具体描述
本教材以就业为导向、能力为本位，采用理论实践一体化训练法优化教材内容。教材分气压传动和液压传动两个模块，每个模块包括：元件的基础知识和相关训练；基本回路的组成、应用和训练；传动系统的实例及故障分析等内容。
本教材注重理论知识的应用，突出对学生应用能力的培养。
本教材主要适用于中等职业技术教育数控技术应用专业，也可作为高职高专机械类专业的教材，还可供机械行业技术人员岗位培训及自学用书。
本书还配有电子教学参考资料包，包括教学指南、电子教案及习题答案，详见前言。
《机械设计基础理论与应用》图书简介 导论：现代工程的基石 在当今高度依赖机械系统的工业社会中，对机械设计基础理论的深刻理解和熟练应用是工程师和技术人员必备的核心能力。《机械设计基础理论与应用》一书，旨在系统地梳理和深入剖析现代机械设计所依赖的力学原理、材料科学基础、结构设计方法以及制造工艺对设计的影响。本书并非局限于某一特定领域的技术应用，而是构建了一个全面的、跨学科的理论框架，为读者提供坚实的知识储备，使其能够应对复杂机械系统的设计、分析与优化挑战。本书的编写严格遵循工程教育的客观规律，强调理论与实践的紧密结合，力求在概念的清晰性和细节的严谨性之间取得平衡。 第一部分：机械系统力学分析的深化 本部分重点探讨支撑一切机械运动与受力的基本物理定律在工程实践中的具体体现。 第一章：静力学与平衡分析的扩展 本章超越基础的刚体平衡概念，深入探讨复杂机构的受力分析。内容包括：多自由度系统的主动与反作用力的精确求解；结构件的应力集中现象及其对疲劳寿命的预测；以及在非理想载荷条件（如冲击、振动）下的结构稳定性分析。重点阐述结构优化设计中的力学约束条件的建立与求解方法。 第二章：动力学基础与机构运动学 此章聚焦于机械系统的时间相关行为。运动学部分详细阐述了平面与空间机构的瞬心法、速度/加速度多边形法的精细应用，并引入了雅可比矩阵在高速运动分析中的应用。动力学部分则从牛顿第二定律出发，系统讲解了达朗贝尔原理在复杂系统中的应用，包括柔性体动力学导论，为理解高速运转机械的振动与冲击特性打下基础。 第三章：材料力学与本构关系 本章是理解结构可靠性的核心。我们不仅回顾了线弹性理论中的应力、应变计算，更深入探讨了材料的非线性行为，包括塑性变形、蠕变和应力松弛现象。重点分析了不同类型材料（金属、复合材料、高分子材料）在复杂载荷下的本构关系模型，并介绍了断裂力学基础，包括裂纹扩展的能量判据和应力强度因子计算，以指导关键承载部件的设计安全裕度。 第二部分：机械零部件设计与可靠性评估 本部分将理论分析应用于具体的机械元件设计，强调设计规范、失效模式与预防。 第四章：连接元件的可靠设计 本章详尽讨论了螺纹连接、铆接、键连接以及现代工程中广泛使用的胶接与焊接结构的设计准则。特别关注螺栓预紧力的动态变化、连接界面的摩擦特性及其对整体刚度的影响。对于焊接结构，深入分析了焊缝的疲劳强度评估方法和无损检测在质量控制中的作用。 第五章：转动机械的关键元件设计 本章专注于轴系、轴承和齿轮系统的设计。 轴系设计：不仅涵盖了静强度和刚度校核，更侧重于转子动力学，包括临界转速分析、不对称刚度下的振动模态识别，以及动态不平衡量的校正技术。 轴承应用：详细介绍了滚动轴承和滑动轴承在不同工况下的选型依据、润滑理论（如埃特雷菲尔德理论的应用），以及轴承寿命的统计预测。 齿轮传动：深入阐述了齿轮的精度等级、几何参数优化，以及承载能力计算，强调了齿面接触疲劳（点蚀）和齿根弯曲疲劳的预防设计。 第六章：弹性元件与密封技术 本章涉及机构中用于储存能量、缓冲冲击或实现隔离的部件。弹簧设计涵盖了螺旋弹簧、板簧的刚度与疲劳寿命计算。密封技术部分系统介绍了动密封和静密封的工作原理，材料选择标准，以及特定工况（如高温、高压、真空）下的泄漏控制技术，分析了密封件磨损与寿命的相关性。 第三部分：系统集成与现代设计方法 本部分将视角提升至整个机械系统的层面，介绍实现高效能、高可靠性系统的现代工具与理念。 第七章：机械系统的可靠性工程 可靠性不再是事后补救，而是贯穿设计全过程的指标。本章系统介绍故障树分析（FTA）和失效模式及影响分析（FMEA）方法在复杂系统设计初期的应用。讲解了基于概率的可靠性评估模型，包括Weibull分布在寿命预测中的应用，以及维修性（Maintainability）与保障性（Supportability）指标的量化设计。 第八章：机械结构动态响应与振动控制 理解和控制振动是现代高端机械设计的核心挑战。本章深入探讨了单自由度和多自由度系统的自由振动与迫迫振动分析，详细讲解了模态分析在识别系统固有特性中的作用。随后，重点介绍主动与被动减振技术，包括隔振器的优化设计、动力吸振器（Tuned Mass Damper）的参数确定，以及粘弹性材料在阻尼应用中的机理。 第九章：机械制造工艺对设计的影响 现代设计必须充分考虑可制造性（DFM）。本章探讨了铸造、锻造、切削加工、焊接以及增材制造（3D打印）等主要制造工艺对零部件的几何精度、表面粗糙度、残余应力分布的影响。强调了公差配合设计在确保系统功能性与降低制造成本之间的权衡艺术。 结论：迈向智能制造的设计视野 全书以工程实践中的具体案例串联理论知识，引导读者从“能用”到“好用”再到“可靠且经济”的层次进行思考。它为读者建立起一套完整的、从宏观系统到微观材料的分析工具箱，是工程师应对未来机械设计挑战的必备参考书。
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