“机械工程概论”归属于通识类课程，根据这一类课程入门性、基础性、综合性、前瞻性的原则要求，本书包含14章与1个附录，包括绪论、机械发展史、机器与机构、机械设计过程、机械结构详细设计、机电一体化、面向智能制造的机器人技术、机械制造概论、工程材料、先进制造中的互换与协调、切削加工技术、先进成形技术、增材制造技术、复合材料加工技术，对机械工程专业的核心课程均有覆盖，便于为学生后续学习打下基础。附录部分编入课程设计内容，旨在以一个“中式快餐自动便当售卖机方案设计” 让学生们小试牛刀，检验自己对所学课程内容的理解和设计方面的创新能力。本书大致适合16～32学时的课程教学，授课教师可以根据本校该课程的计划学时配额，在内容讲解上适当取舍。

为了突出特色，本书在介绍航空航天机械工程的设计与制造的相关知识方面着墨甚多，同时编入机器人、增材制造等先进性、智能化的内容，旨在引起学生对机械工程领域先进技术的关注和兴趣。

本书可作为机械类专业的低年级本科生教材，也可作为高职高专等院校相关专业课程教材，还可供相关科研人员与工程技术人员参考。本书配有PPT课件、教学大纲等配套资源，请选用本书的教师登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）免费下载。

前言

第1章绪论1

11机械工程1

12机械工程的地位2

121兴国之器，强国之基2

122航空航天制造代表制造业的最高水平2

123我国装备制造业的转型升级2

13机械工程的学科体系与课程体系3

131机械工程的学科体系3

132机械工程的课程体系4

14机械工程专业的培养目标5

15机械工程专业的毕业要求6

16本书的特色7

161教学过程的课题导入和航空航天特色7

162形象教学8

163围绕大作业开展专题研习8

思考题9

第2章机械发展史10

21机械发展的三个阶段10

211我国古代机械发展史10

212西方古代机械发展史15

213西方近代机械发展史16

214现代机械发展史26

22认识机械发展史的观察角度27

221追寻文明的脚步，从中得到启示27

222专利对发明的促进和知识产权的保护作用28

223探究技术与文明之间的辩证关系29

思考题29

第3章机器与机构30

31引言30

32机器与零件、机构与构件32

321机构、零件、机器的工程表达方法32

322机器与零件、机构与构件的关系34

33机器的组成36

331动力系统36

332传动系统37

333执行系统37

334操控系统38

335辅助系统39

336支承系统39

337润滑、冷却与密封系统39

34典型机构40

341运动副与约束40

342平面连杆机构40

343凸轮机构42

344间歇运动机构43

345齿轮机构45

346轮系47

347带传动机构48

348链传动机构49

349组合机构51

思考题52

第4章机械设计过程54

41机械设计概述54

42机械设计的一般流程56

421机械设计工程师所必需的知识体系56

422机械设计的一般流程57

43案例：飞机研制的一般流程60

431论证阶段61

432方案设计阶段61

433工程研制阶段62

434设计定型阶段62

435生产定型阶段63

436歼9项目研制举例63

44设计举例1——推力矢量喷管机构设计64

441需求与任务的确认64

442垂直/短距起降飞机设计任务的重要指标67

443轴对称推力矢量喷管的初步设计与详细设计68

444方案实施与验证72

45设计举例2——指向机构设计73

451导引头73

452喷泉摇摆台的研发75

453指向机构的拓展应用78

46现代机械设计方法80

思考题81

第5章机械结构详细设计82

51概述82

52绘制零件图83

53运动支承部件86

54轴系86

541轴系的组成86

542轴87

543轴的强度和刚度88

544轴承90

545轴承在航空航天中的应用92

546轴承的润滑与密封95

55直线导轨97

551直线导轨的工作原理97

552直线运动单元应用举例98

56传动件99

561制订机械传动方案的一般原则99

562齿轮传动100

57连接104

571概述104

572可拆连接举例：螺纹连接104

573不可拆连接举例：铆接106

58机械设计的发展趋势108

思考题109

第6章机电一体化110

61机电一体化的概念110

62机电一体化系统的组成111

63关键技术113

64系统设计115

641设计流程115

642机械子系统设计116

643传感检测子系统设计116

644伺服控制驱动子系统设计117

65典型机电一体化系统：电动及电液作动器120

651概念和特点120

652发展现状121

653系统设计123

思考题125

第7章面向智能制造的机器人技术126

71机器人的简要发展历程126

72机器人系统128

721机器人系统的组成128

722两类典型的机器人系统129

723机器人感知与控制系统132

73工业机器人在航空智能制造中的典型应用134

731机器人钻铆制孔系统135

732机器人焊接系统137

733机器人复合材料铺放系统139

734机器人磨抛系统140

735机器人喷涂系统140

736机器人检测系统141

737协作机器人系统142

738可移动式机器人系统142

74工业机器人的发展趋势143

75工业机器人系统中的关键技术144

思考题146

第8章机械制造概论147

81概述147

82机械制造业在国民经济中的重要地位152

83先进制造技术153

831制造业新动向153

832先进制造技术153

833案例：飞机制造模式的演进155

84我国机械制造业的现状158

85本书机械制造部分的主要内容163

思考题164

第9章工程材料165

91航空工程材料的分类165

92飞机结构主要材料的比例167

93航空事故与材料疲劳断裂168

94航空铝合金171

941铝合金在飞机上的应用172

942航空铝合金的分类174

95钛合金175

951钛合金在航空航天领域的应用175

952钛合金的分类177

96高温合金177

961高温合金的主要性能指标178

962高温合金在航空发动机上的典型应用178

97航空复合材料179

971复合材料的特性180

972航空复合材料应用180

973碳纤维183

98隐身技术和隐身材料184

981隐身飞机185

982飞机的三种隐身技术186

983隐身材料186

思考题188

第10章先进制造中的互换与协调189

101传统制造中的标准化和互换性189

1011机械零件标准化的概念189

1012机械零件互换性的概念191

1013标准化和互换性的现实意义191

1014标准化和互换性的发展历史191

102标准化生产方式与公差制192

1021公差制192

1022表面粗糙度194

103公差与配合194

104现代飞机的异地制造和全球制造模式195

1041现代飞机的制造模式与实例195

1042飞机制造中的互换性与协调性196

105飞机制造的互换协调性方法202

1051基于模拟量传递的互换协调方法——模线样板工作法202

1052互换协调生产中的基本工艺装备205

1053基于数字量传递的互换协调方法206

思考题209

第11章切削加工技术210

111飞机零件切削加工概述210

1111切削加工的基本概念211

1112飞机切削加工零件的类型211

1113飞机切削加工零件举例211

112常用金属切削方法及设备213

1121车削213

1122铣削215

1123钻削218

1124磨削219

1125齿轮切削222

113数控机床在飞机零件切削加工中的应用226

114飞机典型结构件的切削加工227

1141机翼整体壁板的机械加工227

1142五轴数控加工中心229

1143航空发动机机匣加工230

1144飞机发动机整体叶轮的切削加工231

1145飞机发动机叶片的切削加工234

1146航空发动机典型转动零组件加工技术241

思考题243

第12章先进成形技术244

121飞机钣金类零件的特点和重要性244

122飞机钣金类零件及其成形方法的分类246

1221飞机钣金类零件的分类246

1222飞机钣金成形工艺247

123飞机蒙皮拉形技术247

1231飞机蒙皮的加工方法247

1232飞机蒙皮拉形方式248

1233多点模具蒙皮拉形技术249

思考题253

第13章增材制造技术254

131增材制造技术概述254

1311增材制造技术的分类和原理254

1312增材制造技术的特点和关键技术256

132增材制造的设备和工艺流程259

133增材制造的应用261

1331民用领域261

1332航空航天262

1333激光增材制造在航空制造中的应用263

思考题266

第14章复合材料加工技术267

141复合材料在航空航天领域的应用267

142碳纤维复合材料成形方法269

1421激光定位和手工铺放270

1422碳纤维复合材料缠绕成形271

1423自动铺带技术274

1424复合材料机器人三维空间缝合成形280

143蜂窝复合材料及其制造技术282

1431蜂窝夹层结构简介282

1432蜂窝夹层结构复合材料的基本特性283

1433蜂窝结构在飞机上的应用284

1434铝蜂窝芯材的制造285

思考题286

附录287

附录A“机械工程概论”课程设计287

附录B设计方案说明书格式要求 292

参考文献294