本书参照机械工程师国家职业资格标准的要求来编写，以岗位能力为核心，遵循知识够用、技能服务的原则，涵盖机械行业现行的政策、标准、规程及新设备、新技术、新工艺，将工程力学、机械工程材料、常用机构、机械零件、传动等知识融入项目中。
本书的项目包括分析机床典型零部件的受力、分析共享单车典型零件的变形、认识自行车典型零件的制造材料、绘制单缸内燃机机构运动简图、设计港口起重机执行机构、设计配气机构、分析自行车飞轮机构、分析台虎钳普通丝杠传动、分析精密进给机构滚珠丝杠传动、分析自行车链传动、分析工业带传动、分析3D打印机齿轮传动。
本书以工作过程为导向，为12个项目设计了电子活页工作单，帮助读者建立完整的知识体系。充分挖掘中国故事，弘扬中国精神，传播中国价值，实现知识传授与思政育人的有机融合，培养读者爱国之情，树立报国之志。
本书可作为高等职业院校机械类、机电类专业的教学用书，也可供从事本专业的工程技术人员学习参考。

以工作过程为导向，为12个项目设计了电子工作单
以培养机械系统分析能力、创新能力和综合知识应用能力为主线
突出了动手能力、工程实践能力和综合能力的培养。
配有丰富的微课资源，可供教师授课和学生学习使用

为建设社会主义现代化强国，推进中华民族伟大复兴，急需大批技能精湛、思想坚定的机械工程类人才。机械基础是机械类、机电类专业基础课程，本书作为配套的教材，将带领读者一起探机械之奥秘，感智造之魅力。
本书按照高等职业教育教学和改革要求，以生产所需的基本知识、基本技能为基础，打破了机械工程材料工程力学机械设计原理机械设计基础课程界限，结合创新设计相关知识，加入自动化设备常用典型传动知识，以培养读者的机械系统分析能力、创新能力和综合知识应用能力为主线，融入思政元素，激发读者努力奋斗的情怀，将机械工程材料工程力学机械设计原理机械设计基础知识与机械行业现行的政策、标准、规程及新设备、新技术、新工艺进行有机整合、精炼和充实，突出了实用性和综合性，突出了对读者动手能力、工程实践能力和综合能力的培养。除此之外，本书还具有以下特色。
(1)本书以工作过程为导向，以读者为中心，遵循读者职业能力成长规律，设计12个项目。项目内容由易到难、由简单到综合，基本覆盖机械工程师岗位知识点和技能点。
(2)每个项目按照实际工作过程，以具体情境引出工程实际问题，提出知识目标、能力目标和素质目标，辅以解决问题所需的知识链接，开展任务实施，实行任务评价，最后完成项目总结与反馈。本书任务评价部分关注读者认知目标、情感目标、技能目标和团队协作目标的实现，促进了读者的主动性和职业素养的全面养成。
(3)本书配有学习工作单，帮助读者学习，同时配有丰富的视频或微课资源，可供教师授课和学生学习使用。
(4)为方便读者理解相关知识点，书中嵌入二维码，读者可通过扫描二维码，观看视频或者动画。
本书由广东科学技术职业学院卞青青、李洪涛、文丽丽担任主编，由佛山职业技术学院夏冬梅、广东科学技术职业学院苏江、马雪洁以及珠海三一海洋重工有限公司吴国锐参编。任务分工如下：项目一由马雪洁编写，项目二、三由李洪涛编写，项目四～七由文丽丽编写，项目八由夏冬梅编写，项目九～十二由卞青青编写。本书配套的部分动画微课由夏冬梅提供，思政案例由苏江编写，企业案例由吴国锐提供。
由于编者水平有限，书中难免有不妥和错误之处，恳请广大读者批评指正。

卞青青，硕士，讲师，2009年6月毕业于华南理工大学机械设计及理论专业，主讲《机械基础与创新设计》、《逆向工程设计》、《SolidWorks》、《机械制图与CAD》等课程。曾获得2020年度省级青年教师教学能力大赛三等奖、校级教坛新秀、校长质量奖等荣誉，作为合作方主持国家机械设计与制造专业库子课程《机械设计基础》的建设，主持省教指委教改课题2项，主要参与省教育厅教改项目2项，主持横向课题3项，作为第二主编编注教材2本，获得实用新型专利5项，发表论文2篇。

项目一 分析机床典型零部件的受力1
情境导入1
学习目标2
学习方法2
知识链接2
1.1认知力的概念和性质3
1.2掌握静力学公理4
1.3认知力矩和力偶6
1.4机床零部件受力分析8
1.4.1认识机床吊运过程的柔性约束8
1.4.2认识机床传动齿轮的光滑面约束9
1.4.3认识机床快速夹具的光滑铰链约束9
1.4.4认识机床刀具和工件安装过程的固定端约束10
1.4.5分析零部件受力步骤10
1.5认识机床工作过程中的摩擦12
1.5.1认识摩擦的概念12
1.5.2理解摩擦角和自锁12
1.6求解机床零部件的平衡13
1.6.1平面汇交力系13
1.6.2平面力偶系15
1.6.3平面任意力系15
任务实施18
任务评价19
【学习小课堂】传工匠精神，做匠心青年19
项目二 分析共享单车典型零件的变形20
情境导入20
学习目标20
学习方法21
知识链接21
2.1分析共享单车鞍座管夹拉杆的轴向拉伸22
2.1.1计算杆件的轴力及绘制轴力图22
2.1.2计算拉伸压缩杆横截面上的正应力24
2.1.3纵向线应变与横向线应变25
2.1.4理解胡克定律26
2.1.5认知材料的力学性能指标26
2.1.6确定轴向拉压杆的许用载荷28
2.2分析共享单车联接件的剪切与挤压31
2.2.1分析铆钉的剪切变形31
2.2.2分析销钉的挤压变形32
2.3分析共享单车车把的扭转32
2.3.1计算圆轴外力偶矩33
2.3.2计算圆轴扭矩并绘制扭矩图33
2.3.3理解极惯性矩和抗扭截面系数35
2.3.4计算扭转圆轴横截面上的切应力35
2.3.5确定扭转圆轴的许用载荷36
2.4分析共享单车链轮曲柄的弯曲38
2.4.1认识梁的简化及其典型形式39
2.4.2计算剪力和弯矩及绘制剪力图和弯矩图39
2.4.3计算纯弯曲梁横截面上的正应力42
2.4.4理解惯性矩和抗弯截面系数44
2.4.5确定弯曲梁的许用载荷45
2.4.6了解提高梁承载能力的措施48
2.5认识组合变形49
任务实施51
任务评价52
【学习小课堂】树科学世界观，寻普遍规律53
项目三 认识自行车典型零件的制造材料54
情境导入54
学习目标54
学习方法55
知识链接55
3.1认识钢铁材料55
3.1.1认识钢材料56
3.1.2认识铸铁材料58
3.1.3识读铸铁牌号59
3.2了解钢的热处理60
3.2.1了解钢的退火与正火61
3.2.2了解钢的淬火与回火61
3.2.3了解钢的表面热处理62
3.3认识非铁合金材料63
3.3.1认识铝64
3.3.2认识铝合金64
3.4认识常用非金属材料66
3.4.1认识高分子材料66
3.4.2认识复合材料68
任务实施71
任务评价72
【学习小课堂】新材料补短板，人造太阳终建成72
【学习小课堂】高技术新材料发展趋势73
项目四 绘制单缸内燃机机构运动简图74
情境导入74
学习目标75
学习方法75
知识链接75
4.1认识机构的概念和组成75
4.1.1认知机器的概念75
4.1.2认知机构的概念76
4.1.3认知机构的组成76
4.2认识运动副76
4.2.1认知运动副的概念76
4.2.2认知平面运动副的分类77
4.3分析平面机构的运动简图与绘制步骤78
4.3.1认识机构运动简图的概念78
4.3.2绘制平面机构运动简图78
4.4计算平面机构的自由度80
4.4.1认识自由度的概念80
4.4.2认识约束的概念81
4.4.3计算机构自由度81
4.4.4注意平面机构的自由度计算的特殊情况81
4.5分析机构具有确定运动的条件83
任务实施84
任务评价84
【学习小课堂】大国重器，铸就中国品牌85
项目五 设计港口起重机执行机构88
情境导入88
学习目标88
学习方法89
知识链接89
5.1认识平面四杆机构89
5.1.1了解平面四杆机构的基本形式及其演化89
5.1.2分析铰链四杆机构的基本形式90
5.1.3了解铰链四杆机构的演化92
5.2分析平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性95
5.2.1认知急回特性96
5.2.2认知压力角与传动角97
5.2.3认知死点位置97
任务实施98
任务评价99
【学习小课堂】技术创新，科技强国100
项目六 设计配气机构101
情境导入101
学习目标101
学习方法102
知识链接102
6.1认识凸轮机构的组成、分类及应用102
6.1.1认知凸轮机构的组成102
6.1.2认知凸轮机构的分类103
6.1.3认知凸轮机构的应用104
6.2分析凸轮机构的运动及常用运动规律105
6.2.1分析凸轮机构的运动105
6.2.2分析从动件的常用运动规律107
6.2.3设计对心盘形凸轮轮廓109
6.3认识凸轮机构的压力角111
任务实施112
任务评价113
【学习小课堂】小部件，大能量113
项目七 分析自行车飞轮机构115
情境导入115
学习目标115
学习方法115
知识链接116
7.1认识棘轮机构116
7.1.1认识棘轮机构的工作原理116
7.1.2分析棘轮转角的调节117
7.1.3分析棘轮机构的特点与应用118
7.2认识槽轮机构118
7.2.1认识槽轮机构的工作原理和类型118
7.2.2分析槽轮机构的特点和应用119
7.3认识不完全齿轮机构120
7.3.1分析不完全齿轮机构的工作原理和类型120
7.3.2分析不完全齿轮机构的特点及用途120
任务实施121
任务评价121
【学习小课堂】弘扬中国智慧，传承北斗精神122
项目八 分析台虎钳普通丝杠传动123
情境导入123
学习目标123
学习方法124
知识链接124
8.1描述台虎钳组成和工作过程124
8.2认识螺旋传动的分类125
8.2.1识别螺旋传动分类125
8.2.2认识螺旋传动特点和应用125
8.3认识螺纹126
8.3.1识别螺纹的分类126
8.3.2识别梯形螺纹的主要参数128
8.4识读螺旋副代号129
8.4.1认识螺纹代号的组成129
8.4.2查阅机械设计标准手册识读代号130
8.5计算螺旋传动距离及速度130
8.5.1分析运动形式130
8.5.2判定运动方向132
8.5.3计算传动距离和速度133
任务实施134
任务评价135
【学习小课堂】杨峰：献身航天，守好火箭的心脏136
项目九 分析精密进给机构滚珠丝杠传动137
情境导入137
学习目标138
学习方法138
知识链接138
9.1描述滚珠丝杠传动特点138
9.2分析滚珠丝杠机构的结构和工作原理140
9.2.1识别滚珠丝杠机构的结构140
9.2.2描述滚珠丝杠机构组成部分的作用140
9.2.3描述滚珠丝杠机构的工作原理141
9.3识别滚珠丝杠类型141
9.3.1按照加工制造方法及精度分类141
9.3.2按照滚珠的循环方式分类142
9.4分析滚珠丝杠机构的参数143
9.4.1识别滚珠丝杠机构的参数143
9.4.2识读滚珠丝杠机构的代号144
9.5安装滚珠丝杠机构145
9.5.1分析滚珠丝杠机构的端部支承方式145
9.5.2分析滚珠丝杠机构安装方式146
9.6维护和保养滚珠丝杠机构148
9.6.1使用注意点148
9.6.2维护保养149
任务实施150
任务评价151
【学习小课堂】潜心磨砺，中国制造152
项目十 分析自行车链传动153
情境导入153
学习目标153
学习方法154
知识链接154
10.1认识链传动155
10.1.1描述链的组成155
10.1.2描述链传动的特点155
10.1.3识别链传动的类型156
10.1.4分析链传动应用157
10.2认识滚子链与链轮157
10.2.1识别滚子链结构157
10.2.2描述滚子链条接头处固定形式158
10.2.3描述链轮结构与材料158
10.3识读滚子链与链轮的规格与代号159
10.3.1识读滚子链的代号159
10.3.2识读链轮的代号160
10.4计算平均链速与平均传动比161
10.5选择安装与张紧链方式161
10.5.1选择滚子链的安装方式161
10.5.2选择链的张紧方式163
10.6分析滚子链的失效方式和应对措施163
10.7维护与保养164
任务实施165
任务评价167
【学习小课堂】中国瑰宝，龙骨水车168
项目十一 分析工业带传动169
情境导入169
学习目标170
学习方法170
知识链接170
11.1认识带传动170
11.1.1辨别带的类型及应用171
11.1.2识别带轮的类型172
11.2典型摩擦带传动V带传动173
11.2.1认识V带传动的特点174
11.2.2分析V带的结构、类型和参数174
11.2.3计算V带几何参数176
11.2.4识读V带代号176
11.2.5分析工作情况下带的受力177
11.2.6描述V带传动的工作特性179
11.2.7设计V带轮180
11.2.8安装与张紧带182
11.2.9维护带传动措施184
11.3认识典型啮合带传动同步带传动185
11.3.1描述同步带传动的原理及特点185
11.3.2认知同步带结构与类型186
11.3.3识读同步带和同步带轮参数187
11.3.4维护同步带189
任务实施190
任务评价192
【学习小课堂】古代科技，中国纺车193
项目十二 分析3D打印机齿轮传动194
情境导入194
学习目标195
学习方法195
知识链接196
12.1描述齿轮及齿轮传动的特点197
12.1.1认识齿轮197
12.1.2识别齿轮分类198
12.1.3识别齿轮传动分类199
12.1.4认识齿轮传动的优缺点200
12.2认识渐开线201
12.2.1渐开线的形成201
12.2.2渐开线的性质202
12.2.3渐开线齿廓啮合特性202
12.3渐开线标准直齿圆柱齿轮203
12.3.1认识齿轮各部分的名称和符号203
12.3.2计算齿轮基本参数204
12.3.3识别渐开线标准齿轮206
12.3.4认知渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动206
12.3.5标准安装渐开线标准直齿圆柱齿轮207
12.3.6了解齿轮加工方法和变位齿轮207
12.3.7测量渐开线直齿圆柱齿轮重要参数209
12.4斜齿圆柱齿轮211
12.4.1渐开线斜齿圆柱齿轮传动特点211
12.4.2斜齿圆柱齿轮主要参数及几何计算211
12.4.3斜齿圆柱齿轮啮合传动213
12.5渐开线直齿锥齿轮214
12.5.1渐开线锥齿轮的传动类型和特点214
12.5.2渐开线直齿锥齿轮主要参数及几何计算214
12.5.3渐开线直齿锥齿轮的啮合传动215
12.6齿轮齿条传动216
12.6.1齿轮齿条的传动类型和特点216
12.6.2直齿齿轮齿条的主要参数及几何计算217
12.6.3直齿齿轮齿条的啮合传动217
12.7蜗杆传动218
12.7.1蜗杆传动的类型和特点218
12.7.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何计算219
12.7.3圆柱蜗杆的啮合传动221
12.8齿轮的受力分析222
12.9一对齿轮传动比计算223
12.9.1传动比大小224
12.9.2传动方向224
12.10齿轮的结构226
12.11齿轮传动的设计准则与材料选型227
12.11.1齿轮传动的设计准则227
12.11.2齿轮的材料229
12.11.3齿轮的表面处理230
12.12安装与维护保养齿轮机构230
12.12.1安装圆柱齿轮与检验230
12.12.2齿轮的润滑231
12.12.3维护和保养齿轮机构233
12.13认知轮系234
12.13.1轮系的分类234
12.13.2计算轮系传动比235
12.13.3轮系的应用 238
12.14减速器239
12.14.1蜗轮蜗杆减速器239
12.14.2行星减速器239
12.14.3RV减速器240
12.14.4谐波减速器240
任务实施241
任务评价244
【学习小课堂】传工匠精神，迎高端制造245
参考文献246