机械工程概论

《机械工程概论》以高等院校机械工程类学生的专业素质培养为目的，是为普及机械和机械工程的基本概念、基本知识、基本内容及最新发展状况为目的而编写的教材。全书主要内容包括：机械的基本概况，机械工程概况，机械制造业的地位、现状及发展；机械设计及现代设计方法；机械工程材料；机械制造工艺技术；机电一体化技术；先进制造技术；现代制造系统；机械工程教育。

前言 第1章绪论1 1.1机械的基本概况1 1.1.1机械的基本名词1 1.1.2机械的特征及种类3 1.1.3制造业与机械工业4 1.2机械工程概况6 1.2.1机械工程的含义6 1.2.2机械工程的发展7 1.2.3机械工业的地位12 1.2.4机械工程的应用领域13 1.2.521世纪的机械工程15 1.3机械制造业17 1.3.1制造业的战略地位17 1.3.2制造的发展与现状18 1.3.3我国机械制造业的现状21 参考文献23 第2章机械设计及现代设计方法24 2.1概论24 2.1.1工程设计的基本概念24 2.1.2机械设计的地位与意义24 2.1.3机械设计的分类25 2.1.4设计的本质与过程25 2.2设计理论与方法27 2.2.1设计理论与方法的分类27 2.2.2机械设计理论与方法的发展趋势29 2.3现代设计技术31 2.3.1可靠性设计31 2.3.2摩擦学设计35 2.3.3系统动态设计39 2.3.4优化设计41 2.3.5并行设计技术44 2.3.6绿色产品设计技术49 2.3.7反求设计54 参考文献60 第3章机械工程材料61 3.1工程材料概述61 3.1.1工程材料的分类61 3.1.2工程材料的应用61 3.2常用工程材料64 3.2.1金属材料64 3.2.2高分子材料66 3.2.3陶瓷材料74 3.2.4复合材料77 参考文献81 第4章机械制造工艺技术82 4.1概述82 4.1.1机械制造工艺的定义和内涵82 4.1.2机械制造工艺的发展现状83 4.1.3机械制造工艺技术的发展趋势85 4.2毛坯制造方法86 4.2.1铸造86 4.2.2锻压成形90 4.2.3焊接93 4.2.4毛坯成形方法比较98 4.2.5先进毛坯成形技术99 4.3材料热处理及表面处理技术99 4.3.1材料整体热处理99 4.3.2表面处理技术101 4.4零件加工制造101 4.4.1传统切削加工方法102 4.4.2特种加工方法109 4.5机器装配115 4.5.1概述115 4.5.2装配尺寸链117 4.5.3保证装配精度的方法118 4.5.4自动化装配120 4.6机械制造装备121 4.6.1机械制造装备及系统121 4.6.2新一代机械制造装备技术及其发展126 参考文献126 第5章机电一体化技术127 5.1概述127 5.1.1机电一体化的概念127 5.1.2机电一体化的技术、经济和社会效益127 5.1.3机电一体化的发展趋势129 5.2机电一体化系统的基本组成及相关技术130 5.2.1机电一体化系统的基本组成130 5.2.2机电一体化系统的相关技术132 5.3数控技术134 5.3.1数控技术概况134 5.3.2数控系统分类139 5.3.3数控技术的应用143 5.4可编程控制器150 5.4.1可编程控制器的定义及分类150 5.4.2可编程控制器的特点及应用151 5.4.3可编程控制器的发展趋势152 5.5传感技术153 5.5.1传感器及其组成153 5.5.2传感器的分类154 5.5.3传感器的应用156 5.6机器人技术157 5.6.1机器人的定义及分类157 5.6.2工业机器人的组成158 5.6.3工业机器人的控制系统160 5.6.4工业机器人的应用163 5.6.5工业机器人的发展趋势165 参考文献167 第6章先进制造技术168 6.1概述168 6.2高速加工技术168 6.2.1概述168 6.2.2高速加工关键技术170 6.3超精密加工技术173 6.3.1概述173 6.3.2超精密加工关键技术174 6.3.3超精密加工方法177 6.4快速原型制造技术178 6.4.1概述178 6.4.2快速原型制造技术的原理和特点178 6.4.3快速原型制造工艺179 6.5柔性制造技术182 6.5.1概述182 6.5.2柔性制造系统182 6.6CAD/CAM/CAE/CAPP184 6.7微机械及其微细加工技术187 6.7.1概述187 6.7.2微细加工技术187 参考文献189 第7章现代制造系统191 7.1概述191 7.1.1现代机械制造企业所面临的严峻的生存环境191 7.1.2现代制造系统的演变和特点192 7.1.3现代制造系统的发展趋势193 7.1.4典型现代制造系统模式193 7.2计算机集成制造系统194 7.2.1概述194 7.2.2计算机集成制造系统的组成与体系结构195 7.3精益生产197 7.3.1概述197 7.3.2精益生产的主要内容与体系结构200 7.4敏捷制造204 7.4.1概述204 7.4.2敏捷制造的特征与关键技术205 7.5虚拟制造206 7.5.1概述206 7.5.2虚拟制造的分类与关键技术208 7.6智能制造系统210 7.6.1概述210 7.6.2智能制造系统的支撑技术和关键技术213 7.7绿色制造215 7.7.1概述215 7.7.2绿色制造的研究内容215 参考文献217 第8章机械工程教育218 8.1机械工程教育知识体系218 8.1.1知识体系的结构218 8.1.2专业教育组成219 8.1.3机械工程教育知识领域220 8.2科学、技术、工程与能力培养224 8.2.1科学、技术与工程224 8.2.2工程教育的核心是能力的培养225 8.2.3以学生为中心226 8.3机械工程学科划分及基础理论226 8.3.1机械工程学科划分226 8.3.2机械工程学科基础理论226 8.4机械类专业本科生培养231 8.4.1我国大学分类231 8.4.2机械类本科专业的培养目标、要求和主要课程232 8.4.3机械类主要课程安排240 8.5机械类专业的人才择业242 8.6面向21世纪的机械工程教育243 参考文献247

本书是供高等院校机械类专业学生了解机械工程基本内容的入门教材，也可作为其他专业学生学习机械工程知识的教材或参考书。 本书涵盖内容丰富，读者可有选择地阅读学习，特别是对非机械类本科学生，可以通过阅读本书的内容，比较全面地了解整个机械工程的基本专业知识。 由于本书的使用对象为机械类低年级本科学生及非机械类本科学生，因此编者根据教学改革的经验，在内容安排上具有以下特点： (1)强调机械工程知识的入门性与前瞻性。 (2)强调机械工程知识的系统性、全面性。 (3)针对不同读者，强调了本书的适应性。 本书的编写，是适应21世纪所需科技人才的需要，意在激发学生们的专业学习热情，促使学生能够更加自主地投入到大学的后续学习生活。通过对本书的学习，对机械工程及相关领域的知识有一个较为全面的认识，为进一步学习专业知识奠定一个良好的基础，培养学生具有一定的创新意识和创新能力。 全书共分8章。第1章绪论；第2章机械设计及现代设计方法；第3章机械工程材料；第4章机械制造工艺技术；第5章机电一体化技术；第6章先进制造技术；第7章现代制造系统；第8章机械工程教育。 本书由黑龙江科技大学刘元林担任主编，董金波和胡金平参加编写，全书由刘春生教授主审。具体编写分工如下：刘元林(第1章、第8章)，董金波(第2章、第3章、第5章)，胡金平(第4章、第6章、第7章)。 书中参考并引用了许多专家、学者的研究成果，在此表示诚挚的感谢! 本书在编写过程中得到了许多专家、同仁的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢! 鉴于本书涉及的知识面非常广泛，加之编者水平有限，书中难免有不足或错误之处，敬请广大读者批评指正。 编者