機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

前言

　　隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的完善、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及勞動力市場的變化，職業(yè)教育面臨著“以服務(wù)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)為宗旨、培養(yǎng)數(shù)以億計(jì)的高素質(zhì)勞動者和數(shù)以千萬計(jì)的高技能專門人才”的新任務(wù)。高等職業(yè)教育是全面推進(jìn)素質(zhì)教育，提高國民素質(zhì)，增強(qiáng)綜合國力的重要力量。2005年頒布的《國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》中國家進(jìn)一步推行以就業(yè)為導(dǎo)向、繼續(xù)實(shí)行多形式的人才培養(yǎng)工程和推進(jìn)職業(yè)教育的體制改革與創(chuàng)新，提出“職業(yè)院校要根據(jù)市場和社會需要，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，合力調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)”。在《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高[2006]16號）文件中，教育部明確指出“課程建設(shè)與改革是提高教學(xué)質(zhì)量的核心，也是教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。高等職業(yè)院校要積極與行業(yè)企業(yè)合作開發(fā)課程，根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位（群）的任職要求，參照相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容。”　　新時(shí)期下我國經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)軌變型也帶來對人才需求和人才觀的新變化。大量新技術(shù)、新工藝、新材料和新方法的不斷涌現(xiàn)使得社會對新型技能人才的需求更加迫切，而以傳統(tǒng)學(xué)科式職業(yè)教學(xué)體系培養(yǎng)出來的人才無論從數(shù)量、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量都不能很好滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的需要，而滿足社會的需要才是職業(yè)教育的最終目的。在新形勢下，進(jìn)行職業(yè)教育課程體系的教學(xué)改革是職業(yè)教育生存和發(fā)展的唯一出路。改革現(xiàn)行的培養(yǎng)體系、課程模式、教學(xué)內(nèi)容、教材教法，培養(yǎng)造就技術(shù)素質(zhì)優(yōu)秀的勞動者，已成為高等職業(yè)學(xué)校教育改革的當(dāng)務(wù)之急?！　♂槍ι鲜銮闆r，高職院校應(yīng)大力進(jìn)行課程改革和建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。課程設(shè)計(jì)以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，與企業(yè)合作進(jìn)行基于工作過程的課程開發(fā)與設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)職業(yè)性、實(shí)踐性和開放性的要求，重視學(xué)生在校學(xué)習(xí)與實(shí)際工作的一致性，有針對性地采取工學(xué)交替、任務(wù)驅(qū)動、項(xiàng)目導(dǎo)向、課堂與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化等行動導(dǎo)向的教學(xué)模式。課程的教學(xué)內(nèi)容來自于企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務(wù)的實(shí)際工作過程，并以實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和策略等過程性知識為主。以具體化的工作項(xiàng)目（任務(wù)）或服務(wù)為載體，每個(gè)項(xiàng)目或任務(wù)都包括實(shí)踐知識、理論知識、職業(yè)態(tài)度和情感等內(nèi)容，是相對完整的一個(gè)系統(tǒng)。在課程的“項(xiàng)目”或“任務(wù)”設(shè)置上，充分考慮學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，保留學(xué)生的自主選擇空間，兼顧學(xué)生的職業(yè)發(fā)展?！　榇?，化學(xué)工業(yè)出版社在全國范圍內(nèi)組織了二十所職業(yè)院校機(jī)械、電氣、汽車三個(gè)專業(yè)的百余位老師編寫了這套“全國高職高專工作過程導(dǎo)向規(guī)劃教材”，為推動我國高等職業(yè)院校教學(xué)改革做了有益的嘗試。　　在教材的編寫思路上，我們積極配合新的課程教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革，結(jié)合學(xué)校和企業(yè)工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備，打破學(xué)科體系界限和傳統(tǒng)教材以知識體系編寫教材的思路，以知識的應(yīng)用為目的，以工作過程為主線，融合了最新的技術(shù)和工藝知識，強(qiáng)調(diào)知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化，強(qiáng)化設(shè)備安裝調(diào)試、程序設(shè)計(jì)指導(dǎo)、現(xiàn)場設(shè)備維修、工程應(yīng)用能力訓(xùn)練和技術(shù)綜合一體化能力培養(yǎng)。

內(nèi)容概要

本教材是基于工作過程導(dǎo)向式教學(xué)而編寫的高職高專教改教材。本書共分機(jī)械概論和9個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)學(xué)習(xí)情境下包含若干學(xué)習(xí)單元。學(xué)習(xí)情境1講述機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)分析：學(xué)習(xí)情境2講述機(jī)械動力和傳動參數(shù)設(shè)計(jì)：學(xué)習(xí)情境3—學(xué)習(xí)情境7講述機(jī)械傳動零部件、軸系零部件、連接零部件、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)：學(xué)習(xí)情境8講述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及機(jī)械總裝設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)情境9為拓展學(xué)習(xí)情境，講述機(jī)械調(diào)速及回轉(zhuǎn)體平衡等基本知識。     本書可作為高職高專工科院校機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教材，也可供高等工科院校相關(guān)專業(yè)師生使用，還可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

0 機(jī)械概論 　0.1　機(jī)械的組成 　　0.1.1　機(jī)械的基本組成部分 　　0.1.2　機(jī)器、機(jī)構(gòu)、機(jī)械 　　0.1.3　構(gòu)件、零件、部件 　0.2　機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程性質(zhì)及學(xué)習(xí)目標(biāo) 　　0.2.1　機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程定位 　　0.2.2　本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo) 　　0.2.3　本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容 　0.3　機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容 　　0.3.1　機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求 　　0.3.2　機(jī)械設(shè)計(jì)過程與設(shè)計(jì)內(nèi)容 　　0.3.3　機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟 　0.4　機(jī)械零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 　0.5　機(jī)械設(shè)計(jì)中常用材料的選用原則 　0.6　機(jī)械設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化 　0.7　機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡介 學(xué)習(xí)情境 1 專用精壓機(jī)構(gòu)分析 　學(xué)習(xí)單元1.1　平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 　　1.1.1　平面運(yùn)動副 　　1.1.2　平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖 　　1.1.3　平面機(jī)構(gòu)的自由度 　學(xué)習(xí)單元1.2　平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 　　1.2.1　機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的目的和方法 　　1.2.2　速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用 　自我評估 學(xué)習(xí)情境 2 專用精壓機(jī)動力和傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　學(xué)習(xí)單元2.1　機(jī)械動力概述 　學(xué)習(xí)單元2.2　電動機(jī)的類型及選擇 　學(xué)習(xí)單元2.3　機(jī)械傳動系統(tǒng) 學(xué)習(xí)情境 3 專用精壓機(jī)傳動零件設(shè)計(jì) 　學(xué)習(xí)單元3.1　帶傳動 　　3.1.1　帶傳動工作原理、類型和特點(diǎn) 　　3.1.2　V帶和帶輪 　　3.1.3　V帶傳動工作能力分析 　　3.1.4　普通V帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 　　3.1.5　帶傳動的安裝、張緊和維護(hù) 　　自我評估 　學(xué)習(xí)單元3.2　鏈傳動 　　3.2.1　鏈傳動的特點(diǎn)和類型 　　3.2.2　滾子鏈和鏈輪 　　3.2.3　鏈傳動工作情況分析 　　3.2.4　鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 　　3.2.5　鏈傳動的布置、張緊和潤滑 　　自我評估 　學(xué)習(xí)單元3.3　齒輪傳動 　　3.3.1　齒輪傳動的特點(diǎn)與類型 　　3.3.2　漸開線圓柱齒輪嚙合特性 　　3.3.3　漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分名稱、參數(shù)和幾何尺寸 　　3.3.4　漸開線圓柱齒輪嚙合傳動 　　3.3.5　漸開線齒輪的加工方法及根切現(xiàn)象 　　3.3.6　變位齒輪傳動 　　3.3.7　齒輪傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和齒輪的材料 　　3.3.8　標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì) 　　3.3.9　標(biāo)準(zhǔn)平行軸斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì) 　　3.3.10　直齒圓錐齒輪傳動 　　3.3.11　齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動的潤滑 　　自我評估 　學(xué)習(xí)單元3.4　蝸桿傳動 　　3.4.1　蝸桿傳動的類型和特點(diǎn) 　　3.4.2　蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算 　　3.4.3　蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 　　3.4.4　蝸桿、蝸輪的材料和結(jié)構(gòu) 　　3.4.5　蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算 　　3.4.6　蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計(jì)算 　　自我評估 　學(xué)習(xí)單元3.5　輪系 　　3.5.1　輪系及其分類 　　3.5.2　定軸齒輪系傳動比的計(jì)算 　　3.5.3　周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計(jì)算 　　3.5.4　復(fù)合輪系傳動比的計(jì)算 　　3.5.5　輪系的功用 　　自我評估 學(xué)習(xí)情境 4 專用精壓機(jī)軸系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)情境 5 專用精壓機(jī)機(jī)械連接設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)情境 6 專用精壓機(jī)沖壓連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)情境 7 專用精壓機(jī)送料頂料凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)情境 8 專用精壓機(jī)總裝CAD設(shè)計(jì) 拓展學(xué)習(xí)情境 9 機(jī)械系統(tǒng)的動力學(xué)簡介 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）勞動保護(hù)和環(huán)境保護(hù)等方面的要求　當(dāng)機(jī)械用于生產(chǎn)和生活時(shí)，確保使用者的安全舒適和避免對環(huán)境的污染是設(shè)計(jì)者必須要考慮的基本問題。因此，要保證機(jī)器的安全、環(huán)保和美觀，設(shè)計(jì)時(shí)要按照人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)合理設(shè)計(jì)，盡量采用可回收循環(huán)利用的綠色設(shè)計(jì)技術(shù)，合理采用各種防護(hù)、報(bào)警、顯示等附件裝置。0.3.2機(jī)械設(shè)計(jì)過程與設(shè)計(jì)內(nèi)容　　機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵。機(jī)器的設(shè)計(jì)過程一般包括產(chǎn)品計(jì)劃設(shè)計(jì)階段、方案設(shè)計(jì)分析階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段、技術(shù)文件編制及歸檔幾個(gè)階段，各階段的主要工作內(nèi)容大體如下?！　。?）產(chǎn)品計(jì)劃設(shè)計(jì)階段在根據(jù)生產(chǎn)或生活的需要提出所要設(shè)計(jì)的新機(jī)器后，計(jì)劃階段只是一個(gè)預(yù)備階段。在此階段中應(yīng)當(dāng)對所設(shè)計(jì)的機(jī)器的需求情況做充分的調(diào)查研究和分析，明確機(jī)器應(yīng)具備的功能和基本的設(shè)計(jì)要求，最后形成設(shè)計(jì)任務(wù)書，作為本階段工作的總結(jié)和下階段設(shè)計(jì)工作的依據(jù)。設(shè)計(jì)任務(wù)書大體應(yīng)包括：機(jī)器的功能、市場應(yīng)用前景分析；實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的原理框圖；技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析；主要設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容；完成設(shè)計(jì)任務(wù)的計(jì)劃安排等。　?。?）方案設(shè)計(jì)分析階段　機(jī)器的功能分析，就是對機(jī)器的各種功能進(jìn)行優(yōu)化組合，確定功能參數(shù)；擬定實(shí)現(xiàn)所需功能的各種工作原理和技術(shù)方案；對各種可行方案進(jìn)行評價(jià)、分析和擇優(yōu)；對選定方案畫出技術(shù)原理圖和機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬和仿真分析?！　。?）技術(shù)設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段的目標(biāo)是產(chǎn)生總裝配草圖和部件裝配草圖。通過草圖設(shè)計(jì)確定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，繪制零件工作圖、部件裝備圖及總裝圖。　　結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)就是在方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將抽象的運(yùn)動簡圖轉(zhuǎn)換成具體的技術(shù)結(jié)構(gòu)圖，并能按照各種設(shè)計(jì)理論，保證機(jī)器在一定的工況條件下和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，具有正常的工作能力。具體設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下。　?、贆C(jī)器的運(yùn)動學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案，確定原動機(jī)和主要構(gòu)件的運(yùn)動參數(shù)?！　、跈C(jī)器的動力學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)器結(jié)構(gòu)和運(yùn)動參數(shù)，計(jì)算各主要零件的載荷。　?、哿慵墓ぷ髂芰υO(shè)計(jì)。根據(jù)主要零件的具體工作情況，選擇零件的材料，按照適當(dāng)?shù)墓ぷ髂芰?zhǔn)則對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、校核，決定零部件的基本尺寸。零件常用的工作能力準(zhǔn)則主要有強(qiáng)度、剛度、振動穩(wěn)定性、壽命等?！　、懿考b配草圖及總裝草圖設(shè)計(jì)。根據(jù)已經(jīng)定出的主要零部件的基本尺寸，設(shè)計(jì)出部件裝配草圖及總裝草圖，在此步驟中，需要很好地協(xié)調(diào)各零件的結(jié)構(gòu)及尺寸，全面地考慮所設(shè)計(jì)的零部件的結(jié)構(gòu)工藝性，使全部零件有最合理的構(gòu)形，從而確定所有零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸?！　、輵?yīng)用虛擬樣機(jī)仿真對設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段充分地評估設(shè)計(jì)的可行性。

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