高等机械设计课程实践与创新设计

绪论1

学习提示1

0.1高等机械设计课程实践与创新设计概述1

0.2机械产品设计的常用方法1

0.3选题与设计规划2

0.4开题调研3

0.4.1产品检索3

0.4.2文献检索3

0.4.3专利检索4

0.5文献综述和开题报告5

0.5.1文献综述5

0.5.2开题报告7

小结7

思考题和习题8

上篇高等机械设计课程实践

第1章高等机械设计课程设计概述10

学习提示10

1.1课程设计的目的和任务10

1.2课程设计的一般过程11

1.3课程实践中的方法及应注意的问题12

1.3.1课程设计的方法12

1.3.2课程设计应注意的问题12

1.4设计报告与答辩15

1.4.1设计报告的内容15

1.4.2设计报告的撰写要求16

1.4.3答辩及准备工作16

小结17

思考题和习题17

第2章机械系统的运动方案设计18

学习提示18

2.1机械系统的运动方案设计概述18

2.1.1机械系统的组成18

2.1.2机械产品的设计过程19

2.2机械执行系统的方案设计20

2.2.1执行系统方案设计的一般流程20

2.2.2执行系统方案设计的基本任务与主要内容21

2.2.3机械系统运动方案设计的基本要求23

2.3功能原理与运动规律设计23

2.3.1功能原理设计23

2.3.2机械运动规律设计26

2.3.3机械运动规律设计的基本原则27

2.4执行机构的型式设计28

2.4.1执行机构型式设计的基本原则28

2.4.2机构的选型31

2.4.3机构的组合与变异38

2.5机械运动系统的协调设计41

2.5.1机械运动系统的协调设计要求41

2.5.2机械运动循环图42

2.5.3机械运动循环图的设计步骤与方法45

2.6机械系统运动方案的优选与评价50

2.6.1机械系统运动方案的评价特点50

2.6.2机械系统运动方案的评价体系50

2.6.3机械系统运动方案的评价方法52

2.6.4机械系统运动方案的评价举例53

小结56

思考题和习题56

第3章传动系统的方案设计与结构设计57

学习提示57

3.1传动系统的方案设计57

3.1.1传动系统的方案设计步骤57

3.1.2传动的分类及特点58

3.1.3传动类型的选择原则59

3.2机械系统的载荷特性60

3.2.1载荷的分类及特点60

3.2.2载荷的确定61

3.2.3工作机械的工作制62

3.3原动机的类型与选择62

3.3.1原动机的类型63

3.3.2原动机的选用65

3.4传动链的方案设计66

3.4.1传动路线的选择66

3.4.2传动链中机构的布置原则67

3.5传动系统的特性和参数计算69

3.5.1传动系统的运动特性及参数69

3.5.2传动系统的动力特性及参数70

3.6机械结构设计71

3.6.1运动副的结构设计72

3.6.2活动构件的结构设计74

3.6.3机架的结构设计82

小结86

思考题和习题87

第4章计算机辅助机构设计及分析88

学习提示88

4.1计算机辅助机构设计及分析概述88

4.1.1计算机辅助机构设计及分析的内容88

4.1.2计算机辅助机构设计及分析的方法89

4.2计算机辅助平面四连杆机构设计89

4.2.1计算机辅助平面连杆机构设计的图解法90

4.2.2计算机辅助平面连杆机构设计的解析法95

4.3计算机辅助平面连杆机构分析101

4.3.1计算机辅助平面机构运动分析的图解法102

4.3.2计算机辅助平面机构运动分析的解析法105

4.4计算机辅助凸轮机构设计116

4.5计算机辅助齿轮机构设计120

4.5.1渐开线齿轮范成的数学建模120

4.5.2模拟齿轮范成加工过程的实现121

4.6机械设计手册软件版在计算机辅助设计中的应用124

4.6.1V带传动设计的内容和过程125

4.6.2V带传动设计计算程序及其应用127

小结134

思考题和习题134

第5章机构的计算机建模与仿真136

学习提示136

5.1虚拟样机技术与机械系统仿真技术概述136

5.1.1现代CAD技术概述136

5.1.2虚拟样机技术138

5.1.3机械系统仿真基础138

5.2SolidWorks及其动画与仿真140

5.2.1SolidWorks动画仿真发展概况140

5.2.2SolidWorks动画演示和运动仿真类型142

5.2.3SolidWorks Motion插件及其功能143

5.3连杆式飞剪机构的实体建模148

5.3.1SolidWorks实体建模与设计规划148

5.3.2连杆式飞剪机构的工作原理及结构尺寸149

5.3.3建立飞剪机构的零件实体模型150

5.3.4飞剪机构的装配设计153

5.4飞剪机构的运动仿真156

5.4.1Motion分析的步骤156

5.4.2飞剪机构Motion分析157

5.4.3仿真结果分析158

小结161

思考题和习题161

第6章课程设计实例163

学习提示163

6.1蜂窝煤成型机163

6.1.1设计题目163

6.1.2原始数据和设计要求163

6.1.3方案设计与选择163

6.1.4机械传动系统和执行机构的尺度计算165

6.1.5计算机仿真分析166

6.2四工位专用机床166

6.2.1设计题目166

6.2.2原始数据和设计要求167

6.2.3方案设计与选择167

6.3电阻压帽机169

6.3.1设计题目169

6.3.2方案设计与选择169

6.4铆钉冷镦机171

6.4.1设计题目171

6.4.2方案设计与选择171

第7章课程设计题选174

学习提示174

7.1牛头刨床机构174

7.1.1机构简介与设计数据174

7.1.2设计内容175

7.2压床机构主要机构分析与设计176

7.2.1机构简介与设计数据176

7.2.2设计内容177

7.3加热炉推料机传动系统的分析与设计178

7.3.1机构简介与设计数据178

7.3.2设计内容179

7.4摆动式搬运机179

7.4.1机构简介与设计数据179

7.4.2设计内容180

7.5颚式破碎机180

7.5.1机构简介与设计数据180

7.5.2设计内容181

7.6洗瓶机182

7.6.1设计题目与设计数据182

7.6.2设计内容182

7.7汽车前轮转向机构183

7.7.1机构简介与设计数据183

7.7.2设计内容184

7.8搅拌机184

7.8.1机构简介与设计数据184

7.8.2设计内容185

下篇机械创新设计实践

第8章机械系统设计概论188

学习提示188

8.1机械系统的概念及其基本特性188

8.1.1机械系统的组成188

8.1.2机械系统设计的任务及一般过程188

8.2机械系统设计的内容与步骤192

8.2.1机械系统方案设计和总体设计192

8.2.2机械系统的载荷特性和动力选择198

8.2.3执行系统设计201

8.2.4传动系统设计204

8.2.5操纵系统设计205

8.3机械系统设计与创新设计206

小结207

思考题和习题208

第9章创造力和机构创新209

学习提示209

9.1创造性思维和创造力209

9.2常用创新技法211

9.3机构创新设计方法219

小结224

思考题和习题224

第10章机械结构创新设计225

学习提示225

10.1机械结构设计概述225

10.2机械结构设计的共性问题227

10.3机械结构的创新设计235

小结252

思考题和习题252

第11章机械创新设计案例253

学习提示253

11.1双人背向自行车253

11.1.1双人背向自行车传动系统设计方案253

11.1.2双人背向自行车工作原理255

11.1.3驱动链轮组件的结构设计256

11.2直排式两用轮滑鞋257

11.2.1设计目的257

11.2.2直排式两用轮滑鞋方案设计257

11.2.3直排式两用轮滑鞋的创新点260

11.3多功能轮椅260

11.3.1研发背景及目的260

11.3.2多功能轮椅的设计方案260

11.3.3多功能轮椅传动机构设计261

11.3.4多功能轮椅创新点263

11.4一种锁定角度的叶片空转锁芯设计264

11.4.1设计目的264

11.4.2异形叶片空转锁芯的结构设计264

11.4.3异形叶片空转锁芯的设计思路与工作原理265

11.4.4异形叶片空转锁芯应用范围266

11.4.5异形叶片空转锁芯的创新点266

小结266

思考题和习题267

第12章机械创新设计大赛268

学习提示268

12.1全国大学生机械创新设计大赛概述268

12.2机械创新设计能力的培养和创新设计范畴270

12.3机械创新设计资料270

小结272

思考题和习题273

参考文献274

本书分上下两篇，共12章内容。上篇是高等机械设计课程实践，作为“高等机械设计”或相关课程的实践教学内容，重点在于机械总体方案设计时的系统性、完整性和可实践性。下篇是机械创新设计，以多年来大学生创新的成功案例为素材，分析介绍创新设计中的难点和重点问题。上下两篇的共性和核心问题是系统性、实践能力和创新能力的培养。
　　本书的内容和安排注重系统性和实践能力的培养，可作为卓越工程师班相关课程的教材，可供高等工科院校实践课程选用，也可供相关人员参考。

适读人群 ：可作为卓越工程师班相关课程的教材，可供高等工科院校实践课程选用，也可供相关人员参考。

　　本选题分为两篇，配合相关《机械设计》教材使用，面向机械类相关的本科学生，主要内容包括高等机械设计课程设计、机械创新设计实践专题。本书主要满足机械设计专业人员深入学习机械设计课程的要求，以应用为主线介绍了高等机械设计和机械创新设计的大量实际案例，切实提高从事机械设计的工程技术人员的设计创新能力。