本書共分兩篇,第一篇為工程力學基礎,第二篇為機械設計基礎。第一篇中的4章分別為工程力學的基本概念,構件與產品的靜力分析,構件與產品的強度分析,構件的剛度、壓桿穩定和動載荷問題。第二篇中的5章分別為機械設計概述,機械零件基礎,常用機構,機械傳動基礎,產品結構的圖例與剖析。本書的特點是:①盡量以日用工業品取代機械生產設備作為講解的示例和作業分析的對象;②將第二篇各章的作業盡量由“抄書答題”改為解剖分析產品實物,使學生在實踐中學得活、學得牢。附錄機械設計基礎綜合作業內有三種類型近80個大作業題,涉及百種以上的日用產品,學生可任選一個題目,通過自我鉆研來有效地鞏固和加深對課程的學習掌握。
本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,主要適用于設計類專業本科的工程力學和機械設計基礎兩門課程,也可供其他非機類專業選用。為方便教學,本書配有電子課件,其中含有供教師參考使用的習題解答。具體聯系方式見書后的《讀者信息反饋表》。
《工業設計機械基礎》為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,主要適用于設計類專業本科的工程力學和機械設計基礎兩門課程,也可供其他非機類專業選用。為方便教學,《工業設計機械基礎》配有電子課件,其中含有供教師參考使用的習題解答。具體聯系方式見書后的《讀者信息反饋表》。
本書于2002年7月發行第1版,至2007年8月第4次印刷,累計印刷14000冊。由于當時交稿的時限較為緊迫,第1版在不少方面未能達到既定的編寫要求,這一直是編者的一個心結。2006年本書入選為教育部“普通高等教育‘十一五’國家級規劃教材”,這才得到機會進行期待已久的修訂。本次修訂繼續秉承“適專業、寬而淺、重實例、重應用”的原則,但改寫的篇幅較多,對比第1版,主要有以下方面的改進:
1、盡量采用日用工業品作為講解的示例和作業分析的對象。因為日用品比機械生產設備更貼近學生生活,看得見、摸得著、容易懂,也更符合設計專業及其他非機類專業的工作實際。
2、加大了第二篇各章中實踐性作業的比例,通過作業引導學生去觀察實物、分析實物、動手拆裝產品實物,擺脫“抄書答題”的桎梏,使學生在結合實際中學得更加靈活、牢靠和有趣。附錄機械設計基礎綜合作業是本書的特色所在,內有三種類型近80個大作業題,涉及百種以上的日用產品,學生可任選一個題目,通過自我鉆研來有效地鞏固和加深對課程的學習掌握。
3、改正了第1版中的一些差錯,削減了部分較深的內容和較難的作業題。
4、制作配套的電子課件,以便利任課教師的課堂教學。課件中還附有習題解答,給出了書中所有計算題的解題步驟和答案,這也是為減輕教師的工作負擔而提供的。
第2版前言
第1版前言
第一篇 工程力學基礎
第一章 工程力學的基本概念
第一節 工程力學與工業設計
第二節 工程力學的研究對象與基本內容
第三節 工程力學的基本概念
第四節 靜力學公理
第五節 約束與約束反力
第六節 分離體與受力圖
習題與作業
第二章 構件與產品的靜力分析
第一節 平面力系的簡化與合成
第二節 平面力系平衡問題的求解
第三節 空間力系簡介超靜定的概念
第四節 物體的重心和平面圖形的形心
第五節 摩擦與摩擦力
第六節 功與功率
習題與作業
第三章 構件與產品的強度分析
第一節 材料力學的研究目的桿件的基本變形形式
第二節 內力、應力與應變
第三節 材料在拉伸和壓縮時的力學性能
第四節 拉壓桿的強度
第五節 剪切和擠壓強度
第六節 圓軸抗扭強度
第七節 梁的抗彎強度(一)
第八節 梁的抗彎強度(二)
第九節 組合變形強度問題簡介
習題與作業
第四章 構件的剛度、壓桿穩定和動載荷問題
第一節 構件的變形與剛度
第二節 壓桿的穩定性
第三節 動載荷與動應力
第四節 應力集中現象和裂紋問題
第五節 交變應力與疲勞強度簡介
習題與作業
第一篇《工程力學基礎》篇后語
設計專業的學生怎樣解讀力學公式——從張飛的虎須談起
第二篇 機械設計基礎
第五章 機械設計概述
第一節 機械結構在設計中的地位
第二節 機械設計的基本要求和一般程序
第三節 機械結構的常用材料及其選用原則
第四節 零件結構的工藝性和造型因素
習題與作業
第六章 機械零件基礎
第一節 聯接
第二節 軸與聯軸器
第三節 軸承
第四節 彈簧
習題與作業
第七章 常用機構
第一節 運動副、機構與機構運動簡圖
第二節 平面連桿機構
第三節 凸輪機構和螺旋機構
第四節 間歇運動機構
第五節 機構的擴展與組合
習題與作業
第八章 機械傳動基礎
第一節 帶傳動
第二節 鏈傳動
第三節 齒輪傳動
第四節 輪系與減速器
第五節 液壓傳動簡介
參考資料常用機械傳動形式的性能對比
習題與作業
第九章 產品結構的圖例與剖析
第一節 日用品
第二節 靈巧、便捷機構
第三節 燈具與家具
第四節 電動工具與家用電器
第五節 整機的結構與組合
第六節 機箱機殼與機架機座
附錄 機械設計基礎綜合作業
附錄A 第一類綜合作業撰寫產品結構的分析報告
附錄B 第二類綜合作業繪制產品結構圖
附錄C 第三類綜合作業制作產品機構的可動模型
參考文獻
工程力學對產品設計有什么用?這是學習本課程的學生都想了解的問題。簡要的回答是:第一,任何產品都必須穩定或能按預定要求運動;第二,任何產品都應該牢固,正常使用中不會損壞。要正確處理這兩方面的問題,都離不開基礎的工程力學知識。
上述兩個方面中,前者屬于靜力學或動力學的范圍,后者屬于材料力學的范圍。下面通過一些貼近工業設計的產品實例,來初步說明上面的論點。
1、產品設計與靜力學、動力學
圖l-la是20世紀20年代包豪斯學校教師布勞耶(Marcen Breuer)設計的鋼管椅,它開啟了采用鋼管制作家具的新潮流。人坐在鋼管椅上難免左搖右擺、前傾后仰,為了安全,要求椅子能維持穩定不致傾倒,那么在地面上支撐椅子的那段“n”形鋼管,其橫寬和縱深至少應該多大?-這就是一個靜力學問題。
對于搖椅(圖l-lb)、嬰兒搖椅(圖l-lc)、酒吧里比較高的吧椅(圖1-1d)、嬰兒高椅(圖l-le)等產品,確保就坐者安全的問題顯然更加突出。
椅子是簡單產品,椅子的各部分之間一般是固定不動的。另有不少產品,使用中有些部件會發生運動,從而使整個產品的重心產生移動,分析這類產品在工作中不致翻轉傾倒的問題,還需要考慮部件移動中的極端狀態。