内容简介
《机械制图(第五版)/面向21世纪课程教材》是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”国家重点教材。 第五版是普通高等教育“十五”国家级规划教材,并被列入我社百门精品课程教材建设项目。 第五版是在第1版的基础上,总结近几年教学改革的经验,根据教育部高等学校工程图学教学指导委员会2004年制订的“高等学校工程图学课程教学基本要求”及近年来发布的《机械制图》、《技术制图》等相关国家标准修订而成。
《机械制图(第五版)/面向21世纪课程教材》主要供高等学校本科机械类各专业学生使用,也可供各专业师生和工程技术人员参考。
内页插图
目录
绪论
第一章 点、直线和平面的投影
1.1 点的投影
1.2 直线的投影
1.3 平面的投影
1.4 直线与平面、平面与平面的相对关系
1.5 换面法
1.6 旋转法
本章小结
复习检查问题
第二章 立体的视图
2.1 基本体的视图
2.2 基本体表面交线的画法
2.3 组合体视图的绘制和阅读
本章小结
复习检查问题
第三章 轴测图与透视图
3.1 轴测图概述
3.2 正等轴测图
3.3 正二轴测图和斜二轴测图
3.4 轴测图的选择
3.5 透视图
本章小结
复习检查问题
第四章 表示机件的图样画法
4.1 视图
4.2 剖视图
4.3 断面图
4.4 简化画法和其他规定画法
4.5 轴测剖视图
4.6 第三角投影(第三角画法)
本章小结
复习检查问题
第五章 尺寸标注基础
5.1 尺寸标注的基本规定
5.2 组合体的尺寸标注
5.3 尺寸的清晰布置
5.4 圆弧连接图形的尺寸标注
5.5 轴测图的尺寸标注
本章小结
复习检查问题
第六章 机械制造基本知识
6.1 机械制造常用的材料
6.2 机械制造常用的加工方法
6.3 机械零件的技术要求
本章小结
复习检查问题
第七章 标准结构、标准件与常用件
7.1 螺纹及螺纹紧固件
7.2 键、花键和销
7.3 齿轮
7.4 弹簧
7.5 滚动轴承
本章小结
复习检查问题
第八章 零件图
8.1 零件图的基本知识
8.2 零件分析
8.3 零件的视图选择
8.4 零件尺寸和技术要求的标注
8.5 典型零件图例
8.6 读零件图的步骤和方法
本章小结
复习检查问题
第九章 装配图
9.1 装配图的基本知识
9.2 装配图的视图选择
9.3 装配图中的尺寸标注和技术要求注写
9.4 装配图中的明细栏和零、组(部)件序号的编排
9.5 画装配图的方法和步骤
9.6 读装配图和拆画零件图
9.7 零件构形设计
9.8 轴测装配图
本章小结
复习检查问题
第十章 计算机辅助绘图基础
10.1 AutoCAD 2006绘图基础
10.2 二维图形绘制
10.3 绘图辅助工具
10.4 图层及其管理
10.5 图形编辑
10.6 图案填充(剖面线)
10.7 文本
10.8 尺寸标注
本章小结
复习检查问题
第十一章 计算机辅助三维实体建模=基础
11.1 创建基本体
11.2 创建复杂三维实体
11.3 三维实体显示控制
11.4 三维实体编辑
本章小结
复习检查问题
第十二章 机械零部件计算机辅助三维建模与工程图绘制
12.1 机械零件三维建模实例
12.2 机械零部件三维装配实例
12.3 机械零部件二维绘图实例
本章小结
复习检查问题
附录
一、制图基本规定
二、常用螺纹及螺纹紧固件
三、常用键与销
四、常用滚动轴承
五、极限与配合
参考文献
前言/序言
本书是在第四版的基础上,根据教育部高等学校工程图学教学指导委员会2005年制订的“高等学校工程图学课程教学基本要求”及近年来发布的《机械制图》、《技术制图》等相关国家标准,并总结近几年教学改革的经验修订而成的。本书第四版是教育部“普通高等教育'九五'国家级重点教材”、“面向21世纪课程教材”,自2001年8月出版以来,多次重印,被多所高等院校使用,深受同行看重和使用者好评。第五版被列入普通高等教育“十五”国家级规划教材,并被列入高等教育出版社“高等教育百门精品课程教材建设计划精品项目”。
本书第四版有以下特点:
(1)内容丰富.分析深入,论述详细,语言准确流畅。既便于自学,又有利于读者自主学习和自学能力的培养。
(2)重视图学基本理论。既重视全面、系统、准确地论述基本投影理论、图解图示和表达理论,又注意对这些理论进行总结和提炼。明确了轨迹相交法、形体分析法、面形分析法、完整表面相交法和功能分析法等行之有效的图解、读图、画图方法。力求总结出规律性的东西,使读者易于理解,以至达到较高水平。
(3)在组合体的组合方式、表面关系,尺寸基准,零件图的视图选择,零件的结构分析等方面提出了新的概念、新的观点。在轴测投影的基本理论推导中使用了新的方法。增加了零件构形设计内容。
(4)采用最新国家标准,注重介绍简化表示法与简化标注。
(5)部分内容作为选修处理(标有*的部分),以适应不同层次的学校、不同专业和不同层次读者的需求。
以上特点在本版中均继续保持。
与第四版相比。本版变化如下:
1.对内容进行调整
(1)大力加强计算机辅助三维实体建模内容,将计算机辅助绘图与计算机辅助三维实体建模知识系统化。本版第十章和第十一章较详细地叙述了二者各自的基础,第十二章又模仿机械cAD真实过程,将二者结合,以典型实例详细介绍了机械零部件的计算机辅助三维实体建模和二维工程图绘制的具体操作。这将使读者学习到有实用价值、可模仿操作的现代设计表达方法。
(2)增加了机械制造常用材料和机械制造常用加工方法的内容,与表面粗糙度、极限与配合、形状与位置公差等技术条件合为“机械制造的基本知识”一章。此章的增加既适应了“机械设计基础系列课程改革”的教学需求,也解决了多年来普遍存在于多数院校的“先学制图,后学金工,制图学习无机械制造知识为基础”的矛盾现象。
(3)删除了“曲线与曲面”、“表面展开”两章内容。将旋转法列为选修内容。
(4)将“手工绘图工具的使用”、“常用尺规作图”、“徒手作图技能”、“零件测绘”、“组合体构形”等与绘图实践或习题绘制关系密切的内容移至配套习题集中。将国家标准摘录移至附录中。
(5)将“零件构形设计”内容并八“装配图”中,使之与根据装配图拆画零件图联系更加紧密。
(6)全书内容整合为十二章,与教学进程密切配合。
2.新的提法和新的概念
(1)不再区分“截交线”和“相贯线”,统称为“表面交线”。
(2)提出“标准结构”的概念,包括了螺纹、齿轮及花键等。将传统、流行的“标准件及常用件”扩展为“标准结构,标准件及常用件”。
3.新的写法
与教学进程配合,对知识的小结和复习检查问题或按节给出,或按章给出,求实用效果,不拘泥于形式表面一致。
4.使用最新国家标准和最新版本软件。
负责本版主编工作的有刘朝儒(绪论、第三、六、七、八、九章、附录)、吴志军(第十、十一、十二章)、高政一(第二、四章)和许纪旻(第一、五章)。参加本版修订工作的还有彭福荫、张学政、田凌和冯娟。全书由刘朝儒负责统稿和定稿。
值此第五版出版之际,对为本书前四版作出贡献的人员表示深情感谢。
本书在编写过程中参考了一些同类著作,特向作者表示感谢,具体书目作为参考文献列于书末。
本版书由中国工程图学学会图学教育专业委员会原主任委员、北京理工大学董国耀教授审阅,他给予了许多指正和建议,在此深情感谢。
由吴志军主编的《机械制图(第五版)图文演示系统》光盘为本书配套教学软件光盘。由许纪曼、高政一主编的《机械制图习题集》(第四版)为本书配套习题集,均由高等教育出版社同时出版。可供选用。
书中缺点、错误在所难免,敬请读者批评指正。
机械设计基础:理解与创新 在现代工业蓬勃发展的今天,机械设计作为所有工业制造的基石,其重要性不言而喻。从精密的航空航天设备到日常生活中随处可见的家用电器,背后都离不开对机械原理的深刻理解和巧妙运用。本书旨在为您打开机械设计的大门,带领您系统地学习机械设计所必须的基础知识和核心概念,并在此基础上,激发您对创新设计的思考与实践。 一、 机械设计的基础理论:构筑坚实的地基 任何宏伟的建筑都离不开坚实的地基,机械设计亦然。本书将从最基本、最核心的概念入手,为您构建起扎实的理论基础。 工程材料的认知与选择: 机械零件的性能,很大程度上取决于其所使用的材料。我们将深入探讨各种常用工程材料的特性,包括它们的力学性能(如强度、刚度、韧性、硬度)、物理性能(如密度、导热性、导电性)以及化学性能(如耐腐蚀性)。我们将学习如何根据零件的工作环境、受力情况、精度要求以及成本效益,科学地选择最合适的材料。例如,在承受高应力且需要轻质的场合,我们可能会选择高强度铝合金或钛合金;而在需要高耐磨性的部件上,则可能倾向于使用硬质合金或表面处理后的钢材。我们将分析不同材料的晶体结构、微观组织对其宏观性能的影响,并了解常见的材料性能测试方法。 零件的强度与刚度计算: 机械零件在工作中承受各种载荷,如拉伸、压缩、弯曲、扭转和剪切。确保零件在这些载荷下不发生断裂(强度)或产生过大的变形(刚度),是机械设计的基本要求。本书将系统介绍各种应力状态下的强度计算方法,包括许用应力、安全系数的概念,以及如何应用这些知识来确定零件的尺寸。同时,我们也将学习刚度计算,理解变形对机械性能的影响,例如精密仪器中的零件变形可能导致测量误差,传动机构中的弹性变形可能影响传动精度。我们将接触到各种典型的受力构件,如轴、齿轮、螺纹连接、焊接结构等,并学习如何分析它们的受力特点,进行强度和刚度的校核。 机械传动的基础: 机械传动是将动力从原动机传递到工作机械,并实现速度、扭矩、方向和运动形式的改变。这是机械设备中最为核心的功能之一。本书将详细讲解各种常用的机械传动方式。 齿轮传动: 作为应用最广泛的传动方式,我们将深入研究不同类型齿轮(直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮)的结构、啮合原理、传动比计算、强度计算(齿根弯曲强度、齿面接触强度)以及失效形式。我们会探讨如何设计合理的齿轮参数,以达到预期的传动比、传递功率和工作寿命。 带传动: 学习普通V带、三角带、同步带等不同类型带传动的特点、工作原理、传动比、带的张紧与寿命计算,以及在选择和使用中需要注意的问题。 链传动: 了解滚子链、套筒链等链条的结构、传动特点、传动比、链的张紧与寿命计算,并对比分析其与带传动和齿轮传动的优缺点。 蜗杆蜗轮传动: 学习其蜗杆、蜗轮的结构、啮合特点、传动比、自锁性、效率以及其在需要大传动比和传递大功率时的应用。 其他传动: 简要介绍液压传动、气压传动、电磁传动等,拓宽您的视野。 连接件与紧固件: 机械设备通常由许多零件组成,连接件和紧固件在其中起着至关重要的作用。我们将详细学习: 螺纹连接: 掌握各种螺纹的类型(普通螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹)、标准、受力分析、强度计算,以及螺栓连接的预紧力、防松措施等。 键连接: 学习各种键(普通键、半圆键、斜键、花键)的结构、应用、受力分析和设计计算。 销连接: 了解圆锥销、圆柱销、开口销等的作用和应用。 焊接与铆接: 学习其基本原理、连接形式、强度计算及适用范围。 轴的设计: 轴是机械传动中传递转矩和承受载荷的关键零件。我们将学习轴的类型(传动轴、心轴)、受力分析(弯矩、扭矩)、强度设计、刚度设计以及选择轴的材料和加工工艺。 滚动轴承与滑动轴承: 了解轴承在支撑和减少摩擦中的作用。我们将学习滚动轴承的类型(深沟球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承等)、结构、选择、当量寿命计算以及安装与维护。同时,也将介绍滑动轴承的类型、工作原理、润滑方式以及设计计算。 二、 机械零件的设计方法与原则:从理论到实践的桥梁 掌握了基础理论,本书将进一步引导您学习如何将这些理论应用于实际零件的设计中,并遵循科学的设计方法和原则。 零件的结构设计: 学习如何根据零件的功能需求,合理地设计零件的形状、尺寸、结构形式,以满足强度、刚度、耐磨性、润滑性、可制造性、经济性等各项要求。我们将探讨一些结构设计的通用原则,例如尽量采用等强度设计,避免应力集中,优化截面形状以提高强度和刚度,考虑零件的拆卸和维修便利性等。 可制造性设计(DFM): 这是一个至关重要的概念,即在设计阶段就要充分考虑零件的加工工艺性。我们将学习如何根据不同的加工方法(如切削加工、铸造、锻造、冲压、焊接等)来优化零件的设计,以降低制造成本、提高生产效率和产品质量。例如,避免过深的腔体、锐利的内角,考虑铸造起模斜度,设计易于夹持的形状等。 装配性设计(DFA): 强调零件在装配过程中的便捷性和可靠性。我们将学习如何设计便于装配的特征,如导向斜面、定位基准,以及如何考虑零件的互换性。 可靠性设计: 学习如何通过设计来提高机械产品的可靠性,减少故障率。我们将探讨一些提高可靠性的方法,例如采用冗余设计,设置安全裕度,选择高质量的材料和零件,进行充分的测试和验证等。 标准化与系列化: 理解标准化和系列化在机械设计中的重要性,它们能够简化设计、降低成本、方便维修和备件供应。我们将学习如何充分利用标准件,以及如何进行系列化设计。 三、 现代机械设计的方法与工具:与时俱进的创新之路 随着科技的进步,机械设计的方法和工具也在不断发展。本书将为您介绍一些现代设计理念和技术,帮助您在未来的设计实践中更加得心应手。 计算机辅助设计(CAD): 深入探讨CAD软件在机械设计中的应用,包括二维绘图、三维建模、装配设计、工程图生成等。我们将了解如何利用CAD软件高效地完成设计任务,并进行可视化表达。 计算机辅助工程(CAE): 学习CAE工具在机械设计中的应用,特别是有限元分析(FEA)。我们将了解如何利用FEA软件对零件进行应力、应变、模态、热分析等,从而更精确地评估零件的性能,优化设计方案,预测潜在的失效模式。 计算机辅助制造(CAM): 简要介绍CAM技术,它将CAD模型直接转化为数控机床的加工指令,实现设计与制造的紧密集成。 仿生学在机械设计中的应用: 探索从自然界生物的结构和功能中汲取灵感,应用于机械设计,创造出更加高效、环保、适应性强的机械产品。 绿色设计与可持续性: 关注机械设计在环境保护和可持续发展方面的作用,学习如何设计更加节能、环保、易于回收的机械产品。 四、 机械设计的实践与展望:开启您的创新之旅 机械设计是一门实践性很强的学科。本书在理论讲解的同时,也将强调实践的重要性。 案例分析: 通过分析大量经典的机械产品设计案例,让您直观地理解各种设计原理和方法的实际应用。我们将剖析成功的设计是如何解决工程难题的,以及其中蕴含的设计思想。 设计流程与方法论: 引导您掌握科学的设计流程,从需求分析、方案设计、详细设计到制造、测试与改进。我们将探讨不同的设计方法论,如TRIZ(发明问题解决理论)在创新设计中的应用。 面向未来的机械设计: 展望机械设计未来的发展趋势,如智能化、集成化、模块化设计,以及与新材料、新能源、信息技术的深度融合,鼓励您保持学习的热情,不断探索和创新。 本书力求以清晰的逻辑、详实的例证、严谨的学术态度,为您展现机械设计的广阔天地。无论您是初学者,还是希望深化理解的在校学生或从业人员,本书都将是您探索机械设计奥秘,开启创新之旅的得力伙伴。通过掌握本书所传授的知识和技能,您将能够更好地理解现有的机械产品,并具备设计出更优秀、更具竞争力的机械设备的能力。