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出版者:高等教育

作者:陈作模

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2008-5

价格:10.20元

装帧:

isbn号码:9787040231168

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机械原理学习指南 内容提要 本书旨在为学习机械原理的学生、工程师和技术人员提供一本全面、深入且实用的学习参考书。它不仅仅是一本理论教材，更是一份精心设计的学习路线图和实践操作指南，旨在帮助读者系统地掌握机械设计与分析的核心基础，理解复杂机械系统的运动规律与受力特性，并能将其有效地应用于实际工程问题中。 全书结构严谨，逻辑清晰，从最基础的运动学和动力学原理入手，逐步深入到机构设计、齿轮传动、带传动、摩擦与润滑等关键模块。我们力求在理论阐述的深度与工程实践的广度之间找到最佳平衡点，确保读者不仅知其然，更能知其所以然。 第一部分：基础理论的奠基 第一章：机械原理导论与绪论 本章首先界定了机械学的范畴，阐述了机械在现代工业和社会发展中的核心地位。我们将追溯机械原理学科的发展历程，介绍经典力学与现代控制理论对机械设计的影响。随后，明确学习机械原理的必要性、学习方法论，并概述本书的整体框架与学习目标。重点强调了从宏观系统到微观零件的分析思维方式的培养。 第二章：机构运动学分析基础 这是理解机械如何运动的基石。本章详尽介绍了平面机构的基本组成要素，如构件、运动副（低副与高副）。重点解析了机构的组成、自由度计算方法，特别是应用Kutzbach准则对复杂机构进行运动约束分析。随后，深入讲解了点的运动分析方法，包括绝对运动、相对运动和牵连运动的概念，并详细介绍了瞬心法、速度投影法和速度图解法在求解机构瞬时速度和加速度中的应用。图形法与解析法的结合使用，确保了分析的准确性与灵活性。 第三章：机构动力学分析——静力学与平衡 动力学分析是连接理论与实际负载的关键。本章首先复习并深化了刚体静力学的原理，讲解了力的平衡条件、力矩平衡以及反力计算。随后，引入了机构的静力学分析，包括主动力、从动力的确定，以及如何应用虚功原理（或称位移法）来求解机构的平衡方程。本章还专门辟出部分讨论了机械系统的平衡问题，包括如何通过配重、平衡块等方式消除旋转部件因不平衡质量产生的振动，确保机械运行平稳。 第四章：机构动力学分析——运动与力的关系 本章是全书的核心难点和重点。我们将从牛顿第二定律出发，系统讲解机构的动力学分析方法。重点介绍了达朗贝尔原理在机构动力学中的应用，将其转化为准静力学问题，便于求解。详细阐述了瞬时反力法和加速度法，用于计算机构在特定瞬态下的受力情况。对于具有往复运动的连杆机构，本章将深入探讨惯性力、离心惯性力和振动对机构寿命和效率的影响，并初步介绍平稳化措施。 第二部分：核心传动系统的设计与分析 第五章：机械传动基础与效率分析 本章概述了机械传动系统在能量传递中的作用，分类介绍了主要的传动形式。重点讨论了传动比的计算、扭矩的传递以及机械效率的概念。通过对各种传动系统（如齿轮、带、链）的效率损失来源分析，引导读者树立节能、高效的设计理念。 第六章：齿轮传动原理与设计 齿轮传动是应用最广泛的机械传动形式。本章全面覆盖了标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算、啮合原理（包括齿廓演化、渐开线的生成）。深入剖析了重合度、干涉与根切现象，并给出了避免失效的设计准则。此外，本章还扩展至斜齿圆柱齿轮和人字齿轮的受力分析与接触强度计算，为高承载、高精度应用打下基础。 第七章：轴与轴承 轴作为传递运动和扭矩的关键部件，其可靠性至关重要。本章详细讲解了轴的分类、载荷类型（弯矩、扭矩、组合载荷）的分析。重点阐述了轴的强度计算（静强度与疲劳强度）、刚度计算以及临界转速的确定，以避免共振。轴承部分则系统介绍了滚动轴承和滑动轴承的结构、工况分析、寿命计算（特别是$L_{10}$寿命的确定）以及润滑的基本要求。 第八章：带传动与链传动 这两类传动方式在保证速度平稳性方面有其独到之处。带传动部分侧重于分析带的弹性滑动、初拉力、紧边和松边拉力计算，以及V带和同步带的特性选择。链传动部分则侧重于链条的节距、导向、张紧机构的设计，以及其在重载、低速场合的应用特点。 第三部分：机构的特种分析与应用 第九章：凸轮机构的设计与分析 凸轮机构是实现复杂、非周期运动的理想选择。本章详尽介绍了凸轮机构的运动规律选择（如等加速、等加速简谐运动、三次多项式等），并重点讲解了从“运动要求”到“几何形状”的逆向设计方法。分析了推程运动中的冲击、振动问题，并指导如何选择合适的从动件结构（滚子、平面、短滚子等）以优化接触应力。 第十章：摩擦、润滑与制动 摩擦是机械运动中不可避免的能量损耗源。本章深入探讨了干摩擦、边界润滑和流体润滑的理论基础，特别是Stribeck曲线在预测摩擦状态中的作用。详细介绍了润滑剂的选择标准和润滑系统的基本构成。在制动方面，分析了各种制动器（如盘式、鼓式）的制动力矩产生机理、热平衡计算以及制动距离的确定。 第十一章：典型机械系统的集成与优化 本章将前述理论融会贯通，选取几个典型的工程实例进行综合分析，例如：工程机械的提升机构、自动化生产线上的往复机构、以及精密机床的进给系统。重点探讨如何运用现代分析工具（如有限元分析对结构刚度的预估，以及多体动力学软件对运动过程的仿真），以实现机构的轻量化、高可靠性和运动精度优化。 附录：工程实用工具 附录提供了常用的材料机械性能参考表、标准公差与配合表、常用减速机选型参数以及机械设计安全系数的确定依据，便于读者在实际工程设计中快速查阅和应用。 本书特色 1. 案例驱动： 每一关键理论点后均配有详细的工程实例解析，确保理论与实践紧密结合。 2. 注重分析方法： 强调虚功原理、达朗贝尔原理等动力学分析方法的熟练运用，培养结构化解题能力。 3. 前沿视野： 适度引入了现代机械设计中的可靠性理论和数字化仿真技术简介，拓宽学习者的视野。 本书是机械工程专业学生、从事机械设计与制造的工程师，以及准备考取相关执业资格证书的专业人士的理想读物。通过系统学习，读者将建立起坚实的机械原理知识体系，能够独立完成复杂机械系统的概念设计、运动分析和关键部件的校核计算。

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我作为一个已经在行业里摸爬滚打了几年、但总觉得基础不牢固的工程师，这次翻阅这本教材，主要目的是想重新梳理一下那些被工作经验冲淡的理论知识点。这本书的厉害之处在于，它不仅仅停留在理论的阐述，更注重知识与实际工程应用的结合。例如，在讲到凸轮机构设计时，书中不仅详细介绍了各种从动件的运动规律选择，还配有大量的实际机械设备图例——从早期的内燃机配气机构到现代的自动化生产线上的分度凸轮，这种跨越时代的案例对比，让人立刻明白了理论的价值所在。最让我惊喜的是，它竟然专门开辟了一章讨论“机构的动力学分析及其在振动抑制中的应用”，这通常是研究生阶段才会深入探讨的内容，但这本书将其以一种非常直观的方式呈现出来，让我们这些需要处理实际设备噪音和振动问题的工程师，找到了理论指导实践的有效途径。它的语言风格是那种非常严谨又不失温度的专家叙述，每一个论断都有充分的理论支撑，但又不会让人觉得枯燥乏味，真正做到了学术性和实用性的完美平衡，对于提升工程实践的深度非常有帮助。

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这本书的封面设计真是充满了复古的机械美感，那种深深的蓝和金属质感的银色搭配起来，让人一眼就能感受到它深厚的学术底蕴。我拿到手的时候，首先被它的装帧质量吸引住了，纸张的触感非常扎实，油墨印刷清晰锐利，即便是那些复杂的示意图和公式推导，也能看得一清二楚，这对于我们这些需要经常查阅和在书页上做笔记的学习者来说，简直是太重要了。随便翻开其中一页，关于连杆机构的曲柄摇杆运动分析部分，作者的处理方式就非常巧妙，他没有直接堆砌大量的数学符号，而是先用非常形象的比喻来解释力是如何传递和转化的，这种“先理解概念再深入公式”的教学思路，极大地降低了初学者望而却步的门槛。我记得我过去啃别的教材时，经常卡在某个特定的运动副的受力分析上，但这本书里，作者似乎能预判到我们可能会在哪里感到困惑，提前设置了“易错点提示”和“深度解析”的小版块，让学习过程变得更加连贯和流畅。整体来看，这本教材的编排逻辑清晰得令人称赞，从最基础的运动副、构件，逐步过渡到机构的运动分析和设计，层次感极其分明，读起来完全没有那种支离破碎的感觉，非常适合作为系统学习机械原理的首选读物。

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我曾经尝试过用几本国外翻译过来的经典教材来自学机械原理，但常常因为文化差异和表达习惯上的隔阂而感到挫败。这本《机械原理学习指南》则完全没有这个问题，它的语言风格是那种非常地道、流畅且逻辑严密的中文表达，每一个术语的引入都伴随着清晰的中文释义，避免了翻译腔带来的理解障碍。更值得称赞的是，它对“机构综合”这一宏大主题的处理，简直是教科书级别的典范。作者没有简单地罗列各种综合方法，而是构建了一个清晰的“设计思维框架”，教导读者如何从实际需求出发，逆向推导出合适的机构形式，并详细对比了不同方案在传动比精度、体积、成本等方面的优劣。读到关于齿轮系设计的那一章时，我仿佛进入了一个高级设计研讨会，作者不仅教会了我如何计算齿轮的强度，更教会了我如何从机械美学和工程经济性角度去权衡设计选择。这本书的阅读体验是：它不仅仅是一本知识的载体，更是一部关于如何进行严谨、创新性机械设计思维的入门指南，它的价值远超出了一个简单的“学习工具书”的范畴。

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这本书在结构上的精妙布局，让我对机械原理的学习产生了前所未有的系统性认知。它似乎打破了传统教材按照“静力学——运动学——动力学”这种僵硬的线性划分，而是采用了一种“以应用驱动理论”的模式。例如，在介绍机构的自由度计算时，作者没有孤立地去讲芝里斯特里尼法则（Gruebler's Criterion），而是首先展示了几个实际工业机构（比如一个常见的自动化抓取装置）是如何因为自由度计算错误而导致设计失败的案例，这种“先有痛点再给解药”的叙事手法，极大地激发了我去深究背后的原理的兴趣。书中的图表质量达到了出版级的水平，特别是那些三维机构的透视图，标注清晰，立体感十足，让人甚至可以在脑海中重构出那个机构的实际运作状态。而且，作者似乎对不同学习阶段的读者都有所照顾，它将一些特别深奥的、涉及到高等数学背景的推导放在了附录中，正文则保持了对本科生或自学者友好的难度，保证了主体阅读的流畅性，这种细致入微的层级区分，体现了作者对读者群体的深刻理解和关怀。

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老实说，我是一个对纯粹的理论书籍有天然抗拒心理的学生，很多教科书拿在手里就觉得像是面对一座无法逾越的大山。但是这本《机械原理学习指南》给我的体验完全不同，它更像是一个耐心且知识渊博的导师在耳边循循善诱。它的排版设计非常人性化，大量的留白和适中的字体大小，减轻了阅读疲劳。尤其是在处理复杂的动态分析部分时，作者采用了分步分解的策略，每一个小步骤都会用一个单独的框格或不同颜色的字体来突出，就像是把一个复杂的数学推导过程拆解成了若干个可以独立消化的“小知识块”。我发现自己以往需要花费数小时才能理解透彻的转动副的瞬心法，在这本书里，通过作者精心绘制的动态示意图和简洁的文字描述，半个小时内就掌握了核心思路。此外，书后附带的习题设计也极其考究，它们不是简单重复课本内容的计算题，而是设置了许多开放性的思考题，引导我们去探索机构设计的多种可能性，真正培养了我们独立解决问题的能力，而不是死记硬背公式的“解题机器”。

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