作者：徐咏良
出版社：人民邮电出版社有限公司
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
汽车机械基础(第2版)(附微课视频)试读：
职业教育汽车专业微课版创新教材汽车机械基础第2版︱附微课视频徐咏良 主编曾小山 黎宴林 陈淑玲 张胜 傅雄 副主编黄存足 主审人民邮电出版社北京图书在版编目（CIP）数据
汽车机械基础：附微课视频 / 徐咏良主编.--2版.--北京：人民邮电出版社，2017.8
职业教育汽车专业微课版创新教材
ISBN 978-7-115-45929-9
Ⅰ.①汽… Ⅱ.①徐… Ⅲ.①汽车-机械学-职业教育-教材 Ⅳ.①U463
中国版本图书馆CIP数据核字（2017）第135403号◆主 编 徐咏良◆副 主 编 曾小山 黎宴林 陈淑玲 张胜 傅雄主 审 黄存足责任编辑 刘盛平责任印制 焦志炜◆ 人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn网址 http://www.ptpress.com.cn三河市海波印务有限公司印刷◆ 开本：787×1092 1/16印张：12.25 2017年8月第2版字数：302千字 2017年8月河北第1次印刷定价：35.00元读者服务热线：(010)81055256 印装质量热线：(010)81055316反盗版热线：(010)81055315广告经营许可证：京东工商广登字20170147号内容提要
本书是根据职业院校和技工院校汽车类相关专业的教学实际，并结合汽车领域的职业要求而编写的。全书共8个模块，大致包含三大部分：模块一、模块二为力学基础，主要介绍理论力学和材料力学的基础知识；模块三至模块七为机械基础内容，主要介绍汽车常用的零件结构、传动机构和连接方式；模块八为液压与气压传动，主要介绍液压与气压传动基本知识和汽车部件中液压、气压两类传动的应用。每个模块后均附有练习题，可帮助学生系统、全面地掌握各模块所介绍的内容及重点。
本书既可作为各类职业院校和技工院校汽车类相关专业机械基础课程的教材，也可作为汽车维修专业技术人员的参考、学习和培训用书。第2版前言
本书是根据职业院校和技工院校汽车专业的培养目标要求，以培养学生对汽车零件结构、传动部件的认知能力，训练学生严谨求实、一丝不苟的学习态度为指导思想，按照学生学习能力的渐进规律进行编写的，具有较好的实用性和合理性。本书合理地把汽车零件结构和传动部件的知识与传统机械基础的知识结合起来，是为汽车类相关专业学生量身编写的，具有鲜明的针对性和专业性。
本次修订尽量保持本书第1版的特色，修正了第1版中存在的错误和不足，并体现“互联网+教育”的特色，在本书的重要知识点处嵌入带动画、视频的二维码，读者可通过手机等移动终端扫描书中的二维码观看学习。
本书章节编排合理，思路清晰，重点突出，符合专业培养要求。配套练习题数量适中，重点突出。
本书各模块的参考学时如下表，任课教师可根据自己学校的实际教学情况取舍教学内容。学时分配表
本书由徐咏良任主编，曾小山、黎宴林、陈淑玲、张胜和傅雄任副主编，黄存足主审。其中，徐咏良编写了模块一和模块二，并完成了全书的统稿工作；黎宴林编写了模块三和模块四；张胜编写了模块五；曾小山编写了模块六；傅雄编写了模块七和各模块练习题内容；陈淑玲编写了模块八，并对书中的插图做了处理工作。编者2017年3月模块一 理论力学课题一 静力分析基础一、基本概念1.力的概念
力是物体间的相互机械作用。力不能脱离物体而存在，例如，用气锤锻打工件，气锤和工件间有了相互作用，工件的形状和尺寸发生了改变。如图1-1所示，小球O受到本身重力G作用（作用于球心，铅直向下），有向下运动的趋势，绳索和斜面都限制了小球的运动，对小球都有力的作用。图1-1 匀质球
力对物体的作用效果是由力的大小、方向和作用点所决定的，称为力的三要素。力的三要素中，如果有一个要素发生变化，力对物体的作用效果也将发生变化。
力是一个既有大小又有方向的量，所以力是矢量。为了直观地表示物体的受力情况，可以用一根带箭头的线段表示一个力。如图1-2所示，线段AB长度按一定比例代表力的大小，线段的方位和箭头表示力的方向，其起点或终点表示力的作用点，此线段的延伸称为力的作用线。用黑斜体字母F代表力矢，并以同一字母的白斜体字F代表该矢量的大小。力的国际制单位是牛顿或千牛顿，其符号分别为N和kN。图1-2 力的图示2.刚体的概念
所谓刚体是指在受力状态下保持其几何形状和尺寸不变的物体。显然，这是一个理想化的模型，实际上并不存在这样的物体。但是，工程实际中的机械零件和结构构件，在正常工作情况下所产生的变形，一般都是非常微小的。这样微小的变形对于研究物体外效应的影响极小，是可以忽略不计的。当然，在研究物体的变形问题时，就不能把物体看作是刚体，否则会导致错误的结果，甚至无法进行研究。3.平衡的概念
如果一个刚体受到几个力的作用而处于静止或匀速直线运动状态，那么称这个物体处于平衡状态。例如，图1-1所示的匀质球受到重力、绳索的拉力、斜面的支持力3个力的作用而保持静止状态，即处于平衡状态。事实上，任何物体皆处于永恒的运动中，即运动是绝对的、无条件的。例如，在地面上看起来是静止的房屋，实际上仍随着地球的自转和公转而运动。因此，一般来说静止或平衡总是相对地球而言的。二、静力学公理
静力学公理是人类经过长期经验积累和实践验证总结出来的最基本的力学规律，是静力学的基础。1.公理一：二力平衡公理
在两个力作用下处于平衡状态的构件称为二力构件，如图1-3所示。当构件呈杆状时，则称为二力杆。二力构件的受力特点：所受的两力必然是等值、反向和共线的。图1-3 二力平衡
在工程实际中，一些构件的自重和它所承受的载荷比较起来很小，可以忽略不计。在图1-4所示的支架中，如不计自重，杆AB就是一个二力杆，在A、B两端所受的力必等值、反向，作用线为沿两力作用点的连线。图1-4 铰链支架
图1-5所示为三铰拱中AB部分的受力情况。当车辆不在该部分上且不计自重时，它只可能通过A、B两点受力，是一个二力构件，故A、B两点的作用力必沿AB连线的方向。图1-5 二力构件2.公理二：加减平衡力系公理
在刚体的原有力系中，加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。
这一公理的正确性是显而易见的，因为一个平衡力系是不会改变物体的原有状态的。这公理常被用来简化某一已知力系。依据这一公理，可以得出一个重要推论。
力的可传性原理——作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变原力对刚体的作用效应。例如，在图1-6中，在车后点A处加一水平力推车，与在车前点B处加一水平力拉车，其效果是一样的。图1-6 力的可传性
应当指出，力的可传性原理只适用于刚体，对变形体不适用。3.公理三：力的平行四边形法则
作用于物体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线所确定，即合力矢等于这两个分力矢的矢量和，如图1-7所示。其矢量表达式为F=F+F （1-1）R12图1-7 力的平行四边形法则
从图1-7可以看出，在求合力时，实际上只须作出力的平行四边形的一半，即一个三角形就行了。为了使图形清晰起见，通常把这个三角形画在力所作用的物体之外，如图1-8所示。其方法是自任意点O先画出一力矢F，然后再由F的终点画另一力矢F，最后由点O至112力矢F的终点作一矢量F，它就代表F、F的合力。合力的作用点2R12仍为汇交点O。这种作图方法称为力的三角形法则。在作力三角形时，必须遵循这样一个原则，即分力力矢首尾相接，但次序可变，合力力矢与最后分力箭头相接。此外还应注意，力三角形只表示力的大小和方向，而不表示力的作用点或作用线。图1-8 力的三角形法则
力的平行四边形法则总结了最简单的力系简化规律，它是较复杂力系合成的主要依据。
力的分解是力的合成的逆运算，因此也是按平行四边形法则来进行的，但为不定解。在工程实际中，通常将力分解为方向互相垂直的两个分力。例如，在进行直齿圆柱齿轮的受力分析时，常将齿面的法向正压力F分解为推动齿轮旋转的即沿齿轮分度圆圆周切线方向的分n力——圆周力F和指向轴心的压力——径向力F，如图1-9所示。若tr已知F与分度圆圆周切向所夹的压力角为α，则有nF=Fcosα F=Fsinα （1-2）tnrn图1-9 力的分解
运用公理二、公理三可以得到下面的推论。
物体受3个力作用而平衡时，此3个力的作用线必汇交于一点。此推论称为三力平衡汇交定理。读者可自行证明。4.公理四：作用与反作用公理
两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反、作用线相同，并分别作用于这两个物体。
这个公理概括了自然界物体相互作用的关系，表明了作用力和反作用力总是成对出现的。
必须强调指出，作用力和反作用力是分别作用于两个不同的物体上的。因此，决不能认为这两个力相互平衡，这与两力平衡公理中的两个力有着本质上的区别。三、常见约束类型及其约束反力
对物体运动起阻碍作用的周围物体，称为约束。而这个受到约束的物体称为被约束物体。如图1-10（a）所示，小球受到绳索和斜面的限制不能下落，绳索和斜面分别构成了对小球的约束。图1-10 柔体约束
物体所受的力一般可分为主动力和约束反力。能够促使物体产生运动或运动趋势的力称为主动力。主动力有重力或一些作用载荷，通常是已知的。当物体沿某一方向的运动受到约束限制时，约束必然对该物体有力的作用，这种力称为约束反作用力，简称约束反力。约束反力的方向与它所限制物体的运动或运动趋势的方向相反，是一个未知力。1.柔体约束
由绳索、链条、传动带等形成的约束称为柔体约束。这类约束只能承受拉力，不能承受压力。其约束反力作用于连接点，方向沿着绳索而背离物体，如图1-10（b）所示。2.光滑面约束
当两物体直接接触，并可忽略接触处的摩擦时，约束只能限制物体在接触点沿接触面的公法线方向的运动，不能限制物体沿接触面切线方向的运动，故约束反力必过接触点沿接触面法向指向被约束体，简称法向压力，通常用F表示。图1-11（a）、（b）所示分别为光滑N曲面对刚体球的约束和齿轮传动机构中齿轮轮齿的约束。图1-11 光滑面约束（1）
图1-12所示为直杆与方槽在A、B、C三点接触，3处的约束反力沿二者接触点的公法线方向作用。图1-12 光滑面约束（2）3.铰链约束
铰链是工程上常见的一种约束。它是在两个钻有圆孔的构件之间采用圆柱定位销所形成的连接，如图1-13所示。门所用的合页、铡刀与刀架、起重机的动臂与机座的连接等都是常见的铰链连接。图1-13 光滑铰链约束
一般认为销钉与构件光滑接触，所以这也是一种光滑表面约束，约束反力应通过接触点K沿公法线方向（通过销钉中心）指向构件，如图1-14（a）所示。但实际上很难确定点K的位置，因此反力F的N方向无法确定。所以，这种约束反力通常是用两个通过铰链中心的大小和方向未知的正交分力F、F来表示，两分力的指向可以任意设定，xy如图1-14（b）所示。图1-14 约束反力
这种约束在工程上应用广泛，可分为以下3种类型。（1）固定铰支座。这种约束常用于将构件和基础连接，如桥梁的一端与桥墩连接，如图1-15（a）所示，图1-15（b）所示为这种约束的简图。图1-15 固定铰支座（2）中间铰链。用来连接两个可以相对转动但不能移动的构件，如曲柄连杆机构中曲柄与连杆、连杆与滑块的连接。通常在两个构件连接处用一个小圆圈表示铰链，如图1-16（c）所示。图1-16 中间铰链（3）滚动铰支座。在桥梁、屋架等结构中，除了使用固定铰支座外，还常使用一种放在几个圆柱形滚子上的铰链支座，这种支座称为滚动铰支座，也称为辊轴支座，它的构造如图1-17所示。由于辊轴的作用，被支撑构件可沿支撑面的切线方向移动，故其约束反力的方向只能在滚子与地面接触面的公法线方向。图1-17 滚动铰支座4.轴承约束
轴承约束是工程中常见的支撑形式，它的约束反力的分析方法与铰链约束相同。（1）支撑传动轴的向心轴承也是一种固定铰支座约束，其力学符号如图1-18（b）所示。图1-18 轴承约束（2）推力轴承约束，除了与向心轴承一样具有作用线不定的径向约束力外［见图1-19（a）］，由于限制了轴的轴向运动，因而还有沿轴线方向的约束反力［见图1-19（b）］。其力学符号如图1-19（c）所示。图1-19 推力轴承约束5.固定端约束
物体的一部分嵌入另一物体所构成的约束，称为固定端约束。例如，车床刀架上的刀具［见图1-20（a）］、卡盘上的工件［见图1-20（b）］等都属于这种约束。图1-20 固定端约束
固定端约束的构件可以用一端插入刚体内的悬臂梁来表示［见图1-21（a）］。这种约束限制物体沿任何方向的移动和转动，其约束作用包括限制移动的两个正交约束反力F、F和限制转动的约束反AxAy力偶M［见图1-21（c）］。A图1-21 固定端约束反力四、受力图物体的受力分析和受力图
在对物体进行受力分析时，为了清楚地表示物体的受力情况，需将研究对象从周围的物体中分离出来，即解除全部约束，成为分离体。为了使分离体的受力情况与原来的受力情况一致，必须在分离体上画出所有主动力，在解除约束的地方画出相应的约束反力。这样所得到的画有分离体及其全部主动力和约束反力的简图称为受力图。
受力图是解决工程力学问题的关键，掌握画受力图对于静力分析非常重要。下面举例说明受力图的画法。
例1-1 重力为G的均质圆球O，由杆AB、绳索BC与墙壁来支持，如图1-22（a）所示。各处的摩擦与杆重不计，试分别画出球O和杆AB的受力图。图1-22 受力图画法实例一
解：（1）以球为研究对象。
① 解除杆和墙的约束，画出其分离体图。
② 画出主动力：球受重力G。
③ 画出全部约束反力：杆对球的约束反力F和墙对球的约束反ND力F（D、E两处均为光滑面约束）。球O的受力图如图1-22（b）所NE示。（2）以AB杆为研究对象。
① 解除绳子C、球O和固定铰支座A的约束，画出其分离体图。
② A处为固定铰支座约束，画上约束反力F、F。AxAy
③ B处受绳索约束，画上拉力F。TB
④ D处为光滑面约束，画上法向反力，它与F是作用与反ND作用的关系。AB杆的受力图如图1-22（c）所示。
例1-2 图1-23（a）所示的结构由杆AC、CD与滑轮B铰接组成。物重G，用绳子将其挂在滑轮上。杆、滑轮及绳子的自重不计，并忽略各处的摩擦。试分别画出滑轮B、重物、杆AC、CD及整体的受力图。图1-23 受力图画法实例二
解：（1）以滑轮及绳索为研究对象。解除B、E、H三处约束，画出其分离体图。在B处为光滑铰链约束，画出销钉对轮孔的约束反力F、F。在E、H处有绳索的拉力F、F。其受力图如图1-23（b）BxByTETH所示。（2）以重物为研究对象。解除H处约束，画出其分离体图。画出主动力重力G。在H处还有绳索的拉力，它与F是作用与反作用TH的关系。其受力图如图1-23（c）所示。（3）以二力杆CD为研究对象（在系统问题中，先找出二力杆将有助于确定某些未知力的方位），画出其分离体图。由于CD杆受拉（当受力指向不明时，可先假设一方向），在C、D处画上拉力F与F，CD且F=−F。其受力图如图1-23（d）所示。CD（4）以AC杆为研究对象。解除A、B、C三处约束，画出其分离体图。在A处为固定铰支座，故画上约束反力F、F。在B处画上AxAy、，它们分别与F、F互为作用力与反作用力。在C处画上，BxBy它与F是作用与反作用的关系，即=−F。其受力图如图1-23（e）CC所示。（5）以整体为研究对象。解除A、E、D处的约束，画出其分离体图。画出主动力重力G，画出约束反力F、F，画出约束反力F、AxAyDF，其受力图如图1-23（f）所示。TE
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]