本書依據教育部《高等職業學校機械制造與自動化專業教學標準》及《高職高專教育機械設計基礎教學基本要求》，將工程力學、機械原理、機械零件等內容融合，進行基于工作過程系統化的課程設計，建立以分析設計機構、零件為項目和任務，使學生掌握機構和通用零部件的設計選用方法，突出培養機械分析設計職業能力及創新思維。本書采用大量實際圖片，并配有配套內容，包括習題庫、電子課件、電子教案、案例庫、習題庫、測試題庫、企業案例、學習指導等，實現教材立體化。本書可作為高職高專機械制造與自動化、模具設計與制造、數控技術等機電類專業學生的教材使用，也可作為企業技術人員的參考書。
近年來, 隨著高職教育內涵建設和教學改革的不斷深入, 高職教育的課程改革也在不斷深入進行, 并取得了一定的成果。 依據機械制造人才培養需要, 以工作任務或實際產品為載體, 以校企雙方參與課程開發與實施為主要途徑, 以學生為主體, 以教師為主導, 以培養學生職業道德、 綜合職業能力及創新創業能力為重點, 進行課程改革與建設。 另外, 隨著“互聯網+教育” 的發展, 帶來了互聯網思維與高職教材建設的緊密融合, 二維碼技術已應用于高職教材中。 本教材體現 “互聯網+教育” 背景下的高職教材建設特色, 在相應知識點處設置了二維碼, 讀者通過掃描二維碼就能方便地獲取所需了解的延展內容, 包括動畫、 視頻等, 還可以掃描二維碼直接進入課程網站的資源共享平臺, 進行網絡課堂學習。
高職教材是教學資源建設的重要組成部分, 更是能否體現高職教育特色的關鍵, 為此編者結合多年課程改革實踐, 編寫了這本工學結合的特色教材, 由機械工業出版社出版, 展示課程改革成果, 體現 “互聯網+教育” 背景下的教材建設特色, 為更好地推進高職教材建設做出積極貢獻。
本教材的創新和特色是:1. 校企合作, 以學生為主體的教材編寫理念建立校企合作的教材開發隊伍, 按照機械制造類專業職業崗位群的工作過程和技能要求, 與企業技術人員共同制訂課程標準, 共同編寫教材。 通過完成相應的學習任務實現學生機械設計職業能力和創新思維的培養, 學習的內容就是工作的內容, 實現學校和企業緊密結合。
2. 基于工作過程導向的教材內容和創新編寫模式按照機械設計工作過程要求, 以機械行業典型機器 “壓力機” 為載體, 包括機構的設計與選用、 傳動零部件的設計與選用、 軸系零部件的設計與選用、 常用聯接件的設計與選用、 機械系統方案設計等 5 個學習項目。 將機械產品設計師職業資格取證的內容融入教材,便于學生考取機械產品設計師職業資格證書, 體現高職教育特色。
按照機械類專業職業崗位群的工作任務要求和技能要求, 按照任務驅動教學模式編寫教材, 每一任務按照學習目標、 任務描述、 任務分析、 相關知識、 任務實施、 實踐中常見問題解析、 小結、 習題與訓練的順序來進行, 使教材體現高職教育的特色。
3. 創新教材表現形式, 實現教材立體化本教材圖文并茂, 直觀易懂, 學有所樂。 在工作過程知識模塊中, 采用直觀性強的結構圖、 實物照片、 工程圖、 原理圖和一目了然的匯總表格、 真實的技能操作, 使學生在學習過程中易于理解和接受, 激發學生主動學習的積極性和創新精神。 本教材配有教學資源包, 包Ⅳ括制作精良的與課程學習密切相關的電子課件、 電子教案、 圖片庫、 動畫庫、 視頻庫、 案例庫、 習題庫、 試卷庫、 設計資料、 學習指導等, 充分發揮網絡教學資源指導學生學習的作用和優勢。
4. 應用二維碼技術, 體現 “互聯網+課堂” 特色應用二維碼技術, 將課程的相關動畫、 視頻利用二維碼嵌入到教材中, 讀者只要掃一掃印刷在教材中的二維碼, 即可看到課程有關的機械原理和機械設計動畫、 視頻及微課, 直觀地、 隨時隨地地學習課程內容, 聆聽教師面對面講授創新思維課程, 實現 “無縫學習”。
5. 融入近年來機械設計與制造新技術、 新工藝、 新方法、 新材料本教材融入了當前國內外機械設計的新理論、 新方法、 新工藝、 新結構、 新技術; 融入了創新設計、 綠色設計、 和諧設計與系統化設計的內容; 貫徹和采用最新技術標準, 設計實例采用手冊化、 表格化的設計流程。
6. 適應面寬, 適用性強考慮到高職高專多層次教學的需要, 《機械設計基礎》 教材在編寫過程中盡力做到知識面和內容深度兼顧, 使其有較廣的適應性。 本教材既可以用于 “二合一” (機械原理和機械零件, 項目 1 可作為擇需選用的內容) 內容的教學, 也可以用于 “四合一” (靜力學、 材料力學、 機械原理和機械零件) 內容的教學。
本教材以機械分析設計能力與創新思維的培養為主線, 選取機械類專業典型機器 “壓力機” 為教學實施載體, 包括機構的設計與選用、 傳動零部件的設計與選用、 軸系零部件的設計與選用、 常用聯接件的設計與選用、 機械系統方案設計等 5 個項目, 共 16 個學習任務。 學生在完成任務的過程中掌握機構和零件的設計選用和維護等知識和技能。
本教材的編寫分工如下: 哈爾濱職業技術學院李敏編寫項目 1, 項目 2, 項目 3, 項目 4中的任務 4. 1、 4. 3; 哈爾濱職業技術學院高世杰編寫項目 4 中的任務 4. 2; 哈爾濱職業技術學院郝雙雙編寫項目 5 中的任務 5. 1; 哈爾濱職業技術學院王鑫秀編寫項目 5 中的任務 5. 2。
全書由李敏任主編并統稿, 高世杰、 郝雙雙任副主編, 黑龍江農業工程職業學院李梅和哈爾濱軸承制造有限公司陳鐵光任主審。
教學實施建議: 教學參考學時為 90~110 學時, 教學模式建議采用 “教學做一體化” 教學模式, 教學方法建議采用引導文法、 頭腦風暴法、 小組討論法等行動導向教學法。
本教材在編寫過程中, 與有關企業進行合作, 得到了企業專家和專業技術人員的大力支持, 哈爾濱軸承制造有限公司陳鐵光、 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司王冬梅、 哈爾
前 言項目 1 機構的設計與選用 1
任務 1. 1 壓力機傳動系統工作分析 1
習題與訓練 8
任務 1. 2 構件的受力分析 9
習題與訓練 30
任務 1. 3 連桿機構的設計與選用 33
習題與訓練 53
任務 1. 4 凸輪機構的設計與選用 57
習題與訓練 74
項目 2 傳動零部件的設計與選用 77
任務 2. 1 帶傳動的設計與選用 77
習題與訓練 98
任務 2. 2 直齒圓柱齒輪傳動的設計與選用 99
習題與訓練 126
任務 2. 3 斜齒圓柱齒輪傳動的設計與選用 128
習題與訓練 154
任務 2. 4 輪系傳動比的計算 155
習題與訓練 164
項目 3 軸系零部件的設計與選用 167
任務 3. 1 軸的設計與選用 167
習題與訓練 195
任務 3. 2 滾動軸承的設計與選用 198
習題與訓練 217
任務 3. 3 滑動軸承的設計與選用 219
習題與訓練 228
項目 4 常用聯接件的設計與選用 229
任務 4. 1 螺紋聯接的設計與選用 229
習題與訓練 253
任務 4. 2 鍵聯接的設計與選用 256
習題與訓練 263
任務 4. 3 聯軸器的設計與選用 264
習題與訓練 272
項目 5 機械系統方案設計 273
任務 5. 1 執行系統方案設計 273
習題與訓練 283
任務 5. 2 傳動系統方案設計 283
習題與訓練 290
習題與訓練答案 291
參考文獻 293
推薦閱讀書目和資料 294
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