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机械设计实践与创新

作译者：刘文光,贺红林

出版时间：2019-07 千字数：316 版次：01-01 页数：208

开本：16开装帧： I S B N ：9787121351822

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纸质书定价：￥39.8

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目 录
第1 章 认知性实践 ....................................................................................... 1
1.1 机构创新设计认知 ........................................................................................................ 1
1.1.1 实验目的 ............................................................................................................. 1
1.1.2 实验设备 ............................................................................................................. 1
1.1.3 机构的展示及分析 ............................................................................................. 1
1.1.4 创新设计的展示及分析 ..................................................................................... 3
1.1.5 实验原理、方法和步骤 ..................................................................................... 4
1.1.6 思考题 ................................................................................................................. 4
1.1.7 实验报告 ............................................................................................................. 5
1.2 机械零件认知 ................................................................................................................ 5
1.2.1 实验目的 ............................................................................................................. 5
1.2.2 实验方法 ............................................................................................................. 5
1.2.3 实验内容 ............................................................................................................. 5
1.2.4 机械零件认知复习题 ....................................................................................... 12
1.2.5 实验报告 ........................................................................................................... 13
1.3 机械结构认知 .............................................................................................................. 13
1.3.1 实验目的 ........................................................................................................... 13
1.3.2 实验设备 ........................................................................................................... 14
1.3.3 实验内容 ........................................................................................................... 14
1.3.4 思考题 ............................................................................................................... 20
1.3.5 实验报告 ........................................................................................................... 20
第2 章 验证性实践 ..................................................................................... 21
2.1 机构运动简图测绘 ...................................................................................................... 21
2.1.1 实验目的 ........................................................................................................... 21
2.1.2 实验内容 ........................................................................................................... 21
2.1.3 实验设备和用具 ............................................................................................... 21
2.1.4 实验原理、方法和步骤 ................................................................................... 21
2.1.5 注意事项 ........................................................................................................... 25
2.1.6 思考题 ............................................................................................................... 26
2.1.7 实验报告 ........................................................................................................... 26
2.2 渐开线齿廓范成原理 .................................................................................................. 27
2.2.1 实验目的 ........................................................................................................... 27
2.2.2 实验内容 ........................................................................................................... 27
2.2.3 实验设备和用具 ............................................................................................... 27
2.2.4 范成仪的构造和工作原理 ............................................................................... 27
2.2.5 实验步骤和要求 ............................................................................................... 28
2.2.6 思考题 ............................................................................................................... 29
2.2.7 实验报告 ........................................................................................................... 29
2.3 直齿圆柱齿轮参数测定 .............................................................................................. 31
机械设计实践与创新
— VI —
2.3.1 实验目的 ........................................................................................................... 31
2.3.2 实验内容 ........................................................................................................... 31
2.3.3 实验用具 ........................................................................................................... 31
2.3.4 实验原理 ........................................................................................................... 31
2.3.5 实验步骤和注意事项 ....................................................................................... 36
2.3.6 思考题 ............................................................................................................... 37
2.3.7 实验报告 ........................................................................................................... 38
2.4 转子动平衡演示 .......................................................................................................... 40
2.4.1 实验目的 ........................................................................................................... 40
2.4.2 实验内容 ........................................................................................................... 40
2.4.3 实验设备和用具 ............................................................................................... 40
2.4.4 实验原理 ........................................................................................................... 40
2.4.5 实验方法和步骤 ............................................................................................... 44
2.4.6 思考题 ............................................................................................................... 45
2.4.7 实验报告 ........................................................................................................... 46
2.5 螺栓连接性能测试 ...................................................................................................... 46
2.5.1 实验目的 ........................................................................................................... 46
2.5.2 实验设备和仪器 ............................................................................................... 46
2.5.3 实验原理 ........................................................................................................... 49
2.5.4 实验方法和步骤 ............................................................................................... 53
2.5.5 实验注意事项 ................................................................................................... 54
2.5.6 思考题 ............................................................................................................... 54
2.5.7 实验报告 ........................................................................................................... 54
2.6 带传动性能测试 .......................................................................................................... 55
2.6.1 实验目的 ........................................................................................................... 55
2.6.2 实验设备和仪器 ............................................................................................... 55
2.6.3 实验原理 ........................................................................................................... 59
2.6.4 实验方法和步骤 ............................................................................................... 60
2.6.5 注意事项 ........................................................................................................... 61
2.6.6 思考题 ............................................................................................................... 61
2.6.7 实验报告 ........................................................................................................... 61
2.7 减速器拆装 .................................................................................................................. 63
2.7.1 实验目的 ........................................................................................................... 63
2.7.2 实验设备和工具 ............................................................................................... 63
2.7.3 实验方法 ........................................................................................................... 63
2.7.4 实验步骤中应考虑的问题 ............................................................................... 64
2.7.5 实验要求 ........................................................................................................... 66
2.7.6 思考题 ............................................................................................................... 66
2.7.7 实验报告 ........................................................................................................... 66
第3 章 设计性实践 ..................................................................................... 68
3.1 SolidWorks 软件简介 ................................................................................................... 68
3.1.1 SolidWorks 的设计思想 .................................................................................... 69
3.1.2 SolidWorks 2012 简介 ....................................................................................... 71
3.1.3 文件管理 ........................................................................................................... 73
3.1.4 SolidWorks 工作环境设置 ................................................................................ 73
3.1.5 SolidWorks 术语 ................................................................................................ 74
目 录
— VII —
3.2 上机实践任务书 .......................................................................................................... 76
3.2.1 实验目的 ........................................................................................................... 76
3.2.2 实验内容 ........................................................................................................... 76
3.2.3 实验设备 ........................................................................................................... 76
3.2.4 实验数据 ........................................................................................................... 76
3.2.5 实验要求 ........................................................................................................... 77
3.2.6 实验报告 ........................................................................................................... 77
3.3 V 带传动设计计算案例 .............................................................................................. 77
3.3.1 V 带传动参数计算 ........................................................................................... 77
3.3.2 带轮的结构设计 ............................................................................................... 79
3.4 带传动三维设计演示 .................................................................................................. 79
3.4.1 小带轮三维设计步骤 ....................................................................................... 80
3.4.2 大带轮三维设计步骤 ....................................................................................... 88
3.4.3 SolidWorks 机架三维设计步骤 ....................................................................... 93
3.4.4 轴的三维设计步骤 ........................................................................................... 95
3.4.5 装配 ................................................................................................................... 97
3.4.6 在装配图中绘制V 带..................................................................................... 101
3.5 三维设计图到工程图的转换 .................................................................................... 111
3.5.1 大带轮零件图 ................................................................................................. 111
3.5.2 装配体工程图 ................................................................................................. 114
第4 章 综合性实践 ................................................................................... 117
4.1 凸轮轮廓检测 ............................................................................................................ 117
4.1.1 实验目的 ......................................................................................................... 117
4.1.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 117
4.1.3 实验原理和方法 ............................................................................................. 117
4.1.4 凸轮轮廓检测台 ............................................................................................. 117
4.1.5 实验步骤和要求 ............................................................................................. 120
4.1.6 思考题 ............................................................................................................. 121
4.1.7 实验报告 ......................................................................................................... 121
4.2 机构系统动力学调速 ................................................................................................ 122
4.2.1 实验目的 ......................................................................................................... 122
4.2.2 实验设备 ......................................................................................................... 122
4.2.3 实验原理和方法 ............................................................................................. 123
4.2.4 实验步骤 ......................................................................................................... 125
4.2.5 思考题 ............................................................................................................. 125
4.2.6 实验报告 ......................................................................................................... 125
4.3 机械运动学与动力学参数测试 ................................................................................ 126
4.3.1 实验目的 ......................................................................................................... 126
4.3.2 实验台的组成 ................................................................................................. 126
4.3.3 实验台的测试系统 ......................................................................................... 130
4.3.4 注意事项 ......................................................................................................... 134
4.3.5 实验步骤 ......................................................................................................... 134
4.3.6 实验任务 ......................................................................................................... 135
4.3.7 思考题 ............................................................................................................. 136
4.3.8 实验报告 ......................................................................................................... 136
4.4 液体动压滑动轴承油膜压力与摩擦分析................................................................. 136
机械设计实践与创新
— VIII —
4.4.1 实验目的 ......................................................................................................... 136
4.4.2 实验原理 ......................................................................................................... 136
4.4.3 实验内容 ......................................................................................................... 138
4.4.4 HS-B 型滑动轴承实验台介绍 ....................................................................... 139
4.4.5 电气控制工作原理 ......................................................................................... 140
4.4.6 软件界面和操作说明 ..................................................................................... 140
4.4.7 实验步骤 ......................................................................................................... 142
4.4.8 思考题 ............................................................................................................. 143
4.4.9 实验报告 ......................................................................................................... 143
4.5 轴系结构组合设计 .................................................................................................... 143
4.5.1 实验目的 ......................................................................................................... 143
4.5.2 实验设备 ......................................................................................................... 143
4.5.3 实验内容和要求 ............................................................................................. 144
4.5.4 实验步骤 ......................................................................................................... 144
4.5.5 实验报告 ......................................................................................................... 145
第5 章 创新性实践 ................................................................................... 146
5.1 机构运动方案创新设计 ............................................................................................ 146
5.1.1 实验目的 ......................................................................................................... 146
5.1.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 146
5.1.3 实验内容 ......................................................................................................... 146
5.1.4 ZBS-C 机构运动创新设计方案实验台 ......................................................... 147
5.1.5 实验原理、方法和步骤 ................................................................................. 149
5.1.6 创新设计方案参考 ......................................................................................... 153
5.1.7 思考题 ............................................................................................................. 154
5.1.8 实验报告 ......................................................................................................... 154
5.2 机构创新组合设计 .................................................................................................... 154
5.2.1 实验目的 ......................................................................................................... 154
5.2.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 155
5.2.3 实验前的准备工作 ......................................................................................... 157
5.2.4 实验内容 ......................................................................................................... 157
5.2.5 实验原理 ......................................................................................................... 163
5.2.6 实验方法和步骤 ............................................................................................. 164
5.2.7 实验报告 ......................................................................................................... 168
5.3 机械系统创意组合设计 ............................................................................................ 168
5.3.1 实验目的 ......................................................................................................... 168
5.3.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 168
5.3.3 JCY-C 实验平台组成 ...................................................................................... 168
5.3.4 实验原理和方法 ............................................................................................. 171
5.3.5 实验步骤 ......................................................................................................... 197
5.3.6 实验内容 ......................................................................................................... 198
5.3.7 注意事项 ......................................................................................................... 198
5.3.8 组合装置方案参考 ......................................................................................... 198
5.3.9 实验报告 ......................................................................................................... 200
参考文献 ............................................................................................... 201

前 言
当前创新创业教育已成为高等教育改革的主题，为了加强学生创新创业素质的培养，
南昌航空大学机械设计教学团队提出了一种“以创新创业素质培养为核心，以三维设计为
手段，以能力和素质的逐步提升为途径，以专业知识融会贯通为目标”的实践理念。
实践是培养学生创新意识与实践能力的重要环节，也是培养学生理论联系实际的作风
与严谨求实的科学态度的重要过程，更是培养学生懂得仪器设备的原理与实验方法的有效
渠道。作为学习机械工程基础的重要课程，“机械原理”“机械设计”“机械设计基础”等
课程必须开设相应的实践项目，以帮助学生验证、巩固和加深课堂讲授的基本理论知识，
加强理论联系实际及独立工作能力的培养，达到培养学生认识实践对象、了解实践设备、
明白实践原理，以及懂得实验方法的目的。
本书作为南昌航空大学机械类专业的实验指导书十余年，内容不断充实更新，汇集了
教学团队几代人的教学心得和体会。全书共分5 章，分别是认知性实践、验证性实践、设
计性实践、综合性实践和创新性实践。考虑到个人能力形成的渐进性，必须遵循从培养观
察能力开始，逐步培养学生的设计与分析能力，最后形成学生的创新素质。本书不仅注重
实践项目的基础性，也注重实践项目的系统性，同时考虑了实践项目的层次性。
本书由刘文光和贺红林主编，严志刚和江一副主编，研究生林炜彦、王耀斌和丰霞瑶
绘制了书中的部分插图。全书编写得到了南昌航空大学机械设计教研部的鼎力支持并提出
了许多宝贵意见。感谢江西省教改课题重点项目“创新创业视域下的机械设计课程建设与
教学改革”（JXJG-15-8-2）、南昌航空大学“创新创业培育课程（机械设计、机械设计基础）”
项目和江西省“精品资源在线开放课程机械设计”项目的资助。
由于编者水平有限，书中难免有一些错误和不妥之处，敬请广大读者不吝批评指正。
如有任何疑问或建议，请反馈至liuwg14@nchu.edu.cn。
编者
2019 年2 月

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