本書包括機械基礎、機械設計、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用介紹等五個方面,旨在形成機械工程的知識脈絡。在機械基礎方面,包括力學、工程制圖及工程材料等基礎知識；在機械設計方面,包括機構、零件、機器與創新設計；在機械制造方面,包括切削、制造基礎、傳統制造、先進制造;在機械電子與控制方面,包括PLC、液壓與氣壓傳動、數控技術、工業機器人等；此外,介紹了以汽車和機器人為典型的應用案例。本書從課程群的角度引入機械學科各方面的歷史,結合社會發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 機械工程內涵及發展簡史 ……………………………………………………………1
1.1.1 機械工程的內涵…………………………………………………………………1
1.1.2 機械工程的發展簡史……………………………………………………………1
1.2 機械工程教育知識架構 ………………………………………………………………5
1.2.1 專業教育的組成…………………………………………………………………5
1.2.2 專業知識體系的結構……………………………………………………………5
1.2.3 知識領域、子知識領域及其對應的主要課程 ………………………………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展 …………………………………………………11
1.3.3中國機械工程教育發展的未來 ………………………………………………14
參考文獻 ………………………………………………………………………………………15
第2章 機械基礎16
2.1 概述………………………………………………………………………………………16
2.1.1 機械系統模型化與數據化 ……………………………………………………16
2.1.2 機械系統幾何表達與構建 ……………………………………………………17
2.1.3 機械系統材料表達與建模 ……………………………………………………18
2.1.4 機械系統物性表達與建模 ……………………………………………………19
2.2 專業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 前沿技術和發展趨勢…………………………………………………………………45
2.3.1圖學前沿技術 ……………………………………………………………………45
2.3.2 力學前沿技術 …………………………………………………………………47
2.3.3 材料前沿技術 …………………………………………………………………48
2.3.4 熱流體前沿技術 …………………………………………………………………49
參考文獻 ……………………………………………………………………………………52
第3章 機械設計54
3.1 概述………………………………………………………………………………………54
3.1.1 機械設計的一般過程 …………………………………………………………54
3.1.2 機械設計知識架構 ……………………………………………………………54
3.2 專業核心知識點和要求的能力………………………………………………………55
3.2.1 機械設計基礎理論 ……………………………………………………………55
3.2.2 機械零部件設計 ………………………………………………………………61
3.2.3 精度設計與公差檢測 …………………………………………………………69
3.2.4 計算機輔助設計 …………………………………………………………………75
3.3 現代設計方法……………………………………………………………………………80
3.3.1 創新設計 ………………………………………………………………………80
3.3.2 虛擬設計 …………………………………………………………………………82
3.3.3 快速設計 …………………………………………………………………………83
3.3.4 優化設計 …………………………………………………………………………84
3.3.5 仿生設計 ………………………………………………………………………86
3.3.6 綠色產品設計 …………………………………………………………………87
3.3.7 全壽命周期設計 …………………………………………………………………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 機械制造的內涵 …………………………………………………………………91
4.1.3 機械制造需要解決的問題 ……………………………………………………92
4.2 專業核心知識點和要求的能力………………………………………………………92
4.2.1 成型原理 …………………………………………………………………………92
4.2.2 制造工藝設計 …………………………………………………………………98
4.2.3 工裝原理與設計………………………………………………………………103
4.2.4 制造過程質量管理……………………………………………………………109
4.3 前沿技術與發展趨勢 ………………………………………………………………113
4.3.1 柔性智能制造…………………………………………………………………113
4.3.2 增減材復合制造………………………………………………………………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 專業核心知識點和要求的能力 ………………………………………………………129
5.2.1 機電控制理論與技術…………………………………………………………129
5.2.2 傳感器與信息處理技術………………………………………………………134
5.2.3 機電傳動技術…………………………………………………………………139
5.2.4 機電一體化系統………………………………………………………………146
5.3 前沿技術和發展趨勢 ………………………………………………………………153
5.3.1人工智能…………………………………………………………………………153
5.3.2 工業互聯網………………………………………………………………………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 專業核心知識點和要求的能力 ………………………………………………………164
6.2.1 汽車結構…………………………………………………………………………164
6.2.2 汽車發動機原理………………………………………………………………165
6.2.3汽車行駛原理……………………………………………………………………166
6.2.4 汽車設計………………………………………………………………………167
6.2.5 汽車制造技術…………………………………………………………………168
6.3 前沿技術和發展趨勢 ………………………………………………………………171
6.3.1 智能網聯汽車………………………………………………………………………171
6.3.2 新能源技術……………………………………………………………………180
6.3.3汽車智能制造技術……………………………………………………………182
參考文獻………………………………………………………………………………………184
