机械基础

传统的机械基础方面的教材容易存在内容条块分割、与实际工程结合不紧密、理论性太强，以及对学生创新能力培养方法欠佳等问题。这些问题会导致学生在学完机械基础课程后，仍难以建立一个系统的机械设计概念，机械制造的基础知识也难以融入机械设计中。
本书在总结长期教学经验、对机械基础课程按情境教学方式进行改革的基础上，并吸收同类教材的优点后编写而成。本书具有以下突出的特点：
1. 教学内容体现“必需、够用”的原则
本书从学生的学习和认知规律出发，以实物为载体安排教材内容，打破了传统的教材体系，对机械原理、机械设计、金属工艺学等课程进行有序化、层次化的整合。在保证必要的基本理论的前提下，减少了偏深的理论论证和烦琐的理论推导，并去掉了验证性实验，使基本理论的学习以应用为目的，加强应用技术和工程实践能力的训练，同时新增了现代机械设计与分析所需的计算机辅助技术。
2. 教学项目的安排体现课程的系统性和连贯性
本书的设计以项目为引领，以工作过程为导向，以具体工作任务为驱动，把教材与教法有机地结合起来，将传统的学科性课程体系转变为基于工作岗位任务的课程体系；通过职业活动和课程整合，形成了理论与实践一体化的内容，并具有一定的可操作性。
全书对应职业岗位核心能力培养设置了3个项目和13个任务，每个项目都突出一种典型机械的设计或制造，以便学生进行系统性的项目学习和训练，树立系统设计的概念，较好地满足了企业对生产一线人员的职业素质需要。
本书以牛头刨床、带式输送机及减速器的设计与制造的一般过程为主线，使学生在学习的过程中逐步了解和掌握机械产品设计与制造的一般过程，体现了机械设计与制造的系统性和关联性。
3. 项目任务的实施可保证教学质量
在形式上，每个项目的任务中都有“任务目标”“工作任务内容”“相关知识链接”等栏目，引导学生明确各情境的学习目标，学习与课程相关的知识和技能，并适当拓展相关知识，强调“做中学”和“学中做”，便于学生在做计划和实施过程中进行自学，符合情境教学的需要。
本书将理论学习、模仿学习、借鉴创新有机地结合起来，每个任务都有相应的实施结果举例，实际上采用了以工程案例教学为主的内容组织方式。其*的好处在于，可对学生进行因材施教。例如，对于学习基础好、学习能力强的学生，通过案例教学可使学生举一反三，有利于培养学生的自主学习和创新能力；而对于学习基础稍差的学生，通过模仿案例中的设计过程可迅速掌握机械设计与制造的精要，保证每一个学生通过本课程的学习都能有所收获。
4. 注重学生创新能力的培养和可持续发展
在内容选取上，以职业能力培养为主线，以学生能够接受终生学习并促进职业生涯的可持续发展为目标，从满足教学基本要求出发选择教学内容，使学生在掌握的机械基础理论知识与基本的设计技能基础上，更加注重创新设计能力和计算机辅助设计能力的培养，以及解决实际问题的能力和沟通能力的培养等。
本书以牛头刨床和带式输送机（含减速器）的设计与制造过程贯穿整个教学过程，教学内容也以此进行组织。为了增强学生在职业生涯过程中的可持续发展的能力，还增加了拓展知识部分。取消了传统的课程设计内容，将学时分配到课程项目教学中。在任务实施中，增加了计算机辅助设计内容，体现了现代三维设计与分析技术的应用。
本书由何秋梅任主编，负责全书的统稿和定稿，由蒋贤海、何俊明、郑福生任副主编，马文婷、温浩云任参编。具体编写分工为：广东水利电力职业技术学院的何秋梅编写了绪论、项目1、项目2（任务2. 3～任务2. 7）和项目3（任务3. 1）；蒋贤海编写了项目2（任务2. 1、任务2. 2）；何俊明编写了项目3（任务3. 3）；郑福生编写了项目3（任务3. 2）。广东机电职业技术学院的马文婷和南海区远望机床有限公司的温浩云编写了每个任务的自我评估和书后的附录。全书由广东水利电力职业技术学院的周钦河担任主审。在本书的编写过程中参考和借鉴了诸多同行的相关资料和文献，在此一并表示诚挚的感谢。
高等职业教育课程改革教学用书的编写是一项全新的工作。由于没有太多成熟经验可供借鉴，虽然我们尽心竭力，但是书中难免会出现疏漏和不妥之处，敬请读者不吝指正。

《机械基础》将机械原理、机械设计、工程力学、金属工艺学等内容有机地结合在一起，以满足目前教学改革的需要。本书按照以工作过程为导向的情境教学方式进行编写，主要内容包括机构分析与设计（载体：牛头刨床）、机械传动装置设计（载体：带式输送机）和机械零件的制造（载体：减速器）3个项目，每个项目又根据实际教学需要分为若干个任务。
本书可作为高等职业院校的机械类、机电类专业的教学用书，也可供从事本专业的工程技术人员学习参考。

前言
绪论1
0.1机械的概念1
0.2机械设计与制造的基本要求、基本原则及一般程序4
0.3课程性质与学习目标6
［自我评估］8
项目1机构分析与设计（载体：牛头刨床）9
［项目任务描述］9
任务1.1平面机构的结构分析11
［相关知识链接］11
1.1.1平面运动副11
1.1.2机构运动简图12
1.1.2.1构件、运动副的代表符号12
1.1.2.2运动简图的绘制步骤14
1.1.3平面机构的自由度15
1.1.3.1构件的自由度及其约束15
1.1.3.2机构具有确定运动的条件16
1.1.3.3计算自由度时应注意的一些问题17
［任务实施］19
［自我评估］21
任务1.2连杆机构设计23
［相关知识链接］23
1.2.1铰链四杆机构23
1.2.1.1曲柄摇杆机构24
1.2.1.2双曲柄机构24
1.2.1.3双摇杆机构25
1.2.1.4铰链四杆机构曲柄存在的条件26
1.2.2滑块四杆机构27
1.2.2.1曲柄滑块机构27
1.2.2.2导杆机构29
1.2.2.3摇块机构和定块机构29
1.2.3平面四杆机构的基本特性31
1.2.3.1机构运动的急回特性31
1.2.3.2压力角和传动角32
1.2.3.3机构的死点33
1.2.4平面四杆机构的设计34
［任务实施］37
［自我评估］41
任务1.3凸轮机构设计及其他常用机构43
［相关知识链接］44
1.3.1凸轮机构的应用与分类44
1.3.1.1凸轮机构的特点与应用44
1.3.1.2凸轮机构的分类45
1.3.2凸轮机构的运动规律46
1.3.2.1凸轮机构的运动分析46
1.3.2.2从动件的基本运动规律47
1.3.2.3从动件运动规律的选择49
1.3.3凸轮轮廓设计50
1.3.3.1凸轮廓线设计的基本原理50
1.3.3.2对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构设计50
1.3.3.3对心直动滚子推杆盘形凸轮机构设计51
1.3.3.4对心直动平底推杆盘形凸轮机构设计52
1.3.3.5摆动推杆盘形凸轮机构设计52
1.3.4凸轮机构基本尺寸的确定53
1.3.4.1凸轮机构的压力角及许用值54
1.3.4.2凸轮基圆半径与滚子半径的确定54
1.3.5其他常用机构——拓展知识57
1.3.6机构的创新设计——拓展知识62
［任务实施］70
［自我评估］72
项目2机械传动装置设计（载体：带式输送机）74
［项目任务描述］74
任务2.1机械动力与传动系统设计75
［相关知识链接］75
2.1.1分析与拟定传动方案75
2.1.2选择电动机77
2.1.3传动装置总传动比及各级传动比的分配80
2.1.4传动装置的运动和动力参数的计算80
［任务实施］82
［自我评估］85
任务2.2带传动设计和链传动85
［相关知识链接］85
2.2.1带传动设计86
2.2.1.1带传动概述86
2.2.1.2带传动的工作情况分析88
2.2.1.3V带传动选用计算92
2.2.1.4V带轮材料和结构96
2.2.1.5带传动的张紧98
2.2.2链传动——拓展知识99
［任务实施］101
［自我评估］103
任务2.3齿轮传动系统设计104
［相关知识链接］104
2.3.1齿轮传动设计104
2.3.1.1齿轮传动与渐开线104
2.3.1.2渐开线齿轮各部分的名称及尺寸108
2.3.1.3渐开线直齿圆柱齿轮的啮合111
2.3.1.4渐开线齿轮齿廓的切削加工112
2.3.1.5斜齿圆柱齿轮传动115
2.3.1.6锥齿轮传动118
2.3.1.7齿轮传动设计119
2.3.2蜗杆传动——拓展知识131
2.3.3轮系——拓展知识132
［任务实施］136
［自我评估］140
任务2.4轴的结构设计142
［相关知识链接］142
2.4.1轴的概述142
2.4.2轴的结构设计144
2.4.3轴的强度计算147
［任务实施］149
［自我评估］154
任务2.5轴毂联接与联轴器155
［相关知识链接］156
2.5.1轴毂联接156
2.5.1.1键联接156
2.5.1.2花键联接159
2.5.2联轴器160
［任务实施］164
［自我评估］165
任务2.6轴承的选用与校核166
［相关知识链接］166
2.6.1滚动轴承167
2.6.1.1滚动轴承的结构、类型和代号167
2.6.1.2滚动轴承的设计计算170
2.6.1.3滚动轴承部件结构设计174
2.6.1.4滚动轴承的润滑和密封176
2.6.2滑动轴承简介178
［任务实施］179
［自我评估］181
任务2.7带式输送机的三维CAD总装设计与仿真182
［相关知识链接］182
［任务实施］182
［自我评估］187
项目3机械零件的制造（载体：减速器）188
［项目任务描述］188
任务3.1典型零件的选材与热处理190
［相关知识链接］190
3.1.1金属材料的力学性能191
3.1.1.1强度与塑性191
3.1.1.2硬度193
3.1.1.3冲击韧性195
3.1.1.4疲劳强度195
3.1.2铁碳合金196
3.1.2.1铁碳合金的基本组织与相图196
3.1.2.2铁碳合金成分、组织与性能的关系197
3.1.2.3铁碳合金相图的应用198
3.1.3钢的热处理199
3.1.3.1普通热处理199
3.1.3.2表面热处理202
3.1.3.3化学热处理202
3.1.3.4热处理工序位置的安排205
3.1.4常用金属材料206
3.1.4.1非合金钢206
3.1.4.2合金钢209
3.1.4.3铸铁219
3.1.4.4非铁金属及其合金222
3.1.5零件的选材与加工工艺分析223
3.1.5.1选材的一般原则224
3.1.5.2选材的基本过程与方法225
3.1.5.3典型零件的选材及热处理工艺分析227
［任务实施］233
［自我评估］234
任务3.2典型零件的毛坯生产238
［相关知识链接］239
3.2.1铸造239
3.2.1.1铸造的特点与应用239
3.2.1.2砂型铸造239
3.2.1.3特种铸造244
3.2.1.4铸造成形新技术247
3.2.2锻压248
3.2.2.1锻压的特点与应用248
3.

配套资源：二维码授课视频、电子课件、教案、习题解答

本书特色：

★新形态教材，包含132个二维码

★基于工作过程

★项目引领，任务驱动

★理实一体，学做一体

★新增计算机辅助技术