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第1章 机械设计学概述 1

1.1 设计的内涵与分类 1

1.1.1 设计的内涵 1

1.1.2 设计的分类 2

1.2 现代设计 5

1.2.1 现代设计与传统设计 5

1.2.2 现代设计的重要性 6

1.3 机械产品设计的关键步骤与过程 8

1.4 现代机器的分类与组成 10

1.4.1 机器的定义 10

1.4.2 机器的分类与组成 10

1.5 机械设计学的形成与范畴 11

1.5.1 设计发展简史 11

1.5.2 机械设计学的形成 13

1.5.3 机械设计学的研究内容 15

1.5.4 机械设计学的学科体系 16

思考题与习题 17

第2章 产品创新设计 18

2.1 创新设计概述 18

2.1.1 创新设计的内涵 18

2.1.2 创新的重要性 18

2.1.3 创新设计现状及国内外发展趋势 19

2.1.4 创新能力 19

2.1.5 创新设计的基础 20

2.1.6 创新设计的需要 22

2.1.7 创新设计的途径 23

2.2 创新思维 25

2.2.1 创新思维的含义及实质 25

2.2.2 创新性思维的类型 25

2.2.3 创新性思维的特点 28

2.2.4 创新思维的约束与抑制 28

2.3 创新技法 29

2.3.1 创新技法分类 29

2.3.2 智力激励法 30

2.3.3 列举法 33

2.3.4 类比创新法 36

2.3.5 移植创新法 38

2.3.6 组合创新法 40

2.4 计算机辅助创新设计 43

2.4.1 计算机辅助创新设计的理论基础——TRIZ理论 43

2.4.2 其他常用创新设计软件 45

2.4.3 计算机辅助创新设计的发展方向 47

思考题与习题 47

第3章 机械产品的功能原理设计 48

3.1 功能原理设计工作的特点和任务 49

3.1.1 功能原理设计的工作特点 49

3.1.2 功能原理设计的任务和工作内容 49

3.1.3 功能原理设计的过程 49

3.2 产品功能的定义与分类 49

3.2.1 功能和功能单元 50

3.2.2 功能流及功能描述方法 51

3.2.3 功能分类 52

3.3 机械产品的功能分析 55

3.3.1 功能结构和功能结构图 55

3.3.2 功能分析的方法与步骤 56

3.4 功能原理的求解法和物理效应 57

3.5 功能技术矩阵的构造与分析 59

3.5.1 功能技术矩阵的构造 59

3.5.2 功能技术矩阵的分析 61

3.6 可行性设计方案的确定 63

3.6.1 相容性分析 63

3.6.2 原理方案的确定 65

思考题与习题 66

第4章 机械产品的实用化设计 67

4.1 实用化设计的任务和主要内容 67

4.2 总体设计 67

4.2.1 总体设计的基本任务 68

4.2.2 总体设计的基本要求 68

4.3 总体布置设计 68

4.3.1 总体布置设计的基本原则 68

4.3.2 机械产品总体布置的基本类型 69

4.3.3 机械总体布置设计示例 72

4.4 机械总体方案设计 77

4.4.1 总体参数的确定 77

4.4.2 方案的对比定型 82

4.4.3 总体方案的评价 87

4.5 石油钻机总体方案设计 88

4.5.1 总体方案设计原则及评价指标建立原则 88

4.5.2 原则及评价 88

4.5.3 说明 91

4.5.4 典型示例 92

4.5.5 综合评价方法 92

4.6 机械结构设计 95

4.6.1 结构设计的任务、内容和步骤 95

4.6.2 结构设计的基本要求 97

4.6.3 结构件的功用及其基本类型 97

4.6.4 结构设计基本原则 100

4.6.5 结构设计基本原理 104

4.6.6 机械结构设计的技巧 118

4.7 实用化设计中的几种主要设计技术 121

4.7.1 机械产品优化设计技术 121

4.7.2 机械产品摩擦学设计技术 125

4.7.3 机械产品动态设计技术 131

4.7.4 机械产品可靠性设计技术 136

4.7.5 机械的疲劳强度设计技术 141

4.7.6 机械产品抗振性设计技术 146

思考题与习题 149

第5章 机械产品的商品化设计 151

5.1 商品化设计思想 151

5.1.1 商品与产品 151

5.1.2 影响产品竞争力的因素 151

5.1.3 商品化设计的内容和措施 152

5.2 机械产品的艺术造型设计 153

5.2.1 机械产品艺术造型设计的概念 153

5.2.2 艺术造型设计在机械产品设计中的作用 153

5.2.3 机械产品艺术造型设计的组成要素 154

5.2.4 机械产品艺术造型设计的原则 155

5.2.5 机械产品艺术造型设计的形式法则 155

5.2.6 机械产品的造型手段 162

5.2.7 机械产品造型设计的步骤 164

5.3 人机工程学设计 165

5.3.1 人机工程学的基本概念 165

5.3.2 人机工程学设计的目的 165

5.3.3 人机工程学设计的基本原则 166

5.3.4 人机系统质量与协调性评价 167

5.3.5 人体参数 168

5.3.6 人机工程学设计的内容 169

5.4 价值优化设计 170

5.4.1 价值工程及其特征 170

5.4.2 提高价值的途径 172

5.4.3 功能分析 172

5.4.4 价值分析对象的选择 174

5.4.5 产品的成本构成 176

5.4.6 成本估算方法 177

5.4.7 价值优化设计工程的一般程序 179

5.5 机械产品的标准化、系列化和模块化设计 180

5.5.1 标准化设计 180

5.5.2 系列化设计 183

5.5.3 模块化设计 186

5.6 机械产品的绿色设计 187

5.6.1 绿色设计的概念 188

5.6.2 绿色设计原则 189

5.6.3 绿色设计分析方法 190

5.6.4 绿色设计的过程模型 192

5.6.5 绿色设计的信息模型 198

5.6.6 绿色设计准则 202

5.6.7 绿色设计的生命周期评价 216

思考题与习题 228

第6章 设计试验 230

6.1 功能原理设计阶段的模型试验 231

6.1.1 模型试验的目的 231

6.1.2 模型试验中的相似理论 231

6.1.3 模型设计应遵循的条件 235

6.1.4 模型设计中应注意的问题 235

6.2 实用化设计阶段的样机试验 236

6.2.1 整机性能试验 237

6.2.2 工业性能试验 238

6.3 机械产品的综合性能检测试验 239

6.3.1 综合检测项目 239

6.3.2 综合性能检测过程 240

6.3.3 现代检测系统 241

6.4 产品环保性能试验与控制 242

6.4.1 产品环保性能的概念 242

6.4.2 产品环保性能评价方向 243

6.4.3 产品制造过程中的环保要求 244

6.4.4 环境标志产品 244

6.4.5 机械产品污染物排放指标及其检验 245

6.4.6 汽车排气污染物的控制 246

6.4.7 电机及拖动设备噪声控制 247

思考题与习题 248

第7章 机械产品设计中的系统设计思想与方法 249

7.1 并行设计 249

7.1.1 并行设计概念产生的背景和过程 249

7.1.2 并行设计的技术特征 250

7.1.3 并行设计中的关键技术 252

7.1.4 并行设计的技术经济效益 254

7.2 质量功能配置设计 255

7.2.1 质量功能配置的基本原理 255

7.2.2 系统的质量功能配置过程及其特点 258

7.3 机械产品的优势设计 259

7.3.1 优势设计的由来 259

7.3.2 优势设计在设计中的地位 260

7.3.3 优势设计的内容 262

7.3.4 优势设计的技术手段 264

7.4 机械产品的概念设计 266

7.4.1 概念设计概述 266

7.4.2 机电一体化系统概念设计 269

7.4.3 产品概念设计方案的评价 276

思考题与习题 280

参考文献 281