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出版者:高等教育出版社

作者:顾玉坚

出品人:

页数:89

译者:

出版时间:2005-6

价格:8.30元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040165562

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机械设计与制造技术基础：理论与实践探索 图书分类： 工程技术、机械工程、制造科学 目标读者： 机械工程及相关专业本科生、研究生、工程师、技术人员 字数预估： 约 1500 字 --- 内容概述 本书《机械设计与制造技术基础：理论与实践探索》旨在系统、深入地阐述现代机械设计理论、先进制造工艺以及两者有机结合的关键技术。本书立足于工业 4.0 和智能制造的时代背景，内容涵盖了机械系统设计的基本原则、材料科学在工程中的应用、现代机械零部件的优化设计、先进制造技术的原理与实践，以及产品全生命周期的质量控制方法。 不同于侧重于基础绘图规范或单一学科知识的教材，本书更强调跨学科的知识整合能力和解决复杂工程问题的能力。全书结构严谨，理论深度适中，同时配有大量的工程案例和思考题，引导读者从宏观的系统思维出发，理解机械产品从概念形成到最终实现的全过程。 --- 第一部分：机械系统设计理论与方法论 (Design Theory and Methodology) 本部分为全书的理论基石，着重于构建现代机械工程师的系统化设计思维。 第一章：现代机械设计概述与方法论 探讨机械设计的历史沿革、当前面临的挑战（如轻量化、高可靠性、低成本），并详细介绍系统工程在机械设计中的应用。引入设计思维（Design Thinking）在机械创新中的角色，强调功能分析、概念生成与筛选的科学步骤。 第二章：机械产品的功能、可靠性与安全性分析 深入分析机械系统的功能需求分解、结构与功能映射。重点讲解可靠性工程的核心概念，包括故障模式与影响分析（FMEA）、可靠性指标的选取与计算，以及如何通过冗余设计和容错设计提升系统整体可靠性。安全性分析则侧重于失效的预防和安全标准的遵循。 第三章：工程材料的精选与应用 本章超越基础材料学，聚焦于工程应用层面的材料选择。内容包括：高性能金属合金（如高熵合金、超高强度钢）的选择标准；先进高分子材料与复合材料（如碳纤维增强塑料）的力学性能、环境适应性评估；以及功能材料（如压电材料、形状记忆合金）在机电一体化系统中的应用潜力。强调材料的成本效益分析与可持续性考量。 第四章：结构强度与刚度优化设计 不仅限于传统的许用应力法，本章重点介绍基于概率的疲劳分析和断裂力学在实际结构设计中的应用。详细阐述有限元分析（FEA）的应用流程，包括网格划分策略、边界条件的合理设置，以及后处理结果的工程解读。引入拓扑优化（Topology Optimization）和尺寸优化技术，实现材料的精细化利用。 --- 第二部分：核心零部件的先进设计与仿真 (Advanced Component Design and Simulation) 本部分深入到机械系统的具体构成单元，探讨现代设计标准和仿真技术对零部件性能的提升。 第五章：传动系统的动态分析与优化 重点研究齿轮、轴承、联轴器等核心传动的动态行为。深入讨论齿轮的啮合误差、振动与噪声（NVH）抑制技术。轴承方面，不仅分析静力学承载，更关注高速、高载荷下的滚道疲劳寿命预测与润滑系统的设计。传动系统中的能量损失分析与效率提升策略是本章的重点。 第六章：连接技术与可拆卸结构设计 涵盖螺纹连接的预紧力控制、疲劳寿命计算。重点解析先进的连接技术，如胶接（粘合）技术在异种材料连接中的应用、铆接的自动化工艺，以及可拆卸结构（如卡扣、快速插拔机构）在维护性设计中的重要性。对比不同连接方式的优缺点及适用场景。 第七章：弹性与非弹性机构的设计原理 探讨弹簧、垫片、液压和气动元件的设计。特别关注柔顺机构（Compliant Mechanisms）的设计理论，利用材料的弹性变形实现复杂运动，其无摩擦、高集成的优势在微纳操作中的应用潜力。液压与气动回路的设计强调系统的响应速度、稳定性和能耗控制。 第八章：机构运动学与动力学的高级建模 本章侧重于多自由度机械系统的运动仿真。介绍拉格朗日方程和牛顿-欧拉法在复杂机构（如机器人臂、并联机构）动力学建模中的应用。重点研究柔性体动力学（Flexible Body Dynamics），即将零部件的弹性变形纳入运动仿真，以更精确地预测高速或高精度运行下的系统误差。 --- 第三部分：现代制造技术与过程控制 (Modern Manufacturing and Process Control) 本部分连接设计意图与物理实现，探讨如何利用先进制造手段精确地将设计转化为实体。 第九章：增材制造（3D打印）的设计适配性 系统介绍金属、高分子材料的增材制造技术（SLM, EBM, SLA等）。关键内容在于面向增材制造的设计（DfAM），包括支撑结构优化、残余应力控制、孔隙率分析，以及如何利用增材制造实现传统工艺无法完成的复杂内部结构。 第十章：精密与超精密加工技术 深入探讨数控加工（CNC）的前沿应用，包括多轴联动加工、高速切削（HSM）的机理与参数优化。重点介绍电火花加工（EDM）、激光加工、电化学加工等非传统加工方法的物理原理、精度控制和表面完整性评估。 第十一章：先进装配与自动化技术 讨论柔性制造系统（FMS）和自动化生产线的构建。重点分析机器视觉在零部件识别、定位和质量检测中的应用。讲解精密装配中的误差补偿技术、力反馈控制在装配过程中的作用，以及自动化装配设备的设计原则。 第十二章：产品质量控制与数字化监测 本章关注制造过程中的质量保障。详细介绍几何尺寸和形位公差（GD&T）的现代解读与应用，超越传统图纸的局限。引入在线监测技术（如声发射、热成像）对加工过程的实时反馈和闭环控制。最后探讨数字孪生技术在模拟、优化和预测制造过程中的集成应用。 --- 总结与展望 本书《机械设计与制造技术基础：理论与实践探索》旨在培养读者将跨学科知识融会贯通的能力。它要求读者不仅理解单个零部件的工作原理，更要掌握如何从系统层面出发，综合考虑材料、结构、运动、可靠性与可制造性，最终实现高效、创新和可持续的机械产品设计与制造。本书通过理论的深度剖析和前沿技术的介绍，为读者进入高水平的工程实践或进一步的学术研究打下坚实的基础。

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关于答案和解析部分，这本书的处理简直让人啼笑皆非。通常，一本好的习题集会提供详尽的解题步骤和背后的原理分析，但这本书的答案部分过于简略，很多时候就是直接给出了最终的图形或者一个数字，没有任何过程说明。对于一些概念性的选择题，它甚至只标注了正确选项的字母，完全没有解释为什么其他选项是错误的。这对于自学的人来说是极其不友好的。我做错题后，根本无从知道自己的错误点在哪里，也无法从中吸取教训。我甚至怀疑编辑在最后校对环节是否认真检查了答案的准确性，因为有几处我核对后发现，书上的“标准答案”本身就有误导性。这样的解析，与其说是帮助学习，不如说是阻碍学习，因为它扼杀了学生自我纠错和深入理解的机会。

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这本书在内容深度和广度上显得非常保守，缺乏对现代工程实践的反映。作为一个正在努力跟上行业前沿的学生，我发现书中的很多案例和标准似乎还停留在上个世纪。比如，对于三维建模和参数化设计的介绍几乎没有，这在当下简直是不可想象的。习题的难度设置也过于扁平化，大部分都停留在基础的二维视图绘制和简单的几何尺寸标注上，对于复杂曲面和公差配合的探讨少得可怜。我做完前几章后，感觉自己掌握的知识点都是些皮毛，一旦遇到稍微复杂一点的实际零件图，我就立刻黔驴技穷。这本书更像是一个入门级的参考手册，而不是一个能帮你突破瓶颈的“习题集”。它提供的知识体系很老旧，对于想在未来就业市场上有竞争力的学习者来说，这远远不够。我期待的“习题集”是能激发思考、引导探索的，但这本给我的感觉是，只要照着做，就能通过考试，至于工程能力嘛，就别想了。

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这本习题集在辅助工具和数字化支持方面完全跟不上时代。在如今这个信息技术高度发达的年代，一本好的教材或习题集理应提供配套的在线资源，比如动态演示、可下载的CAD源文件模板，或者至少是配套的勘误表更新渠道。然而，这本书除了纸质内容外，几乎没有任何延伸服务。我尝试在网上搜索相关的支持网站，结果一无所获。这意味着，如果我想要练习使用CAD软件来完成习题要求，我必须自己从零开始摸索绘制标准件的尺寸和图层设置，极大地增加了学习成本。对于那些希望将理论学习与实际软件操作相结合的学习者来说，这本“纯纸质”的习题集显得异常沉重和过时。它更像是一个二十年前的产物，完全没有考虑到现代工程教育对多媒体和数字化辅助的需求。

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这本书的逻辑组织和章节衔接是我最不满意的地方之一。它似乎是把不同年代、不同教师编写的习题生硬地拼凑在一起，缺乏一条清晰、连贯的学习主线。比如，一开始讲了投影的基本原理，紧接着就跳到了复杂的剖视图练习，中间缺失了对视图选择、简化画法等过渡性知识点的系统梳理。这导致我在学习过程中需要频繁地来回翻阅，才能勉强理解当前习题的要求和背景知识。更糟糕的是，某些章节的例题和对应的习题之间，知识点跳跃性太大，让人感觉准备工作严重不足。我常常需要去查阅其他参考书或网络资源来填补这些知识断层，这完全违背了“习题集应该自成体系”的初衷。如果编者能花点心思梳理一下知识脉络，将难度梯度设计得更合理一些，这本书的实用价值会大大提升。

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这本书的排版和印刷质量简直是灾难。拿到手的时候，我就感觉不太对劲，纸张的厚度明显偏薄，而且油墨印得很不均匀，有些地方都能看到纸张本身的底色。更要命的是，很多图表的线条模糊不清，有的竟然是断断续续的，这对于一本要求精度的制图习题集来说，简直是致命的缺陷。我本来还指望能通过这本书来巩固我的基础知识，结果光是对付那些看不清的图，我就浪费了大量时间去猜测作者到底想表达什么。有些尺寸标注更是模糊到让人抓狂，仿佛印刷厂是随便用一台老旧的机器印出来的。我尝试用铅笔在上面做笔记，结果墨水还容易洇开，搞得我整本书看起来脏兮兮的。说实话，如果连最基本的阅读体验都无法保证，这本书的教学价值也就大打折扣了。我强烈建议出版社对这类专业书籍的质量控制再严格一些，毕竟我们付了钱，买的是学习工具，不是一堆废纸。

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