机械设计基础
2008-7
化学工业出版社
刘俊尧 编
320
随着我国国民经济的高速发展和制造业对高技能人才需求的大幅增加，高等职业教育既面临着极好的发展机遇，同时也面临着严峻的挑战。高等职业教育要适应新发展，必须创建一批国家示范性高等职业院校，必须建设一批重点专业和培养一批专业学科带头人，必须编写一批有特色的专业基础课和专业课教材。《机械设计基础》是机械类、机电类和近机类专业的一门专业基础课，具有较强的综合性和实践性。本课程的教学目标是培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法，培养学生具有通用零件和一般机械的设计能力。本书根据教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》以及高等职业技术教育对教学改革的要求，并结合编者多年从事教学实践和生产实践的经验编写而成。本书主要具有以下特点。1进行教材整合，突出教材的实用性以“前修为后续所用”的原则进行教材整合。本书对理论力学、材料力学、机械原理和机械零件四本书整合为《机械设计基础》，保留前修课程理论力学的静力学部分、材料力学的四种基本变形和四种强度理论。这样，既能够满足后续课程机械原理和机械零件所需要的理论支撑，又能突出教材的实用性。2降低理论的难度，拓展知识的宽度以“理论要简，知识要宽”为原则降低理论的难度。本书简化或省略烦琐的理论论证与理论推导，侧重于概念的叙述和结论的应用；降低学生的学习难度，提高学生的学习效率和高等职业教育的实用性。同时对于实用性较强而无理论论述的内容要充实，使教材的基本知识要宽泛。3增补实训内容，突出教材的实践性以强化“机械设计能力”为原则增补实训内容。改革人才培养模式，大力推行工学结合，突出实践能力的培养。本书增加了六个实训项目和四个课程设计项目，使机械设计的实训真正体现了设计零件和设计机械。这六个设计实训项目是：搅拌机（或其他机构）运动简图的设计、盘形凸轮的设计与加工、带传动的设计、标准直齿圆柱齿轮的设计与加工、斜齿圆柱齿轮的设计与加工、阶梯轴的设计与加工。4细化练习题， 强化工学结合以“提高学生基本技能”为原则、以“强化工学结合”为手段细化思考练习题，增加实践练习题。即将思考练习题细化为理论练习题和实践练习题，实践练习题包括实验题和实训题。工学结合的教学模式就是融“教、学、做”为一体，强化学生能力培养的模式。模拟企业设计—加工—修改设计的模式进行教学，对学生设计的零件增加车间机加工的教学环节。全面强化工学结合，提高学生机械设计的能力。本书推荐学时为100～120学时，教师在进行教学时可根据实际情况选择和调整相应的教学内容。第一学期推荐授课为60学时（第1～9章及部分实验、实训内容），第二学期推荐授课为50学时（第10～15章及部分实验、实训内容）和两周的课程设计。本书由鹤壁职业技术学院刘俊尧教授担任主编，王德俊副教授担任副主编，张新峰、刘勇军、高改会参编。刘俊尧编写第1、10、11章，王德俊编写第2～4章，张新锋编写第6、8、14章，刘勇军编写第5、7、12、13章，高改会编写第9、15、16章。本书由鹤壁职业技术学院王仕华副教授担任主审，王仕华副教授对书稿进行了认真、细致的审阅，并提出了宝贵的意见和建议。在此表示衷心的感谢。鉴于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请各位教师和广大读者提出宝贵意见。编者2008年5月
本书根据教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》以及高等职业教育对教学改革的要求，并结合编者多年从事教学实践和生产实践的经验编写而成。 本书将理论力学、材料力学、机械原理及机械零件四个部分的内容进行整合，加大了课程建设与改革的力度，适应了学生专业能力培养的需要。全书内容共分16章：机械设计基础概论、工程力学基础、平面机械的自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、连接、带传动、链传动、齿轮传动、圆锥齿轮传动和蜗杆蜗轮传动、齿轮系、轴、滚动轴承、滑动轴承概述、实践项目等内容。书中配有一定数量的理论练习题和实践练习题，以帮助学生掌握相关的知识和提高机械设计的能力。 本书可作为高等职业院校和机械类、机电类和近机类专业的教学用书，也可供从事机械设计、制造和维修等工作的有关工程技术人员参考。
第1章 机械设计基础概论 1.1 概述 1.1.1 机器、机构和机械 1.1.2 机械设计 1.2 机械设计的基本要求 1.2.1 设计机器的基本要求 1.2.2 设计机械零件的基本要求 1.3 机械设计的类型和一般方法 1.3.1 机械设计的类型 1.3.2 机械设计的一般方法 1.4 机械设计的一般过程 1.4.1 机械设计的一般过程 1.4.2 机械零件设计的一般过程 1.5 机械零件的材料选用 1.5.1 零件的使用要求 1.5.2 零件的工艺性要求 1.5.3 经济性要求 1.6 机械零件的失效形式及设计计算准则 1.6.1 失效形式 1.6.2 设计计算准则 1.7 机械零件设计的“三化” 1.8 课程性质和学习任务 1.8.1 课程性质和研究对象 1.8.2 学习任务和学习方法 练习题第2章 工程力学基础 2.1 静力学基础 2.1.1 力的性质和基本计算 2.1.2 力系的简化 2.1.3 平面力系的静力学分析 2.1.4 力系的平衡 2.1.5 考虑摩擦时平衡方程的应用 2.1.6 空间力系简介 2.2 基本变形构件的强度 2.2.1 内力与内力图 2.2.2 应力和许用应力 2.2.3 构件的应力和强度 2.3 应力状态和强度理论 2.3.1 点的应力状态的概念及表示方法 2.3.2 强度理论 2.3.3 组合变形构件的强度 2.4 动载荷和交变应力 2.4.1 动载荷的概念 2.4.2 交变应力与疲劳失效 理论练习题 实践练习题第3章 平面机构的自由度 3.1 机构的组成 3.1.1 构件和零件 3.1.2 运动副及其分类 3.1.3 运动链和机构 3.2 平面机构的运动简图 3.2.1 平面机构运动简图 3.2.2 运动副和构件的表示方法 3.2.3 平面机构运动简图的绘制 3.3 平面机构的自由度 3.3.1 自由度 3.3.2 机构具有确定运动的条件 3.3.3 计算平面机构自由度应注意的特殊情况 练习题第4章 平面连杆机构 4.1 铰链四杆机构的基本形式 4.1.1 铰链四杆机构的组成 4.1.2 铰链四杆机构的基本形式 4.2 四杆机构的演化形式 4.2.1 曲柄滑块机构 4.2.2 偏心轮机构 ……第5章 凸轮机构第6章 间歇运动机构第7章 连接第8章 带传动第9章 链传动第10章 齿轮传动第11章 圆锥齿轮传动和蜗杆轮传动第12章 齿轮系第13章 轴第14章 滚动轴承第15章 滑动轴承概述第16章 实践项目参考文献
第1章 机械设计基础概论1.1 概述1.1.1 机器、机构和机械（1）机器人们在日常生活中以及从事工业、农业和国防等各项生产活动中，都会接触到各种各样的机器，如汽车、拖拉机、收割机、内燃机、各种机床、缝纫机等。机器是一种用来转换或传递能量、物料、信息的，能执行机械运动的装置。它用来代替或减轻人类的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率。机器具有三个共同的特征：①机器是由人为制造的实物所组成的；②机器的各个部分之间具有确定的相对运动；③在工作时能够完成有用的机械功或实现能量的转换。（2）机构机构是人为实物组合的各个部分之问具有确定相对运动的装置。因此，机构具有机器的前两个特征。在机器中普遍使用的机构称为常用机构，常用的有连杆机构、齿轮机构、凸轮机构以及各种间歇运动机构等。从运动的角度来看，机构也是一种执行机械运动的装置。组成机构的各个相对运动部分称为构件。机构和机器一般都是由许多构件组合而成的。（3）机械如前所述，从运动的观点来看，机器与机构之问并无差别。因此，机械是机器和机构的总称。（4）现代机械随着科学技术的飞速发展，伺服驱动技术、检测传感技术、自动控制技术、信息处理技术以及精密机械技术、系统总体技术在机械中的使用，形成了一个崭新的现代制造业。现代机械是一个以机械技术为基础，以电子技术为核心的高新技术的综合系统。与传统的机械相比，在产品的工作原理、结构和设计方法等方面都发生了深刻的变化。
《高职高专"十一五"规划教材•机械设计基础》可作为高等职业院校机械类、机电类和近机类专业的教学用书，也可供从事机械设计、制造和维修等工作的有关工程技术人员参考。
