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出版者:清华大学出版社

作者:邢启恩

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2002-1-1

价格:32.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302048862

丛书系列:

图书标签:

• SolidWorks
• SolidWorks 2001
• 机械设计
• CAD
• 中文版
• 工程制图
• 实用教程
• 软件技巧
• 设计实例
• 工业设计

《机械设计基础与工程制图实践指南》 内容提要 本书旨在为广大工程技术人员、设计工程师以及高等院校相关专业学生提供一本全面、深入且极具实践指导意义的机械设计基础知识与工程制图规范手册。本书超越了单一软件工具的使用范畴，聚焦于机械设计背后的核心理论、计算方法以及行业通用的图纸表达标准，帮助读者构建扎实的理论基础和高效的工程实践能力。 全书内容涵盖了机械设计领域最关键的几大支柱模块，从材料力学的基础概念出发，逐步深入到常见机械零部件的设计、强度校核、运动机构的分析与优化，并系统阐述了现代工程制图中必须遵循的几何尺寸与公差（GD&T）标准。 第一部分：机械设计理论基石 本部分致力于夯实读者对机械系统工作原理的认知，这是所有高级设计工作的前提。 第一章：机械工程材料的选用与性能分析 本章详细介绍了工程中常用的金属材料（如碳素钢、合金钢、铸铁、铝合金）和非金属材料（高分子材料、复合材料）的微观结构、力学性能（屈服强度、抗拉强度、硬度、韧性、疲劳极限）及其环境适应性。重点讲解了如何根据载荷类型、工作温度、腐蚀环境等因素，科学、经济地选择最适用的材料。特别分析了材料的冷加工与热处理工艺对最终性能的影响规律，提供了一系列材料性能数据库查阅方法和应用案例。 第二章：静力学与强度校核基础 深入探讨了各种基本应力状态（拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转）下的应力、应变分析。引入了组合变形的应力合成原理，包括主应力理论（如冯·Mises、Tresca 准则），用于判断复杂应力状态下的材料失效风险。本章配有大量的静力学问题求解示例，强调了安全系数的确定原则及其在不同失效模式（塑性变形、脆性断裂）控制中的应用。 第三章：疲劳强度与可靠性设计 疲劳是机械零部件失效的最主要原因。本章详细阐述了交变应力的性质、S-N 曲线的获取与应用，包括平均应力对疲劳寿命的影响（Goodman、Soderberg 图解法）。重点讲解了表面处理（如喷丸、渗碳）对提高疲劳强度的作用，并引入了断裂力学（如裂纹扩展速率 $da/dN$）的基本概念，指导读者进行可靠性导向的设计和寿命预测。 第二部分：关键零部件设计与计算 本部分将理论知识转化为具体的零部件设计实践，聚焦于承载和传动中的核心部件。 第四章：连接件的设计与优化 详细分析了螺纹连接、铆接、键连接和销连接的受力特性。针对螺栓连接，深入探讨了预紧力的计算、松动现象的预防措施，以及在冲击、振动载荷下的连接可靠性分析。对于焊接连接，则侧重于焊缝的强度计算、疲劳载荷下的适用性评估以及无损检测方法的选择。 第五章：轴的设计与校核 轴是机器中的主要传动和支撑部件。本章系统讲解了如何根据工作要求（转速、传递扭矩、支撑方式）确定轴的直径和结构。重点放在组合载荷（弯矩和扭矩的叠加）下的等效应力计算，以及临界转速（振动特性）的初步估算方法。内容覆盖了轴的疲劳强度校核、连接结构（如花键）的设计要点以及轴承的选型与安装要求。 第六章：滑动与滚动轴承的选型与润滑 本章全面对比了滑动轴承和滚动轴承的特点、适用范围及设计计算方法。对于滚动轴承，详细解析了基本额定动载荷、寿命计算公式（$L_{10}$）、动态与静态工况下的选型流程，并强调了轴承游隙、润滑脂和油品的选择对轴承寿命的决定性影响。对于滑动轴承，则侧重于油膜厚度、雷诺数以及边界润滑状态的分析。 第七章：常用齿轮传动设计 齿轮传动是应用最广泛的动力传递方式。本章从渐开线几何特性入手，详细讲解了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的强度计算（齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳），并提供了优化齿形系数和重合度以提高传动平稳性的设计策略。还涵盖了锥齿轮和蜗轮蜗杆传动的基本原理及其失效模式分析。 第三部分：工程图与公差配合规范 本部分聚焦于国际和国家标准化的图纸表达，确保设计意图准确无误地传达给制造部门。 第八章：国家标准工程制图方法与视图表达 系统回顾了工程制图的基本法则，包括三视图的绘制规则、剖视图、局部放大图和特殊视图的规范用法。本章严格遵循现行国家标准（如 GB/T 系列），讲解了标准字体、图线类型的正确使用，以及零部件的装配图和零件图的绘制要点，强调了工程图作为“设计语言”的严谨性。 第九章：几何尺寸与公差（GD&T）的精确应用 本章是本书的亮点之一，旨在帮助读者从传统的尺寸公差思维跃升至现代的“功能导向”公差体系。详细介绍了形位公差的十四种基本要素（如平面度、垂直度、同轴度、跳动）的符号、含义和测量基准的确定。重点讲解了如何应用最大实体原则（MMR）、最小实体原则（LMR）来控制配合的灵活性和互换性，并通过实例展示 GD&T 如何有效减少制造误差，提高产品质量和装配效率。 第十章：配合与表面粗糙度 本章讲解了标准孔系和轴系的配合选择原则，包括过盈配合、间隙配合和过渡配合的计算与应用。同时，深入解析了表面粗糙度（Ra, Rz, Rq）对零部件工作性能（如摩擦磨损、疲劳强度和密封性）的影响。提供了一套实用的表面粗糙度代号选择指南，确保设计不仅可行，而且经济高效。 本书的结构设计强调理论指导实践，从材料到零部件，再到最终的图纸表达，形成了一个完整且逻辑清晰的设计闭环。所有计算均提供清晰的公式推导和实际工程案例验证，使读者能够直接将所学知识应用于复杂机械系统的开发和优化中。

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