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页数:271

译者:廖建刚

出版时间:2009-9

价格:27.00元

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isbn号码:9787030252500

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• 机械工程
• 工程基础
• 机械原理
• 设计基础
• 机械制图
• CAD
• SolidWorks
• AutoCAD
• 制造业

机械设计基础：精益求精的工程实践指南 本书简介 本书旨在为工程技术人员、机械设计专业的学生以及对机械系统设计抱有浓厚兴趣的自学者，提供一套全面、深入且高度实用的机械设计理论与实践指导。我们深知，优秀的机械设计并非仅是理论知识的简单堆砌，而是对材料科学、动力学、制造工艺乃至经济性考量的综合权衡与艺术。因此，本书的编写核心理念是“理论指导实践，实践反哺理论”，力求在严谨的工程学基础上，融入最新的设计理念和行业标准。 本书结构严谨，内容涵盖了现代机械设计中不可或缺的关键领域。我们将从最基础的机械零件的强度与刚度分析入手，深入探讨各种失效模式，包括静力强度、疲劳强度以及蠕变问题。不同于单纯的公式推导，我们将重点分析实际载荷条件下的应力集中现象，并结合有限元分析（FEA）的基本思想，指导读者如何通过合理的结构设计来优化应力分布，提高零件的使用寿命。 在连接技术部分，我们将超越传统的螺栓、铆接和焊接的简单介绍。对于螺纹连接，本书会详尽阐述预紧力的精确计算、螺纹的疲劳可靠性评估，以及在动态载荷下的自锁性设计。焊接部分则侧重于焊缝的强度校核、热影响区的分析，以及不同焊接方法（如TIG、MIG/MAG、激光焊）在精密制造中的应用选择。 运动与机构设计是机械系统的灵魂。本书在阐述平面连杆机构、凸轮机构的运动特性分析时，采用了现代化的数学建模方法，确保计算的精确性。更重要的是，我们引入了“机构综合”的概念，指导读者如何根据特定的功能需求，反向设计出最合适的机构形式，而非仅仅停留在对已有机构的分析。对于复杂的空间机构，本书将介绍旋量理论（Screw Theory）的基础应用，为设计高精度、多自由度机构提供理论支撑。 摩擦、润滑与轴承技术是决定机械系统效率与寿命的关键因素。本书对润滑理论的阐述，将深入到流体动力润滑（Elhydrodynamic Lubrication, EHL）的范畴，解释油膜形成机理和临界转速下的磨损控制。滚动轴承和滑动轴承的选择与寿命计算，不再是简单的查表过程，而是结合了轴承的径向、轴向载荷能力，以及考虑了高低温、高真空或腐蚀性介质环境下的特殊选型准则。 齿轮传动的设计历来是机械设计的难点与重点。本书遵循最新的ISO和AGMA标准，详细解析了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮和蜗轮蜗杆的几何参数计算、接触应力（赫兹应力）和弯曲应力（Lewis应力）的校核。特别地，我们加入了齿向和齿廓修形的设计原则，以适应高速、重载、高精度传动系统的要求，确保啮合平稳性和抗点蚀能力。 弹簧与弹性元件设计部分，将详尽介绍螺旋弹簧、板簧、扭簧的应力分析和疲劳寿命预测。对于精密仪器和减振系统，本书会探讨如何利用橡胶和聚合物弹性体的非线性特性进行设计。 动态特性分析与振动控制是现代机械设计中必须跨越的鸿沟。本书引入了机械系统的一阶和二阶振动模型，指导读者计算系统的固有频率和阻尼比。如何通过调整质量、刚度、增加吸振器（如粘滞阻尼器或调谐质量阻尼器）来避免共振，提升系统的可靠性，将是本章节的实践核心。 材料选择与制造工艺的集成被贯穿于全书。我们强调，零件的最终性能严重依赖于材料的选取和制造过程。因此，在讨论每个零件的设计时，都会同步分析不同材料（如高强度钢、铸铁、铝合金、工程塑料、复合材料）的适用性、热处理和表面强化工艺（如渗碳、氮化、喷丸强化）对零件性能的影响。例如，在设计高精度轴系时，我们会比较车削、磨削和滚压加工对表面粗糙度和残余应力的影响。 人机工程学与可靠性设计作为现代工程的基石，本书同样予以高度重视。可靠性部分介绍了故障树分析（FTA）和概率设计方法，使设计不再是单一的安全系数概念，而是基于风险评估的量化过程。人机工程学则指导读者如何从操作便利性、人眼视觉、噪声控制等方面优化设备布局和交互界面。 本书的特色在于其大量的工程实例分析和设计优化案例。这些案例均来源于实际工业场景，例如高速加工中心的导轨系统设计、精密注塑机的锁模机构优化、以及大型风力发电机齿轮箱的疲劳寿命评估。通过对这些案例的剖析，读者能够清晰地看到理论知识是如何转化为解决实际工程问题的强大工具的。 我们力求用清晰、规范的工程语言，辅以详尽的图示和校验流程，帮助读者建立起系统性的机械设计思维框架。掌握本书内容，意味着掌握了从概念构思到详细校核、再到工艺指导的全流程设计能力，为成为一名优秀的机械工程师奠定坚实的基础。

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我对这本书在某些概念的阐述上，感到有些过于概括化了。以弹簧的设计为例，书中虽然提及了不同类型弹簧的特点和选择依据，但对于弹簧在实际使用中可能遇到的疲劳失效、蠕变、以及在极端温度下的性能变化等问题，并没有进行细致的分析。我希望能看到更多关于材料选择如何影响弹簧性能，以及在设计时需要预留多少安全裕度来应对这些动态变化。有时候，仅仅知道“怎么做”是不够的，更需要理解“为什么这么做”，以及“这样做的后果是什么”。

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这本书确实在内容上存在一些让我感到困惑的地方。例如，在讲到应力集中这一章节时，作者给出的公式推导过程相当跳跃，很多中间步骤似乎被省略了，留给我一种“凭空冒出”的感觉。我反复阅读了几遍，试图理解背后的逻辑，但总感觉缺少了关键的衔接。尤其是在分析复杂截面的应力分布时，对于一些更细致的边界条件处理，书中并没有给出充分的解释，这让我很难在实际应用中完全信任这些公式。我希望作者能在后续的修订中，对这些关键部分的推导给予更详尽的阐述，或者至少提供一些参考资料，让读者能够追溯到更本源的理论。毕竟，机械设计的基础，就是严谨的数学和物理原理的支撑，任何的含糊不清都会影响到最终的理解深度。

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读完这本书，我不得不说，它在某些方面的叙述方式让我觉得有些“纸上谈兵”。比如在谈到齿轮传动设计时，虽然列举了各种公式和计算步骤，但对于实际加工过程中可能遇到的误差、材料性能的波动以及动载荷的影响等实际工程问题，书中提及的篇幅非常有限。我尝试着根据书中的方法去进行一个简单的齿轮设计，但很快就发现，理论计算出来的结果与实际工程中需要考虑的各种限制因素存在较大的偏差。我期待这本书能够更多地结合实际案例，或者至少在理论讲解的同时，插入一些关于工程实践中需要注意的关键点和“坑”，这样才能更好地帮助读者建立起工程上的直觉和解决实际问题的能力。

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总的来说，这本书的内容在深度上，感觉有所欠缺。在讲述滚动轴承的选型部分，虽然提供了详细的计算公式和表格，但对于一些更细微的因素，比如润滑剂的选择对轴承寿命的影响、密封件的设计如何影响防尘效果，以及在特殊工况下（如高温、腐蚀环境）轴承寿命的估算方法，书中并没有给与足够的篇幅。这让我感觉，在完成书本上的计算后，真正将轴承应用到实际复杂的机械系统中时，仍然会面临许多未知的挑战。更深入的分析和更全面的考量，会让这本书的价值得到更大的提升。

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坦白讲，这本书在我阅读过程中，给我留下了一种“知其然而不知其所以然”的印象。在介绍轴的强度计算时，作者提供了多种公式和校核方法，但对于这些公式是如何从基本的力学原理推导出来的，以及它们各自的适用范围和局限性，并没有深入的解释。我感觉自己像是在背诵一套已经封装好的工具箱，知道怎么用，但并不清楚工具箱里每个工具的构造和工作原理。这使得我在面对一些非标准化的设计问题时，感到力不从心，不知道该如何调整或扩展已有的计算方法。如果能有更清晰的理论溯源，相信会对机械设计的基础理解更加扎实。

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