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目录 1

第Ⅰ部分 工程设计过程 1

第1章 引言 1

1.1 学习目标 1

1.2 工程设计的定义 3

1.3 设计层次 4

1.4 设计过程 4

1.4.1 确定客户需求 8

1.4.2 定义目标 13

1.4.3 市场分析 13

1.4.4 功能建立 14

1.4.5 任务说明 14

1.4.6 概念设计形成 15

1.4.9 实验 16

1.4.8 分析和优化 16

1.4.7 可能方案评估 16

1.4.10 市场营销 17

1.5 职业道德和伦理规范 17

1.6 习题 21

1.6.1 小组习题 21

1.6.2 独立习题 22

1.7 参考文献 23

第2章 设计工具 26

2.1 学习目标 26

2.2 进度安排 27

2.2.1 甘特图 27

2.2.2 CPM/PERT 28

2.2.3 定义 28

2.2.4 网络开发 29

2.3.1 材料分类和特性 31

2.3 材料选择 31

2.3.2 材料选择的程序 33

2.3.3 主要加工方法 33

2.4 人因 34

2.4.1 人类感知能力 35

2.4.2 人体测量数据 35

2.5 安全考虑 36

2.6 技术写作和报告 37

2.6.1 撰写报告的步骤 38

2.6.2 图解要点 39

2.6.3 写作技巧 39

2.7 报告风格 40

2.7.1 目标 40

2.7.2 口头报告的障碍 40

2.7.4 口头报告的技巧 41

2.7.3 口头报告的注意事项 41

2.7.5 问答环节 42

2.8 习题 42

2.8.1 小组习题 42

2.8.2 独立习题 45

2.9 参考文献 48

第3章 需求和目标 50

3.1 学习目标 50

3.2 问题定义：需求说明 51

3.3 目标树 52

3.3.1 目标树：净水器 53

3.3.2 目标树：自动咖啡机 54

3.3.3 目标树：自动铝罐粉碎机 55

3.4 习题 58

3.5 参考文献 59

4.1 学习目标 60

第4章 市场分析和信息搜集 60

4.2 怎样进行市场分析 61

4.3 相关信息源 63

4.3.1 行业信息 63

4.3.2 公司信息 64

4.3.3 市场信息 66

4.4 网络工具 66

4.5 市场分析——示例 67

4.5.1 问题定义 67

4.5.2 潜在客户 67

4.5.3 行业现有公司 67

4.5.7 专利信息 68

4.6.1 小组习题 68

4.6 习题 68

4.5.6 市场信息 68

4.5.5 行业走向 68

4.5.4 SIC码 68

4.6.2 独立习题 69

4.7 参考文献 70

第5章 建立功能结构 71

5.1 学习目标 71

5.2 功能分解 72

5.3 功能结构 73

5.3.1 总体功能图 73

5.3.2 功能模块 73

5.4 建立功能结构的步骤 77

5.5 主要功能 80

5.5.1 确定主要功能指导 80

5.5.2 基本特点 80

5.6 子功能 80

5.7 功能结构——示例 81

5.8.1 小组习题 82

5.8.2 独立习题 82

5.8 习题 82

5.9 参考文献 83

第6章 设计规范 85

6.1 学习目标 85

6.2 性能说明方式的步骤 87

6.3 设计规范表：自动铝罐粉碎机 90

6.4 质量功能配置方式 93

6.5 质量屋：自动铝罐粉碎机 100

6.6 习题 103

6.6.1 小组习题 103

6.6.2 独立习题 104

6.7 参考文献 105

7.1 学习目标 107

第7章 概念设计 107

7.2 头脑风暴 108

7.3 创造性 109

7.4 设计开发机械结构 111

7.5 根据功能进行概念设计的步骤 112

7.6 概念设计——示例 113

7.6.1 机械通风口 113

7.6.2 轮椅取回装置 115

7.6.3 自动铝罐粉碎机 115

7.7 习题 117

7.7.1 小组习题 117

7.7.2 独立习题 118

7.8 参考文献 118

第8章 概念设计的评估 120

8.1 学习目标 120

8.2 为可选方案的组合绘制草图 121

8.3 决策矩阵 122

8.4 概念评估：车间培训工具包 123

8.5 概念评估：自动铝罐粉碎机 128

8.6 习题 133

8.6.1 小组习题 133

8.6.2 独立习题 134

8.7 参考文献 134

第9章 详细设计 136

9.1 学习目标 136

9.2 产品图纸 138

9.3 原料清单 139

9.4 设计原型 140

9.5 产品分析 141

9.6 面向“X”的设计 141

9.6.3 面向环境的设计 142

9.7 详细设计：机械化蔬菜收割机 142

9.6.1 面向制造的设计 142

9.6.2 面向装配的设计 142

9.8 详细设计：自动铝罐粉碎机 148

9.9 习题 148

9.10 参考文献 149

第10章 成本分析 150

10.1 学习目标 150

10.2 成本分类 151

10.3 成本估算方法 153

10.4 劳动力成本 154

10.5 产品定价 155

10.5.1 损益平衡图 155

10.5.2 线性规划 156

10.6.1 小组习题 158

10.6 习题 158

10.6.2 独立习题 160

10.7 参考文献 161

第Ⅱ部分 设计项目实例 163

第11章 设计项目实例 163

11.1 设计项目规则 163

11.2 自动铝罐粉碎机 165

11.2.1 目标 165

11.2.2 设计规范 165

11.3 硬币分拣竞赛 166

11.3.1 目标 166

11.3.2 约束条件 166

11.4 太阳能玩具车模型 166

11.4.1 目标 166

11.5 车间培训工具包 167

11.4.2 设计规范 167

11.6 购物车 168

11.7 机械通风口 168

11.8 全地形车 169

11.9 袖珍雨伞 169

11.10 治疗轮椅模型 169

11.11 一次性血泵 170

11.12 报纸贩卖机 170

11.13 小组项目 170

11.13.1 项目 171

11.13.2 原料 171

11.13.3 机械加工 171

11.13.4 项目提交 172

第12章 实验一：开始设计——团队组建 173

12.1 实验目标 173

第Ⅲ部分 设计实验 173

12.2 理论 174

12.3 步骤 175

12.4 结果样例 178

12.5 讨论 179

12.6 习题 180

第13章 实验二：团队协作 181

13.1 实验目标 181

13.2 理论 182

13.3 步骤 185

13.4 习题 185

第14章 实验三：建立自己的网页 186

14.1 实验目标 186

14.2 步骤 186

15.1 实验目标 190

第15章 实验四：用MS Project 2000进行项目管理 190

15.2 简介 191

15.3 项目日程安排 191

15.4 使用MS Project 2000 192

15.5 使用MS Project——示例 198

15.6 习题 202

15.7 参考文献 204

第16章 实验五：报告风格 205

16.1 实验目标 205

16.2 建立报告目标 205

16.3 口头报告的障碍 206

16.4 口头报告的注意事项 206

16.5 口头报告的技巧 207

16.6 问答环节 207

16.7 习题 208

17.1 实验目标 209

第17章 实验六：道德 209

17.2 步骤 210

第18章 实验七：原料选择 214

18.1 实验目标 214

18.2 理论 214

18.2.1 密度 214

18.2.2 熔点 215

18.2.3 线性热膨胀系数 215

18.2.4 导热性 215

18.2.5 材料强度 215

18.2.6 延展性 216

18.2.7 疲劳特性 216

18.2.8 冲击特性 216

18.2.9 硬度 217

18.3 习题 217

19.2 实际示例 219

第19章 实验八：人体工程学 219

19.1 实验目标 219

19.3 习题 222

第20章 实验九：定义几何尺寸和公差 224

20.1 实验目标 224

20.2 理论 225

20.3 步骤 226

第21章 实验十：逆向工程 228

21.1 实验目标 228

21.2 步骤 228

21.3 习题 229

第22章 实验十一：使用Pro/MECHANICA进行结构分析 230

22.1 实验目标 230

22.2 支撑梁 231

22.3 习题 234