機械工程導論——基於智能製造（第2版）

本書以滿足高等學校機械工程類專業學生的專業素質教育需要為目的，以智能製造和新工科建設為背景，主要面向大學一、二年級學生，系統而深入淺出地闡述機械工程的相關基礎知識、機械設計與現代設計方法、機械製造工藝技術、機電一體化與機械製造自動化技術、智能製造與智能裝備技術，使讀者瞭解當前工業化與信息化高度融合產物的智能製造的發展態勢。本書提供配套的電子課件PPT、習題參考答案、教學指南等。 本書可作為高等學校機械類專業一、二年級學生或非機械類專業開展機械工程通識教育的教學用書，也可以作為近機械類專業教師的教學參考書及從事機械類相關工作的工程技術人員的參考書。

第1章 緒論 1
1.1 機械與機械工程 1
1.1.1 與機械有關的基本概念 1
1.1.2 機械工程的服務領域及工作內容 3
1.2 機械工程發展與社會發展 5
1.2.1 世界機械發展簡史 5
1.2.2 我國機械發展簡史 13
1.2.3 機械工程發展展望 19
1.3 本課程的基本內容、學習要求與方法 20
1.3.1 機械工程學科簡介 20
1.3.2 本課程的基本內容 22
1.3.3 本課程的學習要求與方法 23
復習思考題 23
參考文獻 23
第2章 機械工程與其他學科的交叉 24
2.1 數學與機械工程 24
2.1.1 概述 24
2.1.2 數學在機械工程中的應用 25
2.2 力學與機械工程 26
2.2.1 概述 26
2.2.2 工程力學基礎 27
2.2.3 力學在機械工程中的應用 34
2.3 材料與機械工程 36
2.3.1 概述 36
2.3.2 材料的分類 37
2.3.3 材料在機械工程中的應用 41
2.4 電腦與機械工程 43
2.4.1 概述 43
2.4.2 電腦在機械設計製造中的應用 45
2.5 控制與機械工程 47
2.5.1 概述 47
2.5.2 機電控制系統的構成及分類 48
2.5.3 控制理論在機械工程中的應用 50
2.6 環境與機械工程 50
2.6.1 概述 50
2.6.2 機械工業的環境污染 51
2.6.3 綠色設計製造 53
復習思考題 54
參考文獻 55
第3章 機械設計與現代設計方法 56
3.1 概述 56
3.1.1 機械設計方法發展歷程 56
3.1.2 傳統設計方法和現代設計方法的關系 57
3.2 機械設計的基本方法 58
3.2.1 機械設計的基本要求 58
3.2.2 機械設計方法和一般步驟 59
3.3 常用的現代設計方法 60
3.3.1 優化設計 61
3.3.2 有限元設計 66
3.3.3 可靠性設計 71
3.3.4 創新設計 74
3.3.5 反求設計 79
復習思考題 84
參考文獻 84
第4章 機械製造工藝技術 85
4.1 機械製造工藝概述 85
4.1.1 機械製造工藝及其階段劃分 85
4.1.2 機械製造工藝的成形學分類 86
4.1.3 機械製造工藝的發展特徵 87
4.1.4 機械製造工藝中的新技術 88
4.2 受迫成形加工工藝（?m = 0） 89
4.2.1 鑄造成形 89
4.2.2 壓力加工 95
4.2.3 粉末冶金 96
4.2.4 高分子材料塑性成形 97
4.3 去除成形加工工藝（?m＜0） 100
4.3.1 切削加工 100
4.3.2 特種加工去除工藝 111
4.4 添加成形加工工藝（?m＞0） 116
4.4.1 增材製造與3D打印 116
4.4.2 增材製造技術的發展趨勢 118
4.4.3 結合加工 119
復習思考題 122
參考文獻 122
第5章 機電一體化與機械製造自動化技術 124
5.1 機電一體化技術及實例 124
5.1.1 概述 124
5.1.2 機電一體化技術的理論基礎與關鍵技術 128
5.1.3 機電一體化系統的構成與分類 132
5.1.4 典型的機電一體化系統實例 135
5.2 機械製造自動化技術及實例 140
5.2.1 概述 140
5.2.2 機械製造自動化系統的構成與分類 144
5.2.3 機械製造自動化的途徑 147
5.2.4 機械製造自動化的類型與特徵 149
復習思考題 152
參考文獻 152
第6章 智能製造與智能裝備技術 153
6.1 智能製造的產生 153
6.1.1 智能製造的歷史與起源 153
6.1.2 智能製造的定義與特徵 153
6.1.3 智能製造典型案例分析 154
6.2 智能製造的發展 155
6.2.1 國外發展 155
6.2.2 國內發展 156
6.2.3 應用進展 157
6.2.4 發展趨勢 158
6.3 智能製造的意義 159
6.4 智能製造系統架構 160
6.4.1 智能製造總體架構的基本含義 160
6.4.2 智能製造系統架構概述 164
6.5 機器人技術 165
6.5.1 機器人的定義 165
6.5.2 工業機器人分類 166
6.5.3 工業機器人的系統組成 167
6.5.4 工業機器人的特點 168
6.5.5 工業機器人的關鍵核心技術 169
6.5.6 工業機器人技術應用現狀及發展趨勢 170
6.6 智能檢測技術 172
6.6.1 智能檢測系統的組成及分類 172
6.6.2 智能檢測的發展 173
6.6.3 智能檢測系統結構與工作原理 175
6.6.4 智能檢測的主要理論 178
6.6.5 智能檢測技術的應用 180
6.7 物聯網技術 183
6.7.1 物聯網技術框架 184
6.7.2 物聯網特點 184
6.7.3 物聯網發展中存在的問題 184
6.7.4 物聯網關鍵技術 186
6.7.5 物聯網在製造行業的應用 187
6.8 雲計算技術 191
6.8.1 雲計算的發展背景 191
6.8.2 雲計算技術概述 192
6.8.3 雲計算技術在智能製造中的應用與發展趨勢 196
復習思考題 197
參考文獻 197