本书以满足高等学校机械工程类专业学生的专业素质教育需要为目的，以智能制造和新工科建设为背景，主要面向大学一、二年级学生，系统而深入浅出地阐述机械工程的相关基础知识、机械设计与现代设计方法、机械制造工艺技术、机电一体化与机械制造自动化技术、智能制造与智能装备技术，使读者了解当前工业化与信息化高度融合产物的智能制造的发展态势。本书提供配套的电子课件PPT、习题参考答案、教学指南等。 本书可作为高等学校机械类专业一、二年级学生或非机械类专业开展机械工程通识教育的教学用书，也可以作为近机械类专业教师的教学参考书及从事机械类相关工作的工程技术人员的参考书。
李勇峰，男，河南科技学院机电学院副院长/副教授。长期讲授《数控机床与编程》《机电专业英语》《机械制造技术基础》《机械工程概论》《机械制造工艺学》《工程材料及成型技术基础》《现代材料测试与分析技术》等课程。荣获河南省教育系统教学技能竞赛二等奖，《机械制造工艺学》多媒体课件荣获河南省信息技术教育优秀成果三等奖。
第1章 绪论 1
1.1 机械与机械工程 1
1.1.1 与机械有关的基本概念 1
1.1.2 机械工程的服务领域及工作内容 3
1.2 机械工程发展与社会发展 5
1.2.1 世界机械发展简史 5
1.2.2 我国机械发展简史 13
1.2.3 机械工程发展展望 19
1.3 本课程的基本内容、学习要求与方法 20
1.3.1 机械工程学科简介 20
1.3.2 本课程的基本内容 22
1.3.3 本课程的学习要求与方法 23
复习思考题 23
参考文献 23
第2章 机械工程与其他学科的交叉 24
2.1 数学与机械工程 24
2.1.1 概述 24
2.1.2 数学在机械工程中的应用 25
2.2 力学与机械工程 26
2.2.1 概述 26
2.2.2 工程力学基础 27
2.2.3 力学在机械工程中的应用 34
2.3 材料与机械工程 36
2.3.1 概述 36
2.3.2 材料的分类 37
2.3.3 材料在机械工程中的应用 41
2.4 计算机与机械工程 43
2.4.1 概述 43
2.4.2 计算机在机械设计制造中的应用 45
2.5 控制与机械工程 47
2.5.1 概述 47
2.5.2 机电控制系统的构成及分类 48
2.5.3 控制理论在机械工程中的应用 50
2.6 环境与机械工程 50
2.6.1 概述 50
2.6.2 机械工业的环境污染 51
2.6.3 绿色设计制造 53
复习思考题 54
参考文献 55
第3章 机械设计与现代设计方法 56
3.1 概述 56
3.1.1 机械设计方法发展历程 56
3.1.2 传统设计方法和现代设计方法的关系 57
3.2 机械设计的基本方法 58
3.2.1 机械设计的基本要求 58
3.2.2 机械设计方法和一般步骤 59
3.3 常用的现代设计方法 60
3.3.1 优化设计 61
3.3.2 有限元设计 66
3.3.3 可靠性设计 71
3.3.4 创新设计 74
3.3.5 反求设计 79
复习思考题 84
参考文献 84
第4章 机械制造工艺技术 85
4.1 机械制造工艺概述 85
4.1.1 机械制造工艺及其阶段划分 85
4.1.2 机械制造工艺的成形学分类 86
4.1.3 机械制造工艺的发展特征 87
4.1.4 机械制造工艺中的新技术 88
4.2 受迫成形加工工艺（?m = 0） 89
4.2.1 铸造成形 89
4.2.2 压力加工 95
4.2.3 粉末冶金 96
4.2.4 高分子材料塑性成形 97
4.3 去除成形加工工艺（?m＜0） 100
4.3.1 切削加工 100
4.3.2 特种加工去除工艺 111
4.4 添加成形加工工艺（?m＞0） 116
4.4.1 增材制造与3D打印 116
4.4.2 增材制造技术的发展趋势 118
4.4.3 结合加工 119
复习思考题 122
参考文献 122
第5章 机电一体化与机械制造自动化技术 124
5.1 机电一体化技术及实例 124
5.1.1 概述 124
5.1.2 机电一体化技术的理论基础与关键技术 128
5.1.3 机电一体化系统的构成与分类 132
5.1.4 典型的机电一体化系统实例 135
5.2 机械制造自动化技术及实例 140
5.2.1 概述 140
5.2.2 机械制造自动化系统的构成与分类 144
5.2.3 机械制造自动化的途径 147
5.2.4 机械制造自动化的类型与特征 149
复习思考题 152
参考文献 152
第6章 智能制造与智能装备技术 153
6.1 智能制造的产生 153
6.1.1 智能制造的历史与起源 153
6.1.2 智能制造的定义与特征 153
6.1.3 智能制造典型案例分析 154
6.2 智能制造的发展 155
6.2.1 国外发展 155
6.2.2 国内发展 156
6.2.3 应用进展 157
6.2.4 发展趋势 158
6.3 智能制造的意义 159
6.4 智能制造系统架构 160
6.4.1 智能制造总体架构的基本含义 160
6.4.2 智能制造系统架构概述 164
6.5 机器人技术 165
6.5.1 机器人的定义 165
6.5.2 工业机器人分类 166
6.5.3 工业机器人的系统组成 167
6.5.4 工业机器人的特点 168
6.5.5 工业机器人的关键核心技术 169
6.5.6 工业机器人技术应用现状及发展趋势 170
6.6 智能检测技术 172
6.6.1 智能检测系统的组成及分类 172
6.6.2 智能检测的发展 173
6.6.3 智能检测系统结构与工作原理 175
6.6.4 智能检测的主要理论 178
6.6.5 智能检测技术的应用 180
6.7 物联网技术 183
6.7.1 物联网技术框架 184
6.7.2 物联网特点 184
6.7.3 物联网发展中存在的问题 184
6.7.4 物联网关键技术 186
6.7.5 物联网在制造行业的应用 187
6.8 云计算技术 191
6.8.1 云计算的发展背景 191
6.8.2 云计算技术概述 192
6.8.3 云计算技术在智能制造中的应用与发展趋势 196
复习思考题 197
参考文献 197
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