机械工程概论(普通高等教育十四五规划教材)

第1章 机械工程概述1
1.1 机械工程内涵及发展简史 ……………………………………………………………1
1.1.1 机械工程的内涵…………………………………………………………………1
1.1.2 机械工程的发展简史……………………………………………………………1
1.2 机械工程教育知识架构 ………………………………………………………………5
1.2.1 专业教育的组成…………………………………………………………………5
1.2.2 专业知识体系的结构……………………………………………………………5
1.2.3 知识领域、子知识领域及其对应的主要课程 ………………………………7
1.2.4 课程体系……………………………………………………………………………8
1.3 机械工程学科的教育…………………………………………………………………11
1.3.1 机械工程教育的起源 …………………………………………………………11
1.3.2 机械工程教育在中国的发展 …………………………………………………11
1.3.3中国机械工程教育发展的未来 ………………………………………………14
参考文献 ………………………………………………………………………………………15
第2章 机械基础16
2.1 概述………………………………………………………………………………………16
2.1.1 机械系统模型化与数据化 ……………………………………………………16
2.1.2 机械系统几何表达与构建 ……………………………………………………17
2.1.3 机械系统材料表达与建模 ……………………………………………………18
2.1.4 机械系统物性表达与建模 ……………………………………………………19
2.2 专业核心知识点和要求的能力………………………………………………………20
2.2.1图学 ……………………………………………………………………………………20
2.2.2力学 ………………………………………………………………………………………28
2.2.3 材料 ………………………………………………………………………………34
2.2.4 热流体 ……………………………………………………………………………40
2.3 前沿技术和发展趋势…………………………………………………………………45
2.3.1图学前沿技术 ……………………………………………………………………45
2.3.2 力学前沿技术 …………………………………………………………………47
2.3.3 材料前沿技术 …………………………………………………………………48
2.3.4 热流体前沿技术 …………………………………………………………………49
参考文献 ……………………………………………………………………………………52
第3章 机械设计54
3.1 概述………………………………………………………………………………………54
3.1.1 机械设计的一般过程 …………………………………………………………54
3.1.2 机械设计知识架构 ……………………………………………………………54
3.2 专业核心知识点和要求的能力………………………………………………………55
3.2.1 机械设计基础理论 ……………………………………………………………55
3.2.2 机械零部件设计 ………………………………………………………………61
3.2.3 精度设计与公差检测 …………………………………………………………69
3.2.4 计算机辅助设计 …………………………………………………………………75
3.3 现代设计方法……………………………………………………………………………80
3.3.1 创新设计 ………………………………………………………………………80
3.3.2 虚拟设计 …………………………………………………………………………82
3.3.3 快速设计 …………………………………………………………………………83
3.3.4 优化设计 …………………………………………………………………………84
3.3.5 仿生设计 ………………………………………………………………………86
3.3.6 绿色产品设计 …………………………………………………………………87
3.3.7 全寿命周期设计 …………………………………………………………………88
参考文献 ………………………………………………………………………………………89
第4章 机械制造91
4.1 概述……………………………………………………………………………………91
4.1.1 机械制造的定义 ………………………………………………………………91
4.1.2 机械制造的内涵 …………………………………………………………………91
4.1.3 机械制造需要解决的问题 ……………………………………………………92
4.2 专业核心知识点和要求的能力………………………………………………………92
4.2.1 成型原理 …………………………………………………………………………92
4.2.2 制造工艺设计 …………………………………………………………………98
4.2.3 工装原理与设计………………………………………………………………103
4.2.4 制造过程质量管理……………………………………………………………109
4.3 前沿技术与发展趋势 ………………………………………………………………113
4.3.1 柔性智能制造…………………………………………………………………113
4.3.2 增减材复合制造………………………………………………………………117
4.3.3高能束与多能场制造……………………………………………………………121
参考文献………………………………………………………………………………………126
第5章 机械电子与控制128
5.1 概述 …………………………………………………………………………………128
5.2 专业核心知识点和要求的能力 ………………………………………………………129
5.2.1 机电控制理论与技术…………………………………………………………129
5.2.2 传感器与信息处理技术………………………………………………………134
5.2.3 机电传动技术…………………………………………………………………139
5.2.4 机电一体化系统………………………………………………………………146
5.3 前沿技术和发展趋势 ………………………………………………………………153
5.3.1人工智能…………………………………………………………………………153
5.3.2 工业互联网………………………………………………………………………155
5.3.3 机器视觉…………………………………………………………………………157
5.3.4 智能传感器………………………………………………………………………159
5.3.5智能控制……………………………………………………………………………160
参考文献……………………………………………………………………………………161
第6章 车辆工程163
6.1 概述 …………………………………………………………………………………163
6.2 专业核心知识点和要求的能力 ………………………………………………………164
6.2.1 汽车结构…………………………………………………………………………164
6.2.2 汽车发动机原理………………………………………………………………165
6.2.3汽车行驶原理……………………………………………………………………166
6.2.4 汽车设计………………………………………………………………………167
6.2.5 汽车制造技术…………………………………………………………………168
6.3 前沿技术和发展趋势 ………………………………………………………………171
6.3.1 智能网联汽车………………………………………………………………………171
6.3.2 新能源技术……………………………………………………………………180
6.3.3汽车智能制造技术……………………………………………………………182
参考文献………………………………………………………………………………………184
第7章 机器人185
7.1 概述 ……………………………………………………………………………………185
7.1.1 国外工业机器人行业现状……………………………………………………186
7.1.2 国内工业机器人行业现状……………………………………………………186
7.1.3 行业前景…………………………………………………………………………188
7.2 机器人技术的发展历程 ……………………………………………………………188
7.2.1 机器人的启蒙时期……………………………………………………………188
7.2.2 现代机器人的发展…………………………………………………………188
7.2.3 中国机器人发展战略…………………………………………………………189
7.2.4 机器人工程的热点问题………………………………………………………191
7.3 机器人工程专业的核心内容 ………………………………………………………192
7.3.1 机器人机构学…………………………………………………………………192
7.3.2 机器人驱动技术………………………………………………………………195
7.3.3 机器人感知技术………………………………………………………………197
7.3.4 机器人操作系统………………………………………………………………202
7.3.5 机器人控制技术…………………………………………………………………207
7.3.6 机器人技术在智能制造中的应用……………………………………………209
7.4 前沿技术和发展趋势 ………………………………………………………………212
7.4.1 协作机器人…………………………………………………………………212
7.4.2 软体及自修复机器人…………………………………………………………213
7.4.3 微纳机器人…………………………………………………………………214
7.4.4 人工智能赋能机器人…………………………………………………………216
7.4.5 云机器人……………………………………………………………………216
参考文献……………………………………………………………………………………216