“养正明远”校本课程书系：机械设计初步

《 “养正明远” 校本课程书系–水彩画艺术》由浙江教育出版社出版。

在全面深化课程改革思想的指导下， 学校教师根据学生的发展特点、 个性化需求及自身优势， 在学校整体课程结构的框架下， 设计和开发了丰富多彩又各具特色的课程。经过多年的课程实施， 产生了一批既能引领学生发展又受学生欢迎的精品课程。 在此基础上， 各门课程的负责教师依据讲义， 多次试教， 多方修改， 精心编写了相配套的教材， 遂形成了杭州高级中学 《 “养正明远” 校本课程书系》 。

这套丛书对于学校的课程建设有着非常重要的意义。首先， 将抽象的课程形态进行物化， 有利于课程的传承及推广。其次， 将非连续性的、 零散的课程设想转换成连续的、 系统的课程设计， 有利于发挥教材整体呈现课程内容的功能。再次， 举全校师生之力， 通过共同参与课程的研发和教材的编写， 充分挖掘学校课程资源， 使课程建设从零散自发走向整体推进。

 

本书主要介绍机械设计中的基本知识和通用零件的相关知识。

章 机械设计的基本知识 …………………………………………………… 3

节 机器的组成 ……………………………………………………………… 3

第二节 设计机器 （装置） 的一般步骤 ……………………………………… 9

第二章 连 接 ……………………………………………………………………  18

节 螺纹连接和螺旋传动 …………………………………………………… 19

第二节 铆接、 销接、 焊接和胶接 …………………………………………… 30

第三节 键连接 …………………………………………………………………… 36

第三章 机械传动 ………………………………………………………………… 42

节 带传动 …………………………………………………………………… 44

第二节 链传动 …………………………………………………………………… 53

第三节 齿轮传动 ………………………………………………………………… 58

第四章 其他零部件 ……………………………………………………………… 74

节 轴及轴承 ………………………………………………………………… 74

第二节 凸轮与连杆机构 ………………………………………………………… 81

前言：原始人开始制造工具意味着人类工程技术的起步。从粗笨石刀的制造到日益精巧的石器加工， 都是人类历史上的重要创造， 它们是人类初的机械加工工艺，也是工程技术的萌芽。工程是将自然科学原理应用到工农业生产等领域而形成的各学科总称， 是人类改造自然的产物。人类改造自然所采用的手段和方法以及目的的不同， 形成了工程技术的各种形态， 如机械工程技术、 材料工程技术、 信息工程技术、 系统工程技术、 卫星工程技术等。机械工程技术是以科学理论为基础， 结合生产实践中的技术理论， 研究和解决技术领域中有关机械开发、 设计、 制造、 安装、 运用和修理的应用技术。机械设计是机械工程的重要组成部分， 也常见于其他工程技术， 如交通工程技术、 化学工程技术等领域都需要机械设计。机械设计， 主要是为了达到某个具体目标， 运用一定的手段和方法解决问题， 以达到预想目的。一般， 机械设计首先要满足功能要求。机械设计的目标是在材料、 成本、 加工能力、 理论知识和计算手段等各种限定的条件下设计出好的机械 （工作性能好、 制造成本低、 尺寸和质量小、 可靠性好、 电子工程技术：集成电路板机械设计初步消耗低和环境污染少等） 。机械设计的上述要求常常是互相矛盾的， 而且它们之间的相对重要程度因机械种类和用途的不同而不同。机械设计时，我们就要运用科学的方法对有关技术、 功能、 经济性等方面进行周密而细致的分析， 在保证实现产品功能的条件下， 限度地降低成本， 为社会提供物美价廉、经久耐用的先进机械装备。设计师和技术人员负有创造人类的美好生活的巨大责任， 目前的机械产品都是人类智慧的结晶。希望你深入学习机械设计后， 也能成为一名富有责任心的设计者， 用好的设计来解决现实生活中的问题， 设计出别具一格的产品， 以满足人们各种不同的需求。设计时， 应充分考虑人与自然的和谐相处， 选择绿色环保可重复使用的材料， 采用合理的结构， 尽量选择容易拆卸的连接方式， 在满足功能与安全的前提下， 采用绿色设计， 减少对环境的污染。在设计过程中， 设计师首先要通过解决问题来满足某种需要， 所以成功的机械设计一定是功能完备且安全的。设计师在设计时总是通过各种手段包括采用新技术、 新材料等，努力降低产品的成本。与其他工程设计一样， 出于经济的原因， 机械设计师们总是努力使产品能引起人们的关注， 以保证产品的销售。此外， 设计时还应考虑美学因素， 这在机械产品的外观设计中显得尤为重要。本书主要介绍机械设计中的基本知识和通用零件的相关知识， 对机械产品的外观设计不作深入的探讨。

章 机械设计的基本知识当你看到阳台上的晾衣架不可升降， 给家人晾晒衣物带来困扰时， 你通过构思， 设计了一种可升降的晾衣架。这其实就是一种简单机械的设计。机械设计在工程设计中的应用极其广泛。一般来说， 其主要任务是根据使用要求对机械的工作原理、 结构、 运动方式等进行构思、 分析和计算， 通过方案设计等手段将其转化为具体的技术图样， 并作为制造依据。在可升降晾衣架的设计方案中， 为了使晾衣架具有升降功能， 一种解决方案是如图1-1所示的手摇式晾衣架， 另一种解决方案是如图1-2所示的电动式晾衣架， 这两种解决方案中都需要利用能量驱动衣架升降。手摇式晾衣架需要把生物能转换为动能， 以使衣架得以升降； 电动式晾衣架则是将电能转换为动能， 以驱动衣架得以升降。不管是手摇式晾衣架还是电动式晾衣架， 都需要能量从一个地方传递到另一个地方。在这个晾衣架中， 我们可以看到机器的雏形。节 机器的组成讨论思考观察图1-3或生活中的机器， 思考以下问题：1. 机器的特点是什么？2. 机器一般由哪些部分组成？