机械工程设计

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出版者:高等教育
作者:希格力
出品人:
页数:793
译者:
出版时间:2007-4
价格:62.00元
装帧:
isbn号码:9787040207576
丛书系列:
图书标签:
  • 设计
  • 工程学
  • 工业设计
  • 机械工程
  • 机械设计
  • 工程设计
  • 机械原理
  • 设计方法
  • 工程图学
  • CAD
  • CAM
  • 制造工艺
  • 机械制图
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具体描述

《世界优秀教材中国版•机械工程设计(第7版)(改编版)》主要内容:为了加快培养具有国际竞争力的高水平技术人才,加快我国高等教育改革的步伐,教育部近来出台了一系列倡导高校开展英语或双语教学、引进原版教材的政策。引进国外优秀原版教材,在有条件的学校推动开展英语授课或双语教学,自然也引进了先进的教学思想和教学方法,这对提高我国自编教材的水平,加强学生的英语实际应用能力,使我国的高等教育尽快与国际接轨,必将起到积极的推动作用。

机械设计——塑造现实的艺术 我们生活在一个由机械驱动的世界。从我们手中的智能手机,到我们脚下的汽车,再到我们赖以生存的桥梁和建筑,无一不闪耀着机械工程设计的智慧光芒。这门古老而又充满活力的学科,不仅仅是冰冷的公式和图纸,它是一种将抽象概念转化为具象实体的艺术,是工程师们用智慧和创造力雕塑现实的伟大实践。 机械设计,顾名思义,是对机械产品从概念产生到最终实现的全过程进行系统规划、分析、优化和详细绘制的学科。它要求设计者深入理解物质的属性、力的作用、能量的转化以及系统的运动规律,并将其巧妙地融入到解决实际问题的方案中。每一次成功的机械设计,都是一次对物理定律的深刻洞察和对人类需求的精准回应。 核心价值与挑战 机械设计的核心在于功能实现与可靠保障的平衡。一个设计必须首先能够完成预期的任务,例如让一台机器运转起来,或者让一个结构支撑起特定的荷载。但仅仅做到这一点远远不够。一个优秀的设计还需要具备安全性、经济性、可制造性、可维护性以及美观性等诸多维度。 安全性是机械设计的生命线。任何一个疏忽都可能导致灾难性的后果。因此,设计者必须对潜在的失效模式进行详尽的分析,并采取有效的预防措施,确保机械在正常使用条件下,甚至在一定范围的意外条件下,都不会对使用者或环境造成伤害。这需要对材料力学、断裂力学、疲劳分析以及失效模式与影响分析(FMEA)等理论有透彻的理解。 可靠性是机械产品能够持续稳定工作的能力。一个频繁故障的机械设备,无论其功能多么强大,都将失去其存在的价值。设计者需要通过严谨的分析和大量的试验来验证设计的可靠性,选择合适的材料、合理的结构形式,并考虑环境因素的影响。 经济性是市场竞争的关键。在满足功能和可靠性要求的前提下,设计必须力求成本最低。这涉及到材料的选择、加工工艺的优化、生产效率的提升,以及运行和维护成本的考量。一个高效且经济的设计,才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。 可制造性则要求设计者在构思阶段就充分考虑实际的生产条件。过于复杂、难以加工的结构,或者需要特殊昂贵设备的零件,都可能大大增加生产成本和难度。熟悉各种加工技术(如切削、铸造、焊接、3D打印等)及其局限性,是优秀机械设计者的必备技能。 可维护性关乎机械的“生命周期”。一个易于维护的设计,能够大大降低用户的运行成本和停机时间。这意味着零件的易于拆卸和更换,以及清晰的操作和维修指南。 设计流程的深度探索 一个完整的机械设计项目,通常遵循一套严谨的流程: 1. 需求分析与概念生成: 这是设计的第一步,也是至关重要的一步。设计者需要与客户(或自身)深入沟通,准确理解项目的目标、功能要求、性能指标、使用环境以及预算限制。在此基础上,通过头脑风暴、技术调研等方式,发散出多种可能的解决方案,形成初步的设计概念。 2. 方案设计与技术论证: 对初步概念进行筛选和细化。针对每个有潜力的方案,进行初步的力学分析、能量平衡计算、运动学分析等,评估其可行性、性能和潜在风险。可能需要进行一些关键技术的实验验证。 3. 详细设计与图纸绘制: 确定最终方案后,进入详细设计的阶段。这包括选择具体的材料、确定零件的尺寸和公差、设计连接方式、选择标准件(如螺钉、轴承、齿轮等)。所有设计成果都需要通过精密的工程图纸(包括三维模型和二维工程图)来表达,这是工程师之间沟通和指导生产的通用语言。 4. 性能仿真与优化: 现代机械设计离不开计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)工具。通过有限元分析(FEA)等仿真软件,可以在设计阶段模拟机械在各种载荷和工况下的受力、变形、温度分布等情况,提前发现潜在的设计缺陷,并对设计进行优化,以达到最佳的性能和可靠性。 5. 样机制作与试验验证: 根据详细设计图纸制作出样机,并进行一系列严格的试验,以验证设计的各项性能指标是否达到预期。试验结果将为进一步的设计改进提供重要依据。 6. 生产准备与技术支持: 在设计最终定型后,将图纸和技术文件移交给生产部门,并提供必要的技术支持,确保产品能够顺利、高质量地生产出来。 面向未来的视野 机械设计正处于一个快速发展的时代。随着新材料、新工艺、信息技术和人工智能的飞速进步,机械设计的理念和方法也在不断革新。 智能化设计: 利用机器学习和人工智能算法,可以辅助设计者进行更快速、更优化的参数选择和结构设计,甚至可以实现自主设计。 数字化与虚拟化: 整个设计、制造和运行过程的数字化,使得工程师可以在虚拟环境中进行更全面的模拟和验证,大大缩短研发周期,降低成本。 绿色设计与可持续性: 更加注重产品的环境影响,采用环保材料,设计易于回收和再利用的产品,是未来机械设计的重要方向。 人机交互与仿生学: 更加关注机械与人的交互体验,并从自然界中汲取灵感,设计出更高效、更符合人体工程学的机械产品。 机械设计,是一门严谨而又充满创造力的学科。它不仅仅是绘制图纸,更是解决问题的艺术,是工程师将科学原理转化为实际应用、服务于人类社会的桥梁。每一次成功的机械设计,都是一次对未知世界的探索,一次对极限的挑战,一次对美好生活的塑造。它以无形之手,在物理世界中创造出无限可能。

作者简介

目录信息

读后感

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最近在重新复习这本书,主要是温习机械设计的基础知识,熟悉相关领域的词汇,为在美求职和面试机械领域岗位做一些准备。 名为机械设计,但是这本书内容丰富,一千多页英文。实际上把本科时学的材料力学,工程材料,机械原理和机械设计四门课本合写了一本。现在我把阅读过程中...

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最近在重新复习这本书,主要是温习机械设计的基础知识,熟悉相关领域的词汇,为在美求职和面试机械领域岗位做一些准备。 名为机械设计,但是这本书内容丰富,一千多页英文。实际上把本科时学的材料力学,工程材料,机械原理和机械设计四门课本合写了一本。现在我把阅读过程中...

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最近在重新复习这本书,主要是温习机械设计的基础知识,熟悉相关领域的词汇,为在美求职和面试机械领域岗位做一些准备。 名为机械设计,但是这本书内容丰富,一千多页英文。实际上把本科时学的材料力学,工程材料,机械原理和机械设计四门课本合写了一本。现在我把阅读过程中...

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最近在重新复习这本书,主要是温习机械设计的基础知识,熟悉相关领域的词汇,为在美求职和面试机械领域岗位做一些准备。 名为机械设计,但是这本书内容丰富,一千多页英文。实际上把本科时学的材料力学,工程材料,机械原理和机械设计四门课本合写了一本。现在我把阅读过程中...

用户评价

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这本书的份量和内容广度,让它更像是一部“工程百科全书”,而非一本操作手册。我特别欣赏它在“可靠性工程”这一块的深入探讨,这部分内容往往在基础设计教材中被一带而过,但这本书用相当大的篇幅详细阐述了如何建立可靠性指标、如何进行故障模式与影响分析(FMEA)。这种前瞻性的视角,确实能提升一个设计者对产品全生命周期的认识高度。它不仅仅教会你如何“造得出来”,更重要的是教会你如何“造得长久,造得安全”。但是,我必须指出,这本书在“创新设计”和“仿生学应用”等新兴领域的覆盖率明显不足,似乎更专注于成熟、经典的机械设计范畴。对于那些希望从中寻找突破性、颠覆性设计思路的读者来说,可能会感到意犹未尽。它是一部极好的“打地基”的工具书,确保你的设计根基稳固无比,但如果你想在现有基础上搭建一个充满未来感的“摩天大楼”,这本书提供的模板可能略显保守和传统,需要读者自行补充大量现代前沿知识。

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哇,这本《机械工程设计》真是让人又爱又恨,我一口气把它啃完了,感觉脑子里装满了各种复杂的图纸和计算公式。说实话,刚翻开的时候,我被那些密密麻麻的结构图和应力分析给镇住了,简直像是在看一本高难度的武功秘籍,感觉自己离真正的工程师还差着十万八千里。书里的理论讲解非常扎实,对于材料力学和结构分析的部分,作者似乎下了很大功夫去推导每一个公式的来龙去脉,这一点对于想深入理解原理的人来说是极大的福音。举个例子,关于疲劳强度设计那几章,它没有简单地给出经验公式,而是详细阐述了S-N曲线的建立过程和修正系数的选取依据,我光是跟着推导就花了整整一个下午,期间光是咖啡就喝了三杯。但是,也正因为这种“深度挖掘”,导致对于初学者来说,入门的门槛有点高,很多基础概念的铺垫略显不足,总感觉一下子就被推到了深水区。我记得我第一次尝试自己画一个简单的齿轮箱剖面图时,光是确定轴承的安装精度和密封方式,就得翻阅前面好几章的内容来相互印证,那种感觉就像是拼图,虽然最终能拼出来,但过程的曲折程度远超预期。总的来说,这本书更像是为那些已经有一定工程背景,想要精进设计细节和理论深度的专业人士准备的“进阶指南”,而非一本轻松的入门读物。

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我花了好长时间才把这本书读完,坦白讲,我对这本书的整体观感是“详尽得有些令人望而却步”。这本书的优点在于其内容的全面性,它几乎涵盖了机械设计中的所有关键模块——从基础的零部件选择到复杂的系统集成,无所不包。但它的缺点也恰恰在于这种全面性,导致在某些具体的、实操性很强的小技巧上,深度显得有所欠缺。比如,书中花了大篇幅去讲解如何计算轴的临界转速,计算过程严谨得无可挑剔,但对于实际加工中,如何保证轴的同心度和表面粗糙度对最终使用寿命的影响,描述得相对模糊,更像是一种“点到为止”的态度。我个人最欣赏的是它对设计流程规范的强调,书中反复提醒读者要考虑人机工程学和可制造性(DFM),这在很多国内教材中是被弱化的部分。然而,书中提供的案例分析数量偏少,而且案例的复杂度和现实世界的混乱程度有些脱节,总是给出一些“理想化”的边界条件,这让我在尝试将书中学到的知识应用到我目前负责的项目中时,总感觉缺少了一层“现实的滤镜”。如果能增加更多带有“失败经验”和“妥协方案”的真实案例对比,这本书的实用价值会提升一个档次。

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这本书拿到手的时候,我的第一印象是它的装帧设计非常传统,内容排版也略显陈旧,一看就是那种经历过多次重印、积累了深厚学术底蕴的教科书。内容上,它最大的价值在于它对“设计思维”的引导。作者似乎在极力推崇一种“自顶向下”的设计哲学,首先确立系统目标,然后逐步分解到子系统和零部件层面。我特别喜欢它在介绍材料选择时所采用的对比分析法,它没有简单地推荐哪种材料最好,而是通过列举不同工况下,钢、铝合金、高分子材料的性能曲线和成本效益分析,迫使读者自己去权衡取舍。这对我个人来说是一种思维上的颠覆,以前总想找一个“标准答案”,读完后才明白,机械设计从来没有绝对的最佳解,只有最适合当前约束条件的妥协方案。美中不足的是,书中对最新的数字化设计工具(比如参数化建模和拓扑优化软件)的介绍几乎为零,这对于习惯了使用先进CAE工具的现代工程师来说,多少会感觉有点脱节,仿佛作者停在了上个世纪末的绘图板时代,这使得这本书的“前沿性”大打折扣。

评分

我是在准备一个重要的技术评审前夕临时抱佛脚看的这本书,说实话,它的结构组织方式非常有利于快速定位和查阅特定知识点。如果你需要快速回顾一下某个标准件的尺寸系列或者某个机构的运动学分析方法,这本书的索引做得相当到位,查找效率极高。它的语言风格偏向于严谨的学术论述,逻辑链条非常清晰,基本上每一句话都有明确的理论支撑,这给人一种极强的“可靠感”。我记得有一章专门讨论了螺纹连接的预紧力计算,它不仅仅给出了基于静力学的计算,还引入了动态载荷下的松动风险评估,这对于承受振动的设备设计至关重要。然而,这种过度的严谨性也带来了一些阅读上的枯燥感,尤其是在涉及大量公式推导和冗长文字描述的章节,读起来非常费神,需要高度集中的注意力,稍有走神就容易跟不上思路。如果能在关键的理论点后配上更生动、更贴近工业现场的图解或动画演示(当然,纸质书难以实现,但在电子版中可以改进),相信能更好地帮助读者消化吸收这些硬核知识,而不是仅仅停留在符号层面上的理解。

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