机械基础第2版_何秋梅_9787111800675

本书将机械原理、机械设计、工程力学、公差与配合、金属工艺学等内容有机地结合在一起，以满足目前教学改革的需要。本书按照以工作过程为导向的情境教学方式进行编写，主要内容包括机构分析与设计（载体：牛头刨床）、机械传动装置设计（载体：带式输送机）、机械零件的几何精度（载体：减速器输出轴）和机械零件的制造（载体：减速器）4个项目，每个项目又根据实际教学需要分为若干个任务。
本书可作为高等职业院校的机械设计制造类、机电设备类和自动化类等专业的教学用书，也可供从事本专业的工程技术人员学习参考。

传统的机械基础方面的教材普遍存在内容条块分割、与实际工程结合不紧密、理论性太强，以及对学生创新能力培养方法欠佳等问题。这些问题会导致学生在学完机械基础课程后，仍难以建立一个系统的机械设计概念，机械制造的基础知识也难以融入机械设计中。
党的二十大报告指出，培养造就大批德才兼备的高素质人才，是国家和民族长远发展大计。加快建设国家战略人才力量，努力培养造就更多大师、卓越工程师、大国工匠、高技能人才。为充分体现以上精神，本书按照项目式教学要求，在总结长期教学经验、对机械基础课程按情境教学方式进行改革的基础上，吸收同类教材的优点后编写而成。本书具有以下突出的特点：
1教学内容体现必需、够用的原则，理实一体、学做合一
本书从学生的学习和认知规律出发，打破传统的教材体系，对机械原理、机械设计、公差与配合、金属工艺学等课程进行有序化、层次化的整合。在保证必要的基本理论的前提下，减少了偏深的理论论证和烦琐的理论推导，并去掉了验证性实验，使基本理论的学习以应用为目的，加强应用技术和工程实践能力的训练，同时新增了现代机械设计与分析所需的计算机辅助技术。内容取舍和组织结构体现了理实一体、学做合一的思想，具有鲜明的职业教育特色。
2项目引领、任务驱动，体现课程的系统性和连贯性
本书的设计以项目为引领，以工作过程为导向，以具体工作任务为驱动，把教材与教法有机地结合起来，将传统的学科性课程体系转变为基于工作岗位任务的课程体系；通过职业活动和课程整合，形成了理论与实践一体化的内容，并具有一定的可操作性。
全书对应职业岗位核心能力培养设置了4个项目、15个任务，每个项目围绕一种典型机械的设计或制造展开，以便学生进行系统性的项目学习和训练，树立系统设计的概念，较好地满足了企业对生产一线人员的职业素质需要。
本书以牛头刨床、带式输送机及减速器的设计与制造的一般过程为主线，学生在学习的过程中可以逐步了解和掌握机械产品设计与制造的一般过程，体现了机械设计与制造的系统性和关联性。
3项目任务的实施可保证教学质量
在形式上，每个项目的任务中都有任务目标工作任务内容相关知识链接等栏目，引导学生明确各情境的学习目标，学习与课程相关的知识和技能，并适当拓展相关知识，强调做中学和学中做，便于学生在做计划和实施过程中进行自学，符合情境教学的需要。
本书将理论学习、模仿学习、借鉴创新有机地结合起来，每个任务都有相应的实施结果举例，实际上采用了以工程案例教学为主的内容组织方式。其最大的好处在于，可因材施教。例如，对于基础好、学习能力强的学生，通过案例教学可举一反三，有利于培养自主学习和创新能力；而对于基础一般的学生，通过模仿案例中的设计过程可迅速掌握机械设计与制造的精要，保证通过本课程的学习都能有所收获。
4注重学生创新能力的培养和可持续发展
在内容选取上，以职业能力培养为主线，以学生能够接受终生学习并促进职业生涯的可持续发展为目标，从满足教学基本要求出发选择教学内容，使学生在掌握必备的机械基础理论知识与基本的设计技能基础上，更加注重创新设计能力和计算机辅助设计能力的培养，以及解决实际问题的能力和沟通能力的培养等。
本书以牛头刨床和带式输送机（含减速器）的设计与制造过程贯穿整个教学过程，教学内容也以此进行组织。为了增强学生在职业生涯过程中可持续发展的能力，还增加了拓展知识部分。取消了传统的课程设计内容，将学时分配到课程项目教学中。在任务实施中，增加了计算机辅助设计内容，体现了现代三维设计与分析技术的应用。
全书由广东水利电力职业技术学院何秋梅担任主编，并统稿和定稿，由广东水利电力职业技术学院侯建明、王元春、尹景云以及广东省特种设备检测研究院张启礼担任副主编，广东水利电力职业技术学院黄灿军、张中宝、靳宏以及广东博盈特焊技术股份有限公司段君杰参与了编写工作。在本书的编写过程中参考和借鉴了诸多同行的相关资料和文献，在此一并表示诚挚的感谢。
编写适应高等职业教育课程改革的教学用书，是一项探索性强、可借鉴成塾经验较少的工作。虽已尽力完善，书中仍难免有疏漏和不妥之处，敬请读者不吝指正。

编者

前言
绪论1
0.1机械的概念1
0.2机械设计与制造的基本要求、基本原则及一般程序4
0.3课程性质与学习目标6
0.4课堂教学中思政元素的融入8
自我评估8
项目1机构分析与设计（载体：牛头刨床）10
项目任务描述10
任务1.1平面机构的结构分析12
相关知识链接12
1.1.1平面运动副12
1.1.2机构运动简图13
1.1.2.1构件、运动副的代表符号13
1.1.2.2运动简图的绘制步骤15
1.1.3平面机构的自由度16
1.1.3.1构件的自由度及其约束16
1.1.3.2机构具有确定运动的条件17
1.1.3.3计算自由度时应注意的一些问题18
任务实施20
自我评估22
任务1.2连杆机构设计24
相关知识链接24
1.2.1铰链四杆机构24
1.2.1.1曲柄摇杆机构25
1.2.1.2双曲柄机构25
1.2.1.3双摇杆机构26
1.2.1.4铰链四杆机构曲柄存在的条件27
1.2.2滑块四杆机构28
1.2.2.1曲柄滑块机构28
1.2.2.2导杆机构30
1.2.2.3摇块机构和定块机构30
1.2.3平面四杆机构的基本特性32
1.2.3.1机构运动的急回特性32
1.2.3.2压力角和传动角33
1.2.3.3机构的死点34
1.2.4平面四杆机构的设计35
任务实施38
自我评估42
任务1.3凸轮机构设计及其他常用机构44
相关知识链接45
1.3.1凸轮机构的应用与分类45
1.3.1.1凸轮机构的特点与应用45
1.3.1.2凸轮机构的分类46
1.3.2凸轮机构的运动规律47
1.3.2.1凸轮机构的运动分析47
1.3.2.2从动件的基本运动规律48
1.3.2.3从动件运动规律的选择50
1.3.3凸轮轮廓设计51
1.3.3.1凸轮廓线设计的基本原理51
1.3.3.2对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构设计51
1.3.3.3对心直动滚子推杆盘形凸轮机构设计52
1.3.3.4对心直动平底推杆盘形凸轮机构设计53
1.3.3.5摆动推杆盘形凸轮机构设计53
1.3.4凸轮机构基本尺寸的确定54
1.3.4.1凸轮机构的压力角及许用值55
1.3.4.2凸轮基圆半径与滚子半径的确定55
1.3.5机构的创新设计拓展知识58
任务实施61
自我评估64
项目2机械传动装置设计（载体：带式输送机）66
项目任务描述66
任务2.1机械动力与传动系统设计67
相关知识链接67
2.1.1分析与拟定传动方案67
2.1.2选择电动机69
2.1.3传动装置总传动比及各级传动比的分配72
2.1.4传动装置的运动和动力参数的计算72
任务实施74
自我评估77
任务2.2带传动设计77
相关知识链接77
2.2.1带传动概述78
2.2.2带传动的工作情况分析80
2.2.3V带传动选用计算84
2.2.4V带轮材料和结构88
2.2.5带传动的张紧90
任务实施91
自我评估93
任务2.3齿轮传动系统设计94
相关知识链接94
2.3.1齿轮传动与渐开线94
2.3.2渐开线齿轮各部分的名称及尺寸98
2.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的啮合101
2.3.4渐开线齿轮齿廓的切削加工102
2.3.5斜齿圆柱齿轮传动105
2.3.6锥齿轮传动108
2.3.7齿轮传动设计109
任务实施121
自我评估125
任务2.4轴的结构设计126
相关知识链接126
2.4.1轴的概述126
2.4.2轴的结构设计128
2.4.3轴的强度计算131
任务实施133
自我评估138
任务2.5轴毂联接与联轴器139
相关知识链接140
2.5.1轴毂联接140
2.5.1.1键联接140
2.5.1.2花键联接143
2.5.2联轴器144
任务实施148
自我评估149
任务2.6轴承的选用与校核150
相关知识链接150
2.6.1滚动轴承151
2.6.1.1滚动轴承的结构、类型和代号151
2.6.1.2滚动轴承的设计计算154
2.6.1.3滚动轴承部件结构设计158
2.6.1.4滚动轴承的润滑和密封160
2.6.2滑动轴承简介162
任务实施163
自我评估165
任务2.7带式输送机的三维总装设计与仿真166
相关知识链接166
任务实施166
自我评估171
项目3机械零件的几何精度（载体：减速器输出轴）172
项目任务描述172
任务3.1识读尺寸公差及配合标注173
相关知识链接173
3.1.1互换性173
3.1.2公差配合的基本术语及定义175
3.1.3公差与配合的标注183
3.1.4公差与配合的选用184
任务实施187
自我评估188
任务3.2识读几何公差188
相关知识链接189
3.2.1几何公差概述189
3.2.2几何公差的标注189
3.2.3几何公差的选用198
任务实施200
自我评估201
项目4机械零件的制造（载体：减速器）203
项目任务描述203
任务4.1典型零件的选材与热处理205
相关知识链接205
4.1.1金属材料的力学性能206
4.1.1.1强度与塑性206
4.1.1.2硬度208
4.1.1.3冲击韧性210
4.1.1.4疲劳强度210
4.1.2铁碳合金211
4.1.2.1铁碳合金的基本组织与相图211
4.1.2.2铁碳合金成分、组织与性能的关系212
4.1.2.3铁碳合金相图的应用213
4.1.3钢的热处理214
4.1.3.1普通热处理214
4.1.3.2表面热处理217
4.1.3.3化学热处理217
4.1.3.4热处理工序位置的安排220
4.1.4常用金属材料221
4.1.4.1非合金钢221
4.1.4.2合金钢224
4.1.5零件的选材与加工工艺分析234
4.1.5.1选材的一般原则234
4.1.5.2选材的基本过程与方法236
4.1.5.3典型零件的选材及热处理工艺分析238
任务实施244
自我评估245
任务4.2典型零件的毛坯生产249
相关知识链接250
4.2.1铸造250
4.2.1.1铸造的特点与应用250
4.2.1.2砂型铸造250
4.2.1.3特种铸造255
4.2.2锻压258
4.2.2.1锻压的特点与应用258
4.2.2.2锻压的基本生产方式259
4.2.2.3自由锻260
4.2.2.4模锻260
4.2.3焊接264
4.2.3.1焊接的特点与应用265
4.2.3.2焊条电弧焊265
4.2.3.3埋弧焊268
4.2.3.4常用金属材料的焊接268
4.2.4机械零件毛坯的选择269
任务实施271
自我评估272
任务4.3典型零件的切削加工274
相关知识链接275
4.3.1金属切削加工基础知识275
4.3.1.1金属切削机床的分类及型号编制方法275
4.3.1.2切削运动与切削用量277
4.3.1.3金属切削刀具278
4.3.1.4工件的安装与定位280
4.3.2常用的切削加工方法及设备282
4.3.2.1车削加工282
4.3.2.2铣削加工287
4.3.2.3刨削加工290
4.3.2.4钻削加工292
4.3.2.5磨削加工296
4.3.3典型表面加工方法299
4.3.3.1外圆表面加工299
4.3.3.2孔加工300
4.3.3.3平面加工300
4.3.3.4螺纹加工301
4.3.3.5圆柱齿轮齿形加工302
4.3.3.6成形面加工302
4.3.4典型零件切削加工工艺分析303
4.3.4.1轴类零件303
4.3.4.2套类零件304
4.3.4.3轮盘类零件304
4.3.4.4箱体类零件306
任务实施307
自我评估308
附录310
参考文献315

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