《機械技術基礎》是將原“工程材料及鋼的熱處理”、“極限配合與技術測量”、“工程力學”、“機械設計基礎”等課程,以“常用機構的正確分析和通用零件的正確選擇”為課程主線而編寫的綜合性教材。全書共11章,分為基礎篇和應用篇。基礎篇內容包括工程材料與鋼的熱處理、極限配合與技術測量、工程力學基礎;應用篇內容包括平面連桿機構、齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動、軸承、軸、聯(lián)接、其他常用機構和機械創(chuàng)新等。
《機械技術基礎》適合作為高等職業(yè)院校機電類專業(yè)的教材,也可供工程技術人員參考。
《教育部關于加強高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見》中指出:“課程和教學內容體系改革是高職高專教學改革的重點和難點。要按照突出應用性、實用性的原則重組課程結構,更新教學內容。”建設綜合課程是解決這一重點和難點的重要途徑之一。綜合課程是根據(jù)崗位應用能力的需要而建設的,應有明確的崗位能力針對性。我們在多年的教學改革和教學實踐中總結了建設綜合課程應遵循“確立課程主線”的原則。具體是:“以崗位能力培養(yǎng)為目標,確立課程主線,以主線為綱,有機地融合其他課程的內容,建立適合高職教育的新課程體系。”
遵照上述原則,本課程確立以“常用機構的正確分析和通用零件的正確選擇”為課程主線,有機融合“工程材料及鋼的熱處理”、“極限配合和技術測量”、“工程力學”、“機械設計基礎”等傳統(tǒng)課程內容。在重組課程內容和編寫本教材時,摒棄了原各門課程各為體系,分門別類地加以敘述的方法,而以課程主線為綱,從“常用機構的正確分析應用和通用零件的正確選擇”的需要出發(fā),引出“必需、夠用”的基礎理論知識,如從機構的運動副中引出約束力,從機構的分析應用中引出力系平衡,從正確選擇通用零件中引出構件拉(壓)、剪切、扭、彎等變形概念及強度計算方法等,避免了以往為力學而學力學的傾向,使學生在學習力學的基礎理論知識時有一個明確的“應用”方向,有一個實在的“應用”載體。
為使本課程更趨系統(tǒng)化和科學化,同時也為使學生對最基本的理論知識有一個全面正確的理解,便于今后的進一步學習,本書在組合課程內容時,分為基礎篇和應用篇。最基本的理論知識,作為基礎篇內容。由于確定了課程主線,因此在選用這些最基本的理論知識時,不再受原課程體系所束縛,而以課程主線為依椐,使所選內容為新課程體系所選、為新課程體系所用,成為新課程體系的有機組成部分。
創(chuàng)新是教育界永恒的主題,在高職教育界更具現(xiàn)實意義,因此在本教材建設中,始終重視對學生進行創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。除了本教材內容的重組和編寫是一個創(chuàng)新外,在教材中還添加了機構創(chuàng)新的內容,在某一特定層面上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。
教材的各章均附有一定數(shù)量的習題,以便學生學完該章后對所學內容進行復習和鞏固。
本書可作為機電類各專業(yè)、機械類各專業(yè)的選用教材,也可供工程技術人員參考。
本書第1章、第6章由無錫職業(yè)技術學院鄭貞平編寫;第2章、第9章由無錫職業(yè)技術學院張豪編寫;第7章由無錫職業(yè)技術學院朱耀武編寫;第5章、第10章由無錫職業(yè)技術學院呂偉文編寫;第3章、第4章、第8章、第11章由無錫職業(yè)技術學院倪森壽編寫。全書由倪森壽任主編,呂偉文任副主編。全書由無錫職業(yè)技術學院談向群主審。
本書是高職教學改革中綜合課程建設的一次探索和嘗試。限于編者的水平,書中難免存在缺點和不妥之處,懇請讀者批評指正。
基礎篇
第1章 工程材料與鋼的熱處理
1.1 材料的力學性能和工藝性能
1.2 常用工程材料
1.3 鋼的常用熱處理及其作用
習題
第2章 極限配合與技術測量
2.1 概述
2.2 公差與配合標準簡介和選用
2.3 形位公差簡介
2.4 表面粗糙度
2.5 常用量具的選擇和使用
習題
第3章 工程力學基礎
3.1 靜力學基礎
3.2 剛體的運動力學
3.3 載荷和應力的分類
3.4 機械零件的主要失效形式及工作能力準則
習題
應用篇
第4章 平面連桿機構
4.1 機器和機構
4.2 平面機構運動簡圖
4.3 平面四桿機構及其應用
4.4 平面機構支反力和構件受力分析
4.5 平面機構中拉(壓)構件的強度和變形計算
習題
第5章 齒輪傳動
5.1 齒輪傳動的特點和分類
5.2 漸開線齒廓
5.3 直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸
5.4 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
5.5 漸開線直齒圓柱齒輪的切齒干涉和變位齒輪簡介
5.6 齒輪失效形式與齒輪材料
5.7 標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算
5.8 斜齒圓柱齒輪傳動
5.9 直齒圓錐齒輪
5.10 蝸桿傳動
5.11 輪系
習題
第6章 帶傳動和鏈傳動
6.1 帶傳動的類型和特點
6.2 普通V帶、V帶輪的結構及標準
6.3 帶傳動的工作情況分析
6.4 鏈傳動的類型和特點
6.5 帶傳動和鏈傳動的布置、潤滑和維護
習題
第7章 軸承
7.1 軸承的功用和類型
7.2 滑動軸承簡介
7.3 滾動軸承
習題
第8章 軸
8.1 概述
8.2 傳動軸的強度和剛度--構件的扭轉問題
8.3 心軸的強度和剛度--構件的彎曲問題
8.4 轉軸的強度--構件的彎扭組合問題
8.5 軸結構尺寸的確定
習題
第9章 聯(lián)接
9.1 螺紋聯(lián)接
9.2 鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接
9.3 聯(lián)軸器、離合器和制動器
習題
第10章 其他常用機構
10.1 凸輪機構
10.2 螺旋機構
10.3 間歇運動機構
10.4 其他新型傳動機構
習題
第11章 機械創(chuàng)新
11.1 機械創(chuàng)新設計概述
11.2 平面四桿機構尺寸的確定
11.3 機構的演化
11.4 機構的組合與創(chuàng)新
習題
參考文獻
基礎篇
第1章 工程材料與鋼的熱處理
機電產(chǎn)品的制造,首先要解決的是根據(jù)產(chǎn)品的工作條件,分析對材料的性能要求,選擇適當?shù)牟牧。因此,了解工程材料的基礎知識非常必要。本章主要介紹常用工程材料的性能、分類、牌號和應用,并簡要介紹材料改性(鋼的熱處理)的基本方法。
教學目標
·了解金屬材料的工藝性能指標及材料力學性能的測試方法。
·掌握金屬材料的強度指標、塑性指標和硬度表示方法。
·掌握常用工程材料的分類、牌號、性能特點和用途。
·了解鋼的常用熱處理工藝類型及其各自的作用。
·初步具有正確選用零件材料和熱處理方法的能力。
1.1 材料的力學性能和工藝性能
材料是人類社會發(fā)展的重要物質基礎,它是現(xiàn)代科學技術和生產(chǎn)發(fā)展的重要支柱之一。工程材料之所以獲得廣泛的應用,是因為它們具備許多優(yōu)異的性能,這些性能可分為兩類:一類是使用性能,反映材料在使用過程中所表現(xiàn)出來的特性,如力學性能(強度、硬度、塑性、韌性等)、物理性能(導電性、導熱性、熱膨脹性、磁性等)、化學性能(抗氧化性、耐腐蝕性)等;另一類是工藝性能,反映材料在加工制造過程中所表現(xiàn)出來的特性,如鑄造性、鍛造性、焊接性、切削加工性、熱處理性等。
1.1.1 金屬材料的力學性能
任何一臺機器都是由零件、部件所組成的,而零件在使用時都承受外力的作用。材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性就是力學性能,它的主要指標是強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度等。上述指標既是選材的重要依據(jù),又是控制、檢驗材料質量的重要參數(shù)。