工業設計工程基礎2

前言

工業設計的跨學科性決定了它是一門綜合性極強的學科，它所培養的應該是既具有良好的工程技術基礎知識，又具備優秀的藝術素養的綜合性人才。同時，工業設計是一門實踐性強的學科。它不僅僅是一個概念、一個創意，同時還必須有將其轉化為現實生產力的可行性及可推廣性等問題?？尚行缘拈_發離不開分析、研究并解決材料、結構、制造、加工以及表面處理等問題，這就決定了工程技術知識成為所有工業設計專業學生重要的必修課程。工業設計還具有時代創新性。傳統的工業產品逐步被高新技術產品及服務所取代。工業設計與先進的制造技術（CAD／CAM）相結合，引發了一場新的技術革命。設計只有緊跟時代步伐并超越時代步伐，才能體現時代特性，發揮創新本質。工業設計學生有必要熟悉常用工程材料，初步掌握典型成形方法，了解與現代設計及制造有關的新材料、新工藝、新技術及發展趨勢?，F在，設計活動早已不是僅靠設計師自身經驗及手上的技能能夠完成的一項工作。如果學生的知識結構不均衡、知識體系不夠完備、缺少工程基礎知識做依托，必然會使部分創新思維失去價值，優秀的造型效果找不到實物載體。在大談創意設計和概念設計以展開學生設計思維的同時，我們必須清楚地看到，許多所謂的“創意設計”和“概念設計”，其本質并未成為設計，而只是停留在一種設想上面，而設計者不知道設想與設計之間的重要區別。筆者認為有必要加強學生設計訓練中的嚴謹性和創意的科學性。因此，工程知識是工業設計師絕不可忽視的重要方面。工程基礎知識是創新產品與實現產品商品化的重要基礎，是連接設計理想與商品現實的紐帶和橋梁。學生應積極學習和彌補其科學和技術知識方面的欠缺，并更好地發揮其專業特長，創造既有實用功能又具時代美感的設計。

內容概要

　　《工業設計工程基礎2：機械傳動及創意基礎（第2版）》是在2004年出版的高敏、張成忠主編《工業設計工程基礎Ⅱ——創意機構與控制基礎》的基礎上修訂而成的，是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材?！豆I設計工程基礎2：機械傳動及創意基礎（第2版）》打破了相關教材的傳統體系，以產品創意裝置所需的設計基礎知識為主線來組織相關內容。全書分為10章，第1章簡要介紹機器的分類及其功能以及常見機構的種類；第2章介紹機構中常見的連接和傳動方式；第3～7章介紹獲得各種形式運動的常見機構；第8章專門介紹一些典型應用機構與裝置；第9章為新原理及機構的創意，介紹應用物理及化學現象的一些例子，同時介紹部分復雜運動及其裝置；第10章為家用電器基礎知識，介紹常見家用電器的原理、基本結構等。
　　《工業設計工程基礎2：機械傳動及創意基礎（第2版）》主要作為普通高等學校工業設計專業的教材，也可以作為其他相關設計類專業的教材。

書籍目錄

第1章 概述
　1.1 機器的分類及其功能
　1.2 常見機構的種類
　　1.2.1 平面運動
　　1.2.2 螺旋運動
　　1.2.3 球面運動
　思考及練習
第2章 連接與傳動
　2.1 固定連接及其作用
　　2.1.1 鉚接
　　2.1.2 焊接
　　2.1.3 銷連接
　　2.1.4 鍵連接
　　2.1.5 螺紋連接
　2.2 活動連接及其應用
　　2.2.1 桿與固定支點的連接
　　2.2.2 滑動連接
　　2.2.3 滑動軸承
　　2.2.4.滾動軸承
　2.3 柔性連接及其應用
　　2.3.1 彈簧連接
　　2.3.2 其他彈簧柔性連接
　2.4 其他連接與夾緊方式
　　2.4.1 多齒連接
　　2.4.2 浮動連接
　　2.4.3 簡易快捷的夾緊和握持機構
　2.5 傳動
　　2.5.1 帶及鏈傳動
　　2.5.2 摩擦輪傳動
　　2.5.3 萬向軸傳動
　　2.5.4 齒輪傳動
　2.6 液壓傳動
　　2.6.1 液壓傳動的工作原理
　　2.6.2 液壓傳動系統的組成
　　2.6.3 液壓傳動的特點
　　2.6.4 液壓傳動系統的設計
　　2.6.5 典型的液壓傳動系統
　思考及練習　
第3章 獲得轉動的機構
　3.1 獲得勻速轉動的機構
　　3.1.1 齒輪機構
　　3.1.2 周轉輪系傳動機構
　　3.1.3 平面桿式機構
　　3.1.4 棘輪傳動機構
　3.2 獲得非勻速轉動的機構
　　3.2.1 雙曲柄機構
　　3.2.2 曲柄滑塊機構
　　3.2.3 轉動導桿機構
　　3.2.4 非圓齒輪機構
　　3.2.5 撓性件傳動機構
　思考及練習　　
第4章 獲得往復運動的機構
　4.1 獲得往復直線運動的機構
　　4.1.1 曲柄滑塊機構
　　4.1.2 齒輪齒條機構
　　4.1.3 推桿凸輪機構
　　4.1.4 斜面機構
　　4.1.5 螺旋機構
　　4.1.6 撓性件傳動機構
　4.2 獲得擺動的機構
　　4.2.1 曲柄搖桿機構
　　4.2.2 擺動導桿機構
　　4.2.3 利用凸輪獲得擺動的機構
　　4.2.4 齒輪齒條擺動機構
　　4.2.5 撓性件擺動機構
　思考及練習　　
第5章 擴大位移及倍力機構
　5.1 擴大位移與行程的機構
　　5.1.1 杠桿機構
　　5.1.2 利用桿式機構獲得行程放大
　　5.1.3 平行四邊形機構的放大作用
　5.2 倍力機構
　　5.2.1 杠桿倍力機構
　　5.2.2 連桿式倍力機構
　　5.2.3 螺旋倍力機構
　　5.2.4 滑輪組倍力機構
　　5.2.5 齒輪倍力機構
　思考及練習　　
第6章 間歇運動機構
　6.1 產生間歇轉動與擺動的機構
　　6.1.1 棘輪間歇機構
　　6.1.2 槽輪間歇機構
　　6.1.3 凸輪間歇機構
　　6.1.4 摩擦自鎖式間歇機構
　　6.1.5 不完全齒輪間歇機構
　6.2 間歇直線移動機構
　　6.2.1 連桿步進機構
　　6.2.2 凸輪步進機構
　　6.2.3 齒輪齒條步進機構
　　思考及練習　　
第7章 實現特定軌跡的機構
第8章 其他典型機構與裝置
第9章 新原理及機構的創意
第10章 家用電器基礎知識
參考文獻

章節摘錄

插圖：在機構傳動中，把相互接觸而又能產生一定約束運動的兩部分分別稱為構件。在由構件組成的系統中，一構件相對固定，另一構件在外動力的驅動下按給定的規律獨立運動，而其余的構件將隨之作確定的運動，這樣的構件系統稱為機構。機構中的每一個運動構件稱為桿件，而相對固定的構件稱為機架，把運動傳遞給其他部分的桿件稱為原動件（或稱為主動件），跟隨原動件傳遞運動的桿件稱為從動件。機器便是由一個或若干個機構組成的。機器的主要作用就是實現預期的機械運動和動力傳遞。實質上，機器的動力傳遞也是靠機械運動來完成的，而且機器中進行運動和力的傳遞的基本單元就是機構。這種由一個機構或若干個機構組成的，用以實現預定運動要求和動力傳遞的系統稱為機械傳動系統。機械傳動系統中的機械運動可能極為復雜，但無論怎樣復雜的機械，就其機構的運動來說，均可分解為以下三種簡單的運動。1.2.1平面運動平面運動是指在機構中，各活動構件上任一點相對于機架的運動軌跡均被約束在某一平面上的運動，且各點的運動平面相互平行。因而，在研究機構的平面運動時，只需考慮其中的某一平面的運動就可以了。該平面的位置可用其上的任意兩點或由該兩點連成的直線所確定。所以，機構的平面運動可以用相對于某一平面作平行運動的任意兩點或直線的運動來表示。機構的平面運動包括轉動、移動和既轉動同時又移動的平面復合運動，而移動又可分為沿特定直線運動的直線運動和沿某一曲線運動的曲線運動。如圖1一7所示，發動機的曲柄連桿機構主要由氣缸體、活塞、連桿、曲軸、機架等組成。當燃氣在氣缸中推動活塞作往復直線運動時，通過連桿使曲軸獲得連續的轉動，從而把燃氣的熱能轉換成機械能，由曲軸輸出。由此可知，發動機的曲柄連桿機構中活塞的運動是移動，曲軸的運動是轉動，連桿的運動則是復合運動，即連桿在工作時既有轉動又有移動。

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