本书为新工科系列数字化资源配套的教材,全书内容分6篇讲述了现代工程的实践性,工程设计中的传动性、支撑性、连接性、机动性,以及课程设计指导等内容;选材贴近生活,适应性广,实践性强。
本书可作为高等院校机械工程、车辆工程、能源工程、冶金工程、材料工程、土木与环境工程、自动化工程等专业技术基础课程的教材,也可供相关技术人员参考。
本书分6篇讲述了现代工程的实践性,工程设计中的传动性、支撑性、连接性、机动性,以及课程设计指导等内容;选材贴近生活,适应性广,实践性强。
本书可作为高等院校机械工程、车辆工程、能源工程、冶金工程、材料工程、土木与环境工程、自动化工程等专业技术基础课程的教材,也可供相关技术人员参考。
序言
工业基础主要包括核心基础零部件(元器件)、关键基础材料、先进基础工艺和产业技术基础,它直接决定着产品的性能和质量,是工业整体素质和核心竞争力的根本体现,是制造强国建设的重要基础和支撑条件,也是“中国制造2025”的核心任务。随着“中国制造2025”在我国的实施,基础零部件在工业强基工程中的作用越来越受关注和重视,相关的研究院所、高等院校和企业也都相继开展有关研究。
“现代工程机械设计基础”从典型零件入手,按照从零件到装配设计的图样表达、几何要素确定、制造工艺编排,再到相关案例分析来开展,忠实于“科技工程、人文工程、绿色工程”的指导思想。书中提出了以人为本的科技工程设计思想,强调了科技工程的科技性、安全性、绿色性和责任性,符合我国目前制造业的发展和当前的主要任务要求。
本书结合学生学习过程和机械工程设计实际要求,从分析问题、解决问题的能力着手,对机械工程设计中多种零部件的原理、功能、设计计算等由浅入深地开展有关章节内容的编写,并设置有思考题和练习题,具有较强的实用性。本书将饮水机设计、电弧炼钢炉设计和搬运电动车设计作为综合设计实例,从简单机器到复杂机器,体现了工程机械设计过程的继承与创新。另外,落实工程设备投入教学,使学生从亲身实践中不仅学习到工程中常用的多种传动件、连接件、支承件、机构件,认识了机器零部件复杂的结构,而且能体会到运动机械的趣味性,促使学生深度了解设计的严谨性、制图的艰难性以及制造的复杂性。
以樊百林教师为首的编写团队在该书的编写过程中,引入了现代工程实践教学案例,吸收了他们多年的教学和生产实践经验,使该书更有特色。
本人认为:该书从工程实践教学出发来引出内容,系统性强,新颖独特,内容深入浅出,易学易懂,是一本好书,现推荐给大家学习与阅读。
机械科学研究总院杨东拜
北京科技大学副教授,第1批中国工业和信息化部科技人才入库专家。曾获冶金科技进步二等奖、国家及北京市教学团队、荣获北京市教育教学成果一等奖,获得国*级教学成果二等奖等荣誉。曾指导学生获得北京市教育委员会授予的北京高校大学生优秀创业团队,指导学生获得北京市教育委员会授予的2017.北京市“互联网+”创业大赛铜奖。
绪论(1)
0.1工程教育的意义(1)
0.2本课程的性质任务(2)
0.3课程体系与特点(2)
第1篇现代工程的实践性
第1章现代工程设计概论(5)
1.1现代工程概述(5)
1.2工程设计(8)
1.3实践教学(9)
1.4现代三工程实践教学新理念(13)
思考与练习(15)
第2章机械设计基础知识(16)
2.1工程机械概述(16)
2.2机器(17)
2.3工程设备设计准则(19)
2.4机械零件设计判据(19)
思考与练习(24)
第3章机械设计综述(25)
3.1机械设计的基本要求和步骤(25)
3.2机械传动总体方案设计(26)
思考与练习(31)
第2篇工程设计中的传动性
第4章工程中的带传动(35)
4.1概述(35)
4.2摩擦型带传动的理论分析(37)
4.3V带传动的设计计算(42)
4.4V带轮结构和图样(47)
4.5V带传动的使用和维护(51)
4.6其他带传动简介(55)
思考与练习(56)
第5章工程中的齿轮传动(57)
5.1概述(57)
5.2齿廓啮合基本定律(60)
5.3渐开线齿廓的形成及特点(61)
5.4渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称及基本参数(63)
5.5正确啮合条件及重合度(67)
5.6公法线长度及固定弦齿厚(68)
5.7齿轮的精度(71)
5.8标准直齿圆柱齿轮的强度计算(75)
5.9齿轮的常用材料和许用应力(80)
5.10齿轮图样(84)
思考与练习(88)
第6章工程中的斜齿轮传动(89)
6.1概述(89)
6.2斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算(91)
6.3标准斜齿圆柱齿轮的强度计算(93)
6.4斜齿轮的规定画法(95)
思考与练习(96)
第7章工程中的锥齿轮传动(97)
7.1概述(97)
7.2锥齿轮传动比与几何尺寸(98)
7.3锥齿轮的结构设计(102)
思考与练习(105)
第8章工程中的蜗杆传动(106)
8.1概述(106)
8.2普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算(108)
8.3普通圆柱蜗杆传动的运动分析和受力分析(111)
8.4普通圆柱蜗杆传动的强度计算(113)
8.5蜗杆传动的材料选择和许用应力(114)
8.6蜗杆传动的效率、散热与润滑(115)
8.7蜗杆和蜗轮的结构、规定画法及图样(118)
思考与练习(121)
第9章工程中的轮系(122)
9.1概述(122)
9.2定轴轮系的传动比(124)
思考与练习(127)
第3篇工程设计中的支撑性
第10章工程中的轴承(131)
10.1概述(131)
10.2滑动轴承(132)
10.3其他形式的滑动轴承简介(142)
10.4滚动轴承(143)
10.5滑动轴承与滚动轴承的比较(168)
10.6轴承的润滑(168)
10.7轴承的密封(174)
思考与练习(175)
第11章工程中的轴(176)
11.1概述(176)
11.2轴的结构设计(179)
11.3轴的强度计算(185)
11.4轴的图样(188)
11.5轴的刚度计算(197)
思考与练习(198)
第4篇工程设计中的连接性
第12章工程中的螺纹连接(201)
12.1螺栓连接(201)
12.2普通螺栓连接的强度计算(205)
12.3螺纹紧固件防松(210)
思考与练习(211)
第13章工程中的键连接(212)
13.1键连接(212)
13.2键槽的加工(213)
13.3键槽的画法及尺寸标注(213)
13.4键强度校核(214)
思考与练习(216)
第14章工程中的联轴器(217)
14.1概述(217)
14.2联轴器的标记与特点(219)
14.3联轴器的选用(222)
思考与练习(224)
第5篇工程设计中的机动性
第15章工程中的平面连杆机构(227)
15.1概述(227)
15.2平面连杆机构的基本类型和特性(228)
15.3四杆机构的演化(235)
15.4平面四杆机构的设计简介(238)
思考与练习(239)
第16章工程设计中的凸轮机构(240)
16.1概述(240)
16.2从动件常用运动规律(243)
16.3凸轮轮廓线设计(245)
16.4凸轮的材料和热处理(247)
思考与练习(247)
第6篇课程设计指导
第17章饮水机设计(251)
17.1测绘工具(251)
17.2饮水机的结构与原理(252)
17.3功能材料与工艺(253)
17.4零件设计(254)
17.5虚拟样机装配(257)
思考与练习(257)
第18章电弧炼钢炉设计(258)
18.1概述(258)
18.2电炉倾动机构的结构特点(258)
18.3直线倾动机构的构成原理(259)
18.4新型倾动机构(261)
18.5电炉倾动机构的改造(264)
思考与练习(265)
第19章搬运电动车设计(266)
19.1概述(266)
19.2纯电动搬运车的动力总成(267)
19.3实验室电动搬运车设计(267)
思考与练习(269)
附录A连接与紧固(270)
附录B常用滚动轴承(277)
参考文献(280)