圖書前言
高等職業技術教育和高等專科教育是高等教育的重要組成部分,它的目標是培養生產、服務、技術和管理第一線的高級套用型人才,這是一種以橫向擴展能力為主、縱向延伸能力為輔的實用人才。隨著科學技術的不斷發展,新的產業不斷產生,新技術、新工藝、新設備、新材料、新系統和新軟體等不斷湧現,要把最新的技術成果轉換成為生產力,相應的高級套用型人才是非常關鍵的。高等職業技術教育和高等專科教育是職業教育的高等層次,是教育為經濟發展服務的一個重要結合點,是把我國的人力優勢轉化為智力優勢、把智力優勢轉換為生產力的重要橋樑。高等職業技術教育注重以職業道德為重點的思想品德教育,它以技術套用為本位,建立以職業能力為中心的教學體系。遵照高等職業技術教育的教學特色和教學開發精神,在構建學生專業知識結構和培養專業技能方面,學生應當具有“必須、夠用”和相對寬而淺的知識結構,能夠依託專業基本理論和實踐技能,具備向相關專業滲透和聯接的實踐能力,表現在掌握豐富的與相關專業的“接口”能力上。在教學內容上,將課程中以理論教學為主的內容,轉變為以實踐教學為主的內容;在教學安排上,將課程中以理論體系傳授為主的教學,轉變為以專業運作能力訓練為主的教學。從與21世紀我國社會主義現代化建設要求相適應的生產、服務、技術和管理第一線需要大量高級套用型人才的角度出發,加強對學生素質和綜合職業能力的培養,特別是注重對學生運用知識、創新意識、合作精神和適應能力的培養。
“機械設計基礎”是高等職業技術教育和高等專科教育機械設計製造類專業的主幹課程。為了推動高職和高專相關專業的教學改革,適應“機械設計基礎”教學和實訓的需要,按照課程在專業知識能力結構中的地位和課程教學目標,編寫出有高等職業技術教育和高等專科教育特色、面向21世紀的教材,中國高等職業教育研究會和清華大學出版社於2000年4月在深圳職業技術學院召開了高職和高專機電類教學改革與教材建設研討會,根據參加《機械設計基礎》教材編寫小組的10多所高等學校教師在專業建設和課程教學改革實踐的基礎上,通過認真討論擬定的編寫大綱和達成的共識,進行了通力合作,精心編寫了本書。
“機械設計基礎”課程的開發要強調適當綜合化和適當實施化。本書按照課程內容本身的內在聯繫和模組教學要求,建立“機構的組成和機械設計概論”、“常用機構”、 “機械傳動”、 “軸系零部件” 和 “機械聯接”5個模組。在教材內容上力求降低重心、拓寬面向、精選知識點,更新內容、突出套用,採用新頒布的國家標準規範。敘述簡明扼要,減少對公式的推演,講求實用,方便教學。書中的部分打“*”號的內容是為了拓寬和延伸與該課程密切相關的知識面,以求做好與現代科學技術成果的接口,供不同專業在教學中酌情取捨。
在知識經濟時代,機械的常規設計方法必須向現代設計法過渡,才有生命力。現代設計法涉及的內容十分廣泛,本書力圖從高等職業技術教育的特色和層次出發,敘述和討論有關的問題,主要包括計算機輔助設計、最佳化設計和創新設計等基本知識和概念,使學生在已有基礎上對此有一個新的概念和思維方法,從而達到整體最佳化學生的知識、能力和素質,特別是培養設計思想、設計方法和創新思維能力的目的。
本書自2001年出版發行以來,被許多高職高專院校師生所選用。為了適應高職高專人才培養模式的改革和科技發展進步,在第1版基礎上作了進一步的修改、補充和完善。該書作為“機械設計基礎”課程教學內容和教學方法的知識載體,其體系結構和內容力求反映科學技術的發展和需求,符合高職高專相關專業的教學特點和學生的認知規律;在表現形式和陳述方式上能夠引導學生利用已有的知識去學習和探索新知識、新技術,有助於教師、學生和教材之間的交流,有利於理論教學與實踐教學的結合,使教師在教材的平台上可以創造性地進行教學活動。
本書由佛山職業技術學院郭仁生(第1、2、3、4、6、10章和附錄)、蘇州工業園職業技術學院魏宣燕(第12、13、14和15章)、北京聯合大學機械工程學院張京輝(第8、9和11章)、廣東輕工職業技術學院王軍(第5和7章)和韶關學院黃晨華(第16和17章)等編著,郭仁生擔任主編並對全書統稿,魏宣燕擔任副主編。
本書由華南理工大學博士後導師謝存禧教授精心審閱,提出許多寶貴意見,編者在此表示衷心的感謝。
懇請讀者對書中的缺點和不妥之處進行指正。
目錄
第1篇機構的組成和機械設計概論
第1章機構的組成和運動簡圖1
1.1課程概論1
1.2平面機構的組成和運動簡圖3
習題12
第2章機械設計概論14
2.1機械設計的一般過程14
2.1功能原理設計概述15
2.3機械設計約束分析18
2.4機械結構設計24
習題35
第3章現代設計法套用概述37
3.1計算機輔助設計37
*3.2最佳化設計47
*3.3創新設計54
習題60
第2篇常 用 機 構
第4章平面連桿機構62
4.1平面連桿機構的類型和套用62
4.2平面連桿機構的基本特性72
4.3平面連桿機構的運動設計76
4.4多桿機構的套用80
習題81
第5章凸輪機構84
5.1凸輪機構的類型和套用84
5.2從動件基本運動規律87
5.3凸輪輪廓設計92
5.4凸輪機構基本尺寸的確定101
5.5凸輪機構的結構和材料104
習題108
第6章輪系110
6.1定軸輪系110
6.2行星輪系112
6.3組合輪系114
6.4輪系的功用115
*6.5新型行星傳動簡介118
習題121
第7章其他常用機構123
7.1棘輪機構123
7.2槽輪機構129
7.3螺鏇機構135
*7.4機構的組合與套用144
習題147
第3篇機 械 傳 動
第8章帶傳動150
8.1帶傳動的工作原理和套用150
8.2帶傳動的受力分析和應力分析152
8.3帶傳動的彈性滑動與失效形式154
8.4V帶規格、帶輪結構和帶傳動張緊裝置156
8.5V帶傳動選用計算161
習題172
第9章鏈傳動173
9.1鏈傳動的特點和組件結構與參數173
9.2鏈傳動的運動和受力分析178
9.3鏈傳動的設計計算181
9.4鏈傳動的布置、張緊和潤滑187
習題189
第10章齒輪傳動190
10.1齒輪傳動的特點和類型190
10.2齒廓嚙合基本定律與漸開線齒廓191
10.3漸開線標準齒輪的基本參數和尺寸194
10.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動197
10.5漸開線齒形的加工和檢驗尺寸201
*10.6變位齒輪傳動205
10.7斜齒圓柱齒輪傳動210
10.8圓錐齒輪傳動214
10.9齒輪傳動設計217
10.10齒輪結構與齒輪傳動潤滑234
*10.11圓弧齒輪傳動簡介236
習題237
第11章蝸桿傳動240
11.1蝸桿傳動概述240
11.2蝸桿傳動的基本參數和尺寸241
11.3蝸桿傳動的承載能力計算246
11.4蝸桿傳動的效率和熱平衡249
11.5蝸桿和蝸輪的結構253
習題256
第4篇軸系零部件
第12章滑動軸承258
12.1滑動軸承的工作原理258
12.2滑動軸承的分類和結構特點259
12.3滑動軸承的材料和軸瓦結構261
12.4滑動軸承的潤滑264
12.5非液體潤滑滑動軸承的計算266
*12.6液體動壓滑動軸承和靜壓滑動軸承簡介268
習題269
第13章滾動軸承271
13.1滾動軸承的組成、類型和特點271
13.2滾動軸承的代號及類型選擇275
13.3滾動軸承的壽命計算280
*13.4陶瓷滾動軸承與滾動導軌簡介293
習題294
第14章軸及軸系296
14.1軸的概述296
14.2軸的材料與強度計算297
14.3軸及軸系的結構設計304
習題312
第15章聯軸器、離合器與制動器314
15.1聯軸器314
15.2離合器318
15.3制動器321
習題323
第5篇機 械 聯 接
第16章聯接324
16.1鍵聯接324
16.2銷聯接329
16.3螺紋聯接330
習題348
第17章彈簧350
17.1彈簧的概述350
17.2圓柱螺鏇壓縮(拉伸)彈簧的結構參數和特性曲線353
17.3圓柱螺鏇彈簧的設計計算356
*17.4非金屬彈簧簡介360
習題362
附錄364
參考文獻376