本書用常用的實例介紹現(xiàn)代機械工程的工作過程及介紹現(xiàn)代機械工程的工作方法，通過介紹常用的機械工具、加工設(shè)備及設(shè)計軟件的使用方法與技巧，讓讀者了解大學(xué)機械專業(yè)主要專業(yè)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。在實例方面，以搬運打靶機械人制作及比賽為例，介紹機械工程項目的實施過程。
適讀人群 ：普通高等學(xué)校機械類及近機械類專業(yè)學(xué)生
《現(xiàn)代機械工程師啟蒙》是作者結(jié)合自身多年的機械工程實踐和教學(xué)科研經(jīng)驗編著的作品，旨在以生動系統(tǒng)的實踐項目啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的興趣，為剛剛進入大學(xué)的理工科學(xué)生開啟精彩機械世界的大門，同時也力求擺脫傳統(tǒng)上對于機械學(xué)科“冰冷粗笨”的刻板印象。無論從哪個角度來看，本書都是引領(lǐng)機械及相近專業(yè)學(xué)生入門的一本精品讀物。
學(xué)工秘笈
聽課、背書、答考卷，
學(xué)工百聞遜一踐；
筆試之優(yōu)莫沾喜，
融會貫通靠實踐；
實習(xí)不是觀花旅，
實踐佳境是實現(xiàn)；
孤匠藏技不外傳，
大咖有技寫文件；
保護成果有法依，
專利走在商品前；
圖表、文章、多媒體，
制定標(biāo)準成工仙。
工程是將人類科技成果直接轉(zhuǎn)化成惠及人類生活的活動。從土木工程、材料工程到機械工程，再到電子工程、航空航天工程、醫(yī)學(xué)工程……等等。
機械工程，作為一門古老的學(xué)科，在以計算機技術(shù)為代表的現(xiàn)代技術(shù)影響下，其設(shè)計、制造、運作等工作方式及工具都發(fā)生了翻天覆地的變化。
機械工程技術(shù)及產(chǎn)品，在其它工程領(lǐng)域、科學(xué)研究領(lǐng)域以及人們的日常生活中都擔(dān)當(dāng)著重要的角色。她滲透到國計民生的每一個角落，支撐著實體經(jīng)濟的發(fā)展，是生產(chǎn)力的骨架，是工業(yè)體系的脊梁，是托起其它學(xué)科領(lǐng)域通向高大上的階梯。缺乏完備先進機械工程技術(shù)的經(jīng)濟體，猶如患有軟骨病的人體，隨時都有跌倒的危險。任何一個工業(yè)體系，如果缺少先進的機械制造、設(shè)計、分析技術(shù)，都將難以長期支持其它工程技術(shù)以致科學(xué)研究活動的發(fā)展，也難以長期支持經(jīng)濟和社會的健康發(fā)展。
將現(xiàn)代機械工程師的職業(yè)活動內(nèi)容及工作模式，以一種工作體系的方式展現(xiàn)給年輕人，尤其是有機會從事與機械工程相關(guān)工作的在校學(xué)生和其它人士，既是機械工程教育從業(yè)者的責(zé)任，也是處在朦朧之中求學(xué)者的需要。鑒于目前此類讀物不多見，也基于具有從機械工人到機械專業(yè)大學(xué)生、研究生，從機械專業(yè)高校教師到機械工程師，從中國的企業(yè)到外國的企業(yè)，從高技術(shù)機械產(chǎn)品研發(fā)一線到返回高等院校機械專業(yè)教學(xué)一線的職業(yè)經(jīng)歷，作者在總結(jié)近十年自創(chuàng)的教學(xué)實踐案例的基礎(chǔ)上，形成了本書，同時也花費了十多年的時間，潛心研發(fā)出支撐本項教學(xué)項目所需要的個人便攜式數(shù)控機床（PPCNC）。
讓年輕的才俊們?nèi)腴T、入神、入行、入勝，是工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)。為初入機械領(lǐng)域?qū)W習(xí)的年輕人‘樹信心、喚興趣、激熱情、釣期待’是本書撰寫的初衷。讓讀者在學(xué)完本書的主要內(nèi)容后，能對機械工程產(chǎn)生興趣，對進一步的專業(yè)學(xué)習(xí)抱以期待是作者的心愿。
本書相應(yīng)的課程實施多年以來，為入學(xué)第一年尚未選定專業(yè)的理工科新生，認識機械專業(yè)和選擇主修專業(yè)提供了有益的幫助。新生們會在項目實施過程中感到興奮，甚至情不自禁地驚嘆！原來，機械并不是傻大黑粗、冷冰冰的鐵疙瘩；現(xiàn)代的機械是有靈氣、有內(nèi)涵、富哲理，有深度、有擔(dān)當(dāng)?shù)娜嗽炀`。機械專業(yè)高年級的教師，也明顯感到本書內(nèi)容，對于改善學(xué)生的專業(yè)悟性和學(xué)習(xí)自主性所起到的促進作用。
感謝深圳大學(xué)費躍農(nóng)教授在本項教學(xué)探索實踐中給予我的長期支持和幫助。本書的內(nèi)容也是在呼應(yīng)費躍農(nóng)教授先期推動的‘早期工程體驗’教學(xué)計劃的基礎(chǔ)上形成的。
感謝深圳大學(xué)柯力同學(xué)、余榮濤同學(xué)、胡啟能同學(xué)、余華煌同學(xué)為本書撰寫所貢獻的智慧和付出的辛勤勞動！
感謝深圳大學(xué)王鑫老師、李商旭老師、黃桂堅老師、丁一飛老師、李紅云老師、李福明老師、李天利老師在教學(xué)實踐中給予我的幫助！
感謝麻省理工學(xué)院Media Lab. 的在校博士生 Jieqi， Nadya, David Cranor, David Mellis, Nanwei,等五人，從波士頓來到深圳大學(xué)和我的學(xué)生一起上示范課并給予好評！
David Mellis先生作為Arduino系統(tǒng)的主要研發(fā)人員，在聽完示范課后，介紹了Arduino的實用案例，讓我決定將Arduino平臺應(yīng)用于本書的智能小車系統(tǒng)。
作者天資平凡，能力有限，在撰寫過程中雖竭力以勤奮彌補，仍感腦格不濟。因此，本書難免存在種種不足甚至謬誤，我將虛心聽取請讀者的批評、指正，也誠摯地邀請有意愿、有能力的專家參與本書內(nèi)容的改進。共同為那些渴求現(xiàn)代機械知識的年輕學(xué)子，指出一條少花冤枉力氣的入門之路。
本書附帶案例的相關(guān)電子文檔可到XXXXXX網(wǎng)頁中下載。
王華權(quán)，深圳大學(xué)機械學(xué)院教授。1974~1977 鉗工；1978~1988 吉利工業(yè)大學(xué)本科生、研究生、講師；1989~1999深圳安科高技術(shù)有限公司工程師、高級工程師；1999~深圳大學(xué)教授教授級高級工程師。
目錄
1. 緒論 5
什么是機械？ 5
什么是機械工程，什么是機械工程師？ 7
工程師的軟實力 9
2. 從一個任務(wù)開始說起 13
2.1 機械小車制作 13
2.2 智能搬運車的設(shè)計表達 14
2.3 編撰工程文件 15
3. 機械手制作及測繪 17
3.1 制作工具介紹 17
3.1.1 數(shù)控加工簡介 17
3.1.2 PPCNC簡介 19
3.1.3 PPCNC操作入門 20
3.1.4 PPCNC加工實例——刻字 30
3.2 舵機架加工 34
3.3 舵機架測繪 45
3.4 齒輪臂加工 47
3.5 齒輪臂測繪 52
3.6 機械手裝配 54
3.7 裝配示意圖繪制 58
4. 機械手三維建模及裝配 59
4.1 Solidworks 入門 60
4.2 使用Solidworks進行三維建模 63
4.2.1 舵機架建模 63
4.2.2 輪轂建模 77
4.2.3 齒輪臂建模 79
4.2.4 一字舵臂的測繪及建模 86
4.2.5 從動臂固定軸測繪及建模 87
4.2.6 舵機測繪及建模 88
4.3 制作裝配體 90
4.3.1 裝配體空間創(chuàng)建 90
4.3.2 零件的置入 90
4.3.3 裝配關(guān)系簡介 93
4.3.4 裝配關(guān)系的編輯與壓縮 100
4.3.5 零件庫的使用 102
4.4 設(shè)計輸出 104
4.4.1 爆炸圖制作 104
4.4.2 步路線 106
4.4.3 解除爆炸 108
4.4.4 工程爆炸裝配圖 108
4.4.5 添加零件號及BOM表 110
5. 工程零件圖繪制 114
5.1 工程圖簡介 114
5.2 制圖標(biāo)準簡介 116
5.3 Solidworks的三類文件 117
5.4 舵機架工程零件詳圖繪制 118
5.4.1 創(chuàng)建零件圖 118
5.4.2 創(chuàng)建主視，左視，俯視圖 119
5.4.3 設(shè)置圖紙格式，線型及線粗 119
5.4.4 創(chuàng)建剖視圖表達螺釘孔的形狀 122
5.4.5 創(chuàng)建斜二軸測圖 122
5.4.6 創(chuàng)建局部視圖 122
5.4.7 修改剖面符號： 123
5.4.8 標(biāo)注尺寸 124
5.4.9 標(biāo)注公差 125
5.4.10 添加技術(shù)要求 127
5.5 從動臂固定軸工程圖制作 128
5.6 裝配工程圖制作 129
5.6.1 添加機械手打開、閉合配置 129
5.6.2 制作裝配工程圖 130
6. 車體零部件測繪及建模 139
6.1 車架的鈑金建模 139
6.2 其它零部件測繪及建模 156
6.2.1 輪胎測繪 156
6.2.2 標(biāo)準型舵機測繪 157
6.2.3 電路板測繪 158
6.2.4 六角銅柱測繪 159
6.3 建立子裝配體 160
6.3.1 車輪裝配 160
6.3.2 嵌裝螺母裝配 160
6.3.3 車架裝配 161
7. 整車的三維模型裝配 163
7.1 零部件的導(dǎo)入及裝配 163
7.2 制作爆炸圖 168
7.3 添加爆炸路線 175
7.4 生成爆炸視圖工程圖及材料明細表 182
7.5 總裝工程圖 187
8. 車架制作 189
8.1 生成激光切割加工車架圖紙 189
8.2 加工紙車架和板座 194
8.3 嵌裝螺母制作 202
8.4 紙車架彎折成型 203
8.5 3D打印裝飾物 204
9. 智能搬運車實物裝配 206
9.1 舵機測試 206
9.2 車體裝配 208
9.3 傳感器的使用及安裝 212
9.4 安裝電路板 213
10. 小車控制 214
10.1 Arduino簡介 214
10.2 電路連接 214
10.3 Arduino編程環(huán)境簡介 216
10.4 控制搬運車作直線運動 219
10.5 控制小車搬運物塊 220
11. Solidworks靜態(tài)有限元分析入門 224
11.1 有限元分析簡介 224
11.2 懸臂梁分析 224
11.2.1問題描述 224
11.2.2創(chuàng)建模型 225
11.2.3前處理 225
11.2.4創(chuàng)建算例 227
11.2.5定義材料 228
11.2.6定義夾具 229
11.2.7定義載荷 229
11.2.8劃分網(wǎng)格 231
11.2.9運行算例及分析結(jié)果 232
11.2.10實驗驗證 235
11.3從動臂有限元分析 236
11.3.1問題描述 236
11.3.2從動臂工況分析 236
11.3.3構(gòu)建有限元分析算例 237
11.3.4結(jié)果分析 241
12. 運動仿真 243
12.1啟動運動仿真插件 243
12.2 一個簡單的例子 244
12.3 添加引力 246
12.4 添加馬達 247
12.5 仿真結(jié)果 248
12.6 添加剛性組 251
13. 編撰工程文件 253
13.1編寫工程族樹圖—Family Tree 253
13.2制作甘特圖 256
13.3使用Excel輔助工程計算 259
13.4知識產(chǎn)權(quán)與創(chuàng)新 266
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