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第1章 机械创新设计大赛与综合能力培养1

1.1全国大学生机械创新设计大赛简介1

1.2历届全国大学生机械创新设计大赛的命题与要求1

1.3作品的选评4

1.4综合能力培养与科技制作5

1.4.1课外科技制作的内容与作用5

1.4.2课外科技制作与综合能力培养6

1.4.3做好大学阶段学习规划，积极参与科技制作7

1.5其他相关学科竞赛和创新项目申请9

1.5.1挑战杯课外科技作品制作大赛10

1.5.2全国工程训练综合能力竞赛10

1.5.3全国大学生创新训练项目11

1.5.4全国三维数字化创新设计大赛12

第2章 机械创新设计大赛的组织、培训与管理13

2.1全国机械创新设计大赛流程13

2.2机械创新设计研究团队建设14

2.2.1指导教师团队建设15

2.2.2科技制作学生团队建设16

2.2.3基于导师制和项目制培养学生团队17

2.2.4团队学生选拔与分工17

2.3大赛的组织与动员18

2.4理论与实验教学改革19

2.5管理过程注意事项22

第3章 机械创新设计最优方案分析与拟定24

3.1机械产品设计史24

3.2机械产品研发流程25

3.3机械专业学生创新能力与素质26

3.4机械产品选型与创新点提炼27

3.5机械运动方案设计31

3.6机构设计要点31

3.7机构特点及应用32

3.7.1常用机构功能32

3.7.2组合机构设计35

3.7.3机构的变异与演化36

3.8基于功能元求解的机械系统设计38

3.8.1创新思维方法38

3.8.2功能元对应基本机构39

3.9基于杆组的结构分解法41

3.10机械产品的可行性和综合评价46

3.11先进机构学理论47

3.11.1受控机构47

3.11.2变胞机构47

第4章 机械优化设计与仿真49

4.1机械优化设计49

4.2优化设计的数学模型51

4.2.1设计变量51

4.2.2目标函数52

4.2.3约束条件53

4.2.4最优解分析53

4.3优化设计问题分析举例54

4.4机构运动仿真与程序设计55

4.4.1计算机仿真技术简介55

4.4.2机构运动仿真的目的和意义56

4.5基于Visual Basic.Net的四杆机构仿真57

4.5.1 Visual Basic.Net简介57

4.5.2机构运动仿真编程基础58

4.6全铰链四杆机构运动仿真61

4.6.1变量定义61

4.6.2函数设计62

第5章 机械产品的动力学分析与仿真65

5.1 Adams软件简介65

5.2 Adams入门66

5.2.1 Adams/View的用户界面简介66

5.2.2 Adams/View的一般使用方法68

5.2.3 Adams/PostProcessor的用户界面简介72

5.2.4 Adams/PostProcessor的一般使用方法73

5.3机构动力学仿真案例76

5.3.1问题描述76

5.3.2建立运动学模型77

5.3.3仿真81

5.3.4后处理81

第6章 机电控制系统设计84

6.1电动机的选型84

6.1.1三相交流异步电动机的选型原则、步骤及实例86

6.1.2直流电动机的选型原则、步骤及实例90

6.1.3步进电机的选型原则、步骤及实例94

6.2电动机控制电路设计100

6.2.1永磁有刷直流电动机的PWM调速电路设计实例100

6.2.2混合式两相步进电机的驱动电路设计实例105

6.2.3三相交流异步电动机直接启动控制电路设计实例106

第7章 产品数控加工与制造、装配112

7.1各种数控机床的适应加工范围112

7.2数控加工的工艺设计113

7.2.1数控加工工艺内容的选择114

7.2.2零件的数控加工工艺性分析114

7.2.3数控加工的工艺过程设计116

7.2.4数控机床加工工序和加工路线的设计117

7.2.5数控加工专用技术文件的编写122

7.2.6数控加工综合举例125

7.3零件加工制造过程中的注意事项128

7.4产品调试与问题分析129

第8章 后期参赛准备工作131

8.1视频与海报制作131

8.2申报书写作132

8.2.1立项背景133

8.2.2研究内容和研究意义134

8.2.3项目的科学性和可行性论证134

8.2.4产品创新点与重难点总结134

8.3如何写说明书或论文135

8.4陈述与答辩137

8.4.1答辩的PPT设计与制作138

8.4.2作品陈述内容及注意事项138

8.4.3答辩的注意事项及技巧139

第9章 机械创新作品案例142

9.1概述142

9.2创新作品一：救援变形金刚142

9.2.1摘要与关键词142

9.2.2多功能伤病员输送装置市场调查研究143

9.2.3救援变形金刚的设计理念143

9.2.4机械系统功能分析与实现144

9.2.5结束语148

9.2.6总结148

9.3创新作品二：斗牛士健身车149

9.3.1摘要和关键词149

9.3.2健身车市场调查研究149

9.3.3斗牛士健身车的设计理念150

9.3.4机械系统结构分析与功能实现152

9.3.5基于机构分析的关键零部件设计154

9.3.6结束语155

9.3.7总结156

9.4创新作品三：节能划船健身器156

9.4.1摘要和关键词156

9.4.2市场现有划船健身器的调查研究156

9.4.3划船健身器方案设计157

9.4.4传动系统设计160

9.4.5储能部分设计161

9.4.6系统安装162

9.4.7结论162

9.4.8总结162

9.5创新作品四：酷跑双轮车163

9.5.1摘要和关键词163

9.5.2现有产品市场调查研究163

9.5.3酷跑双轮车设计思路164

9.5.4酷跑双轮车功能分析165

9.5.5结论170

9.5.6总结170

附录 国家级大学生创新训练项目申报书——斗牛士健身车171

参考文献178

后记180