机械基础（微课版）（配套实训任务书）

本书以培养学生处理工程实际问题的能力为目标，包含了1 篇课程导入和7 个教学模块，7 个教学模块主要内容包括机械工程材料成型工艺、零部件受力分析计算、零部件承载能力分析、零部件的装配与拆卸、典型机构认知及设计、典型传动装置认知及设计、机械创新设计。本书紧密结合企业典型工作任务、技术革新项目和全国大学生机械创新设计大赛等要求，采取项目驱动方式，通过实训任务书的形式将知识技能、科学思维和创新意识融入课程中。 本书既可作为职业院校机械和近机械类专业的基础课程教材，又可作为相关从业人员的参考书。

邹俊俊，副教授职称，毕业于长安大学，2012年进入西安铁路职业技术学院参加工作，现任机械教研室主任。 长期从事机械学科的理论与实践教学工作，曾获得陕西省职业院校教师教学能力比赛一等奖，二等奖 1 项、三等奖 2 项等多项荣誉，并被授予“教学能手”称号。 在课程建设和改革方面，作为副主编参编国家职业教育“十四五”规划教材1项，主持参与省级精品在线课程2项；对于机械学科的课程教学改革具有一定的见解。 在创新创业教育方面，指导学生获得“挑战杯”国赛二等奖1项、“互联网+”省赛银奖1项、全国大学生机械创新设计大赛省赛一等奖1项等多个奖项；立项省级创新创业教育课程1门；具备指导学生进行创新创业实践的能力。

课程导入.............................................................. 1 一、本课程的目标与定位................　1 二、机器的组成及功能....................　2 三、机械设计的方法........................　3 四、本课程的主要内容及融通 关系............................................　4 模块1　机械工程材料成型工艺..................　5 模块导入　..................................................　5 项目1.1　金属材料的成型工艺...........　6 任务1.1.1　金属材料力学性能 测试...............................　6 知识链接........................................　7 一、强度....................................　7 二、硬度..................................　10 三、塑性..................................　12 四、冲击韧性..........................　12 五、疲劳强度..........................　13 任务拓展......................................　13 任务1.1.2　零件成型工艺分析.....　14 知识链接......................................　15 一、金属的晶体结构..............　15 二、纯金属的制备..................　17 三、合金的制备......................　20 四、铸件性能的强化手段......　24 五、其他成型工艺..................　24 任务拓展......................................　26 任务1.1.3　零件工艺路线分析.....　26 知识链接......................................　27 一、铁碳合金的基本组织及 其性能..............................　27 二、铁碳合金相图..................　29 三、钢的热处理......................　31 四、钢的热处理方法..............　32 五、钢的表面热处理..............　33 任务拓展......................................　35 项目1.2　车床主轴箱齿轮零件的 选材........................................　35 任务1.2.1　车床主轴箱齿轮零件 材料的选择.................　36 知识链接......................................　37 一、金属材料及牌号..............　37 二、有色金属材料..................　42 三、常用非金属材料和复合 材料..................................　43 四、选用材料的一般原则......　44 任务拓展......................................　45 模块小结　................................................　45 思考与练习..............................................　47 模块2　零部件受力分析计算.....................　48 模块导入　................................................　48 项目2.1　零部件受力分析..................　49 任务2.1.1　三铰拱桥受力分析图 绘制.............................　49 知识链接......................................　50 一、静力学的基本概念..........　50 二、平衡与平衡力系..............　51 机械基础（微课版）（配套实训任务书） 2 三、静力学公理......................　52 四、约束与约束力..................　54 五、物体的受力分析工作 案例..................................　57 任务拓展......................................　60 任务2.1.2　钻床夹具受力分析.....　60 知识链接......................................　61 一、力矩的概念及计算..........　61 二、力偶的概念和性质..........　62 三、平面平行力系的合成与 平衡..................................　64 任务拓展......................................　65 项目2.2　刚体的平衡条件分析.........　65 任务2.2.1　钢管托架平衡条件 分析.............................　65 知识链接......................................　66 一、平面汇交力系..................　66 二、平面任意力系..................　71 三、平面任意力系的平衡 方程..................................　74 四、平面任意力系平衡问题 典型工作案例..................　75 任务拓展......................................　76 模块小结　.................................................　76 思考与练习..............................................　78 模块3　零部件承载能力分析.....................　80 模块导入　.................................................　80 项目3.1　构件拉压和剪切变形.........　81 任务3.1.1　活塞杆承载能力分析.....　82 知识链接......................................　83 一、基本概念..........................　83 二、拉压变形的受力特点......　84 三、轴向横截面上的应力......　85 四、拉压变形的强度校核......　88 任务拓展......................................　89 任务3.1.2　销钉承载能力分析.....　89 知识链接......................................　90 一、剪切变形的受力特点......　90 二、剪切变形的强度校核......　90 三、挤压变形的受力特点......　91 四、挤压变形的强度校核......　91 任务拓展......................................　92 项目3.2　构件扭转和弯曲变形.........　92 任务3.2.1　轴的承载能力分析.....　93 知识链接......................................　93 一、扭转变形的受力特点......　93 二、圆轴扭转时的强度校核....　96 三、圆轴扭转变形与刚度 计算..................................　97 任务拓展......................................　98 任务3.2.2　直梁的承载能力分析....　98 知识链接......................................　99 一、直梁弯曲的受力特点......99 二、梁弯曲时的强度计算....103 三、梁弯曲时的刚度条件....107 任务拓展....................................　107 模块小结　...............................................　107 思考与练习............................................　108 模块4　零部件的装配与拆卸...................　110 模块导入　...............................................　110 项目4.1　装配技术要求认知...........　111 任务4.1.1　装配体尺寸公差 分析...........................　111 知识链接....................................　112 一、标准化和互换性............　112 二、公差基本概念................　112 三、配合制............................　115 四、极限与配合在图样上的 标注................................　116 任务拓展....................................　117 目　录 3 任务4.1.2　装配体几何公差、表面 粗糙度分析..............　118 知识链接....................................　118 一、几何要素的概念及其 分类................................　119 二、几何公差及几何 公差带............................　120 三、几何公差的项目及其 符号................................　120 四、几何公差的框格和基准 符号................................　121 五、表面粗糙度....................　122 六、表面粗糙度的基本 术语................................　122 七、表面粗糙度的符号 标注................................　123 任务拓展....................................　124 项目4.2　常用联接和计量器具 认知......................................　124 任务4.2.1　装配体联接选用 分析...........................　124 知识链接....................................　126 一、螺纹的形成和主要 参数................................　126 二、常用螺纹的种类、特点及 应用................................　128 三、螺纹联接的基本类型.....　128 四、键和销联接....................　129 任务拓展....................................　132 任务4.2.2　常用计量器具的 使用...........................　132 知识链接....................................　133 一、普通计量器具的选择.....　133 二、常用计量器具的使用.....　134 任务拓展....................................　135 模块小结　..............................................　135 思考与练习............................................　137 模块5　典型机构认知及设计...................　138 模块导入　..............................................　138 项目5.1　机构结构分析....................　139 任务5.1.1　绘制机构运动简图.....　139 知识链接....................................　140 一、运动链与机构................　140 二、机构的组成要素............　140 三、运动简图的画法及注意 事项................................　142 任务拓展....................................　145 任务5.1.2　机构具有确定运动的 判断...........................　145 知识链接....................................　146 任务拓展....................................　150 项目5.2　典型低副机构认知...........　150 任务5.2.1　铰链四杆机构特性 认知...........................　150 知识链接....................................　151 一、铰链四杆机构................　151 二、含移动副的平面四杆 机构................................　154 三、铰链四杆机构有曲柄的 条件................................　157 任务拓展....................................　157 任务5.2.2　铰链四杆机构设计.....　157 知识链接....................................　158 一、平面四杆机构的特性.....　158 二、铰链四杆机构的设计.....　161 任务拓展....................................　164 项目5.3　典型高副机构认知...........　164 任务5.3.1　凸轮轮廓曲线设计.....　164 知识链接....................................　165 一、凸轮机构的组成与 应用................................　165 机械基础（微课版）（配套实训任务书） 4 二、凸轮机构的类型............　165 三、从动件运动规律............　167 四、凸轮轮廓曲线设计的 基本原理........................　169 任务拓展....................................　170 任务5.3.2　槽轮和棘轮机构 认知...........................　170 知识链接....................................　171 一、棘轮机构的组成及其工作 特点................................　171 二、棘轮机构的类型及 应用................................　172 三、槽轮机构概述................　173 任务拓展....................................　173 模块小结　...............................................　173 思考与练习............................................　175 模块6　典型传动装置认知及设计..........　176 模块导入　...............................................　176 项目6.1　带传动与齿轮传动认知.....　177 任务6.1.1　带传动认知...............　177 知识链接....................................　178 任务拓展....................................　192 任务6.1.2　齿轮传动认知...........　193 知识链接....................................　194 任务拓展....................................　200 任务6.1.3　齿轮传动设计...........　200 知识链接....................................　201 任务拓展....................................　206 项目6.2　轮系传动认知....................　206 任务6.2.1　定轴轮系传动比 分析...........................　206 知识链接....................................　207 一、轮系的类型....................　207 二、轮系的传动比................　209 三、减速器的类型与结构.....　211 任务拓展....................................　212 任务6.2.2　周转及混合轮系传动 认知...........................　213 知识链接....................................　213 一、周轮轮系的结构与 组成................................　213 二、周转轮系的传动比........　214 三、混合轮系的传动比........　216 四、轮系的功用....................　217 任务拓展....................................　218 项目6.3　车床主轴系统分析...........　219 任务6.3.1　轴系传动零部件 认知...........................　219 知识链接....................................　220 一、轴系零部件....................　220 二、轴承................................　225 任务拓展....................................　231 任务6.3.2　车床主轴系统传动 分析...........................　231 知识链接....................................　232 任务拓展....................................　235 模块小结　...............................................　235 思考与练习............................................　236 模块7　机械创新设计................................　238 模块导入　...............................................　238 任务7.1.1　机械创新设计方法.....　239 知识链接....................................　240 一、机械设计的方法............　240 二、机械设计的工具............　242 任务拓展....................................　243 任务7.1.2　机械创新设计实践.....　244 知识链接....................................　244 任务拓展....................................　248 模块小结　...............................................　248 思考与练习............................................　248