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页数:261

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出版时间:2008-3

价格:29.00元

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isbn号码:9787306030399

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机械设计与制造技术基础：原理、应用与实践 本书籍名称：机械设计与制造技术基础：原理、应用与实践 第一章：机械设计基础与现代制造理念 本章深入探讨现代机械设计的基本原则与方法，旨在为读者构建扎实的理论基础。我们将从机械系统的工作原理出发，阐述功能分析、结构设计与运动控制的核心概念。设计过程不再是孤立的环节，而是与制造、装配、使用及维护紧密结合的系统工程。 1.1 机械设计的基本概念与发展趋势 机械设计是实现特定功能、满足性能要求的工程实践。本节首先界定机械系统的基本构成要素——构件、部件与机构，并详细分析它们之间的相互作用。随后，我们将聚焦于设计理念的演进：从传统的经验设计转向基于计算机辅助的创新设计（CAD/CAE）。重点讨论可靠性设计、人机工程学在设计中的应用，以及面向全生命周期的设计思维。 1.2 机械的功能、运动与强度分析 功能分解与综合： 阐述如何将复杂的机械功能分解为若干可独立实现的基本功能模块，并探讨功能综合的策略，以提高系统效率与集成度。 运动学与动力学基础： 深入研究平面与空间机构的运动规律。引入速度、加速度分析方法，并过渡到对机构受力的动态分析。对于复杂机构，将介绍拉格朗日方程在动力学建模中的应用。 材料选择与失效分析： 详细比较常用结构材料（金属、高分子、复合材料）的力学性能。重点讲解应力-应变关系、疲劳失效、蠕变与断裂韧性等关键概念，并提供基于国家标准和国际标准的材料选用指南。 1.3 机械制图与计算机辅助设计（CAD） 本节侧重于工程语言的规范表达。内容涵盖国家标准（如GB/T）规定的视图绘制、尺寸标注、公差与配合的表达方法。在软件应用层面，我们将剖析三维建模（Solid Modeling）、曲面设计（Surface Modeling）的核心技术，并介绍有限元分析（FEA）在结构应力、模态和热分析中的初步应用流程。 第二章：机械传动与连接技术 高效、可靠的能量与运动传递是机械设备稳定运行的保障。本章系统介绍各类机械传动装置的原理、设计与校核。 2.1 常用机械连接件的设计与计算 静连接与动连接： 详细分析螺纹连接（标准螺纹、特殊螺纹的受力特性、预紧力的计算与松动防护措施）、键与花键连接的承载能力，以及铆接、焊接连接的强度校核标准。 销连接与过盈配合： 探讨销（如圆柱销、圆锥销）在承受剪切载荷时的设计准则，以及过盈配合在实现轴与孔精确装配中的应用与拆卸考虑。 2.2 摩擦与滚动轴承技术 本节深入研究轴承在机械传动系统中的作用。内容涵盖滑动轴承的润滑理论（油膜厚度、雷诺方程简介）和滚动轴承的寿命计算（静载荷与动载荷下的基本额定寿命、L10寿命的统计学意义）。重点讲解轴承的安装、游隙调整与常见故障诊断。 2.3 齿轮传动系统设计 齿轮是应用最广泛的动力传递元件。本章详细讲解直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和锥齿轮的几何参数计算、强度校核（齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳的许用应力确定）。此外，还将引入齿轮传动的效率分析与噪声控制的设计方法。 2.4 带、链与柔性传动 讨论V带、同步带和链传动的特性差异。重点分析带传动的初拉力确定、包角与打滑现象的控制；链传动的节距与中心距的优化选择，以及在非标场合下的挠性传动方案设计。 第三章：现代制造工艺与过程控制 本章将理论设计与实际生产制造环节紧密结合，介绍从毛坯成型到精密加工的现代制造技术。 3.1 材料的成型与连接工艺 铸造工艺基础： 介绍砂型铸造、金属型铸造的基本流程、凝固收缩的控制，以及铸件的内、外缺陷成因分析。 锻压与塑性加工： 探讨热加工与冷加工对材料晶粒结构和力学性能的影响。分析冲压、拉深、弯曲等基本成形工序的工艺参数控制。 现代连接技术： 除了传统的焊接，本节还将介绍激光焊接、搅拌摩擦焊等先进连接技术在复杂结构制造中的应用。 3.2 切削加工与数控技术 机床与刀具基础： 介绍普通机床（车、铣、刨、磨）的基本工作原理，以及高速钢、硬质合金、陶瓷等刀具材料的选择原则。 切削参数优化： 深入探讨切削速度、进给量和背吃刀量对加工质量、刀具寿命和表面粗糙度的综合影响模型。 数控（NC/CNC）加工编程与实现： 阐述G代码和M代码的基本结构，零件坐标系与机床坐标系的建立，并介绍三轴联动加工的轨迹规划基础。 3.3 表面工程与精密制造 为提高零件的耐磨性、耐腐蚀性和特定功能，表面处理技术至关重要。本章介绍热处理（退火、正火、淬火与回火的微观机理）、化学热处理（渗碳、渗氮）以及物理气相沉积（PVD）、电镀等表面涂覆技术。 第四章：机械系统集成与可靠性工程 现代机械不再是孤立的部件集合，而是集成了控制、传感与驱动的复杂系统。 4.1 机电一体化系统基础 本节概述机电一体化系统的构成，重点分析传感器（位移、力、速度）的选择与信号采集，以及执行器（伺服电机、步进电机、液压/气动元件）的选型与控制接口。理解位置反馈、速度闭环控制的基本概念。 4.2 机械系统的装配、调试与维护 从装配工艺的角度审视设计质量。讲解精密装配中的对中、预紧力施加标准。介绍设备“三性”（可靠性、经济性、维修性）的指标体系，以及预防性维护（PM）和预测性维护（PdM）的实施策略，以最大化设备运行周期。 4.3 机械系统动力学与振动控制 系统性地分析机械设备运行时产生的振动源，建立多自由度系统的振动模型。探讨通过修改结构刚度、增加阻尼器或采用主动隔振技术来抑制共振和减少机械噪声的工程措施。 附录：工程实践案例分析 精选多个工业领域的典型机械设计案例（如：高精度机床导轨系统、重载起重机构、复杂自动化生产线），从需求分析到最终方案选型，展示本教材所学原理的完整应用流程。 本书特色： 本书旨在搭建连接基础理论与工程实践的桥梁。内容结构严谨，逻辑清晰，不仅覆盖了传统机械设计课程的核心知识点，更融入了先进制造技术、材料科学前沿及系统集成思维。通过大量的工程实例和计算校核步骤，确保读者能够掌握将设计图纸转化为实际可靠产品的能力。本书适合作为高等院校机械工程、自动化、材料科学及相关工科专业的教材或参考书。

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