具体描述
《机械设计手册》单行本共15分册22篇，涵盖了机械常规设计的所有内
容。各分册分别为：《常用设计资料》、《机械制图、极限与配合》、《常
用工程材料》、《联接与紧固》、《轴及其联接》、《轴承》、《弹簧·起
重运输件·五金件》、《润滑与密封》、《机械传动》、《减（变）速器·
电机与电器》、《机械振动·机架设计》、《机构》、《液压传动》、《液
压控制》、《气压传动》。
本书为《气压传动》，共5章。第1章为基础理论，主要介绍气动系统基
础知识，气动元件（气源设备、气动执行元件、气动控制元件、气动管路元
件、真空元件、气动伺服/比例控制元件等）的选型计算，气缸设计计算，
气动技术标准等；第2章为气动系统，主要介绍气动基本回路、典型应用回
路的类型、原理、特点等，以及气动系统的常用控制方法及设计；第3章为
气动系统的维护及故障处理；第4章为国内气动元件产品，主要介绍国内常
用气动元件产品结构、技术参数、外形尺寸等；第5章为国外产品，主要介
绍国外气动元件产品（FESTO、SMC）的结构、技术参数、外形尺寸等。
本书可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供大专院
校有关专业师生参考。
好的，这是一份针对您的图书《机械设计手册.单行本.气压传动》的替代图书简介，该简介描述的是一本不包含气动传动内容的，聚焦于其他机械设计领域的专业手册。 --- 机械设计手册：结构强度与材料应用（单行本） 聚焦核心：可靠性、优化与新材料的工程实践指南 图书定位： 本书是“机械设计手册”系列中，专注于机械结构设计、强度校核、疲劳寿命预测及先进材料选用的单行本。它旨在为机械工程师、设计人员以及相关专业的高年级学生提供一套严谨、实用且面向工程实际的理论指导和数据支持，特别关注在复杂工况下保证结构安全性和运行可靠性的关键技术环节。 本书内容结构概览： 本书摒弃了对流体动力学（如液压与气动）的详细论述，而是将全部篇幅集中于机械系统的固态受力分析、材料科学在设计中的应用以及标准化的设计与校核流程。全书共分为五大部分，确保了对结构设计全生命周期的覆盖。 --- 第一部分：机械结构设计基础与几何优化 本部分是理解现代机械设计前提的基石，强调如何从概念阶段就嵌入可靠性考量。 1. 机械系统建模与静力学分析基础： 详细阐述了从实际工况到简化模型建立的全过程，包括刚体假设的适用范围、多体系统受力分解的矩阵方法。重点讲解了如何运用有限元分析（FEA）的前处理技术，如网格划分策略对结果精度的影响，以及如何正确解读和后处理位移、应力云图。本章不涉及流体压力载荷的计算，而是侧重于机械载荷（如惯性力、冲击载荷、预紧力）的精确导入与求解。 2. 结构形式选择与优化设计原则： 系统性地比较了梁、板、壳、杆系等基本结构单元在不同载荷条件下的效率。深入探讨了拓扑优化在减轻重量和提高刚度的应用，提供了大量优化前后的对比案例。详细分析了如何通过几何结构（如圆角、倒角、开孔位置）的微调，有效降低应力集中系数（$K_t$），确保设计的内在安全裕度。 3. 连接件与装配设计： 本章详尽论述了螺纹连接、铆接、焊缝、键槽连接的强度计算与可靠性评估。特别强调了螺纹预紧力的选择与松动预防措施（如锁紧垫圈、胶粘剂应用）。针对焊接结构，详细列出了不同焊缝类型（角焊、坡口焊）的强度折减系数和无损检测（NDT）的适用性，确保连接可靠性是结构强度的关键一环。 --- 第二部分：材料性能与工程应用 本部分是本书的核心竞争力所在，深入材料科学的工程转化，指导工程师如何在具体设计中选择和应用材料。 4. 工程材料的力学性能详解： 全面覆盖了常用工程金属材料（碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金）的微观结构、热处理对性能的影响。详细介绍了屈服强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、蠕变速率等核心参数的工程测试方法及标准（如ASTM, ISO）。特别补充了增材制造（3D打印）金属粉末的各向异性力学特性分析方法。 5. 疲劳与断裂力学： 疲劳是机械失效的主要原因。本章系统阐述了S-N曲线的建立与应用、应力谱的统计处理、Miner累积损伤准则。重点讲解了高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的设计策略。引入了断裂力学基础，包括裂纹尖端场的应力强度因子（$K_I, K_{II}, K_{III}$）计算方法，并提供了对关键尺寸裂纹的容许载荷评估图表。 6. 特殊服役环境下的材料选择： 针对极端工况，本章提供了专业指导： 高温与蠕变设计： 涡轮叶片、热交换器等高温部件的寿命预测模型。 耐腐蚀设计： 针对酸、碱、盐雾环境，介绍了不锈钢的钝化层失效分析和特定合金（如镍基合金）的选择依据。 磨损与接触疲劳： 齿轮、轴承等接触面的材料硬度匹配、表面强化（渗碳、氮化）的深度与效果评估。 --- 第三部分：零部件的强度校核与标准化设计 本部分将理论知识转化为具体零部件的规范化设计流程。 7. 轴系设计与临界转速分析： 详细论述了轴的静强度（弯曲、扭转组合应力）、疲劳强度校核，并重点讲解了组合载荷下的轴承选型。高级章节涵盖了扭转振动的计算模型（集中质量法、续列法），以及如何通过调整转子质量分布和刚度来避免危险转速区间的操作。 8. 齿轮、蜗轮蜗杆的传动强度： 本书提供了基于ISO 6336标准或同等严谨标准的齿轮强度计算方法，侧重于弯曲疲劳强度和接触疲劳（点蚀）强度的精确校核。重点分析了齿形、螺旋角对载荷分布均匀性的影响，以及润滑对接触寿命的决定性作用。 9. 弹簧与弹性元件设计： 针对螺旋压缩/拉伸弹簧、板簧、碟形弹簧等，提供了详细的几何参数与材料选择矩阵。着重于动态载荷下的疲劳寿命预测和蠕变松弛的补偿设计。 --- 第四部分：可靠性工程与寿命预测 超越简单的安全系数，迈向基于概率的可靠性设计。 10. 统计学在设计中的应用： 介绍了正态分布、Weibull分布在描述材料强度和载荷变化中的应用。阐述了可靠度（Reliability）、裕度（Margin）和目标寿命的概念，指导工程师进行概率极限状态设计（LFRD）。 11. 失效模式与影响分析（FMEA）的应用： 系统介绍了如何将FMEA方法论引入设计早期阶段，识别潜在的结构弱点，并针对性地提出优化措施，从而在设计阶段排除可能导致结构性（非气动力/液动力相关）失效的因素。 --- 附录与工具 本书包含大量的工程查表数据，例如：常用材料的疲劳极限、各种几何特征的应力集中系数（$K_t$ 目录）、标准件的许用应力范围等。所有表格均经过严格校验，可直接用于工程计算，无需复杂的迭代求解。 目标读者： 机械工程师、结构设计师、材料工程师、装备研发人员，以及从事机械系统可靠性研究的研究生。 --- 本手册的重点在于结构承载、材料选择和疲劳寿命的静态与动态分析，为确保机械系统在力学载荷下的长久稳定运行提供坚实的理论与数据支撑。
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