《機械設計導引》是2015年清華大學出版社出版的圖書，作者是林怡青。
基本介紹
- 書名：機械設計導引
- 作者：林怡青
- ISBN：9787302383338
- 定價：59.8元
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2015-3-16
內容簡介,前言,目錄,
內容簡介
本書按照機械設計項目展開的過程來呈現相關的知識點，從工程套用的角度描述機械設計的基本思想，給讀者一個機械設計的整體概念。
本書按照機械設計項目展開的過程來呈現相關的知識點，從工程套用的角度描述機械設計的基本思想，給讀者一個機械設計的整體概念。本書內容覆蓋“機械原理”、“機械零件”和“機械設計課程設計”三門課程的主要知識點，包括構件運動規律和運動協調設計、機構選型、機構運動和動力設計、機械系統方案設計、機械運轉的能量調節、機械系統方案評價、零件的結構和工作能力設計、技術資料編制等。相關的內容已經在機械類、近機類和非機類專業的22個班進行教學，受到學生的歡迎。 本書適用於工科類本科層次，支持基於項目的教學模式，也適用於近機類和非機類的機械設計基礎課程。
前言
本書按照機械設計項目展開的過程來呈現相關的知識，強調機械設計知識內部之間的互相聯繫，以及機械設計與關係密切的外部因素之間的聯繫，從工程套用的角度描述機械設計的基本思想，給讀者一個關於機械設計的整體概念，引導讀者進一步獲取機械設計相關的信息。本書適合具有簡單力學和機械製圖基礎，想要了解機械設計基本概念和基本過程的人士閱讀。
根據作者最近5年來在機械類、近機類和非機類7個專業22個班的教學經驗，採用本書進行教學可以按照以下三種方式。
1. 以課程項目為主線的教學方式
對於機械類專業，教學目標是培養學生較全面的掌握機械設計基本理論、方法和技能，能夠在機械設計項目團隊工作環境中發揮自己的作用。為了達到這個目標，宜採用以課程項目為主線的教學方式。學生組成設計小組，自選課程設計項目，模擬項目團隊工作方式，從簡單的客戶訴求出發，親歷機械設計項目的全過程。
在這種方式下，教師是項目推進的引導者，通過項目分析引起學生的認知衝突，指導學生構建自己的知識和能力目標；根據學生思維的進展進行新知識的講授，與學生一起經歷項目的過程，研究具體的問題，教學路徑與課程項目的進展過程相關。
採用這種方式要注意學生自選的設計項目要能夠全面涵蓋構件運動規律和運動協調設計、機構選型、機構運動和動力設計、傳動系統方案設計、機器運轉能量調節、機械系統方案評價、零件的結構和工作能力設計、裝配工作圖設計、零件工作圖設計等內容。
2. 課程項目與專業需求相結合的方式
對於近機類專業，教學目標是較全面地了解機械設計的基本理論和方法，掌握並運用與本專業相關的機械設計知識。可以按照機械類專業的教學方式組織教學，學生的課程項目不需要全面涵蓋知識點，而是按照專業相關的原則來設計。例如儀器儀表類專業的課程項目可以著重涵蓋機構運動設計方面的內容，材料成形類專業的課程項目可以著重涵蓋動力設計相關的內容。
3. 常規授課+自學+大作業的方式
對於非機類專業，教學目標是了解機械設計的基本概念。採用本書有利於學生從工程的角度建立關於機械設計的整體概念，並了解機械設計的過程。可以採用常規授課的方式，對本書中標記*的內容不展開討論，對部分內容採用自學的方式。可以通過大作業的形式來體會機械設計的實踐性本質。大作業的內容只需要涵蓋少數與本專業相關的知識點。例如電氣及自動化類專業，可以建立機械系統動力學模型，加入到本專業的控制系統中。
採用第1種教學方式，學生要經歷規劃學習過程、獲取並消化知識、實踐與反思等階段，才能形成初步的能力，這個過程要延續一個學年的時間。採用第2種教學方式，也應延續超過半個學年的時間。教學效果往往不在於授課學時的多少，而在於教學過程的控制，保證延續的時間是必要的條件。無論採用何種教學方式，課程教學的設計應遵循3個不可能原則：
（1） 不可能僅靠課本信息來完成課程學習；
（2） 不可能僅靠聽課來完成課程學習；
（3） 不可能僅靠個人的力量來完成課程學習。
通過這樣的方式迫使學生擺脫長期應試教育影響下的認知結構和學習策略，以達到能力培養的目標。
本書沒有包括與全局概念關係不大，且大多數同類教材詳細研究過，篇幅又比較長的局部內容。書中帶重點符號的粗體字是提供給讀者進一步搜尋相關資料的關鍵字，讀者可以根據自身的需要擴展學習的內容。採用本書，教師扮演的是引導者的角色，具有廣闊的空間根據不同的時、境、人進行具有特色的課程教學設計。
作者2015年1月
目錄
第一單元明 確 任 務
第1章引例
1.1機械設計任務的誕生
1.2設計機械產品的雛形
1.3詳細設計出每一個零件
1.4機械設計的一般過程和主要原則
第2章定義工藝動作
2.1執行構件的運動規律設計
*2.2執行構件運動規律設計的一般步驟
2.3執行構件的運動協調
2.4原動機的運動設計
第二單元入門
第3章機械設計的研究對象
3.1機械是什麼
3.2構件之間的連線
3.3構件系統
3.3.1自由構件
3.3.2運動副的自由度
3.3.3運動鏈
第4章機械系統方案構思和交流的工具
4.1機構運動簡圖的定義
4.1.1如何表示機構的運動
4.1.2機構運動簡圖的作圖規則
4.2機構運動簡圖的繪製
4.2.1畫出構思中的機構
4.2.2畫出已有的機構
4.3運動鏈具有確定運動的條件
第5章運動鏈的自由度
5.1平面運動鏈自由度計算公式的推導
5.2自由度計算公式的套用
5.2.1自由度計算公式的用途
5.2.2複合鉸與局部自由度
*5.2.3自由度計算公式的局限性
*5.3構思複雜運動鏈的一種方法
*5.4原動件不等於自由度的情況
*5.5執行構件的運動空間設計
第三單元分析典型機械的特點
第6章連桿機構
6.1連桿機構的定義
6.1.1連桿機構的概念
6.1.2連桿機構中的構件
6.1.3周轉副和擺轉副
*6.1.4連桿機構中的連架桿
*6.1.5運動副的性質與機架的選擇無關
6.2平面四桿機構的命名
6.3平面連桿機構的套用
*6.4平面連桿機構的設計命題
6.4.1剛體導引
6.4.2軌跡生成
6.4.3函式生成
6.4.4綜合的運動要求
6.5平面連桿機構的運動特性
6.5.1周轉副存在的條件
6.5.2平行四邊形機構
6.5.3急回特性
*6.5.4連桿機構運動的局限性
6.6平面連桿機構的力傳遞特性
6.6.1壓力角和傳動角
6.6.2死點
*6.6.3增力效應
第7章凸輪機構
7.1凸輪機構的分類與命名
7.2從動件運動規律設計
*7.3影響凸輪曲線輪廓形狀的因素
7.4凸輪廓線的設計和調整
第8章齒輪機構
8.1齒輪機構的分類
8.2齒輪機構的工作情況分析
8.2.1齒輪機構的傳動比
8.2.2齒輪機構傳動比的實現
*8.2.3曲線的法線和接觸點
8.2.4齒廓嚙合基本定律
*8.2.5共軛齒廓
8.3漸開線齒廓
8.4漸開線齒輪
8.5漸開線齒輪的安裝和嚙合
第9章帶傳動和鏈傳動
9.1帶傳動和鏈傳動的特點
9.2帶傳動
9.2.1帶傳動的主要類型
9.2.2摩擦型帶傳動的工作情況分析
*9.2.3普通V帶傳動設計
9.2.4V帶傳動的安裝和調整
*9.3鏈傳動
9.3.1鏈傳動的主要類型
9.3.2滾子鏈的結構特點
9.3.3滾子鏈傳動的多邊形效應
9.3.4滾子鏈傳動的主要參數
第四單元拓 寬 視 野
第10章其他常用機構和功能部件
10.1間歇傳動機構
10.1.1棘輪機構
10.1.2槽輪機構
10.1.3不完全齒輪機構
10.1.4間歇傳動的連桿機構
10.2螺旋機構
10.3聯軸器
10.3.1剛性聯軸器
10.3.2撓性聯軸器
10.3.3安全聯軸器
10.4離合器
10.4.1嵌合式離合器
10.4.2摩擦式離合器
10.4.3離心式離合器
10.4.4超越離合器
10.4.5安全離合器
10.5制動器
10.5.1帶式制動器
10.5.2外抱塊式制動器
10.5.3內張蹄式制動器
10.5.4盤式制動器
第11章機構的組合套用
11.1同類型機構的組合套用
11.2不同類型機構的組合套用
11.3機構的串聯和並聯
*11.4機構的反饋式組合
*11.5以多自由度機構為基礎的組合
11.6輪系
11.6.1輪系傳動比的定義
11.6.2定軸輪系
11.6.3周轉輪系
11.6.4複合輪系
第五單元運動和動力設計
第12章機械的運動設計
12.1機構的運動分析
12.2機構的運動尺寸設計
12.2.1用直接方法進行機構運動設計
*12.2.2用間接方法進行機構運動設計
*12.3基於目標的機構運動尺寸設計
第13章機械的動力設計
13.1機械在力的作用下運動
13.2機械的效率
13.2.1運動副的摩擦
13.2.2機械傳動的效率
*13.2.3動態靜力分析
*13.2.4機構的受力分析
*13.2.5平面連桿機構的效率
13.3機械運轉中的能量調節
13.3.1機械運轉過程中的能量變化
*13.3.2機械的運動方程式
13.3.3速度波動的衡量指標
*13.3.4周期性速度波動的調節
13.3.5非周期性速度波動的調節
13.4機械的平衡
13.4.1機械平衡的分類
13.4.2剛性轉子的平衡設計
13.4.3剛性轉子的平衡試驗
13.4.4轉子的平衡品質
13.4.5不平衡特性的利用
*13.5機械的自鎖
13.5.1機械的自鎖分析
13.5.2自鎖機構的設計
第六單元機械系統總體方案設計
第14章機械系統的方案設計
14.1執行系統的方案設計
14.1.1功能原理設計
14.1.2執行構件的運動設計
14.1.3執行機構的類型設計
14.1.4執行機構的運動設計
14.1.5執行系統的協調設計
14.1.6執行系統的動力設計
14.1.7執行系統的方案評價
14.2傳動系統的方案設計
14.2.1傳動系統的類型
14.2.2機械傳動系統的類型設計
14.2.3傳動路線設計
14.2.4傳動系統的效率
14.2.5原動機及各級傳動機構的功率
*14.3機械系統總體方案的評價
第七單元從方案到實體的思考
第15章把方案轉變為現實的結構設計
15.1滿足功能要求
15.2滿足裝配需求
15.3滿足工藝需求
15.4滿足安全需求
15.5滿足誤差補償
15.6設計符合標準的零件
*15.7根據性能需求進行精度與配合設計
15.7.1公差等級表示加工精確度
15.7.2基本偏差表示公差帶的位置
15.7.3軸與孔的配合設計
15.7.4機械零件的幾何公差
15.7.5機械零件的表面粗糙度
15.7.6幾何公差與表面粗糙度的關係
第16章機械設計的準則
16.1機械設計常用的材料
16.2材料在外力作用下的表現
16.2.1應力與應變
16.2.2物體受力變形的基本形式
16.2.3應力集中現象
16.2.4材料在靜力下的破壞
16.3材料的疲勞
16.3.1隨時間變化的變應力
16.3.2零件的疲勞破壞
*16.3.3σN疲勞曲線
16.4機械零件的接觸應力
16.5機械零件設計的強度準則
16.6機械的等強度設計
16.7機械零件設計的剛度準則
16.8零件的脆斷和失穩現象
16.9零件的耐磨和耐熱性
16.10振動穩定性準則
16.11可靠性準則
16.12機械零件設計準則的運用
第八單元常用零件的設計
第17章齒輪傳動設計
17.1齒輪的材料及選擇
17.2齒輪傳動的精度
17.3齒輪的失效形式和設計準則
17.3.1齒輪的失效形式
17.3.2齒輪傳動的設計準則
17.4齒輪傳動的接觸疲勞強度設計
17.4.1接觸應力計算公式
17.4.2載荷係數計算
17.4.3接觸疲勞強度設計
17.5齒輪傳動的彎曲疲勞強度設計
17.5.1齒根彎曲疲勞強度校核公式
17.5.2齒根彎曲疲勞強度設計
17.6齒輪傳動的許用應力
17.7齒輪的結構設計
第18章軸承
18.1滾動軸承的計算和選用
18.2滑動軸承的設計
第19章軸的設計
19.1軸的分類
19.2軸的材料
19.3軸的結構設計
19.3.1軸上零件的周向固定
19.3.2軸上零件的軸向定位和固定
19.3.3軸段的直徑和長度
19.3.4軸的結構工藝性
*19.4軸的強度校核
19.5提高軸強度的措施
*19.6軸的剛度校核
*19.7軸的零件工作圖
第20章彈簧
20.1常用彈簧的結構與套用
*20.2圓柱螺旋彈簧的設計
20.3圓柱螺旋彈簧的穩定性
第九單元機械零件的連線設計
第21章常用的可拆卸連線
21.1螺紋連線
21.1.1螺紋連線的類型
21.1.2螺紋連線的預緊
21.1.3螺紋連線的防松
21.1.4受拉螺紋連線的強度計算
21.1.5受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連線
21.1.6螺紋連線的許用應力
21.2其他常用可拆卸連線
21.2.1鍵連線
21.2.2銷連線
21.2.3脹套連線
第22章常用的不可拆卸連線
22.1鉚釘連線
22.2焊接
第十單元機械零件的潤滑與支承
第23章摩擦與潤滑
23.1摩擦狀態
23.2磨損
23.3潤滑劑
23.4滑動軸承的潤滑
23.5滾動軸承的潤滑
23.6齒輪傳動的潤滑
23.7鏈傳動的潤滑
23.8潤滑劑的密封
*第24章機械零件的支承
24.1機架的設計
24.1.1機架的分類
24.1.2機架的材料和製造方法
24.1.3箱殼式機架的結構設計
24.1.4機架零件的強度校核
24.2轉動構件的支承設計
24.2.1滾動軸承的組合設計
24.2.2滾動軸承的配合
24.2.3提高軸系支承剛度的措施
24.2.4滾動軸承的安裝和拆卸
24.2.5滑動軸承座技術條件
24.2.6軸套和軸瓦的定位和固定
24.3移動構件的支承設計
24.3.1導軌設計的要求和內容
24.3.2滾動導軌
24.3.3滑動導軌
24.3.4滑動導軌的壓強計算
24.3.5導軌的防護
第十一單元機械系統的詳細設計
第25章實體機械的詳細設計
25.1擬定總體裝配結構
25.1.1確定構件的功能
25.1.2確定構件的工作空間
25.1.3擬定各部分的裝配方案
25.1.4修改構件的結構
25.2設計構件裝配結構
25.3確定零件工作載荷
25.4零件工作能力設計
*25.5機箱設計
25.5.1實現包容零件的功能
25.5.2實現支承零件的功能
25.5.3裝配結構設計
25.6潤滑設計
25.7考慮運輸安裝和維修
25.8公差與配合設計
25.9技術檔案製作
附錄A
參考文獻
