《高職高專機電類工學結合模式教材:機械設計基礎》以作者與東北輕合金有限責任公司合作研發的、獲得國家專利的物料翻轉機為載體,把傳統教材中多門課程的知識點圍繞物料翻轉機器設計進行解構,以工作過程為導向重構,按照產品開發設計程序研發設計內容,全書共分為十二章:機械設計概述、平面機構的結構分析、平面連桿機構、基礎力學分析、凸輪機構、帶傳動、齒輪傳動、齒輪系、聯接、軸承、軸、機電設備隨機技術文件的編制。
《高職高專機電類工學結合模式教材:機械設計基礎》突出實用性、應用性、職業性和現代性,既可作為高職高專相關專業教材,也可供成人高校、本科院校的二級職業技術學院、民辦高校及相關工程技術人員使用。
本書從國家教育規劃綱要機械工程類各專業學生將來所必須具備的綜合職業能力出發,按高端技能型人才培養目標需求,以“基于工作過程課程體系開發”理論為指導,是基于工作過程系統化課程開發的特色教材。
機械設計基礎課程也是培養學生獲取具有普適性的可持續發展能力的抽象工作過程。本書作者突出了以職業能力培養為重點,與東北輕合金有限責任公司等企業合作,進行了基于工作過程系統化的課程開發與設計。
本書應用先進教學方法和教學理論,優化和整合教學內容,以真實的工廠自動生產線工作任務為載體——創新設計并制造了物料翻轉機。
本書按照產品開發設計程序編寫,使學生根據機器設計任務書要求,熟悉從產品研發到技術文件編制的設計流程,并熟練查閱和使用各種機械設計工具書和資料。物料翻轉機的復雜性高于生產實際使用的機器,它更適合于教學,最大限度地涵蓋了學生實際工作中涉及的各種典型機構和軸承選擇等完整機器設計的全過程。
全書共分為十二章,把傳統教材中機械原理、機械零件、理論力學和材料力學等多門課程的知識點圍繞物料翻轉機器設計進行解構,以工作過程為導向重構,形成符合學生職業成長規律和認知規律的課程,按照產品開發設計程序研發機器,充分體現職業教育的職業性、實踐性和開放性。
本書由李梅、盧鐵鋼主編,由康國初教授主審。李梅、盧鐵鋼負責課程總體構架和載體實施。李梅負責編寫緒論和第12章,盧鐵鋼負責編寫第1章、第6章、第10章、第11章和附錄,宋奇慧負責編寫第7章和第8章,王彤負責編寫第2章、第3章和第9章,李敏負責編寫第5章,蘇微負責編寫第4章。參與本書編寫的還有黑龍江農業工程職業學院許光池、曹克剛,以及東北輕合金有限責任公司王艷春高級工程師。
本書的編寫也是課程改革的探索,加之編者水平有限,編寫時間倉促,書中難免有錯誤和不當之處,真誠希望廣大讀者批評指正。
編者
2013年1月
緒論
0.1.1 機械設計初步
0.1.2 本課程的性質和基本要求
0.1.3 本課程的特點和學習方法
第1章 機械設計概述
1.1 機械設計一般程序
1.1.1 機械設計一般程序簡介
1.1.2 機械零件的載荷和應力
1.1.3 機械零件的工作能力及設計準則
1.2 材料的選擇及結構工藝性
1.2.1 材料選擇
1.2.2 結構工藝性
思考題
第2章 平面機構的結構分析
2.1 機構的組成
2.1.1 基本概念
2.1.2 運動副及其分類
2.2 平面機構的運動簡圖
2.2.1 一般構件的表示法
2.2.2 機構運動簡圖的繪制
2.3 平面機構的自由度
2.3.1 平面機構自由度計算公式及機構具有確定運動的條件
2.3.2 計算平面機構自由度應注意的特殊情況
章節知識點提示
思考題
習題
第3章 平面連桿機構
3.1 平面四桿機構及其應用機械設計基礎
3.1.1 鉸鏈四桿機構的形式
3.1.2 鉸鏈四桿機構形式判別
3.1.3 含一個移動副的四桿機構
3.2 平面四桿機構的基本特性
3.2.1 急回特性
3.2.2 傳力特性
3.2.3 死點位置
3.3 平面四桿機構的尺度綜合
3.3.1 按照連桿的預定位置進行尺度綜合
3.3.2 按照給定的兩連架桿的對應位置進行尺度綜合
3.3.3 按照行程速度系數進行尺度綜合
3.4 構件和運動副的結構
3.4.1 構件的結構
3.4.2 運動副的結構
3.5 間歇運動機構概述
3.5.1 棘輪機構
3.5.2 槽輪機構
章節知識點提示
思考題
習題
第4章 基礎力學分析
4.1 靜力學基礎
4.1.1 靜力學基本概念
4.1.2 靜力學公理
4.1.3 力的投影與分解
4.2 力矩與力偶
4.2.1 力矩
4.2.2 合力矩定理
4.2.3 力偶及其性質
4.2.4 平面力偶系的合成與平衡
4.3 受力分析
4.3.1 約束與約束力
4.3.2 約束類型
4.3.3 受力分析與受力圖
4.4 力系的平衡
4.4.1 平面匯交力系
4.4.2 平面匯交力系的平衡方程和解題步驟
4.5 平面一般力系
4.5.1 引言
4.5.2 平面一般力系向一點簡化
4.5.3 平面一般力系的平衡條件與平衡方程
4.5.4 物系平衡和機械的靜力計算
4.6 空間力系簡介
4.6.1 空間力系
4.6.2 空間力系的平衡條件與平衡方程
章節知識點提示
思考題
習題
第5章 凸輪機構
5.1 概述
5.1.1 凸輪機構的應用和分類
5.1.2 凸輪和滾子的材料
5.1.3 凸輪的結構與安裝
5.2 凸輪機構特性分析
5.2.1 凸輪機構的運動分析
5.2.2 從動件的常用運動規律
5.2.3 凸輪機構的壓力角與基圓半徑的關系
5.3 凸輪機構的尺度綜合方法
章節知識點提示
思考題
習題
第6章 帶傳動
6.1 帶傳動概述
6.1.1 帶傳動的特點
6.1.2 帶傳動的主要類型與應用
6.2 V帶結構
6.3 V帶傳動的工作能力分析
6.3.1 帶傳動的受力分析
6.3.2 帶傳動的變形與應力分析
6.3.3 帶傳動的運動分析
6.3.4 帶傳動的設計準則
6.3.5 單根V帶的基本額定功率
6.4 V帶傳動的設計計算
6.4.1 V帶設計步驟和計算方法
6.4.2 V帶輪的設計
……
第7章 齒輪傳動
第8章 齒輪系
第9章 聯接
第10章 軸承
第11章 軸
第12章 機電設備隨機技術文件的編制