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出版者:高等教育出版社

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页数:0

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出版时间:1900-01-01

价格:6.80元

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isbn号码:9787040052138

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机械设计基础：理论与应用 本书聚焦于机械设计领域的核心理论、基本原理及其在工程实践中的广泛应用，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套全面、深入且实用的参考资料。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础的机械原理到复杂的机构设计与强度分析的完整体系。全书分为六大部分，系统性地梳理了现代机械设计所必需的知识框架。 --- 第一部分：机械系统基础与运动学分析 (Fundamentals of Mechanical Systems and Kinematic Analysis) 本部分着重奠定理解复杂机械系统的理论基础。首先，详细阐述了机械系统的一般组成、功能分类及其在现代工业中的地位。内容深入探讨了机械设计的基本流程、设计准则与安全规范，强调了人机工程学在设计初期的重要性。 运动学分析部分是本章的重点。我们详尽地分析了平面机构与空间机构的运动特性。内容涵盖了连杆机构（如曲柄摇杆机构、齿轮系）的运动分析方法，包括瞬心法、速度多边形法以及解析法。对于凸轮机构，本书不仅提供了标准凸轮的设计步骤，还引入了更复杂的盘形凸轮和圆弧凸轮的设计案例，重点分析了凸轮轮廓曲线的运动学特性，如速度和加速度的连续性对机构平稳运行的关键影响。此外，对齿轮传动的基本参数、展开图绘制原理进行了细致讲解，为后续的强度计算打下坚实基础。 --- 第二部分：机械零件设计与强度校核 (Design and Strength Verification of Machine Elements) 本部分是全书的核心，详细讲解了构成机械的各种基本零件的设计理论、计算方法和失效分析。 1. 连接技术： 螺纹连接与紧固件设计： 深入分析了普通螺纹、管螺纹的几何参数与制造公差。在连接强度计算方面，不仅包括静载荷下的预紧力计算，还重点分析了交变载荷（疲劳载荷）下螺栓连接的可靠性评估，特别是预紧力对疲劳寿命的决定性影响。同时，对焊接连接的静力与疲劳强度计算提供了标准的工程方法。 键、销与铆接： 讨论了键的失效形式（剪切与压溃）及其在不同载荷情况下的选择准则，并对花键连接的承载能力进行了深入探讨。 2. 传动零件设计： 轴与轴系设计： 详细阐述了轴的疲劳强度、刚度校核以及临界转速的估算。教材提供了在复杂载荷（扭转、弯曲、轴向力同时作用）下的应力集中分析方法。 滚动轴承与滑动轴承： 轴承的选择依据（载荷类型、转速、预期寿命L10），以及对轴承游隙、润滑和密封技术的要求进行了全面介绍。滑动轴承部分，重点分析了油膜的形成机理（雷诺方程的工程应用）和热平衡计算。 齿轮传动： 专门辟出一章，详述了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及蜗轮蜗杆的参数化设计。强度计算部分严格遵循ISO/AGMA标准，涵盖了齿面接触疲劳（点蚀）和齿根弯曲疲劳的校核流程。特别强调了齿向与齿向的修形对承载能力提升的实际意义。 --- 第三部分：机构的动力学与振动控制 (Dynamics of Mechanisms and Vibration Control) 本部分将理论分析提升至动态层面，是现代精密机械设计不可或缺的部分。 机构动力学： 运用达朗贝尔原理，对高速或高精度要求的机构进行动力学分析。内容包括运动件的惯量计算、惯性力与惯性力矩的求解。重点讲解了利用反向力法和面积反转法进行运动部件质量平衡的工程实践，以消除机构运行时的振动源。 机械振动学： 系统介绍了单自由度与多自由度系统的自由振动与强迫振动理论。内容包括特征值分析、模态分析在诊断机械故障中的应用。针对机械设计，本书特别强调了减振降噪技术，如隔振器的选型（弹簧、橡胶、空气弹簧）及其在不同频率下的隔振效率计算。 --- 第四部分：摩擦、润滑与可靠性工程 (Friction, Lubrication, and Reliability Engineering) 本部分探讨了机械系统运行的物理环境和长期绩效保障。 摩擦与磨损： 深入分析了干摩擦、边界润滑和流体润滑状态下的摩擦系数模型。探讨了材料组合（摩擦副）对磨损率的影响，并介绍了表面工程技术（如渗碳、氮化、表面涂层）在提高耐磨性方面的应用。 润滑技术： 详细分类了润滑油、润滑脂的理化性能指标，并根据工作条件（温度、压力、转速）指导润滑剂的正确选用。重点讲解了润滑系统的设计，包括滴油润滑、压力循环润滑和浸油润滑系统的维护要求。 可靠性工程基础： 引入了寿命分布模型（如Weibull分布），阐述了如何根据试验数据或历史数据预测机械零件的寿命分布。介绍了平均故障间隔时间（MTBF）的计算与设计目标设定，并解释了冗余设计在提高系统可靠性中的作用。 --- 第五部分：先进制造工艺对设计的影响 (Influence of Advanced Manufacturing Processes on Design) 本部分强调了“设计为制造”（Design for Manufacturing, DFM）的理念，确保设计方案在实际生产中具有经济性和可行性。 内容涵盖了铸造、锻造、切削加工的工艺约束。特别关注了增材制造（3D打印） 对传统零件结构设计带来的革命性影响，如拓扑优化结构在选择性激光烧结（SLS）工艺中的实现，以及如何利用增材制造消除装配环节。同时，讨论了数控（NC）编程对复杂曲面零件的公差要求与设计策略的调整。 --- 第六部分：案例分析与现代设计工具应用 (Case Studies and Application of Modern Design Tools) 本部分通过实际工程案例，巩固前述理论知识，并介绍现代设计流程中的关键软件应用。 案例分析： 选取了起重机卷筒机构、高精度机床主轴单元和内燃机曲柄连杆机构作为典型案例。对这些案例进行从受力分析、材料选择、关键零件强度校核到整体布局优化的全流程设计复盘。 计算机辅助工程（CAE）： 重点讲解了有限元分析（FEA） 在应力、模态和热分析中的应用。本书不局限于软件操作步骤，而是深入剖析了模型简化、网格划分质量对计算结果准确性的影响，以及如何正确解读FEA报告，避免“过度自信”的模拟结果。 --- 本书的特色在于其理论的深度与工程实践的广度相结合。 它不仅教授“如何计算”，更引导读者理解“为什么这样设计”。全书配有大量具有代表性的例题、习题和设计任务，这些练习旨在强化读者对复杂机械系统耦合效应的理解，培养其独立解决实际工程问题的能力。它不仅是一本理论教材，更是一本面向实际的工程手册。

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这本教材的排版和装帧设计着实令人眼前一亮，与其他同类书籍相比，它在视觉上展现出一种兼具专业感与亲和力的特质。纸张的质感厚实，印刷清晰细腻，即便是那些复杂的机械图和建筑草图，其线条的锐利度也保持得非常好，这对于需要长时间盯着图纸学习的读者来说，极大地减轻了视觉疲劳。尤其值得称赞的是，书中对标准视图、剖视图以及各种投影法的图例绘制得极为规范和精准，每一个尺寸标注都严格遵循国家标准，可以说是教科书级别的示范。我个人认为，对于初学者而言，这样的视觉引导至关重要，它能帮助我们快速建立起对“标准”的认知框架，避免在后续的学习中养成错误的绘图习惯。更妙的是，书中在一些关键的理论点旁配有大量的彩色示意图或三维透视图辅助说明，这些图示极大地弥补了纯文字描述在空间想象上的不足，让抽象的几何关系变得直观易懂，这体现了编者在教学法上的深思熟虑，绝非简单地堆砌习题那么肤浅。

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这本书在细节处理上展现出一种近乎偏执的严谨性，体现了编者对专业标准的极度尊重。在关于常用几何公差和基准面的选取章节，其对相关国家标准（如ISO或国标）的引用和对照说明极为详尽和准确，这对于未来需要与国际标准接轨的工程师来说，是极其宝贵的第一手资料。很多教科书为了简化篇幅会略过一些复杂的理论推导过程，但这本书却不厌其烦地在附录中提供了关键原理的数学模型和几何证明，这让那些对“为什么”有强烈探究欲的读者能够溯源正本，而非满足于死记硬背公式。这种深度和广度的兼顾，使得这本书不仅适合初级阶段的入门学习，其作为后续设计阶段的工具书或参考手册的价值也同样突出，展现出极强的生命力和长尾效应。

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深入研读后发现，这本书的内容组织逻辑严谨得像一套精密的仪器，完全不是那种零散堆砌知识点的学习资料。它采取了一种螺旋上升的教学路径，从最基础的点、线、面的表达开始，逐步过渡到复杂的零件图、装配图，乃至结构件的表达，每完成一个小模块的学习，都会设置一个难度递进的综合练习来巩固前学知识。我特别欣赏它对“工程思维”培养的重视，它不仅仅停留在教会你怎么画图，更深层次地引导读者思考“为什么要这样画”，比如在标注公差与配合的部分，它清晰地阐述了功能需求对尺寸精度的具体影响，这使得我们不再机械地抄写符号，而是真正理解了图纸作为“技术语言”的沟通本质。这种由浅入深、层层递进的编排，使得学习的节奏感非常好，不容易产生学习倦怠，每次翻开都能感觉自己又在认知结构上完成了一次升级，对提升解决实际工程问题的能力无疑大有裨益。

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我必须得说，这本书的习题设计水平远超我之前接触过的任何一本辅助教材，它简直是一套精心策划的“技术挑战手册”。练习题的设置非常巧妙，并非是千篇一律的机械重复练习，而是巧妙地融入了不同行业的实际工程场景。例如，既有针对标准件库的查询与应用题，也有需要综合运用投影、剖切和尺寸链知识的复杂结构件绘制任务。更让我感到惊喜的是，很多题目都附带了“思考题”或“优化建议”，这促使我们不能满足于仅仅“完成”任务，而是要去思考如何用更高效、更符合行业规范的方式去表达设计意图。对于那些自我驱动力强的学习者来说，这本书提供的不仅仅是练习的机会，更是一个不断自我检验和突破思维边界的平台，每一次解题过程都像是在模拟一次真实的工作流程，对提升实战能力有着不可估量的价值。

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作为一名正在努力提升专业技能的读者，我发现这本书的配套资源（如果可以获取的话，我指的是在线辅助或教师用书中的解析）如果能进一步丰富，将会达到近乎完美的状态。当前版本的习题部分，虽然题目质量极高，但对于一些概念性较强或容易出错的题目，如果能提供更深入的解题思路剖析，比如不同解法之间的优劣对比，那对提升学习效率将是质的飞跃。目前看来，它更像是一本为具备一定自学能力和基础的读者量身打造的“进阶工具箱”，它提供了高标准的框架和挑战，但对于“如何跨越障碍”的细致导航，仍有拓展空间。总而言之，这是一本体现了深厚行业积累和严谨治学态度的优秀教材，它对培养扎实的工程制图基本功和严谨的职业素养具有不可替代的作用，值得所有相关专业的学生和工程师珍藏。

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