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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:王农

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2002-9-1

价格:24.50元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810772051

丛书系列:

图书标签:

• 工程图学
• 机械制图
• 工程制图
• 图学基础
• 计算机辅助设计
• CAD
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机械设计基础：从原理到实践的探索 书籍名称：机械设计基础 内容简介： 本书旨在为读者系统、深入地介绍机械设计领域的核心理论、基本原理以及实际应用方法。我们深知，一个扎实的机械设计基础是未来工程师和技术人员攀登专业高峰的基石。因此，本书内容组织严谨，逻辑清晰，力求在理论深度和工程实践性之间找到完美的平衡点。 本书共分为十一章，涵盖了从材料力学基础到复杂机构运动分析的完整知识体系。我们摒弃了过于晦涩的纯理论推导，转而注重将工程背景与数学模型相结合，帮助读者建立直观的工程思维。 --- 第一部分：基础理论与材料科学（第1-3章） 第一章：工程力学基础回顾与应力状态分析 本章首先对静力学、运动学和动力学进行必要的复习，重点聚焦于机械设计中常见的载荷条件和约束类型。随后，我们将深入探讨应力和应变的概念，这是理解构件破坏机制的起点。我们将详细介绍二维和三维应力状态的描述方法，包括主应力点的确定，以及莫尔圆在平面应力分析中的应用。本章特别强调了失效理论的引入，如最大剪应力理论（Tresca准则）和最大畸变能理论（Von Mises准则），为后续的强度校核奠定理论基础。 第二章：机械材料的性质与选择 材料是机械产品的物质载体，其性能直接决定了设计的成败。本章系统介绍了工程中常用的金属材料（如碳素钢、合金钢、铸铁及铝合金）和非金属材料（如高分子材料、陶瓷材料）的物理、化学及力学性能。我们重点讨论了强度、刚度、韧性、疲劳极限等关键参数的工程意义。此外，本章详细阐述了材料的热处理工艺对性能的显著影响，并提供了在不同工作环境（如高温、腐蚀、交变载荷）下进行材料优选的实用指南和决策流程图。 第三章：机械零件的强度分析与失效预防 强度分析是机械设计中的核心环节。本章基于材料力学原理，详细讲解了静强度、疲劳强度和刚度校核的计算方法。我们着重分析了疲劳破坏的机理，包括低周疲劳和高周疲劳的区别，并介绍了S-N曲线的使用。针对连接件、轴类零件等常见结构，本章提供了丰富的应力集中分析案例，并指导读者如何通过结构优化（如圆角、倒角）来有效提高零件的抗疲劳性能。本章末尾引入了可靠性设计的基本概念，强调了安全系数设定的科学依据。 --- 第二部分：标准连接与传动基础（第4-7章） 第四章：标准紧固件与连接技术 螺纹连接是机械装配中最普遍的方式。本章从螺纹的基本几何参数入手，详细解析了普通螺纹、传动螺纹的特性。重点在于螺栓连接的预紧力分析，包括轴向拉伸载荷下的连接强度计算，以及横向载荷下的摩擦力矩计算。此外，本章还涵盖了键、销、铆接、焊缝连接的强度计算和适用性分析，使读者能够根据载荷性质和装配要求，选择最合适的连接形式。 第五章：滑动与滚动轴承 轴承是保证机械运动平稳、减少摩擦损耗的关键。本章首先区分了滑动轴承和滚动轴承的工作原理、优缺点及适用范围。对于滑动轴承，我们将探讨液体润滑理论（如雷诺数、油膜厚度），并介绍其设计计算要点。对于滚动轴承，本章详细解析了国际标准（如ISO）的命名规则、载荷能力计算（静载荷与等效动载荷），以及疲劳寿命的评估方法。本章提供了轴承选型流程图，强调了润滑、密封与散热在轴承系统中的重要性。 第六章：齿轮传动基础 齿轮传动以其结构紧凑、效率高的特点在机械中占据核心地位。本章构建了齿轮几何和运动的精确描述体系，包括齿形、模数、压力角、齿顶高系数等参数的相互关系。随后，我们深入分析了齿轮的强度计算，重点讲解了齿根弯曲疲劳强度（考虑载荷性质和载荷分配系数）和齿面接触疲劳强度（点蚀）。本章也简要介绍了直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的设计要点。 第七章：带传动与链传动 皮带和链条传动因其结构简单、传动平稳、允许中心距大而被广泛应用。本章分析了带传动中的有效拉力、打滑现象、紧边与松边拉力计算，并讨论了V带和同步带的特性。对于链传动，本章关注其啮合特性、传动比的确定以及链条的磨损寿命评估，特别是如何应对瞬时冲击载荷。本章强调了传动中心距的确定对系统性能的影响。 --- 第三部分：机械系统设计与运动控制（第8-11章） 第八章：轴的设计与校核 轴是传递转矩和支撑回转零件的杆件。本章首先区分了心轴、转轴和传动轴的功能差异。随后，本章系统讲解了轴的强度设计，包括静强度、疲劳强度和刚度校核。特别关注了轴上应力集中区域（如键槽、台阶、螺纹端部）的分析和优化。本章提供了一套完整的轴的初步设计流程，指导读者如何平衡强度、刚度和重量，并初步确定轴的直径级数。 第九章：机构运动分析与机构综合 机构是实现特定运动和功能的部件。本章从运动学角度出发，解析了平面机构的运动关系，包括速度和加速度的图解法和解析法。重点分析了凸轮机构的运动规律（如遵循等速、等加速、正弦加卸载等），并指导读者绘制凸轮廓线。本章的后半部分引入了机构综合的基本思想，介绍如何根据功能要求初步选择和组合连杆、摇杆等基本单元，为后续的机构创新设计打下基础。 第十章：摩擦与制动系统设计 摩擦和制动是机械控制的重要组成部分。本章深入探讨了静摩擦、动摩擦以及粘滞摩擦的特性。制动器是重要的安全部件，本章详细分析了蹄式制动器和鼓式制动器的工作原理，包括摩擦力的分布、制动力矩的计算，以及如何选择合适的摩擦片材料以确保可靠的制动性能。 第十一章：机械系统的动态特性与振动基础 机械的可靠运行离不开对振动特性的控制。本章概述了机械振动学的基本概念，包括自由振动和受迫振动。重点分析了单自由度系统的固有频率和减振措施（如加阻尼、增加刚度）。对于多自由度系统，本章引入了振型和临界转速的概念，旨在帮助设计者避免系统在工作频率附近发生共振，从而确保机械设备长期的、平稳的运行。 --- 总结： 《机械设计基础》不仅是一本理论教材，更是一本面向实践的工具书。全书贯穿“理论指导实践，实践反哺理论”的理念，配有大量工程实例和数据表格，旨在培养读者独立分析和解决复杂机械设计问题的能力。学完本书，读者将能熟练掌握机械系统的主要零部件的强度、刚度和寿命设计，并具备进行初步机构选型和系统动态分析的能力。

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