机械创新设计与实践.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流机械创新设计与实践.精品文档.发行部业务联系方式机械创新设计与实践/孙亮波， 黄美发主编.-西安电子科技大学出版社，2014.12.ISBN:978-7-5606-3583-5：定价：28 .TH122 序言机械工程是国家工业基础，机械工程学科肩负着为国家和社会培养大量优质综合素质人才的重任。随着国家人才培养战略的更新，创新应用性人才、卓越工程师计划、拔尖人才培养计划、紧缺人才计划等不断推陈出新，其根本目的在于培养适应社会和企业需求的高素质、综合性人才。教育部将全国机械创新设计大赛纳入重大赛事之列，共青团中央重点支持的“挑战杯”也是机械学子风云际会的舞台，同时，教育部大力支持各高校开展国家级大学生创新训练、创业项目这些学科竞赛和学生团队项目，不仅培养和锻炼了一大批高素质综合性人才，也诞生和孵化了一些优秀的机械产品和高科技公司。广大高校对于机械学科的人才培养进行了各种有益的尝试：每年资助教师进行各种形式和内容的教学改革研究、进行市场调查，修订和完善人才培养计划、增加实验和实践环节比例，加大相关教育投入、升级金工中心为工程训练中心，提供全方位的机械产品设计与制造体验等经过这些年的教育培养，我们欣喜地看到机械行业人才辈出，整体素质上了一个新的台阶。同时，我们也应该看到，要实现国家人才战略目标和满足企业用人需求，教育工作者还任重而道远。“知行合一”，培养机械专业学生具备扎实的理论基础和一定的产品设计与制造经验，成为高素质综合性人才，是所有教育教学工作者的毕生心愿和应尽职责。传道授业，薪火相传。很欣慰地看到机械创新设计与实践这本教材的出版，它对于悬悬而望的广大机械学子和教师，尤其是热衷于从事机械产品创新设计和制造的学生，犹如雪中送炭。本书的编写团队专业理论深厚、实践经验丰富，多年坚持培养本科人才，乐于奉献，甘之如饴，教学效果显著，走出了一条机械专业本科人才培养的新路。这本教材很好地展现了他们在教学与科研方面的相关成果。本书从“行”（即课外科技产品创新设计与制造）的角度着力，同时注重与“知”（即传统课堂理论和实验教学）的联系和互动，全面、精炼地总结了机械产品创新设计与制造、学科竞赛等诸多技术环节的重难点，并配有大量的案例分析。本书内容涵盖机械产品的需求剖析、创新设计、性能分析、加工制造，直至竞赛答辩，进行了全面而细致的科学归纳和升华。理论部分紧密围绕机械产品设计关联展开，是从事机械产品创新设计必需的基础知识；实践环节内容为编者的亲身体会，结合理论逐条分析，是难得的第一手材料，具有很好的参考和借鉴作用。同时编者还对机械专业人才培养提出了独到的见解。“科学技术、应用为先”，作为一本理论与实践并重的教材，本书可供教师作为机械创新设计教学选用，也适用于广大教师和学生进行学科竞赛自学使用。 国家级教学名师 孔建益 2014.12机械创新设计与实践 内容简介本书以培养机械工程专业学生机械产品创新设计与制造、及其相关综合能力与素质为主要目标，针对学生参与机械创新设计大赛的各个流程和技术环节，进行了细致而科学的归纳总结。全书共分九章，第一章介绍机械学科竞赛简介与创新应用性人才培养；第二章论述机械创新设计团队建设、人才培养新理念和相应教学改革；第三章重点讲解机械系统方案设计，总结典型机构和应用；第四章说明机械优化设计和运动学仿真技术；第五章介绍Adams动力学分析；第六章归纳和举例分析机电系统常用电动机选型和控制电路设计要点；第七章总结数控加工内容和步骤，以及实践操作事项；第八章论述与竞赛相关的论文写作、答辩环节注意事项等；第九章以4个典型机械作品案例，帮助学生了解和掌握机械创新设计内容、主要步骤和方法。 本书可作为机械专业学生学习机械创新与优化设计的教材，也可供有关教师和学生参与各级各类机械创新设计大赛参考。目录第1章机械创新设计大赛与综合能力培养91.1 全国大学生机械创新设计大赛简介91.2 历届全国大学生机械创新设计大赛的命题与要求91.3 作品的选评111.4 综合能力培养与科技制作121.4.1 课外科技制作的内容与作用121.4.2 课外科技制作与综合能力培养131.4.3 做好大学阶段学习规划，积极参与科技制作141.5 其他相关学科竞赛和创新项目申请161.5.1 挑战杯课外科技作品制作大赛171.5.2 全国工程训练综合能力竞赛181.5.3 全国大学生创新训练项目181.5.4 全国三维数字化创新设计大赛19第2章 机械创新设计大赛的组织、培训与管理202.1 全国机械创新设计大赛流程202.2 机械创新设计研究团队建设212.2.1 指导教师团队建设212.2.2 科技制作学生团队建设222.2.3 基于导师制和项目制培养学生团队232.2.4 团队学生选拔与分工242.3 大赛的组织与动员252.4 理论与实验教学改革252.5 管理过程注意事项28第3章 机械创新设计最优方案分析与拟定303.1 机械产品设计史303.2 机械产品研发流程303.3 机械专业学生创新能力与素质323.4 机械产品选型与创新点提炼333.5 机械运动方案设计363.6 机构设计要点373.7 机构特点及应用383.7.1 常用机构功能383.7.2 组合机构设计413.7.3 机构的变异与演化423.8 基于功能元求解的机械系统设计433.8.1 创新思维方法433.8.2 功能元对应基本机构453.9 机械产品的可行性和综合评价473.10 先进机构学理论473.10.1 受控机构483.10.2 变胞机构48第4章 机械优化设计与仿真504.1 机械优化设计504.2 优化设计的数学模型514.2.1 设计变量524.2.2 目标函数534.2.3 约束条件544.2.4 最优解分析544.3 优化设计问题分析举例554.4 机构运动仿真与程序设计574.4.1 计算机仿真技术简介574.4.2 机构运动仿真的目的和意义574.5 基于Visual Basic的四杆机构仿真594.5.1 Visual Basic.Net简介594.5.2 机构运动仿真编程基础604.6 全铰链四杆机构运动仿真634.6.1 变量定义644.6.2 函数设计64第五章 机械产品的动力学分析与仿真685.1 Adams软件简介685.2 Adams入门695.2.1 Adams/View的用户界面简介695.2.2 Adams/View的一般使用方法715.2.3 Adams/PostProcessor的用户界面简介765.2.4 Adams/PostProcessor的一般使用方法775.3 机构动力学仿真案例795.3.1 问题描述795.3.2 建立数学模型805.3.3 仿真845.3.4 后处理85第六章 机电控制系统设计876.1 电动机的选型876.1.1 三相交流异步电动机的选型原则步骤及实例886.1.2 直流电动机的选型原则步骤及实例936.1.3 步进电机的选型原则步骤及实例976.2 电动机控制电路设计1036.2.1 永磁有刷直流电动机的PWM调速电路设计实例1036.2.2 混合式两相步进电机的驱动电路设计实例1096.2.3 三相交流异步电动机直接启动控制电路设计实例111第7章 产品数控加工与制造、装配1167.1 各种数控机床的适应加工范围1167.2 数控加工的工艺设计1177.2.1 数控加工工艺内容的选择1187.2.2 零件的数控加工工艺分析1187.2.3 数控加工的工艺过程设计1207.2.4 数控机床加工工序和加工路线的设计1217.2.5 数控加工专用技术文件的编写 1287.2.6 数控加工综合举例 1307.3 零件加工制造过程中的注意事项 1337.4 产品调试与问题分析134第8章 后期参赛准备工作1368.1 视频与海报制作1368.2 申报书写作1378.2.1 立项背景1388.2.2 研究内容和研究意义1388.2.3 项目的科学性和可行性论证1398.2.4 产品创新点或重难点总结1398.3 如何写说明书或论文1398.4 陈述与答辩1418.4.1 答辩PPT设计与制作1428.4.2 作品陈述内容及注意事项1438.4.3 答辩的注意事项及技巧144第9章 机械创新作品案例1549.1 概述1549.2 创新作品一:救援变形金刚1549.2.1 摘要与关键词1549.2.2 多功能伤病员输送装置市场调查研究1559.2.3 救援变形金刚的设计理念1569.2.4 机械系统功能分析与实现1579.2.5 结束语1619.2.6 总结1619.3 创新作品二：斗牛士健身车1619.3.1 摘要和关键词1619.3.2 健身车市场调查研究1629.3.3 斗牛士健身车的设计理念1629.3.4 机械系统结构分析与功能实现1649.3.5 基于机构分析的关键零部件设计1669.3.6 结束语1689.3.7 总结1689.4 创新作品三：节能划船健身器1699.4.1 摘要和关键词1699.4.2 市场现有划船健身器的调查研究1699.4.3 划船健身器方案设计1709.4.4 传动系统设计1739.4.5 储能部分设计1749.4.6 系统安装1749.4.7 结论1749.4.8 总结1759.5 创新作品四：酷跑双轮车1759.5.1 摘要和关键词1759.5.2 现有产品市场调查研究1759.5.3 酷跑双轮车设计思路1769.5.4 酷跑双轮车功能分析1789.5.5 结论1839.5.6 总结183后记184参考文献185后记从教近十年，辅导学生参赛历时近6年，一直想把个人在其中的辛酸苦辣总结出来，给同行以借鉴、给学生以引导。“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山。”每一章节内容的撰写都力求立意新颖、实用，既脱离于已有的理论教材，又要联系理论和机械产品研发，所以往往踯躅良久，难以下笔。然而回想起历历往事，和青年学生一起探讨，欣赏他们创作的激情、飞扬的青春、坚韧不拔的毅力、谦恭勤勉的态度，第一次看到学生将作品制作完成时的欣慰、第一次学科竞赛获奖时的喜悦点点滴滴，象蕴藏多年的美酒，回味无穷！和青年学生在一起，感受到自己永远都是年轻的、充满活力的。学生参与课外科技制作，要占用大量的课余时间，令人欣慰的是他们不仅仅高质量地完成了科技作品的制作，而且课程学习也表现优异。充分证明了一个观点：优秀的人在很多方面都是优秀的。在成立科技创新团队之后，连续多年该专业国家奖学金获得者、优秀毕业生、校级优秀毕业设计均来自本团队，可谓“机械学子精英，皆出自我队中！”每每想起这些，一种自豪感和成就感涌上心头。正如一个学生跟我说：“老师，你是大学阶段对我正能量影响最大的老师，谢谢您！”这应该是几千年来，选择教师这个职业的所有人的共同愿景吧。所以，这本书的撰写出版，也是致我和我的学生们已经远去的青春和曾经光辉的岁月！孙亮波 2014年8月于武汉主 任： 何明丽 (029-88201467 13384968207 QQ:471563467)副主任： 杨丕勇 （029-88271022 18991840499 QQ：34619689） 成 毅 （029-88227828 13363959098 QQ：996891665）北京分社社长：罗建锋 (029-88279906 13609194145 QQ:328042425)南京分社社长：陆 滨 (029-88276563 13892876826 QQ:497857289)大区经理业务经理负责区域联系电话QQ或E-mail李 伟陆 滨江苏、安徽、上海13892876826029-88276563497857289mftlsj李 伟浙江、江西、福建18502945613029-88212835396803748fly2717杨丕勇杨丕勇湖南、湖北18991840499029-8827102234619689尹志宏重庆、四川、云南、贵州18991902819029-882797981023326929姚 磊广东、广西、海南15009267150029-882765631142549707ylxdgem成 毅成 毅陕西13363959098029-88227828996891665山春萍13609203801029-88202945121911532罗建锋北京人天13609194145029-88279906328042425杨航斌北京、天津、 河北、新疆13679127985029-88279906312898461井文峰辽宁、吉林、黑龙江18710870989029-88276697470489029刘 杰刘 杰山东、河南18009255891029-88242885447299346刘统军山西、内蒙、甘肃、青海、宁夏13759894893029-88227828475834183西安电子科技大学出版社有限公司地 址 陕西省西安市太白南路2号 邮 编 710071电 话 029-88242885 88201467 传 真 029-88213675开户单位 西安电子科技大学出版社有限公司 账 号 3700022509014403513开 户 行 中国工商银行西安劳动南路支行 储运电话 029-81891085退货地址 西安市西沣路兴隆段266号西安电子科技大学新校区出版社库房网 址 E-mail xdupfxb001邮 购 业 务(电话029-88201467)1购书款不足100元，收取邮费15元；购书满100元，免收邮费。2付书款方式：方式一：邮局汇款。请按如下格式填写购书信息。收款人地址收款人姓名西安市太白南路2号西安电子科技大学出版社有限公司发行部汇款金额汇款日期汇款人地址汇款人姓名(此处填写收书人详细地址、姓名)汇款人邮编(此处填写收书人邮编)汇款人电话(此处填写收书人电话)附 言(此处填写所购书名、作者、ISBN及版次等信息)方式二：银行卡付款农业银行金穗卡：户名：何明丽 卡号：6228480210449234314 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