第1章 机械创新设计大赛与综合能力培养 1
1.1全国大学生机械创新设计大赛简介 1
1.2历届全国大学生机械创新设计大赛的命题与要求 1
1.3作品的选评 4
1.4综合能力培养与科技制作 5
1.4.1课外科技制作的内容与作用 5
1.4.2课外科技制作与综合能力培养 6
1.4.3做好大学阶段学习规划，积极参与科技制作 7
1.5其他相关学科竞赛和创新项目申请 9
1.5.1挑战杯课外科技作品制作大赛 10
1.5.2全国工程训练综合能力竞赛 10
1.5.3全国大学生创新训练项目 11
1.5.4全国三维数字化创新设计大赛 12
第2章 机械创新设计大赛的组织、培训与管理 13
2.1全国机械创新设计大赛流程 13
2.2机械创新设计研究团队建设 14
2.2.1指导教师团队建设 15
2.2.2科技制作学生团队建设 16
2.2.3基于导师制和项目制培养学生团队 17
2.2.4团队学生选拔与分工 17
2.3大赛的组织与动员 18
2.4理论与实验教学改革 19
2.5管理过程注意事项 22
第3章 机械创新设计最优方案分析与拟定 24
3.1机械产品设计史 24
3.2机械产品研发流程 25
3.3机械专业学生创新能力与素质 26
3.4机械产品选型与创新点提炼 27
3.5机械运动方案设计 31
3.6机构设计要点 31
3.7机构特点及应用 32
3.7.1常用机构功能 32
3.7.2组合机构设计 35
3.7.3机构的变异与演化 36
3.8基于功能元求解的机械系统设计 38
3.8.1创新思维方法 38
3.8.2功能元对应基本机构 39
3.9基于杆组的结构分解法 41
3.10机械产品的可行性和综合评价 46
3.11先进机构学理论 47
3.11.1受控机构 47
3.11.2变胞机构 47
第4章 机械优化设计与仿真 49
4.1机械优化设计 49
4.2优化设计的数学模型 51
4.2.1设计变量 51
4.2.2目标函数 52
4.2.3约束条件 53
4.2.4最优解分析 53
4.3优化设计问题分析举例 54
4.4机构运动仿真与程序设计 55
4.4.1计算机仿真技术简介 55
4.4.2机构运动仿真的目的和意义 56
4.5基于Visual Basic.Net的四杆机构仿真 57
4.5.1 Visual Basic.Net简介 57
4.5.2机构运动仿真编程基础 58
4.6全铰链四杆机构运动仿真 61
4.6.1变量定义 61
4.6.2函数设计 62
第5章 机械产品的动力学分析与仿真 65
5.1 Adams软件简介 65
5.2 Adams入门 66
5.2.1 Adams/View的用户界面简介 66
5.2.2 Adams/View的一般使用方法 68
5.2.3 Adams/PostProcessor的用户界面简介 72
5.2.4 Adams/PostProcessor的一般使用方法 73
5.3机构动力学仿真案例 76
5.3.1问题描述 76
5.3.2建立运动学模型 77
5.3.3仿真 81
5.3.4后处理 81
第6章 机电控制系统设计 84
6.1电动机的选型 84
6.1.1三相交流异步电动机的选型原则、步骤及实例 86
6.1.2直流电动机的选型原则、步骤及实例 90
6.1.3步进电机的选型原则、步骤及实例 94
6.2电动机控制电路设计 100
6.2.1永磁有刷直流电动机的PWM调速电路设计实例 100
6.2.2混合式两相步进电机的驱动电路设计实例 105
6.2.3三相交流异步电动机直接启动控制电路设计实例 106
第7章 产品数控加工与制造、装配 112
7.1各种数控机床的适应加工范围 112
7.2数控加工的工艺设计 113
7.2.1数控加工工艺内容的选择 114
7.2.2零件的数控加工工艺性分析 114
7.2.3数控加工的工艺过程设计 116
7.2.4数控机床加工工序和加工路线的设计 117
7.2.5数控加工专用技术文件的编写 122
7.2.6数控加工综合举例 125
7.3零件加工制造过程中的注意事项 128
7.4产品调试与问题分析 129
第8章 后期参赛准备工作 131
8.1视频与海报制作 131
8.2申报书写作 132
8.2.1立项背景 133
8.2.2研究内容和研究意义 134
8.2.3项目的科学性和可行性论证 134
8.2.4产品创新点与重难点总结 134
8.3如何写说明书或论文 135
8.4陈述与答辩 137
8.4.1答辩的PPT设计与制作 138
8.4.2作品陈述内容及注意事项 138
8.4.3答辩的注意事项及技巧 139
第9章 机械创新作品案例 142
9.1概述 142
9.2创新作品一：救援变形金刚 142
9.2.1摘要与关键词 142
9.2.2多功能伤病员输送装置市场调查研究 143
9.2.3救援变形金刚的设计理念 143
9.2.4机械系统功能分析与实现 144
9.2.5结束语 148
9.2.6总结 148
9.3创新作品二：斗牛士健身车 149
9.3.1摘要和关键词 149
9.3.2健身车市场调查研究 149
9.3.3斗牛士健身车的设计理念 150
9.3.4机械系统结构分析与功能实现 152
9.3.5基于机构分析的关键零部件设计 154
9.3.6结束语 155
9.3.7总结 156
9.4创新作品三：节能划船健身器 156
9.4.1摘要和关键词 156
9.4.2市场现有划船健身器的调查研究 156
9.4.3划船健身器方案设计 157
9.4.4传动系统设计 160
9.4.5储能部分设计 161
9.4.6系统安装 162
9.4.7结论 162
9.4.8总结 162
9.5创新作品四：酷跑双轮车 163
9.5.1摘要和关键词 163
9.5.2现有产品市场调查研究 163
9.5.3酷跑双轮车设计思路 164
9.5.4酷跑双轮车功能分析 165
9.5.5结论 170
9.5.6总结 170
附录 国家级大学生创新训练项目申报书——斗牛士健身车 171
参考文献 178
后记 180