本書包括機械基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械制造、機械電子與控制以及以汽車和機器人為典型的應(yīng)用介紹等五個方面,旨在形成機械工程的知識脈絡(luò)。在機械基礎(chǔ)方面,包括力學、工程制圖及工程材料等基礎(chǔ)知識；在機械設(shè)計方面,包括機構(gòu)、零件、機器與創(chuàng)新設(shè)計；在機械制造方面,包括切削、制造基礎(chǔ)、傳統(tǒng)制造、先進制造;在機械電子與控制方面,包括PLC、液壓與氣壓傳動、數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機器人等；此外,介紹了以汽車和機器人為典型的應(yīng)用案例。本書從課程群的角度引入機械學科各方面的歷史,結(jié)合社會發(fā)展不同時期對機械學科的需求,分別從機械工程的典型方向進行介紹,從而幫助讀者建立圍繞機械工程的整體知識體系。
目 錄
第1章 機械工程概述1
1.1 機械工程內(nèi)涵及發(fā)展簡史 ……………………………………………………………1
1.1.1 機械工程的內(nèi)涵…………………………………………………………………1
1.1.2 機械工程的發(fā)展簡史……………………………………………………………1
1.2 機械工程教育知識架構(gòu) ………………………………………………………………5
1.2.1 專業(yè)教育的組成…………………………………………………………………5
1.2.2 專業(yè)知識體系的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………5
1.2.3 知識領(lǐng)域、子知識領(lǐng)域及其對應(yīng)的主要課程 ………………………………7
1.2.4 課程體系……………………………………………………………………………8
1.3 機械工程學科的教育…………………………………………………………………11
1.3.1 機械工程教育的起源 …………………………………………………………11
1.3.2 機械工程教育在中國的發(fā)展 …………………………………………………11
1.3.3中國機械工程教育發(fā)展的未來 ………………………………………………14
參考文獻 ………………………………………………………………………………………15
第2章 機械基礎(chǔ)16
2.1 概述………………………………………………………………………………………16
2.1.1 機械系統(tǒng)模型化與數(shù)據(jù)化 ……………………………………………………16
2.1.2 機械系統(tǒng)幾何表達與構(gòu)建 ……………………………………………………17
2.1.3 機械系統(tǒng)材料表達與建模 ……………………………………………………18
2.1.4 機械系統(tǒng)物性表達與建模 ……………………………………………………19
2.2 專業(yè)核心知識點和要求的能力………………………………………………………20
2.2.1圖學 ……………………………………………………………………………………20
2.2.2力學 ………………………………………………………………………………………28
2.2.3 材料 ………………………………………………………………………………34
2.2.4 熱流體 ……………………………………………………………………………40
2.3 前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢…………………………………………………………………45
2.3.1圖學前沿技術(shù) ……………………………………………………………………45
2.3.2 力學前沿技術(shù) …………………………………………………………………47
2.3.3 材料前沿技術(shù) …………………………………………………………………48
2.3.4 熱流體前沿技術(shù) …………………………………………………………………49
參考文獻 ……………………………………………………………………………………52
第3章 機械設(shè)計54
3.1 概述………………………………………………………………………………………54
3.1.1 機械設(shè)計的一般過程 …………………………………………………………54
3.1.2 機械設(shè)計知識架構(gòu) ……………………………………………………………54
3.2 專業(yè)核心知識點和要求的能力………………………………………………………55
3.2.1 機械設(shè)計基礎(chǔ)理論 ……………………………………………………………55
3.2.2 機械零部件設(shè)計 ………………………………………………………………61
3.2.3 精度設(shè)計與公差檢測 …………………………………………………………69
3.2.4 計算機輔助設(shè)計 …………………………………………………………………75
3.3 現(xiàn)代設(shè)計方法……………………………………………………………………………80
3.3.1 創(chuàng)新設(shè)計 ………………………………………………………………………80
3.3.2 虛擬設(shè)計 …………………………………………………………………………82
3.3.3 快速設(shè)計 …………………………………………………………………………83
3.3.4 優(yōu)化設(shè)計 …………………………………………………………………………84
3.3.5 仿生設(shè)計 ………………………………………………………………………86
3.3.6 綠色產(chǎn)品設(shè)計 …………………………………………………………………87
3.3.7 全壽命周期設(shè)計 …………………………………………………………………88
參考文獻 ………………………………………………………………………………………89
第4章 機械制造91
4.1 概述……………………………………………………………………………………91
4.1.1 機械制造的定義 ………………………………………………………………91
4.1.2 機械制造的內(nèi)涵 …………………………………………………………………91
4.1.3 機械制造需要解決的問題 ……………………………………………………92
4.2 專業(yè)核心知識點和要求的能力………………………………………………………92
4.2.1 成型原理 …………………………………………………………………………92
4.2.2 制造工藝設(shè)計 …………………………………………………………………98
4.2.3 工裝原理與設(shè)計………………………………………………………………103
4.2.4 制造過程質(zhì)量管理……………………………………………………………109
4.3 前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢 ………………………………………………………………113
4.3.1 柔性智能制造…………………………………………………………………113
4.3.2 增減材復(fù)合制造………………………………………………………………117
4.3.3高能束與多能場制造……………………………………………………………121
參考文獻………………………………………………………………………………………126
第5章 機械電子與控制128
5.1 概述 …………………………………………………………………………………128
5.2 專業(yè)核心知識點和要求的能力 ………………………………………………………129
5.2.1 機電控制理論與技術(shù)…………………………………………………………129
5.2.2 傳感器與信息處理技術(shù)………………………………………………………134
5.2.3 機電傳動技術(shù)…………………………………………………………………139
5.2.4 機電一體化系統(tǒng)………………………………………………………………146
5.3 前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢 ………………………………………………………………153
5.3.1人工智能…………………………………………………………………………153
5.3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)………………………………………………………………………155
5.3.3 機器視覺…………………………………………………………………………157
5.3.4 智能傳感器………………………………………………………………………159
5.3.5智能控制……………………………………………………………………………160
參考文獻……………………………………………………………………………………161
第6章 車輛工程163
6.1 概述 …………………………………………………………………………………163
6.2 專業(yè)核心知識點和要求的能力 ………………………………………………………164
6.2.1 汽車結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………164
6.2.2 汽車發(fā)動機原理………………………………………………………………165
6.2.3汽車行駛原理……………………………………………………………………166
6.2.4 汽車設(shè)計………………………………………………………………………167
6.2.5 汽車制造技術(shù)…………………………………………………………………168
6.3 前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢 ………………………………………………………………171
6.3.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車………………………………………………………………………171
6.3.2 新能源技術(shù)……………………………………………………………………180
6.3.3汽車智能制造技術(shù)……………………………………………………………182
參考文獻………………………………………………………………………………………184
