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《机械设计与制造基础》图书简介 本书聚焦于现代机械工程领域的核心知识与实践应用，旨在为读者提供全面、深入且与时俱进的机械设计与制造理论基础。 在工业快速发展的今天，机械系统在国民经济的各个领域扮演着不可或缺的角色。从精密仪器到重型装备，其可靠性、效率和创新性直接关系到整个产业链的竞争力。《机械设计与制造基础》正是为满足这一需求而编写的专业教材与参考手册。本书内容紧密围绕机械工程的两大支柱——设计与制造展开，兼顾理论的严谨性与工程实践的指导性。 第一部分：机械设计基础——理论构建与系统思维 本部分着重于培养读者进行机械零部件和系统的分析、计算与优化设计的能力。我们深知，优秀的机械设计源于对基本原理的深刻理解和对材料特性的精准把握。 第一章：机械工程绪论与设计方法论 本章首先界定了机械工程的范畴及其在现代工业中的地位。随后，详细阐述了现代机械产品设计的基本流程，包括需求分析、概念设计、方案评估、详细设计与优化等阶段。重点介绍了面向对象的设计（Object-Oriented Design, OOD）思想在机械系统集成中的应用，强调系统化思维和人机工程学的初步引入。 第二章：机械材料力学基础 本章是所有结构设计的前提。它系统回顾了材料的力学性能（强度、刚度、韧性、疲劳极限），并深入讲解了静力学、材料力学中的核心概念，如应力、应变、强度理论（屈服准则）、刚度校核等。特别增设了先进复合材料与智能材料的力学特性简介，拓宽读者的视野。 第三章：机械传动基础 传动系统是机械的心脏。本章详尽论述了各类机械传动装置的设计与计算： 1. 齿轮传动： 从渐开线几何原理出发，系统讲解了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮的强度计算、寿命评估及润滑要求。 2. 带传动与链传动： 重点分析了摩擦系数、中心距对传动比的影响，以及带的张紧与寿命设计。 3. 蜗轮蜗杆传动： 探讨了自锁现象、效率计算及其在精密传动中的应用。 4. 摩擦与润滑： 深入探讨了润滑理论（边界润滑、流体润滑），以及润滑剂的选择标准。 第四章：连接技术与可拆卸连接件设计 连接是实现机械装配的基础。本章详尽分析了静连接（铆接、焊接）和动连接（螺纹连接、键连接、销连接）的设计规范。螺纹连接的强度校核（拉伸、剪切、拧紧预紧力）是本章的重点，结合最新的国家标准，提供了详细的计算案例。 第五章：机械零部件设计与优化 本章侧重于关键零部件的结构优化： 轴系设计： 轴的强度、刚度、临界转速校核，以及轴承的选型与安装。 轴承设计： 滚动轴承和滑动轴承的寿命计算（L10寿命标准），以及特殊工况下的轴承选择。 弹性元件设计： 螺旋弹簧、板簧的设计与疲劳分析。 复杂机构的动态特性分析基础。 第二部分：机械制造基础——从图纸到实物 本部分将理论设计转化为可制造的实体，涵盖了现代制造工艺选择、成本控制和质量保证的核心技术。 第六章：制造工艺基础与工程图学 本章作为连接设计与制造的桥梁，首先回顾了符合国家标准的工程图表示法（三视图、剖视图、尺寸标注），并强调了“图纸的标准化”在协同制造中的重要性。随后，介绍了现代制造系统的概念，包括柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）。 第七章：切削加工原理与机床基础 本章系统阐述了金属切削过程中的物理现象，包括切削力、切削热、切削温度与刀具磨损机制。 刀具材料与几何角度： 重点介绍了硬质合金、陶瓷和高速钢刀具的选用原则。 典型加工方法： 详细分析了车削、铣削、刨削、钻削等基本工序的工艺参数选择（切深、进给量、切削速度）。 数控机床基础： 介绍了数控系统的基本结构、坐标系以及G代码/M代码的基本编程逻辑。 第八章：特种加工技术 随着对材料和复杂结构加工需求的增加，传统切削已不能满足所有需求。本章引入了先进的制造方法： 电火花加工（EDM）： 理论基础、工艺特点及其在模具制造中的应用。 电化学加工（ECM）： 原理与材料去除率的计算。 激光加工与水刀切割： 技术优势、适用材料与精度分析。 第九章：铸造、锻造与塑性成形 对于大批量生产和复杂外形的零件，成形制造是首选。 铸造工艺： 砂型铸造、金属型铸造的原理，重点分析了铸件的凝固过程、收缩率及缺陷预防。 塑性加工： 热加工（锻造、轧制）与冷加工（冲压、拉深）的工艺流程、变形机理及残余应力的控制。 第十章：表面工程与质量控制 零件的最终性能往往取决于表面质量。本章探讨了提高零件表面性能的技术： 表面强化技术： 渗碳、渗氮、离子氮化等热化学处理的机理与效果。 表面涂覆技术： 物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术简介。 计量与检测： 介绍了机械制造中常用的几何尺寸测量方法（卡尺、千分尺、三坐标测量机CMM），以及表面粗糙度的评定标准与控制。 本书的特色与价值 1. 强调工程实践导向： 书中穿插了大量的工程案例和“设计优化提示”，帮助读者理解理论知识如何在实际生产中应用和取舍。 2. 融合新标准与新材料： 内容紧跟最新的国际标准（如ISO/GB），并对新型轻量化材料和增材制造（3D打印）对传统设计制造流程的影响进行了前瞻性讨论。 3. 结构严谨，逻辑清晰： 从基础理论到具体应用，层次分明，确保读者能够构建一个完整、系统的机械工程知识体系。 《机械设计与制造基础》 不仅仅是一本教科书，它更是有志于从事机械设计、工艺规划、设备维护和工程管理领域的专业人士的必备工具书。通过对本书的学习，读者将能够独立完成机械系统的初步设计任务，并能有效地与制造部门进行技术沟通，实现从蓝图到可靠产品的转化。
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