机械工程概论

"1.遵循课程思政和工程教育理念，秉承“新工科”指导思想，辅以大量实际应用案例。 2.大量融入现代机械设计、优选制造、机械电子与控制、车辆工程和机器人工程的近期新发展成果。 3.聚焦于机械工程领域知识的全面性,不涉及过深的专业内容,力求内容精练、深入浅出。 4.导览机械工程典型前沿方向，构建机械工程知识体系。 5.引导学生对机械工程学科的正确认识,激发学生学习兴趣,从而提高学生培养质量。"

本书包括机械基础、机械设计、机械制造、机械电子与控制以及以汽车和机器人为典型的应用介绍等五个方面，旨在形成机械工程的知识脉络。在机械基础方面，包括力学、工程制图及工程材料等基础知识；在机械设计方面，包括机构、零件、机器与创新设计；在机械制造方面，包括切削、制造基础、传统制造、优选制造；在机械电子与控制方面，包括PLC、液压与气压传动、数控技术、工业机器人等；此外，介绍了以汽车和机器人为典型的应用案例。本书从课程群的角度引入机械学科各方面的历史，结合社会发展不同时期对机械学科的需求，分别从机械工程的典型方向进行介绍，从而帮助读者建立围绕机械工程的整体知识体系。本书适用于高等院校机械类专业的本科生和专科生，以及从事机械工程相关工作的技术人员。

钱炜，上海理工大学机械工程学院副院长。专长学科为机械设计及理论。曾获上海市科委基金，2010年、2014年、2018年连续3届获上海市教学成果一等奖，多次获得上海理工大学大学生创新创业指导教师团队特等奖。主持上海高校本科重点课程建设项目“机械创新及实践”，撰写有《第一届～第六届上海市大学生机械工程创新大赛获奖案例精选》等。指导学生多次荣获全国大学生机械创新设计大赛一等奖。除了具有丰富的实践实训和教学经验，近年来在产学研合作方面成果突出。

第1章机械工程概述1
1.1机械工程内涵及发展简史1
1.1.1机械工程的内涵1
1.1.2机械工程的发展简史1
1.2机械工程教育知识架构5
1.2.1专业教育的组成5
1.2.2专业知识体系的结构5
1.2.3知识领域、子知识领域及其对应的主要课程7
1.2.4课程体系8
1.3机械工程学科的教育11
1.3.1机械工程教育的起源11
1.3.2机械工程教育在中国的发展11
1.3.3中国机械工程教育发展的未来14
参考文献15
第2章机械基础16
2.1概述16
2.1.1机械系统模型化与数据化16
2.1.2机械系统几何表达与构建17
2.1.3机械系统材料表达与建模18
2.1.4机械系统物性表达与建模19
2.2专业核心知识点和要求的能力20
2.2.1图学20
2.2.2力学28
2.2.3材料34
2.2.4热流体40
2.3前沿技术和发展趋势45
2.3.1图学前沿技术45
2.3.2力学前沿技术47
2.3.3材料前沿技术48
2.3.4热流体前沿技术49
参考文献52
第3章机械设计54
3.1概述54
3.1.1机械设计的一般过程54
3.1.2机械设计知识架构54
3.2专业核心知识点和要求的能力55
3.2.1机械设计基础理论55
3.2.2机械零部件设计61
3.2.3精度设计与公差检测69
3.2.4计算机辅助设计75
3.3现代设计方法80
3.3.1创新设计80
3.3.2虚拟设计82
3.3.3快速设计83
3.3.4优化设计84
3.3.5仿生设计86
3.3.6绿色产品设计87
3.3.7全寿命周期设计88
参考文献89
第4章机械制造91
4.1概述91
4.1.1机械制造的定义91
4.1.2机械制造的内涵91
4.1.3机械制造需要解决的问题92
4.2专业核心知识点和要求的能力92
4.2.1成型原理92
4.2.2制造工艺设计98
4.2.3工装原理与设计103
4.2.4制造过程质量管理109
4.3前沿技术与发展趋势113
4.3.1柔性智能制造113
4.3.2增减材复合制造117
4.3.3高能束与多能场制造121
参考文献126
第5章机械电子与控制128
5.1概述128
5.2专业核心知识点和要求的能力129
5.2.1机电控制理论与技术129
5.2.2传感器与信息处理技术134
5.2.3机电传动技术139
5.2.4机电一体化系统146
5.3前沿技术和发展趋势153
5.3.1人工智能153
5.3.2工业互联网155
5.3.3机器视觉157
5.3.4智能传感器159
5.3.5智能控制160
参考文献161
第6章车辆工程163
6.1概述163
6.2专业核心知识点和要求的能力164
6.2.1汽车结构164
6.2.2汽车发动机原理165
6.2.3汽车行驶原理166
6.2.4汽车设计167
6.2.5汽车制造技术168
6.3前沿技术和发展趋势171
6.3.1智能网联汽车171
6.3.2新能源技术180
6.3.3汽车智能制造技术182
参考文献184
第7章机器人185
7.1概述185
7.1.1国外工业机器人行业现状186
7.1.2国内工业机器人行业现状186
7.1.3行业前景188
7.2机器人技术的发展历程188
7.2.1机器人的启蒙时期188
7.2.2现代机器人的发展188
7.2.3中国机器人发展战略189
7.2.4机器人工程的热点问题191
7.3机器人工程专业的核心内容192
7.3.1机器人机构学192
7.3.2机器人驱动技术195
7.3.3机器人感知技术197
7.3.4机器人操作系统202
7.3.5机器人控制技术207
7.3.6机器人技术在智能制造中的应用209
7.4前沿技术和发展趋势212
7.4.1协作机器人212
7.4.2软体及自修复机器人213
7.4.3微纳机器人214
7.4.4人工智能赋能机器人216
7.4.5云机器人216
参考文献216