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第1章 概论1

1.1 机械制造业在综合国力竞争中的重要性1

1.1.1 概述1

1.1.2 制造产业结构的演进2

1.2 世界机械制造业发展趋势分析4

1.2.1 概述4

1.2.2 机械工业未来发展特征5

1.3 现代设计的重要性7

1.3.1 概述7

1.3.2 现代设计的主要特征10

1.3.3 现代设计技术的发展趋势12

1.4 机械类专业毕业生就业求职情况12

1.4.1 概述12

1.4.2 企业对应届毕业生的能力需求14

1.5 机械设计师的工作任务17

1.5.1 企业中机械设计师的主要工作17

1.5.2 企业对机械设计师的要求17

1.5.3 如何从机械专业毕业生到机械设计师的建议19

第2章 机械设计师的知识体系结构20

2.1 绪论20

2.2 机械设计师需要的理论知识22

2.2.1 基础理论知识24

2.2.2 专业理论知识24

2.3 机械设计师的知识结构26

2.3.1 知识、技能与能力26

2.3.2 建立合理的知识结构31

2.4 创新素质和创新能力的培养35

2.4.1 创新素质的含义35

2.4.2 创新能力及基本要求36

2.4.3 知识在创新能力培养的作用42

第3章 机械制图基本知识44

3.1 图样知识概述44

3.2 零件图44

3.2.1 零件图的基本内容44

3.2.2 零件上常见的工艺结构45

3.2.3 零件图的视图选择和表达47

3.2.4 零件图的尺寸标注50

3.2.5 零件视图的选择和尺寸标注示例51

3.2.6 零件图的绘制55

3.3 装配图57

3.3.1 装配图的作用57

3.3.2 装配图的内容58

3.3.3 装配图的尺寸标注和标题栏59

3.3.4 装配体的视图选择原则60

3.4 图样的技术要求62

3.4.1 公差与配合62

3.4.2 尺寸公差与配合的选用67

3.4.3 几何公差68

3.4.4 表面粗糙度73

3.5 识图知识76

3.5.1 如何识图76

3.5.2 如何看懂外国机械图样87

3.6 计算机绘图技术101

3.6.1 概述101

3.6.2 CAD系统结构与功能102

3.6.3 CAD系统的类型103

3.6.4 CAD的造型设计104

第4章 机械设计基础知识106

4.1 概论106

4.1.1 机器的基本组成要素106

4.1.2 机械设计的一般过程111

4.1.3 机械设计的基本要求113

4.2 机械零件的主要失效形式117

4.2.1 整体断裂118

4.2.2 过大的残余变形118

4.2.3 表面破坏118

4.2.4 破坏正常工作条件引起的失效118

4.3 机械零件的计算准则118

4.3.1 强度准则118

4.3.2 刚度准则119

4.3.3 寿命准则119

4.3.4 振动稳定性准则119

4.3.5 耐磨性准则120

4.3.6 耐热性准则120

4.3.7 可靠性准则120

4.4 机械零件的设计方法121

4.4.1 机械零件的常规设计方法121

4.4.2 机械零件设计的一般步骤121

4.4.3 机械零件的设计计算122

4.5 机械零件材料的选用原则122

4.5.1 使用性要求122

4.5.2 工艺性要求122

4.5.3 经济性要求123

4.6 机械设计中的标准化124

4.7 现代机械设计技术的发展展望124

4.7.1 绿色产品设计技术124

4.7.2 竞争优势创建设计技术127

4.7.3 全寿命周期设计技术129

4.8 面向环境设计的实例分析130

第5章 机械制造技术基础知识132

5.1 工程材料及成形方法132

5.1.1 常用的工程材料132

5.1.2 材料加工方法141

5.1.3 材料成形的一些基本问题和发展概况144

5.1.4 常用材料的加工工艺路线145

5.1.5 工程材料的选用原则和方法150

5.1.6 毛坯选择152

5.1.7 机械工程材料的选择实例155

5.2 金属热处理知识159

5.2.1 概述159

5.2.2 热处理工艺过程160

5.3 金属材料表面处理163

5.3.1 金属材料的表面预处理163

5.3.2 金属材料的表面装饰技术164

5.3.3 金属表面防护165

5.3.4 金属材料在设计中的运用实例165

5.4 机械制造工艺知识170

5.4.1 生产过程170

5.4.2 生产类型171

5.4.3 加工余量173

5.4.4 基准174

5.4.5 拟定工艺路线的一般原则176

5.4.6 制定工艺规程的基本步骤178

第6章 机械设计技法（一）——面向市场的创意设计181

6.1 市场化设计思想构建181

6.1.1 设计解说181

6.1.2 设计与竞争182

6.1.3 面向市场的设计183

6.2 设计的概念与本质185

6.2.1 设计的概念185

6.2.2 机械设计的范围187

6.2.3 对设计的理解188

6.2.4 设计的本质190

6.2.5 机械设计的类型191

6.3 机械设计进程196

6.3.1 设计科学发展的历史进程196

6.3.2 机械设计基本逻辑环节200

6.3.3 机械设计简化过程202

6.3.4 机械产品开发程序204

6.4 产品市场定位205

6.4.1 市场与质量观念206

6.4.2 市场细分化206

6.5 产品核心创意209

6.5.1 识别需求209

6.5.2 划定工艺功能范围211

6.5.3 制定设计任务书212

第7章 机械设计技法（二）——功能原理设计214

7.1 机器与机械及相关概念214

7.1.1 机械的含义214

7.1.2 机械的分类215

7.2 机械组成分析218

7.3 作业终端分析223

7.3.1 作业终端的辨别224

7.3.2 作业终端的运动225

7.3.3 作业终端实体的物料特性228

7.4 系统功能抽象231

7.4.1 系统与功能的关系233

7.4.2 系统与环境的关系234

7.4.3 功能表述235

7.4.4 功能分类236

7.4.5 功能逻辑237

7.5 原理方案求解239

7.5.1 功能定位与工作原理选择239

7.5.2 功能分解240

7.5.3 分功能求解——获得功能载体245

7.5.4 原理方案组合246

7.6 机构的选型与组合248

7.6.1 机构能实现的动作248

7.6.2 选择机构实现动作功能的原则248

7.6.3 机构的组合249

第8章 机械设计技法（三）——表达构造的实体设计250

8.1 实体设计的任务和内容250

8.1.1 结构设计的重要性250

8.1.2 结构设计的内容和步骤250

8.2 整机总体参数设计251

8.3 机械总体布置设计252

8.3.1 总体布置的基本要求252

8.3.2 总体布置形式253

8.3.3 总体布置形式举例253

8.4 机械驱动系统设计255

8.4.1 原动机的选择原则256

8.4.2 传动系统的选择原则259

8.5 结构设计基本问题263

8.5.1 满足功能要求的结构设计263

8.5.2 满足工作能力要求的结构设计原则268

8.5.3 满足加工工艺要求的结构设计270

8.6 支承件的结构设计276

8.6.1 支承件设计准则276

8.6.2 支承件设计一般要求277

8.6.3 支承件设计一般步骤277

第9章 机械设计技法（四）——讲求实效的适应性设计279

9.1 外观设计279

9.1.1 机械产品造型设计的概念279

9.1.2 造型设计的基本原则280

9.1.3 造型设计的要素281

9.1.4 机械产品造型设计的美学法则282

9.1.5 机械产品的造型手段284

9.2 价值优化设计290

9.2.1 价值和价值优化设计290

9.2.2 价值优化中的功能分析292

9.2.3 价值优化对象的选择295

9.2.4 产品功能的价值计算297

9.2.5 降低成本的途径和措施298

9.2.6 价值优化工作程序299

9.3 相似产品系列化设计300

9.3.1 系列化设计301

9.3.2 参数系列化301

9.3.3 相似设计法302

9.3.4 产品系列化设计的步骤304

9.3.5 设计实例305

9.4 组合产品模块化设计308

9.4.1 概述308

9.4.2 模块化与标准化309

9.4.3 模块化设计及其优越性311

9.4.4 模块化设计的关键312

9.4.5 模块化设计的步骤313

9.4.6 模块化设计的主要方式314

9.4.7 模块化设计实例315

第10章 机械设计的综合实例318

10.1 工程简介318

10.1.1 任务要求318

10.1.2 工程范围318

10.1.3 核心问题319

10.2 熟悉现场与收集资料320

10.2.1 熟悉车间现场情况320

10.2.2 收集各种资料320

10.3 仔细考虑设计方案323

10.3.1 下煤导套及驱动下煤导套上下的连杆机构的设计方案323

10.3.2 加煤车除尘集尘伸缩导套对接装置的设计326

10.3.3 拦焦车推焦集尘装置以及三轨改造的设计328

10.4 对大学生的几点建议335

10.4.1 机械设计的六个基本原则336

10.4.2 学习借鉴他人的成功经验337

附录340

附录A 机械工程师职业道德规范（试行稿）340

附录B 机械工程师技术能力要求342

附录C 见习机械设计工程师资格认证简介344

附录D 机械设计工程师资格认证实施细则349

参考文献357