具体描述
电子实验与电子实践，ISBN：9787506635820，作者：南寿松 刘荣林 副 李晓光 韩丽华 韩伟明 徐士伦
机械设计基础与应用 图书简介 本书旨在为工程技术人员、设计工程师以及相关专业学生提供一本全面、深入且具有高度实用性的机械设计基础理论与工程应用指南。内容涵盖了现代机械设计领域的核心概念、分析方法、材料选择、标准件应用以及复杂系统集成等多个关键层面，力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁。 第一部分：机械设计理论基石 本部分聚焦于机械系统分析与设计所需的基础理论框架。 第一章：机械系统绪论与设计流程 本章首先界定了机械设计的范畴、重要性及其在现代工业制造中的核心地位。深入探讨了从概念生成、需求分析到详细设计、制造与测试的完整设计流程。着重分析了面向对象的设计（Object-Oriented Design, OOD）在机械系统模块化和可重用性方面的应用。此外，引入了系统工程思想，强调在设计初期就需考虑可靠性、可维护性、可制造性（DFM）和可装配性（DFA）的集成优化。 第二章：机械零件的强度与可靠性分析 这是机械设计理论的核心。本章详细阐述了材料的力学性能，包括静力学、疲劳和蠕变等载荷下的响应。重点剖析了各种失效模式，如拉伸、压缩、弯曲、扭转以及组合应力下的许用应力确定方法。全面回顾了经典强度理论（如最大剪应力理论、最大畸变能理论）及其在工程中的适用范围。 疲劳分析： 深入讨论了交变载荷下的疲劳破坏机理，包括S-N曲线、Goodman、Soderberg和Gerber等疲劳校核准则。引入了基于应变寿命的Coffin-Manson关系，适用于低周疲劳分析。同时，讲解了应力集中效应的计算与消除策略，例如采用圆角过渡和有限元分析（FEA）验证局部应力集中。 可靠性设计： 基于概率论和统计学原理，讲解了元件可靠性指标（如失效率、平均故障间隔时间）的计算。引入了故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）等可靠性评估工具，确保设计满足特定的服役寿命和安全要求。 第三章：机械连接件设计 本章系统性地介绍了不可拆卸连接和可拆卸连接的设计与计算。 螺纹连接： 详细讲解了普通螺纹、传动螺纹的几何参数、强度计算与自锁条件。内容涵盖了螺栓连接的预紧力优化、抗振动松动设计，以及螺栓组的受力分析（包括偏心载荷）。强调了在不同环境（高温、腐蚀）下的材料选择与防松措施。 键、销与铆接： 阐述了键连接（平键、花键）的剪切和压溃强度计算，以及花键的承载能力分析。铆接部分则侧重于结构强度与密封性要求，并与现代的焊接和胶接技术进行了对比分析。 第四章：摩擦、润滑与润滑系统设计 本章深入探讨了机械摩擦、磨损的机理及其控制技术。 摩擦学基础： 区分了干摩擦、边界润滑和流体润滑状态，介绍库仑摩擦定律及其局限性。重点讲解了接触理论，包括Hertz接触理论在点接触、线接触和面接触中的应用，特别是在高接触应力下的修正模型。 润滑理论与油膜分析： 详细介绍了流体动力润滑理论（如Reynolds方程的基本形式），并应用于轴承设计。讨论了润滑剂的种类（矿物油、合成油、固体润滑剂）的选择标准，包括粘度指标、抗氧化性和清洁度。 润滑方式与系统设计： 分析了滴油润滑、油浴润滑、压力循环润滑、脂润滑等方式的适用场合。对于复杂设备，讲解了润滑系统的组成（油泵、过滤器、冷却器）及其维护策略。 第二部分：核心机械传动单元设计 本部分聚焦于实现运动和动力传递的关键机械单元的设计与计算。 第五章：滑动轴承与滚动轴承设计 滑动轴承： 深入解析了Journal Bearing（径向滑动轴承）和Thrust Bearing（止推滑动轴承）的设计参数。基于流体动力润滑理论，计算了轴承的承载能力、油膜厚度、温升和阻尼特性。讨论了轴承材料（如巴氏合金、铜基合金）的选择及其对承载力的影响。 滚动轴承： 全面介绍滚动轴承的分类（球轴承、滚子轴承）、结构特点和基本参数。依据国际标准（如ISO/ABMA），详细讲解了额定动载荷与额定静载荷的确定，以及基于寿命理论的实际工作寿命（L10寿命）计算。重点分析了轴承的游隙选择、密封设计与润滑维护。 第六章：齿轮传动设计 齿轮是机械传动的心脏。本章提供了从低速到高速、从平行轴到交叉轴传动的全面设计方法。 平行轴斜齿圆柱齿轮： 详细阐述了齿轮的几何参数、齿形修正（变位、变顶隙）的目的与方法。重点分析了齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度（点蚀）的校核，遵循ISO和AGMA标准。讨论了齿面接触的应力分布和优化策略。 其他齿轮类型： 涵盖了蜗轮蜗杆传动（自锁性、效率分析）、锥齿轮传动（轴交角影响）和人字齿轮的设计要点。 第七章：带传动与链传动 本章处理柔性传动元件的设计与应用。 带传动： 区分了平带、V型带和同步带的特性。计算了带的有效拉力、包角影响系数和弯曲应力。设计步骤包括确定中心距、带长、以及多根带的负荷分配。 链传动： 分析了滚子链和齿形链的啮合特性。计算了链条的节距、节线速度和工作寿命，并讨论了链轮的润滑和张紧装置的设计。 第八章：弹性元件与连接 螺旋弹簧： 详细介绍了受压、受拉螺旋弹簧的应力计算、刚度确定和疲劳寿命校核。内容包括材料选择（如碳素钢、铬硅钢）和疲劳寿命的提升措施。 离合器、制动器与联轴器： 系统设计了摩擦式离合器（干式、湿式）的结构和摩擦片选择，计算了接合过程中的能量消耗。分析了制动器的热平衡与制动时间。联轴器部分则根据传动轴的对中误差和缓冲要求，介绍了刚性、挠性联轴器的选型与应用。 第三部分：复杂机械结构与现代设计方法 第九章：机械系统的动态特性分析 本章将机械设计从静力学扩展到动力学领域。 振动基础： 阐述了单自由度、多自由度系统的自由振动与强迫振动特性。讲解了系统的固有频率、振型和阻尼对响应的影响。 机械系统动力学： 重点分析了往复式机构（如曲柄滑块机构）的机构运动校正与平衡问题（一级、二级平衡）。引入了转子动力学基础，分析了临界转速、动平衡技术在高速旋转机械中的应用。 第十章：机械系统集成与材料工程 先进材料应用： 探讨了工程塑料、复合材料、粉末冶金材料在轻量化和特殊环境下的应用潜力。分析了表面工程技术（如渗碳、氮化、镀层）对提高零件耐磨性和抗腐蚀性的作用。 增材制造（3D打印）对设计的影响： 讨论了增材制造技术如何改变传统零件的设计理念，实现结构优化、拓扑优化和复杂内部结构的制造可行性。 第十一章：现代工程计算工具的应用 本章侧重于使用计算机辅助工程（CAE）工具辅助设计决策。 有限元分析（FEA）实践： 讲解了如何建立合适的计算模型、选择单元类型、施加约束和载荷。重点分析了静力学分析、模态分析和热-结构耦合分析的实际案例，以及如何解读和验证FEA结果。 运动仿真与优化： 介绍了多体动力学（MBD）软件在复杂机构运动学、动力学分析中的应用，以及如何通过仿真优化机构的效率和运动平顺性。 全书结构严谨，内容覆盖了机械设计工程师从理论学习到实际工程应用所需掌握的全部核心知识体系，辅以大量的工程实例和校核公式，是理解和实践现代机械设计的必备参考书。
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