机械设计_主编王德伦, 马雅丽_9787111496823

机械设计

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丛书名：机械创新设计系列

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本书内容分六篇：机器与零件的结构与性能；动连接；静连接；典型零件；典型部件；典型机器。

　　机械设计课程是机械类专业的一门主干技术基础课，是本科生从基础理论课程学习过渡到研究机械工程技术问题的桥梁，承担培养学生机器及零部件性能与结构设计的任务，在机械类系列课程体系中占有十分重要的地位。近年来全国机械设计课程教学研究与改革成果十分丰富，出版了很多具有各校特点的机械设计教材，呈现出从传统的以机械零件结构与性能校核分析为主线的内容体系过渡到零件校核分析与设计并重，向以机器及零件设计为主线的趋势发展，尤其是加强机器整机结构与性能的技术方案设计，使得教学由机械零件向机械设计课程内涵延伸和扩展，体现了机械设计课程与机械工程实际的结合日益紧密，突出了学生机械创新设计能力的培养。
　　本书以培养学生具有一定的机器及零部件结构与性能技术方案创新设计能力为目标，建立“以结构与性能设计为主线，整机方案设计为牵引，零部件及其连接技术设计为支撑”的新体系。全书由六篇组成，第一篇为机器与零件的结构与性能，主要介绍机器的结构与性能、机器结构与技术性能方案规划、机械零件技术性能设计基础；第二篇为动连接，主要阐述滑动轴承、滚动轴承、移动副、齿轮副、蜗杆副；第三篇为静连接，包含螺纹连接、键与销连接、过盈连接、铆接、焊接、粘接；第四篇为典型零件，主要有轴、机架类零件、弹簧；第五篇为典型部件，包括带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动、联轴器、离合器、制动器等；第六篇为典型机器，主要叙述机器整机设计流程与方法，并以三轴立式加工中心为例介绍机器整机结构与性能的技术方案设计。通过这一新体系，力求使学生能够初步具有机器及零部件结构与性能的技术方案创新设计能力。
　　在全书内容安排上，编者根据多年的教学和科研经验，并密切联系机械制造企业的实际，在以下几方面作出探索和尝试。
　　1课程内涵机械设计课程是由机械零件课程发展和演变而来的，因而现有“机械设计”的教学要求、方式和内容体系都带有浓厚的机械零件色彩，使得学生的理解和思维聚焦在局部零件上。然而，零件设计需要服从整机结构与性能要求，不能游离整机之外；同时，课程内容需要体现出零件结构与性能的技术方案设计，而不是零件细节设计。因此，本书在机械设计原有内涵基础上加以调整，增加机器整体结构与性能的技术方案设计，扩充整机与部件、零件的结构及技术性能联系，强化零件及其连接的结构与性能的技术设计过程、计算依据和表达准确性。培养学生的整机设计视野与大局观，使蕴藏在机器结构与性能设计中的独特魅力得到体现，如创新性与多样性，激发学生的学习热情，培养创新设计意识和能力。
　　2内容体系本书以机器整机技术设计为牵引，机器结构组成与技术性能展开为相关部件、零件及其连接性能，形成机械设计的主题与系统性，继而分别阐述动连接，静连接，零件、部件的结构与性能的技术设计内涵，再回归到机器整机技术方案设计，构建一个较完整的机械设计课程内容体系。其中动连接是指运动副，包括转动副、移动副和高副（齿轮副与凸轮副）；部件是功能与结构相对独立的组合体，如驱动、传动和执行部件，典型传动与连接部件包括带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动以及联轴器与离合器等。
　　3知识表达与扩展传统的机械零件课程研究对象是机器中的零部件设计，不是机器整机设计，而设计的前提相对独立。由于机器整机及其零部件设计需要在机器构型方案与运动设计基础上开展，本书保留原有机械零件课程的基本内容，增加了与机械原理课程知识体系密切联系的设计内容，如运动副、构件、机构的结构设计等，将体现机器运动方案和尺度的机构简图进行结构展开和技术性能设计，与实际机器设计过程更接近。对于课时少的学校可以选讲第一篇部分内容、第二、三、四篇内容，即可保持原有课程内容；对于课时充裕的学校可以全部讲授，使得学生对机器技术设计过程和课程设计环节有更全面与深入的了解和掌握。
　　4知识性与趣味性本书以设计为主线，各章既独立又联系的内容可以形成更严密的学术体系，但为了避免枯燥、增加趣味性以引人入胜，本书采用案例阐述方式，并在各章节开头和正文穿插工程或生活中的实际问题案例，在每章结尾增加与本章内容密切相关的人物或科学故事介绍，以增加读者的兴趣。
　　5系统性与适用性本书中各章节内容具有相关性，可以遵循知识体系集中安排，而为了便于教学过程安排，把部分内容分开在不同章节，虽然略显重复，但兼顾全书总体呼应。例如，第一篇第一章中介绍机器的结构组成与技术性能，并总结了几种常见连接形式与特点，为第二章机器结构与技术性能方案规划铺垫，虽然在第二篇和第三篇中又有较详细的论述，但全书内容围绕机器整机结构与性能的技术方案设计展开阐述，也使得课程设计等实践环节可以安排与课堂教学同步进行，既可集中也可分散进行，有利于多环节教学内容协调融合。第五、六篇把本课程内容适当延伸，便于结合课程设计和后续课程进行教学。
　　本书的编写者有：第1、2、3章（王德伦、马雅丽），第4、5章（毛范海），第6章（孙守林、马雅丽），第7、8章（马雅丽），第9章（杨光辉），第10、11、12章（马雅丽），第13章（马雅丽、王德伦），第14章（马雅丽），第15、16章（朱林剑），第17、18章（申会鹏、王德伦），第19章（朱林剑），第20章（申会鹏、王德伦）。
　　陈观慈编写了本书第3、5章初稿。全书由王德伦、马雅丽担任主编并统稿。本课题组的2010~2012届硕士研究生和部分博士研究生也为本书的编写发挥了重要作用，在此一并表示感谢。
　　本书是编者领导的课题组编著的“机械创新设计系列”丛书之二，该丛书共五本，包括学术版《机构运动微分几何学分析与综合》，工程应用版《机械创新设计及应用》，教学版《机械原理》《机械设计》《机械原理与机械设计实践》，是编者多年从事机械基础领域理论研究、解决机械企业设计制造中的大量实际问题以及开展教学研究和改革的成果总结。本书力图将有关机器结构强度学、摩擦学、机械设计方法学等领域的研究成果引入教学，体现了编者对机械设计课程内涵的理解，并与当前中国机械制造业由制造大国向制造强国转变过程中对人才类型与能力需求相适应，同时在教材内容体系和表达方式上有一定的变化，如果能够在机械设计教材理论联系实际，体现中国机械企业现状与时代需求，激发学生的学习热情和兴趣等方面发挥积极作用，那就是编者的心愿。
　　本书由哈尔滨工业大学王黎钦教授、吉林大学谭庆昌教授任主审，大连机床集团薛孺牛高级工程师审阅了第6、18、20章内容，在此一并致谢。
　　本书的编写从策划到定稿出版历时四年，由于采用新内容、新体系、新方式阐述，加之时间仓促，书中误漏欠妥在所难免，恳请同仁和读者批评指正。
　　编者

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