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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