本书共分两篇,第一篇为工程力学基础,第二篇为机械设计基础。第一篇中的4章分别为工程力学的基本概念,构件与产品的静力分析,构件与产品的强度分析,构件的刚度、压杆稳定和动载荷问题。第二篇中的5章分别为机械设计概述,机械零件基础,常用机构,机械传动基础,产品结构的图例与剖析。本书的特点是:①尽量以日用工业品取代机械生产设备作为讲解的示例和作业分析的对象;②将第二篇各章的作业尽量由“抄书答题”改为解剖分析产品实物,使学生在实践中学得活、学得牢。附录机械设计基础综合作业内有三种类型近80个大作业题,涉及百种以上的日用产品,学生可任选一个题目,通过自我钻研来有效地巩固和加深对课程的学习掌握。
本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,主要适用于设计类专业本科的工程力学和机械设计基础两门课程,也可供其他非机类专业选用。为方便教学,本书配有电子课件,其中含有供教师参考使用的习题解答。具体联系方式见书后的《读者信息反馈表》。
《工业设计机械基础》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,主要适用于设计类专业本科的工程力学和机械设计基础两门课程,也可供其他非机类专业选用。为方便教学,《工业设计机械基础》配有电子课件,其中含有供教师参考使用的习题解答。具体联系方式见书后的《读者信息反馈表》。
本书于2002年7月发行第1版,至2007年8月第4次印刷,累计印刷14000册。由于当时交稿的时限较为紧迫,第1版在不少方面未能达到既定的编写要求,这一直是编者的一个心结。2006年本书入选为教育部“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”,这才得到机会进行期待已久的修订。本次修订继续秉承“适专业、宽而浅、重实例、重应用”的原则,但改写的篇幅较多,对比第1版,主要有以下方面的改进:
1、尽量采用日用工业品作为讲解的示例和作业分析的对象。因为日用品比机械生产设备更贴近学生生活,看得见、摸得着、容易懂,也更符合设计专业及其他非机类专业的工作实际。
2、加大了第二篇各章中实践性作业的比例,通过作业引导学生去观察实物、分析实物、动手拆装产品实物,摆脱“抄书答题”的桎梏,使学生在结合实际中学得更加灵活、牢靠和有趣。附录机械设计基础综合作业是本书的特色所在,内有三种类型近80个大作业题,涉及百种以上的日用产品,学生可任选一个题目,通过自我钻研来有效地巩固和加深对课程的学习掌握。
3、改正了第1版中的一些差错,削减了部分较深的内容和较难的作业题。
4、制作配套的电子课件,以便利任课教师的课堂教学。课件中还附有习题解答,给出了书中所有计算题的解题步骤和答案,这也是为减轻教师的工作负担而提供的。
第2版前言
第1版前言
第一篇 工程力学基础
第一章 工程力学的基本概念
第一节 工程力学与工业设计
第二节 工程力学的研究对象与基本内容
第三节 工程力学的基本概念
第四节 静力学公理
第五节 约束与约束反力
第六节 分离体与受力图
习题与作业
第二章 构件与产品的静力分析
第一节 平面力系的简化与合成
第二节 平面力系平衡问题的求解
第三节 空间力系简介超静定的概念
第四节 物体的重心和平面图形的形心
第五节 摩擦与摩擦力
第六节 功与功率
习题与作业
第三章 构件与产品的强度分析
第一节 材料力学的研究目的杆件的基本变形形式
第二节 内力、应力与应变
第三节 材料在拉伸和压缩时的力学性能
第四节 拉压杆的强度
第五节 剪切和挤压强度
第六节 圆轴抗扭强度
第七节 梁的抗弯强度(一)
第八节 梁的抗弯强度(二)
第九节 组合变形强度问题简介
习题与作业
第四章 构件的刚度、压杆稳定和动载荷问题
第一节 构件的变形与刚度
第二节 压杆的稳定性
第三节 动载荷与动应力
第四节 应力集中现象和裂纹问题
第五节 交变应力与疲劳强度简介
习题与作业
第一篇《工程力学基础》篇后语
设计专业的学生怎样解读力学公式——从张飞的虎须谈起
第二篇 机械设计基础
第五章 机械设计概述
第一节 机械结构在设计中的地位
第二节 机械设计的基本要求和一般程序
第三节 机械结构的常用材料及其选用原则
第四节 零件结构的工艺性和造型因素
习题与作业
第六章 机械零件基础
第一节 联接
第二节 轴与联轴器
第三节 轴承
第四节 弹簧
习题与作业
第七章 常用机构
第一节 运动副、机构与机构运动简图
第二节 平面连杆机构
第三节 凸轮机构和螺旋机构
第四节 间歇运动机构
第五节 机构的扩展与组合
习题与作业
第八章 机械传动基础
第一节 带传动
第二节 链传动
第三节 齿轮传动
第四节 轮系与减速器
第五节 液压传动简介
参考资料常用机械传动形式的性能对比
习题与作业
第九章 产品结构的图例与剖析
第一节 日用品
第二节 灵巧、便捷机构
第三节 灯具与家具
第四节 电动工具与家用电器
第五节 整机的结构与组合
第六节 机箱机壳与机架机座
附录 机械设计基础综合作业
附录A 第一类综合作业撰写产品结构的分析报告
附录B 第二类综合作业绘制产品结构图
附录C 第三类综合作业制作产品机构的可动模型
参考文献
工程力学对产品设计有什么用?这是学习本课程的学生都想了解的问题。简要的回答是:第一,任何产品都必须稳定或能按预定要求运动;第二,任何产品都应该牢固,正常使用中不会损坏。要正确处理这两方面的问题,都离不开基础的工程力学知识。
上述两个方面中,前者属于静力学或动力学的范围,后者属于材料力学的范围。下面通过一些贴近工业设计的产品实例,来初步说明上面的论点。
1、产品设计与静力学、动力学
图l-la是20世纪20年代包豪斯学校教师布劳耶(Marcen Breuer)设计的钢管椅,它开启了采用钢管制作家具的新潮流。人坐在钢管椅上难免左摇右摆、前倾后仰,为了安全,要求椅子能维持稳定不致倾倒,那么在地面上支撑椅子的那段“n”形钢管,其横宽和纵深至少应该多大?-这就是一个静力学问题。
对于摇椅(图l-lb)、婴儿摇椅(图l-lc)、酒吧里比较高的吧椅(图1-1d)、婴儿高椅(图l-le)等产品,确保就坐者安全的问题显然更加突出。
椅子是简单产品,椅子的各部分之间一般是固定不动的。另有不少产品,使用中有些部件会发生运动,从而使整个产品的重心产生移动,分析这类产品在工作中不致翻转倾倒的问题,还需要考虑部件移动中的极端状态。