前言
本书依据教育部机械基础课程教学指导委员会工作精神及“机械原理”与“机械设计”课程教学基本要求,吸取近年来各高校教学改革和开展项目驱动式教学经验编著而成。以新技术、新业态、新产业和新模式为特点的新经济发展迅速,对人才的能力结构和综合素质提出了更高的要求,迫切需要具有高阶性、创新性及挑战性的课程提供支撑。因此,本书以“基于项目的学习”(projectbased learning, PBL)和“通过设计学习”(learning by designing, LBD)为基础,尝试以项目为牵引,启迪学生从机械系统整机功能与性能出发,综合运用知识进行项目设计,培养学生解决复杂问题的能力。
项目设计的内容首先是应用解析法建立分析或综合的数学模型,然后通过具体的计算实例来说明数学模型的使用方法,最后用MATLAB进行编程计算,并附上相应的分析曲线图和设计仿真图。在传动系统设计中,学生要综合考虑一系列问题,如方案选择、总体设计、零件的运动分析与载荷分析、材料选择、工作能力计算、结构设计、公差配合、标准化、工艺性、可靠性、经济性等,而且系统设计还与不少先修课程有着紧密联系,如机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、公差配合及技术测量、工程材料及机械制造基础、金属工艺学等。更为重要的是,在项目设计中培养学生逐步树立正确的设计思想,提高独立学习和解决复杂工程问题的能力,开发创造性设计思维。
多年来,机械类专业机械设计课程设计一般采用展开式齿轮(或蜗杆)减速器设计作为题目。这是一个非常经典的题目,因为减速器包括主要通用零件: 齿轮(蜗杆、蜗轮)、轴、轴承、键(花键)、螺栓、联轴器和箱体等。本书在此基础上,加入了“机械原理”与“机械设计”课程中的连杆机构运动分析的解析法项目、联动凸轮机构设计、行星齿轮减速器设计作为课程项目设计题目。为了开阔学生视野,适应各种不同的项目教学设计要求,所以撰写了《机械原理与设计项目教程》。
本书选取“机械原理与设计”课程中8个项目设计题目,繁简不同、深浅各异。选取的设计项目侧重于机械原理与设计中解析法应用和数字化设计,在阐述每个项目设计的设计方法时,着重于项目设计的运动分析、几何计算、设计计算、资料活用等方面。
本书由上海大学机械原理与设计教研组王亚珍、刘丽兰编著,书中第1章由刘丽兰编写,第5章由刘丽兰和谭晶编写,其余章节由王亚珍编写,其中引用了冯子璇、周子函、欧铭旗同学的设计实例。本书编写过程中,得到了华南理工大学黄平教授、朱文坚教授的指导,在此表示诚挚感谢。
由于作者水平所限,书中误漏欠妥之处在所难免,敬请广大读者批评指正。
作者
2023年2月