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出版者:中国电力出版社

作者:谭琼

出品人:

页数:196

译者:

出版时间:2006-1

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787508335728

丛书系列:

图书标签:

• 工程制图
• 机械制图
• 建筑制图
• 图学基础
• 制图规范
• CAD
• AutoCAD
• 工程绘图
• 技术制图
• 标准化

《现代机械设计原理与应用》 内容提要： 本书旨在系统阐述机械设计领域的核心理论、分析方法与工程实践。全书共分为十四章，结构上遵循从基础理论到具体零部件设计，再到系统集成与优化分析的逻辑递进关系。其内容深度和广度覆盖了当代机械工程专业本科高年级及研究生初期的知识体系要求。 第一部分：设计基础与材料科学（第1章至第3章） 第1章 机械设计的基本概念与流程 本章首先界定了机械设计在现代工业体系中的地位与作用，详细阐述了产品的创新设计、优化设计与可靠性设计的基本思想。重点剖析了基于需求的创新过程（Concept Generation），设计方案的筛选与比较方法，以及现代机械设计所遵循的标准化、系列化、通用化原则。同时，引入了设计生命周期管理（PLM）的基本理念，强调了设计过程中的人机工程学与环境适应性考量。 第2章 机械传动与动力学基础 本章着重于机械系统运动与受力的分析基础。涵盖了刚体动力学在机械系统中的应用，包括速度、加速度分析，以及各种运动副的运动学特性。详细分析了平面机构的瞬心法、速度投影法等分析手段。此外，系统介绍了机械振动的基础知识，包括单自由度和多自由度系统的自由振动与强迫振动分析，为后续的疲劳强度校核提供动力学依据。 第3章 工程材料的选用与性能 材料是机械设计的物质基础。本章深入探讨了常用金属材料（钢、铸铁、铝合金、钛合金等）的微观组织结构、力学性能（强度、刚度、韧性、疲劳极限）及其对设计选择的影响。特别关注了非金属材料（高分子材料、复合材料）在特定工况下的应用潜力。本章强调了材料的失效模式（如蠕变、应力腐蚀开裂）及其在设计阶段的预防措施，并详细介绍了先进材料的引入与性能评估方法。 第二部分：强度、可靠性与失效分析（第4章至第6章） 第4章 机械零部件的静力学强度分析 本章是强度设计的核心。系统阐述了各种基本变形的应力分析，包括拉伸、压缩、弯曲、扭转。重点分析了复杂应力状态下的等效应力理论（如最大剪应力理论、最大变形能理论）在工程判断中的应用。详细讨论了危险截面的确定、许用应力的选择，并结合最新的有限元分析（FEA）结果，对传统解析解进行校核与补充。 第5章 机械零部件的抗疲劳强度设计 疲劳是机械零部件最主要的失效形式。本章详细介绍了疲劳的基本机理，包括低周疲劳与高周疲劳的特点。系统介绍了S-N曲线、Miner累积损伤理论、以及Goodman、Soderberg等疲劳校核准则。针对变应力幅下的疲劳寿命预测，引入了应力谱分析和随机疲劳理论。重点阐述了提高零部件抗疲劳性能的结构优化措施（如表面强化处理）。 第6章 机械系统的可靠性与寿命预测 本章从概率论的角度处理工程设计中的不确定性。介绍了可靠性指标（如失效率、平均寿命、可靠度函数）的定义与计算。涵盖了不同寿命分布模型（正态分布、Weibull分布）在实际工程数据拟合中的应用。此外，详细探讨了基于加速寿命试验的可靠性预测方法，以及故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）在系统风险评估中的应用。 第三部分：典型零部件的设计与计算（第7章至第11章） 第7章 紧固件与连接技术 本章聚焦于螺纹连接件的设计与优化。详细分析了螺栓连接在静载、变载和预紧力作用下的受力特性，包括螺纹的强度计算与防松措施。系统比较了铆接、键连接、销连接以及现代的自锁式紧固件的优缺点。特别增加了胶接与焊接连接在现代结构设计中的应用规范与强度评估。 第8章 滚动轴承与滑动轴承设计 轴承是机械中最普遍的旋转元件。本章深入分析了滚动轴承的接触应力、疲劳寿命计算（基于ISO/ABMA标准）。详细讨论了轴承的游隙选择、润滑方式的确定以及轴承的安装与拆卸技术。滑动轴承部分，重点阐述了流体动压润滑理论（Reynolds方程简化应用），以及干摩擦与边界润滑条件下的设计考量。 第9章 齿轮传动设计 齿轮传动是机械中最主要的动力传递方式。本章系统阐述了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算与参数选择。重点介绍了齿面的接触疲劳强度（点蚀）和齿根的弯曲疲劳强度校核。针对高速、重载工况，引入了齿形修正（变位、变顶隙）的设计原理与实施方法，并简要介绍了准双曲面齿轮传动的特点。 第10章 轴类零件的设计与校核 轴是承载和传递扭矩的关键部件。本章结合静力、交变载荷以及扭转、弯曲组合载荷，对轴进行强度和刚度校核。详细讨论了轴的临界转速计算，以及轴的疲劳源识别与结构优化（如圆角、键槽的应力集中处理）。重点介绍了轴的配合与安装要求，确保轴承和齿轮的正确承载。 第11章 弹簧与柔性元件设计 本章涵盖了各种工作条件下弹簧的设计与计算。详细分析了螺旋压缩/拉伸弹簧、板簧的强度和刚度计算。重点讨论了弹簧的预紧力设定、疲劳寿命保证以及在高温或腐蚀环境下的材料选择。此外，还介绍了联轴器在补偿不对中误差方面的应用与选型准则。 第四部分：系统集成、润滑与优化（第12章至第14章） 第12章 润滑、密封与摩擦学 润滑与密封是保障机械长期可靠运行的关键。本章系统介绍了摩擦与磨损的基本定律，润滑剂的分类、性能指标（粘度、粘温特性）。详细阐述了油润滑、脂润滑、固体润滑的适用范围及机理。密封技术部分，对比分析了静密封（垫片、O型圈）和动密封（填料密封、唇形密封）的选择与安装规范。 第13章 机械系统的动态特性与控制基础 本章将设计与自动控制原理相结合。介绍了机械系统的一阶、二阶运动规律的建立，以及传递函数的概念。重点分析了机械系统中的阻尼对系统动态响应的影响，并介绍了如何通过设计手段（如增加阻尼、改变刚度）来改善系统的稳定性与抗干扰能力。 第14章 现代设计方法与工程实践 本章展望了机械设计的前沿技术。详细介绍了参数化建模与基于模型的系统工程（MBSE）在复杂机械开发中的应用。重点阐述了拓扑优化、形状优化等增材制造（3D打印）驱动的设计方法，以及如何利用仿真工具链（CAE）实现设计迭代的效率提升。本章最后对绿色设计与可持续性工程的设计原则进行了总结。 --- 本书的编写风格严谨，注重理论与工程实例的紧密结合，每一章末均附有适量的习题与工程案例分析，旨在培养读者独立分析复杂机械问题、并给出工程可行解决方案的能力。内容涵盖了机械设计领域最前沿的计算工具和标准规范的最新要求。

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这本书的编排上有一个非常人性化的设计，那就是它将不同复杂程度的知识点做了明显的区分。初级的视图绘制和投影关系被放在最前面，确保零基础读者可以顺利入门；而后面关于零件详图、标准件选用和工程标注的深入讨论，则为有一定基础的人提供了进阶的阶梯。我个人对其中关于三维建模与二维图纸之间关联性的阐述特别感兴趣。作者详细解析了如何从三维模型中自动生成符合国标的工程图，以及在模型更新后，二维图纸如何保持同步更新的流程管理，这对于当前推行数字化设计流程的企业来说，具有极高的参考价值。全书的语言虽然专业，但逻辑清晰，每章的末尾都有总结性的提炼，非常便于考前复习或查阅。总而言之，这是一本值得反复研读的、具有工具书性质的专业教材。

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这本书，拿到手里就感觉分量十足，沉甸甸的，一看目录，涵盖了从最基础的线条、图形到复杂的机械零件和建筑结构图的绘制规范，简直就是一本技术人员的“武功秘籍”。我印象最深的是它对投影原理的讲解，那些复杂的空间想象，在书里的图例和逐步分解的说明下，变得异常清晰易懂。特别是涉及到第三角法和第一角法的转换时，作者用了大量的实例图对比，让我这个初学者一下子就明白了其中的奥妙。书里的排版也做得很好，图文并茂，关键概念都有加粗和特殊标注，学习起来效率非常高。我特别喜欢它在讲解国家标准（如国标GB/T系列）时的严谨性，每一个尺寸标注、每一个符号的含义，都引用了最新的标准，确保我们学到的知识是与时俱进的、真正能用在实际工作中的。对于想系统学习制图规范的工程师或学生来说，这本书的知识深度和广度都非常到位，绝不仅仅停留在“会画图”的层面，而是深入到了“如何规范、高效地表达设计意图”的核心。

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这本书的叙事风格非常“学院派”，逻辑严密得像是一个结构工程师在搭建一座大桥，每一步都有明确的支撑和论证。我特别欣赏它在基础理论构建上的细致入微。例如，在谈到立体结构展开与折叠时，作者没有草草带过，而是引入了大量的几何学原理，甚至涉及到一些基础的解析几何知识，这让读者明白制图绝不是简单的描摹，而是严谨的数学应用。对我来说，这本书最大的价值在于它提供了一种“自上而下”的学习路径。它先确立了工程语言的通用规则（如比例、图幅、标题栏），然后逐步深入到特定领域的应用，比如机械制图、土木工程制图的异同点。当我读到关于焊接符号和表面粗糙度表示法的章节时，我发现之前工作中遗漏或误解了很多细节，这本书提供的详尽图例和标准解读，有效填补了这些知识盲区。

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读完这本书，我感觉自己好像完成了一次从“看图”到“懂图”的蜕变。它不仅仅是教会你画线和标注尺寸，更像是在培养一种工程师的“空间语言感”。我注意到作者在选择案例时非常贴合工业界的实际需求，很多复杂的异形件和标准件的画法都做了深入剖析。尤其是那部分关于装配图的绘制，它不仅展示了如何画爆炸图，更强调了如何通过视图的组合来清晰展示零件之间的相对位置和装配关系，这在解决实际装配问题时至关重要。相对于市面上一些只注重软件技巧的教程，这本书的侧重点明显更高，更偏向于设计和规范层面。它对图层、线型、字体大小的规范要求写得极其具体，读完之后，我再去审阅同事的图纸时，总能立刻发现那些不符合标准的“瑕疵”，这种提升是立竿见影的。

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翻阅这本书时，我最直接的感受是它的实用性和前瞻性。现代工程越来越依赖数字化工具，这本书并没有沉溺于传统的徒手绘图，而是花了很大篇幅去介绍CAD软件在制图流程中的应用逻辑。它不是一本单纯的软件操作手册，而是侧重于“为什么这么画”的理论基础，然后自然过渡到如何利用软件高效实现这些规范。比如，在讲解零件图的表达时，它详细对比了传统视图和剖视图的优缺点，并结合实际的装配体拆解图，展示了如何选择最佳的表达方式，以减少制造中的歧义。我个人认为，对于那些已经会用CAD但制图思维还比较混乱的“操作员”来说，这本书能帮助他们建立起扎实的工程思维框架。其中关于公差与配合的那几章，讲解得尤为精辟，用通俗的语言解释了那些复杂的几何公差符号背后的实际意义，极大地提升了我对精密制造要求的理解深度。

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