机械工程基础入门

机械工程是国民经济的基础性和支柱性产业，机械工程的基础知识也是机械从业者和在校师生必备的知识。本书着眼于机械工程基础入门的知识，主要涵盖机械工程图学基础、机械设计基础和机械制造基础的相关知识，旨在使机械爱好者或初学者通过此书全面了解机械工程的基础知识。本书具有以下两大特色： （1）内容全面，体系完整 机械工程主要研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术。本书是机械工程基础入门的书籍，内容涵盖机械工程图学、机械设计基础和机械制造基础三大部分，涉及制图、设计、制造等相关知识，内容全面，结构体系完整。 （2）知识难度适中，适用读者范围很广 本书针对的读者是机械爱好者或初学者，书中知识难度适中，即使零基础的读者也能轻松掌握书中知识，适用的读者范围很广。

机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械的全部理论并解决实际问题的应用学科。随着生产力的发展，我国开始向机械强国的目标奋进，机械工程仍然是支撑国民经济发展的基础和支柱技术之一，为传统工艺和装备的优化、新工业的探索和新装备的发明提供基础科学和理论支持。本书为广大读者提供机械工程的基本理论和基本技能。
本书根据初学者的特点，以图文并茂的形式、通俗易懂的语言介绍机械工程中图学、设计和制造的基本理论和计算机辅助设计软件使用的基本技能，以帮助初学者更快、更好地掌握机械工程的基础知识和基本技能，实现快速入门。
全书共三篇十五章。第一篇是机械工程图学基础，包括制图基础知识、正投影基础、工程图样的表达方法、零件图和装配图、计算机绘图基础等内容；第二篇是机械设计基础，包括常用机构、机械传动和连接、轮系、轴系、计算机辅助设计等内容；第三篇是机械制造基础，包括工程材料、钢的热处理、金属材料成型工艺、机械加工工艺、现代制造技术等内容。在内容设置上，精选传统经典内容，采用最新国家标准和行业标准，引入新材料、新技术和新工艺，增加计算机辅助设计等内容，注重基础与应用的结合，突出实用性和可操作性，便于读者学习及查阅。
本书既可作为工程技术人员的入门参考资料，也可供高等学校、高职高专机械类或近机类专业的师生使用。
本书由张丽杰、徐来春、谢霞主编，郝振洁、孙爱丽、白丽娜、李改灵、马超副主编，王敏、柴树峰主审。参加编写的还有王文照、刘雅倩、王晓燕、王云、张健、徐柳、张晓丽、李立华、刘洁。此外，在编写过程中，查阅和参考了大量有价值的资料，在此向有关作者表示诚挚的谢意。
由于编者水平所限，书中不妥之处恳请广大读者批评指正。

编者

本书围绕机械工程的基础知识展开，以图文并茂的形式、通俗易懂的语言介绍机械工程中图学、设计和制造的基本理论和基本技能。本书在精选传统经典内容的基础上，采用了最新的国家标准和行业标准，引入了新材料、新技术和新工艺，增加了计算机绘图、计算机辅助设计等内容，注重基础与应用的结合，突出实用性和可操作性，便于读者学习、查阅。
本书既可作为工程技术人员的入门参考资料，又可供高等院校、高职高专机械类或近机类专业的师生使用。

绪论 001
一、机械概述 001
二、机械工程 003
三、本书基本内容 003

第一篇机械工程图学基础 004
第一章制图基础知识 005
第一节工程制图的基本规范及规则 005
一、图纸幅面及格式（GB/T 14689—2008） 005
二、比例（GB/T 14690—1993） 006
三、字体（GB/T 14691—1993） 007
四、图线（GB/T 17450—1998和GB/T 4457.4—2002） 008
五、尺寸标注（GB/T 4458.4—2003） 008
第二节平面图形的绘制 009
一、几何作图 009
二、平面图形分析 010
三、绘图技能 011
复习思考题 013

第二章正投影基础 014
第一节投影法和三视图 014
一、投影法的基本知识 014
二、三视图及其画法 015
第二节基本立体及其截切 017
一、基本立体的三视图 017
二、曲面立体的投影与截切 018
第三节组合体 020
一、组合体的画法 020
二、组合体读图 022
三、组合体的尺寸标注 023
第四节轴测图 025
一、轴测图的基本知识 025
二、正等轴测图 026
三、斜二轴测图 028
复习思考题 029

第三章工程图样的表达方法 030
第一节视图 030
一、基本视图 030
二、向视图 031
三、局部视图 031
四、斜视图 032
第二节剖视图 034
一、剖视图的基本知识 034
二、剖视图的种类 039
三、剖切面的种类 043
第三节断面图 049
一、断面图的概念 049
二、断面图的种类 049
第四节特殊表示法与简化画法 052
一、局部放大图 052
二、剖视图中的简化与规定画法 053
三、简化画法 054
复习思考题 058

第四章机械工程图样 059
第一节零件图 059
一、零件图的作用和内容 059
二、零件图的画法 059
三、零件图的尺寸标注 065
四、零件图的技术要求 065
五、读零件图 066
第二节装配图 067
一、装配图的表达方法 069
二、装配图中的尺寸与技术要求 070
三、装配图中的零、部件序号和明细栏 071
四、读装配图 072
第三节标准件和常用件的表示法 075
一、螺纹的特殊表示 075
二、螺纹紧固件的标注以及表示法 076
三、螺纹紧固件连接的装配图画法 076
四、直齿圆柱齿轮的表示法 078
复习思考题 079

第五章计算机绘图基础 080
第一节计算机绘图系统 080
一、硬件系统 080
二、软件系统 080
第二节AutoCAD基础知识 081
一、绘图设置 081
二、二维绘图和编辑命令 084
复习思考题 087

第二篇机械设计基础 088
第六章常用机构 089
第一节基本概念 089
一、运动副及其分类 089
二、平面机构运动简图 091
三、平面机构的自由度 092
第二节平面连杆机构 095
一、铰链四杆机构的基本形式及应用 095
二、铰链四杆机构的基本特性 103
三、平面四杆机构的设计 106
第三节凸轮机构 109
一、凸轮机构的应用和类型 109
二、从动件常用运动规律 112
三、凸轮机构的压力角 116
四、图解法设计凸轮轮廓 118
第四节间歇运动机构 121
一、棘轮机构 121
二、槽轮机构 125
三、不完全齿轮机构 127
复习思考题 128

第七章机械传动和连接 129
第一节带传动 129
一、带传动的基本原理和特点 129
二、V带传动 130
第二节链传动 136
一、链传动的特点及应用 137
二、滚子链 137
第三节齿轮传动 144
一、齿轮传动概述 144
二、渐开线齿廓 146
三、直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸 149
四、齿轮的失效形式 152
五、标准直齿轮传动 154
六、斜齿轮传动 159
七、直齿锥齿轮传动 161
第四节蜗杆传动 163
一、蜗杆传动的特点和类型 163
二、圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 164
三、蜗杆传动的失效形式、材料和结构 167
第五节连接 169
一、螺纹连接 169
二、键、销连接 171
三、胶接 172
复习思考题 172

第八章轮系 173
第一节定轴轮系及其传动比 173
一、定轴轮系的定义 173
二、定轴轮系的传动比 173
第二节周转轮系及其传动比 175
一、周转轮系的定义 175
二、周转轮系的传动比 176
第三节复合轮系及其传动比 179
一、复合轮系的定义 179
二、复合轮系的传动比 179
第四节轮系的应用 180
一、实现相距较远的传动 180
二、获得大传动比 180
三、实现变速换向和分路传动 181
四、运动的合成与分解 181
复习思考题 181

第九章轴系 182
第一节轴 182
一、轴的功用和类型 182
二、轴的材料 182
三、轴的结构设计 183
第二节轴承 185
一、滚动轴承的基本类型和特点 185
二、滚动轴承的代号 186
三、滚动轴承的选用原则 187
四、滚动轴承的润滑和密封 189
五、滑动轴承概述 189
第三节联轴器与离合器 190
一、联轴器、离合器的类型和应用 190
二、刚性联轴器 190
三、弹性联轴器 192
四、牙嵌离合器 193
五、圆盘摩擦离合器 193
第四节弹簧 194
一、弹簧的功用 194
二、弹簧的类型 194
三、弹簧的材料 198
复习思考题 199

第十章计算机辅助设计 200
第一节概述 200
第二节二维草图的绘制 200
一、创建草图平面 200
二、基本图形绘制 201
三、基本的三维模型 203
四、复杂的三维模型 204
五、“特征”与三维建模 204
第三节实体建模的一般过程 206
第四节设计树 206
一、设计树概述 206
二、设计树界面简介 206
三、设计树的作用与一般规则 207
第五节特征的编辑与编辑定义 208
一、编辑特征尺寸 208
二、查看特征父子关系 209
三、删除特征 209
四、特征的编辑定义 210
练习题 211

第三篇机械制造基础 212
第十一章工程材料 213
第一节工程材料的性能与结构 213
一、工程材料分类 213
二、金属的力学性能 214
三、金属的结构与结晶 218
第二节常用工程材料 228
一、碳素钢 228
二、合金钢 234
三、铸铁 249
四、有色金属及其合金 253
五、非金属材料 258
六、复合材料 262
七、新材料及其在军事上的应用 264
复习思考题 268

第十二章钢的热处理 270
第一节概述 270
第二节钢的普通热处理 271
一、退火与正火 271
二、淬火与回火 273
第三节钢的表面热处理 275
一、表面淬火 275
二、化学热处理 276
第四节热处理新技术简介 278
一、可控气氛热处理 278
二、真空热处理 278
三、离子轰击热处理 279
四、形变热处理 280
五、表面热处理新技术 281
六、复合热处理 281
复习思考题 282

第十三章金属材料成型工艺 283
第一节铸造 283
一、铸造的特点及应用 283
二、铸造工艺方法 284
三、合金的铸造性能 288
第二节锻压 289
一、锻压的特点及应用 289
二、锻压方法 289
第三节焊接 293
一、焊接的特点及分类 293
二、焊接方法 294
复习思考题 298

第十四章机械加工工艺 299
第一节切削加工概论 299
一、切削运动及切削要素 299
二、常用机械加工方法 301
三、金属切削过程中的物理现象及其基本规律 308
第二节机械加工工艺过程 310
一、机械加工工艺 310
二、生产类型及其工艺特点 312
三、工件的安装 313
第三节典型表面加工 315
一、外圆表面的加工 315
二、孔的加工 316
三、平面的加工 316
复习思考题 317

第十五章现代制造技术 319
第一节高能束加工技术 319
一、电子束加工 319
二、离子束加工 320
三、高压水射流加工 321
四、激光加工 322
第二节快速成型制造技术 323
一、快速成型制造技术原理 323
二、典型快速成型制造技术工艺方法 324
三、快速成型制造技术应用 326
四、快速成型制造技术的新发展 327
复习思考题 328

参考文献 329