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王軍，田同海，何曉玲 著

圖書標籤:

• 機械設計
• 課程設計
• 機械工程
• 設計基礎
• 工程圖學
• AutoCAD
• SolidWorks
• 機械原理
• 創新設計
• 畢業設計

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111586012

版次：1

商品編碼：12305711

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十三五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

頁數：309

內容簡介

反映工科教育的特點，突齣實用性和實踐性的原則，體現CDIO（構思、設計、實施、運作）的工程教育理念，以有利於學生綜閤素質的形成和科學思想方法與創新能力的培養。以整體培養規格為目標，優化內容體係，貫徹以必須、夠用為度的原則，為後續課程的學習和可持續教育打下堅實的基礎。注意前後知識的連貫性、邏輯性，力求深入淺齣，圖文並茂並在可用圖示說明的前提下直接用圖說明教學內容，以有利於學生對新知識的理解。體現新知識、新技術、新方法、新標準，並適當留有供自學和拓寬專業的知識內容。

目錄

前　言
第一篇　機械設計課程設計指導
第一章　概述 1
第一節　機械設計課程設計的目的 1
第二節　機械設計課程設計的內容 1
第三節　機械設計課程設計的方法和步驟 2
第四節　機械設計課程設計中應注意的
問題 3
第五節　計算機輔助設計概述 4
第二章　設計題目 6
第一節　設計帶式輸送機傳動裝置 6
第二節　設計鏈式輸送機傳動裝置 8
第三節　設計攪拌器和螺鏇輸送機傳動
裝置 10
第四節　設計加熱爐推料機傳動裝置 12
第三章　機械傳動裝置的總體設計 13
第一節　傳動方案的分析和確定 13
第二節　電動機的選擇 16
第三節　傳動比的分配 18
第四節　計算傳動裝置的運動和動力參數 20
第四章　減速器的結構和潤滑 22
第一節　減速器的結構 22
第二節　減速器的潤滑 29
第五章　傳動零件的設計及聯軸器的
選擇 33
第一節　減速器外傳動零件的設計要點和
聯軸器的選擇 33
第二節　減速器內傳動零件的設計要點 35
第六章　減速器裝配草圖的設計 38
第一節　概述 38
第二節　確定齒輪及箱體、軸承座的位置 39
第三節　軸的結構設計 42
第四節　軸、軸承、鍵連接的校核計算 48
第五節　軸係部件的結構設計 48
第六節　錐齒輪減速器設計特點 58
第七節　蝸杆減速器設計特點 63
第七章　減速器裝配工作圖的設計 68
第一節　概述 68
第二節　減速器箱體的結構設計 68
第三節　減速器附件的選擇與設計 76
第四節　裝配工作圖的繪製 81
第五節　裝配工作圖的尺寸標注 83
第六節　編製減速器的技術特性錶 84
第七節　編製減速器的技術要求 85
第八節　零部件編號、明細欄和標題欄 87
第八章　零件工作圖的設計 90
第一節　對零件工作圖的基本要求 90
第二節　軸類零件工作圖 91
第三節　齒輪類零件工作圖 94
第四節　箱體零件工作圖 98
第九章　編寫設計計算說明書、課程
設計的總結和答辯 101
第一節　編寫設計計算說明書 101
第二節　課程設計的總結 102
第三節　課程設計的答辯 103
第四節　課程設計資料的整理 105
第十章　減速器裝配圖常見錯誤示例 107
第一節　軸係結構設計中的錯誤示例 107
第二節　箱體設計中的錯誤示例 111
第二篇　機械設計常用標準和規範
第十一章　常用數據和標準 115
第一節　標準代號 115
第二節　常用數據 115
第三節　一般標準 117
第四節　機械製圖一般規範 124
第五節　鑄件設計一般規範 142
第十二章　常用工程材料 144
第一節　黑色金屬材料 144
第二節　有色金屬材料 150
第三節　非金屬材料 152
第十三章　連接及軸係零件緊固件 153
第一節　螺紋及螺紋連接 153
第二節　軸係零件緊固件 169
第三節　鍵連接 172
第四節　銷連接 174
第十四章　滾動軸承 176
第一節　常用滾動軸承 176
第二節　滾動軸承的配閤和遊隙 196
第十五章　潤滑與密封 199
第一節　潤滑劑 199
第二節　潤滑裝置 201
第三節　密封裝置 202
第十六章　聯軸器 206
第一節　聯軸器軸孔和連接形式 206
第二節　剛性聯軸器 207
第三節　撓性聯軸器 208
第十七章　電動機 216
第一節　Y 係列三相異步電動機的技術
參數 216
第二節　Y 係列電動機安裝代號 217
第三節　Y 係列電動機的安裝及外形
尺寸 218
第十八章　極限與配閤、幾何公差及
錶麵粗糙度 220
第一節　極限與配閤 220
第二節　幾何公差 234
第三節　錶麵粗糙度 238
第十九章　齒輪傳動、蝸杆傳動的精度
及公差 243
第一節　漸開綫圓柱齒輪的精度 243
第二節　錐齒輪的精度 260
第三節　圓柱蝸杆、蝸輪的精度 266
第二十章　減速器附件 271
第一節　通氣器 271
第二節　軸承蓋及套杯 272
第三節　油麵指示器 273
第四節　油塞 275
第五節　窺視孔及視孔蓋 276
第六節　起吊裝置 277
第三篇　機械設計課程設計參考
第二十一章　參考圖例(獨立成冊)
附錄　課程設計實例———錐齒輪-圓柱齒輪減速器設計 281
參考文獻 309

前言/序言

本書按照教育部高等學校機械基礎課程教學指導委員會頒布的《機械設計課程教學基本要求》和《機械設計基礎課程教學基本要求》, 並結閤我校在機械設計課程設計教學方麵的經驗編寫而成, 適用於機械類、近機械類各專業。
機械設計和機械設計基礎課程是工科機械類、近機械類各專業的一門主要技術基礎課。
機械設計課程設計是這兩門課程的一個重要實踐教學環節, 學生通過課程設計實踐訓練, 不僅可以加深對機械設計、機械設計基礎課程內容的理解和鞏固, 還可以把先修課程工程圖學、理論力學、材料力學、機械工程材料學、公差配閤與技術測量、機械製造基礎、金屬工藝學、機械原理等內容融會貫通, 從而達到綜閤運用的目的。更為重要的是, 在課程設計中, 可以使學生逐步樹立正確的設計思想, 培養創新設計理念, 提高獨立工作的能力。
全書分為三篇, 共21 章。第一篇為機械設計課程設計指導, 內容包括概述, 設計題目,機械傳動裝置的總體設計, 減速器的結構和潤滑, 傳動零件的設計及聯軸器的選擇, 減速器裝配草圖的設計, 減速器裝配工作圖的設計, 零件工作圖的設計, 編寫設計計算說明書、課程設計的總結和答辯, 減速器裝配圖常見錯誤示例; 第二篇為機械設計常用標準和規範, 內容包括常用數據和標準, 常用工程材料, 連接及軸係零件緊固件, 滾動軸承, 潤滑與密封,聯軸器, 電動機, 極限與配閤、幾何公差及錶麵粗糙度, 齒輪傳動、蝸杆傳動的精度及公差, 減速器附件; 第三篇為參考圖例, 包括一級減速器裝配圖7 張, 二級減速器裝配圖10張以及軸、齒輪、錐齒輪、蝸杆、蝸輪、箱蓋、箱座等零件工作圖14 張。附錄給齣瞭課程設計實例———錐齒輪-圓柱齒輪減速器設計。
本書將設計指導書、相關標準和規範、參考圖例、設計實例等有機結閤, 使內容更加完整、係統, 實用性更強。
本書采用瞭最新國傢標準、規範和設計資料。
本書參考圖例中的裝配圖和零件工作圖大部分來源於河南科技大學學生的課程設計, 並經過瞭精心的修改和完善, 圖樣質量較高。而且大部分零件工作圖是根據參考圖例中的裝配圖繪製的, 這樣更有利於學生理解裝配圖與零件圖之間的關係。
參加本書編寫的有河南科技大學田同海(第一~第五、二十一章(部分) ), 王軍(第六、第十一、第二十一章(部分)、附錄), 何曉玲(第七~第九章), 周銘麗(第十、第十八章)、張利娟(第十二、第十七、第二十章)、周誌剛(第十三章)、李雪飛(第十四、第二十一章(部分) )、張中利(第十五、第十六、第二十一章(部分) )、陳科傢(第十九、第二十一章(部分) )。本書由王軍、田同海、何曉玲擔任主編。周晨光、王科明、趙世清、李明明、吳佳璐、蘆遠航、祁文闖、李建剋、許澤霖、劉智、馬燦陽、黃海坤等參與瞭參考圖例、插圖的繪製工作。
由於編者水平所限, 書中不當之處在所難免, 敬請各位教師和廣大讀者指正。
編　者

《機械設計課程設計》 本書並非一本涵蓋具體機械零件圖紙繪製、標準件選型或是詳細設計流程的工具書。相反，它更側重於引導讀者在學習和實踐機械設計課程時，如何構建清晰的設計思路，掌握解決復雜工程問題的係統方法。書中不涉及任何具體産品的設計案例，不提供預設的解決方案，而是著力於培養讀者獨立思考、分析問題、評估不同設計方案的能力。 全書圍繞著“設計思維”與“工程實踐”兩個核心展開。在設計思維方麵，我們將深入探討創意思考的方法，如何從用戶的需求齣發，挖掘潛在的痛點，並將其轉化為可行的設計目標。這部分內容將引入頭腦風暴、類比思考、逆嚮工程等多種激發創新靈感的技巧。我們還將關注如何進行有效的需求分析，區分“必須擁有”和“錦上添花”的功能，以及如何將抽象的需求轉化為具體的設計約束。 在工程實踐方麵，本書將重點闡述設計過程中的關鍵環節，但會以一種方法論的視角進行呈現，而非具體的步驟指導。例如，在方案設計階段，我們將討論如何係統性地生成多個互不相同的概念設計，並介紹一些常用的比較評價方法，如QFD（質量功能展開）、AHP（層次分析法）等，幫助讀者在眾多可能性中選擇最優的初步方嚮。書中不會給齣具體的零件形狀或組閤方式，而是強調如何建立評價標準，如何從性能、成本、可製造性、可靠性等多個維度來衡量方案的優劣。 材料選擇方麵，本書不會羅列各種金屬、塑料、復閤材料的性能參數錶，也無意於提供特定應用場景下的材料推薦。我們關注的重點在於如何理解材料的宏觀屬性（如強度、剛度、耐磨性、耐腐蝕性等）與微觀結構的關係，以及如何基於設計要求和工藝限製來選擇閤適的材料類彆。讀者將被引導去思考，為什麼某種材料適閤承受高應力，而另一種材料則更適閤在高溫環境下工作。 製造工藝的討論，同樣會采取一種宏觀的、原則性的方法。本書不會詳細介紹車削、銑削、鑄造、焊接等具體工藝的操作規程，也不會分析特定零件適閤哪種加工方式。相反，我們將重點放在“可製造性設計”（DFM）的理念上，即在設計初期就充分考慮零部件的製造、裝配和檢驗的便利性與經濟性。讀者將學習到如何識彆潛在的製造難題，以及如何通過調整設計來簡化生産流程，降低製造成本。 應力分析和強度校核，在此書中不會齣現任何具體的應力計算公式或有限元分析的軟件操作教程。我們將聚焦於應力分析的基本原理，理解受力分析的重要性，以及如何通過簡化模型來估算關鍵部位的應力水平。重點將放在如何識彆應力集中區域，理解不同載荷形式（拉伸、壓縮、彎麯、扭轉、剪切）對結構的影響，以及如何根據材料的許用應力來判斷設計的安全性。本書的目的是培養讀者對結構安全性的基本認知，而非提供精確的計算能力。 在結構可靠性方麵，本書會探討諸如失效模式、故障樹分析等概念，但不會深入到復雜的概率統計模型。我們將強調如何識彆潛在的失效模式，理解失效的根本原因，並從設計源頭上減少發生失效的可能性。讀者會被引導去思考，如何通過冗餘設計、安全係數的應用以及對環境因素的考慮來提高産品的可靠性。 此外，本書還將涉及一些與機械設計相關的跨學科知識，例如人機工程學在界麵設計中的應用，基礎的電子學知識在智能機械設計中的角色，以及初步的軟件開發流程在嵌入式係統集成中的作用。這些內容旨在拓寬讀者的視野，認識到現代機械設計已不再是孤立的學科，而是需要與其他領域緊密結閤。 本書的最終目標是幫助讀者建立一套完整的設計方法論，使其能夠獨立地麵對任何新的機械設計任務，從零開始，係統地分析問題，提齣創新性的解決方案，並對設計方案進行科學的評估和優化。它提供的是一種思維模式和解決問題的框架，而非現成的答案。讀者將學會如何提齣正確的問題，如何組織設計過程，以及如何為自己的設計決策提供充分的理由。無論未來的學習和工作方嚮是哪種具體的機械工程領域，本書所傳達的設計理念和方法都將是寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

書中對現代機械設計方法的介紹，讓我受益匪淺。如今的機械設計早已不是單純的繪圖和計算，而是高度依賴於先進的計算機輔助設計（CAD）和有限元分析（FEA）技術。這本書在這方麵的內容非常及時和實用。它詳細介紹瞭如何使用CAD軟件進行三維建模、裝配設計以及生成工程圖紙。我之前一直以為CAD隻是一個畫圖工具，但通過這本書我瞭解到，它在參數化設計、設計優化、仿真分析等方麵都有著強大的功能。書中還對有限元分析進行瞭深入的講解，它不僅僅是介紹一些理論公式，而是詳細演示瞭如何建立有限元模型、施加邊界條件、進行求解和後處理。例如，在分析一個受力復雜的大型機械結構時，通過FEA可以清晰地看到應力集中的區域，從而指導設計師進行局部加強，避免結構失效。書中還提供瞭一些常見工程問題的FEA解決方案，比如應力分析、熱分析、模態分析等。

評分☆☆☆☆☆

本書對於機械設計過程中可能遇到的常見故障及失效模式的分析，極具指導意義。很多時候，我們設計齣一個看似完美的産品，但在實際使用中卻會因為各種原因發生故障。這本書提前預判瞭這些可能齣現的問題，並給齣瞭相應的解決方案。它詳細分析瞭材料疲勞、應力腐蝕、磨損失效、形變等常見的失效機理，並提供瞭預防和解決的思路。例如，在討論疲勞失效時，書中不僅講解瞭S-N麯綫的概念，還介紹瞭如何通過選擇閤適的材料、優化結構設計、改進錶麵處理工藝來提高零件的抗疲勞能力。書中還提供瞭一些失效案例分析，通過對真實事故的剖析，讓我們更深刻地理解瞭失效的根源，並從中吸取教訓。

評分☆☆☆☆☆

這本書在機電一體化集成方麵的論述，讓我看到瞭機械設計與電子技術、控製理論的深度融閤。如今的機械産品越來越智能化，越來越需要機械、電子、軟件的協同工作。書中詳細講解瞭傳感器、執行器、微處理器等在機械係統中的應用，以及如何通過控製算法實現對機械運動的精確控製。我印象最深刻的是書中關於伺服係統的講解，它詳細分析瞭伺服電機的選型、驅動器的配置以及PID控製算法的設計。書中通過一個機械臂的運動控製案例，直觀地展示瞭如何通過閉環控製，實現機械臂在不同軌跡上的平滑、精確運動。此外，書中還對工業機器人、自動化生産綫等典型的機電一體化係統進行瞭深入的介紹。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書在技術深度和廣度上都達到瞭一個很高的水平，能夠滿足不同層次讀者的需求。對於初學者而言，它提供瞭一個係統性的學習框架，幫助他們建立起紮實的機械設計基礎。對於有一定經驗的工程師來說，書中關於前沿技術和優化設計方法的介紹，無疑會為他們帶來新的啓發和靈感。我尤其欣賞書中貫穿始終的工程倫理和可持續發展理念的討論。作者並沒有迴避機械設計可能帶來的環境影響，而是鼓勵我們在設計過程中，充分考慮材料的可迴收性、能源的消耗以及對環境的友好性。這讓我看到瞭這本書的超越之處，它不僅僅是一本技術手冊，更是一本關於如何負責任地進行工程設計的指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容編排邏輯嚴謹，結構清晰，從基礎概念的引入到復雜問題的解析，都做到瞭循序漸進，層次分明。作者並沒有一開始就拋齣晦澀難懂的專業術語，而是從一些最基本、最核心的機械原理講起，比如材料力學的基礎知識，應力、應變的概念，以及常見的連接方式等。這些內容就像是給讀者打下瞭堅實的地基，讓後麵的學習能夠穩步推進。隨後，書中逐步深入到更復雜的機械傳動係統，如齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動等，並詳細講解瞭它們的結構特點、工作原理、設計計算以及優缺點。我特彆欣賞作者在介紹這些傳動方式時，並沒有局限於理論公式的堆砌，而是結閤瞭大量的實例，分析瞭不同應用場景下傳動方式的選擇依據。例如，在討論齒輪傳動時，書中詳細闡述瞭直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、錐齒輪等不同類型的齒輪在承受載荷、傳動效率、噪音等方麵的影響，並給齣瞭具體的計算方法和設計流程。此外，書中還花瞭不少篇幅講解瞭軸的設計、軸承的選擇以及聯軸器的應用，這些都是機械設計中不可或缺的關鍵環節。

評分☆☆☆☆☆

我特彆喜歡書中對於各種工程材料特性的詳細闡述，這一點對於機械設計來說至關重要。作者不僅僅列齣瞭材料的力學性能指標，比如抗拉強度、屈服強度、彈性模量等，更重要的是，他還深入分析瞭不同材料在實際使用中的錶現。比如，在介紹鋼鐵材料時，書中不僅區分瞭碳鋼、閤金鋼等不同種類，還對熱處理對材料性能的影響進行瞭深入的探討。我從中瞭解到，同一種鋼材，經過不同的熱處理工藝，其硬度、韌性、耐磨性都會發生顯著的變化，這直接關係到零部件的使用壽命和可靠性。此外，書中還涵蓋瞭鋁閤金、銅閤金、塑料等非金屬材料的應用。在講解塑料材料時，書中特彆強調瞭聚閤物的結構與其宏觀性能之間的關係，以及不同添加劑對塑料性能的改進作用。例如，在介紹工程塑料時，書中詳細列舉瞭尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯等材料在汽車零部件、電子設備外殼等領域的廣泛應用，並給齣瞭選擇這些材料時需要考慮的因素，如耐熱性、耐化學腐蝕性、絕緣性等。

評分☆☆☆☆☆

我個人覺得，這本書最大的亮點之一在於它對機械係統優化設計方法的講解。機械設計不僅僅是滿足基本功能要求，更重要的是如何在滿足功能的前提下，追求更高的效率、更低的成本、更小的體積和更輕的重量。書中介紹的優化設計方法，包括參數化設計、響應麵法、遺傳算法等，都是現代工程設計中非常有效的工具。我特彆喜歡書中關於多目標優化的章節，它教我們如何在相互衝突的目標之間找到一個最佳的平衡點。例如，在設計一個發動機活塞時，我們既要考慮其強度和耐高溫性，又要盡量減小其質量，還要保證良好的潤滑性能。書中通過一個實際的案例，詳細演示瞭如何運用這些優化方法，在保證性能的前提下，將活塞的質量降低瞭15%，這是一個非常顯著的進步。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真的深得我心，封麵配色大膽又沉穩，采用瞭那種啞光質感的紙張，拿在手裏有一種厚重而紮實的感覺。書脊的燙金字體，在光綫下會泛著溫暖的光澤，仿佛在訴說著這本書承載的知識分量。翻開扉頁，紙張的厚度適中，觸感細膩，油墨印刷的清晰度非常高，文字的排版也足夠舒朗，不會讓人覺得擁擠。每一章的標題都設計得很有辨識度，小標題也層層遞進，引導著讀者的思路。在插圖方麵，書中大量運用瞭精密的工程圖紙，綫條流暢，比例精準，細節處理得非常到位，對於理解復雜的機械結構起到瞭事半功倍的作用。即使是初學者，也能通過這些圖紙對抽象的理論有一個直觀的認識。而且，書中在關鍵公式和定理的推導過程中，都配有清晰的步驟圖解，這一點尤其值得稱贊。很多同類書籍在這方麵往往一筆帶過，而這本書則像一位循循善誘的老師，耐心地為你剖析每一個環節。我特彆喜歡書中的一些案例分析，它們都是從實際工程項目中提煉齣來的，具有很強的代錶性，能夠幫助我們看到理論知識是如何在實踐中落地生根的。

評分☆☆☆☆☆

這本書在機械製造工藝方麵的論述，同樣非常詳實。瞭解機械的最終形態離不開對其製造過程的理解。書中涵蓋瞭各種主要的機械加工方法，如切削加工（車削、銑削、鑽削等）、磨削、拋料、焊接、鑄造、鍛造等。對於每一種加工方法，書中都詳細介紹瞭其基本原理、設備類型、加工精度以及適用範圍。我尤其對書中關於數控加工（CNC）的介紹感到興奮。它詳細講解瞭數控機床的工作原理、G代碼和M代碼的指令係統，以及如何進行數控編程。通過書中提供的實例，我瞭解瞭如何將CAD模型轉化為可執行的CNC程序，從而實現高精度、高效率的自動化生産。此外，書中還探討瞭錶麵處理技術，如電鍍、陽極氧化、噴塗等，這些技術對於提高零部件的耐腐蝕性、耐磨性和美觀性都起著關鍵作用。

評分☆☆☆☆☆

本書在動力學方麵的講解，給我留下瞭深刻的印象。動力學是理解機械運動規律的核心，而這本書在這方麵的闡述可以說非常到位。作者從最基本的牛頓運動定律入手，層層遞進，逐步引入瞭慣性力、離心力、科裏奧利力等概念，並詳細解釋瞭它們在機械係統中的作用。我特彆欣賞書中關於剛體動力學部分的講解，它不僅闡述瞭轉動慣量的概念，還通過大量的實例，展示瞭如何計算和分析機械係統的振動和衝擊。比如，在介紹機械臂的設計時，書中詳細分析瞭機械臂在運動過程中産生的慣性力矩，以及如何通過優化運動軌跡來減小這些力矩，從而提高控製精度和穩定性。另外，書中還專門闢齣一章講解瞭機械係統的可靠性設計，這在實際工程中同樣至關重要。它涵蓋瞭故障模式與影響分析（FMEA）、可靠性預計、壽命試驗等內容，並提供瞭具體的計算公式和設計指南。