

2.4影响材料力学性能的因素

习题

第3章拉（压）、剪切与扭转

3.1拉（压）杆分析

3.2简单剪切与切应力互等定理

3.3薄壁圆筒扭转与剪切胡克定律

3.4圆轴扭转

习题

第4章梁的弯曲

4.1梁的支承

4.2梁的剪力与弯矩

4.3纯弯曲梁的应力

4.4梁的弯曲变形

习题

第5章应力状态与强度理论

5.1应力状态

5.2强度设计准则与强度理论

习题

材料力学综合例题： 剪式千斤顶设计

第二部分机 械 原 理

第6章平面机构的运动简图及自由度

6.1运动副

6.2平面机构的运动简图

6.3平面机构的自由度

习题

第7章平面连杆机构

7.1铰链四杆机构的基本形式和特性

7.2铰链四杆机构的演化

7.3平面四杆机构的设计

习题

第8章凸轮机构与其他常用机构

8.1凸轮机构的应用与分类

8.2常用从动件的运动规律

8.3盘形凸轮轮廓设计

8.4凸轮机构基本尺寸的确定

8.5其他常用机构

习题

第9章机械调速与平衡

9.1机械速度波动与调节

9.2回转件的平衡

习题

第10章轮系与传动比

10.1轮系及其分类

10.2轮系传动比的计算

习题

机械原理综合例题： 杠杆式送料装置设计

第三部分机 械 设 计

第11章齿轮传动与蜗杆传动

11.1齿轮传动的类型及其特点

11.2渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸

11.3标准直齿圆柱齿轮传动强度的计算

11.4斜齿圆柱齿轮传动

11.5直齿圆锥齿轮传动

11.6齿轮结构设计与润滑

11.7蜗杆传动

习题

第12章带传动

12.1带传动概述

12.2带传动的工作分析

12.3普通V带传动设计

12.4V带轮的结构与尺寸

12.5带传动的张紧装置及维护

12.6同步带传动简介

习题

第13章链传动

13.1链传动概述

13.2链传动工作情况分析

13.3滚子链传动设计

13.4链传动的布置与润滑

习题

第14章螺纹连接与螺旋传动

14.1螺纹形成原理、类型及其主要参数

14.2螺旋副受力分析

14.3螺纹连接

14.4螺旋传动*

习题

第15章键连接和其他连接

15.1键连接

15.2其他连接

习题

第16章弹簧*

16.1弹簧的类型及其主要参数

16.2圆柱螺旋弹簧

16.3常用弹簧材料

习题

第17章轴

17.1轴的类型与材料

17.2轴的结构设计

17.3轴的强度计算

17.4轴的刚度计算

17.5轴的临界转速

习题

第18章滑动轴承

18.1滑动轴承的类型与结构

18.2滑动轴承的材料与润滑

18.3非液体摩擦滑动轴承设计

18.4液体摩擦滑动轴承简介

习题

第19章滚动轴承

19.1滚动轴承的结构与类型

19.2滚动轴承设计

19.3滚动轴承组合设计与润滑

19.4密封

习题

第20章联轴器与离合器

20.1联轴器

20.2离合器

习题

机械设计综合例题： 单级齿轮减速器设计

参考文献