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出版者:

作者:甘辉

出品人:

页数:351

译者:

出版时间:2010-2

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787111295532

丛书系列:

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机械工程基础理论与实践 本书涵盖了机械工程领域的核心基础理论知识与实际应用技术，旨在为工程技术人员和相关专业学生提供全面而深入的指导。 第一部分：工程力学基础 第一章 刚体静力学 本章深入探讨了静力学在工程分析中的基础地位。内容从力的基本概念、矢量表示法入手，详细阐述了集中力、力矩、力偶的性质与运算。重点讲解了平面力系和空间力系的平衡条件，并对约束力的种类及其反力计算进行了详尽的分析。通过大量工程实例，如桁架结构、悬臂梁的受力分析，使读者掌握如何应用平衡方程解决实际工程问题。同时，章末引入了摩擦力的概念及其在机械设计中的应用，包括静摩擦、动摩擦以及滚动摩擦的计算方法。 第二章 结构动力学基础 本章聚焦于物体在时间和空间变化中的运动规律。首先介绍了运动学的基本描述，包括位移、速度、加速度的定义和矢量运算。随后，深入讲解了动力学基本原理，牛顿第二定律在不同坐标系下的应用，包括直角坐标系、自然坐标系（法向、切向）和极坐标系下的运动微分方程。本章的难点在于振动分析的引入，初步探讨了单自由度系统的自由振动和受迫振动响应，为后续更复杂的动态分析打下基础。对冲量与动量定理、角动量定理在解决冲击、碰撞等瞬态问题中的应用进行了详细的阐述。 第三章 材料力学 材料力学是理解结构可靠性的基石。本章系统地介绍了材料的本构关系，包括应力、应变的定义及其在二维和三维状态下的描述，引入了柯西应力张量和应变张量。核心内容集中在杆件的拉伸、压缩与扭转，详细推导了正应力、剪应力、扭转角及刚度条件。重点深入讲解了梁的弯曲理论，包括应力分布、挠度计算、超静定梁的变形协调法分析。此外，本章还涵盖了组合变形（拉伸、弯曲、扭转的叠加）、材料的强度、刚度及稳定性理论，包括胡克定律的推广应用、屈服准则（如冯·米塞斯准则）和最大正应力准则的工程实践。 第二部分：机械设计与制造基础 第四章 机械原理与机构学 本章是机械工程的核心组成部分，旨在研究机构的运动规律和机械的组成。内容从机构的组成、运动关系分析开始，详细介绍了平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和棘轮机构的运动分析方法，包括瞬心法、速度投影法和图解法。重点阐述了机构的设计原理，如何通过运动参数优化机构的运动特性。本章深入研究了平面机构的动力学分析，包括机构的静力分析和动态分析，引入了虚功原理和达朗贝尔原理来处理复杂机构的受力问题。对机构的等方面进行了详细的辨析。 第五章 机械零件设计 本章聚焦于机械设备中的典型零件设计。内容涵盖了联接件的设计（键、销、螺纹联接的强度与可靠性计算），滑动轴承和滚动轴承的选择与润滑设计。重点讲解了传动机构的设计，包括闭式和开式齿轮传动、蜗杆蜗轮传动、带传动和链传动的强度计算、寿命评估和几何尺寸确定。对弹簧等弹性元件的设计也进行了系统的介绍。设计过程强调了安全系数的选取、失效模式分析和结构优化，确保零件在工作条件下的高效率和长寿命。 第六章 制造工艺基础 本章概述了现代机械加工的工艺流程与技术。内容包括铸造、锻造、焊接等成形工艺的基本原理、优缺点及应用范围。随后，详细介绍了切削加工的原理，包括车、铣、刨、磨等主要加工方法的工艺参数选择、刀具几何角度和切削力计算。重点分析了切削过程中的金属切削机理、刀具磨损与寿命预测。此外，本章还引入了现代制造技术，如数控（NC）加工的基本概念、编程基础以及增材制造（3D打印）在快速原型制作和复杂零件制造中的应用潜力。对表面完整性、残余应力和加工误差的控制给予了充分的关注。 第三部分：电工与电子技术基础 第七章 电路理论基础 本章为理解所有电气和电子系统的基础。内容从直流电路分析入手，介绍欧姆定律、基尔霍夫定律，并通过节点电压法和网孔电流法解决复杂电路。随后，过渡到交流电路分析，详细讲解了正弦稳态分析，包括相量法、阻抗和导纳的概念。对RLC串并联电路的谐振现象、频率特性进行了深入剖析。本章还引入了非正弦周期电流（傅里叶级数）的分析方法，以及三相交流电路的计算和功率因数补偿技术，确保读者能准确分析和处理工频电力系统中的问题。 第八章 电子电路原理 本章深入讲解了半导体器件的工作原理和基本放大电路的设计。内容涵盖半导体PN结、二极管的单管特性与应用（整流、稳压）。核心部分在于晶体管（BJT和MOSFET）的工作原理、偏置电路的设置，以及不同组态（共源、共射、共基）放大电路的小信号等效电路分析、增益计算和频率响应特性。本章还介绍了基本运算放大器（Op-Amp）的理想模型及其在加法、减法、积分、微分等典型电路中的应用，为理解自动控制系统中的信号处理奠定基础。 第九章 电气控制与驱动 本章将电工电子技术应用于机电一体化系统。内容主要围绕电动机的分类、工作原理和控制方法。详细介绍了直流电机和交流感应电机的运行特性，并重点分析了常用的调速方法，如晶闸管整流调速和变频调速（V/f控制）。本章还探讨了继电器、接触器等传统继电控制系统的设计与应用，并引入了可编程逻辑控制器（PLC）在工业自动化中的基本结构、指令系统和梯形图编程基础，以实现对机床、生产线等设备的逻辑控制。 第四部分：控制系统与系统集成 第十章 自动控制原理 本章是理解现代机械系统智能化的关键。内容从控制系统的基本概念入手，区分开环和闭环控制系统的特点。采用传递函数模型描述线性时不变系统，并对系统的结构图进行简化。重点分析了系统的时域响应，特别是二阶系统的标准响应特性。系统稳定性分析是本章的重中之重，详细介绍了代数判据（如劳斯判据）和根轨迹法，用以设计控制器参数以满足性能要求。对频率响应分析（波德图、奈奎斯特图）的引入，为深入理解控制系统的动态性能提供了工具。 第十一章 传感器与检测技术 本章关注于系统获取外部信息的手段。详细分类和介绍了各类传感器的工作原理，包括电涡流式、电阻式（如应变片）、电容式、光电式和接近式传感器。重点阐述了位移、速度、加速度、压力和温度等物理量传感器的选型原则、量程范围和精度指标。本章还涵盖了信号的调理与采集，包括滤波、放大、模数转换（ADC）的基本电路和技术要求，为后续的数字化控制提供可靠的输入信号。 第十二章 机械系统集成与故障诊断 本章旨在将前述技术融会贯通。内容涉及机电系统集成的基本架构，包括上位机、控制器（PLC/嵌入式系统）和执行机构（电机、液压/气动）之间的接口标准与通信协议（如Modbus, CAN）。重点讲解了状态监测与故障诊断技术，包括基于振动分析、温度趋势分析和电流特征分析的早期故障识别方法。最后，通过综合案例分析，展示如何设计、集成和维护一个完整的自动化机械单元，强调系统可靠性和可维护性的工程设计理念。

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我惊喜地发现，这本书的配图质量达到了一个前所未有的高度。很多汽车专业书籍的配图都是那种模糊不清、分辨率极低的黑白线条图，看着让人心烦意乱。但这本书完全不同，那些复杂的爆炸图、剖视图，无一不是高清彩色的，而且层次分明。尤其是在解释复杂的液压制动系统或电子控制单元（ECU）的内部结构时，作者竟然还能用不同的颜色来区分流体路径和信号线路，这种视觉上的辅助作用是革命性的。我记得有一次，我对一个发动机正时系统的相位调整感到困惑，翻开书本后，那张清晰的、标注了各个齿轮咬合角度的彩色插图，只用了几秒钟，就让我豁然开朗。这不仅仅是“有图”，而是“懂你所需的图”，是真正站在学习者的角度去设计视觉辅助材料的典范。高质量的插图，让原本晦涩难懂的机械概念变得直观、可触摸，极大地减少了学习过程中的挫败感。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种带着磨砂质感的深蓝背景，配上几个醒目又不失优雅的银色字体，一下子就抓住了我的眼球。拿到手里掂了掂分量，感觉内容肯定很扎实，不像有些教材轻飘飘的，拿在手里就让人心里没底。我最欣赏的是它排版上的用心，那种大开本的设计让阅读体验提升了一个档次，尤其是在看那些复杂的机械结构图示时，终于不用眯着眼费力地辨认那些细小的标签了。而且，字体选择上也是下了功夫的，宋体和黑体的混用恰到好处，既保证了专业术语的清晰度，又不至于让大段的文字阅读起来感到枯燥乏味。书本的装订质量也相当可靠，即便是经常翻阅，书脊也没有出现任何松动的迹象，这对于经常带着它往返于教室和图书馆的我来说，简直是福音。这本书的实用性从它最直观的外表就能体现出来，它不仅仅是一本教材，更像是一件精心制作的工具书，让人愿意时常翻开它，而不是束之高阁。它传递出的那种专业、严谨的气质，让人在翻阅之前就已经对即将学到的知识充满了期待和敬畏。

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这本书在语言风格上，保持了一种非常克制且精准的专业态度，这一点是我非常赞赏的。它没有过多地使用那些花哨的修辞或者过于口语化的表达，所有的论述都直指核心，用词严谨到几乎可以作为行业标准的参考。例如，在描述某个关键部件的工作原理时，它会精准地使用国际公认的术语，并且在首次出现时，会附带一个简短的解释，保证了读者不会因为不熟悉某个特定词汇而卡壳。这种“专业而不失引导性”的平衡掌握得非常好。我曾经为了一个技术概念查阅了数本参考书，都没有找到像这本书里描述得如此清晰和简洁的表述。它仿佛是站在一个经验丰富、知识渊博的工程师角度，用最精炼的语言为你拆解一个复杂的系统，不拖泥带水，句句都是干货。对于我们这些未来想进入汽车行业的学生来说，这种早期的、高质量的语言熏陶，比什么都重要，它直接塑造了我们未来在专业交流中的表达习惯和准确性。

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这本书的章节逻辑编排简直是教科书级别的范本，作者显然对汽车技术的发展脉络有着极其深刻的理解。它不像我以前读过的那些教材，东拉西扯，今天讲发动机明天又跳到车身材料，让人摸不着头脑。这本书的结构是循序渐进的，从最基础的汽车结构原理入手，然后平稳地过渡到动力总成系统，再深入到电控技术和底盘系统，最后才触及到前沿的智能驾驶辅助系统。这种由浅入深、层层递进的组织方式，极大地降低了初学者的学习门槛。我特别喜欢它在每个单元末尾设置的“知识点回顾与应用场景分析”部分，那里的内容总是能将枯燥的理论知识立刻拉回到实际维修和设计场景中，让人瞬间明白“我为什么要学这个”。这种设计，极大地强化了理论与实践之间的联系，让学习过程不再是孤立的记忆，而是一种有目的的知识构建。可以说，光是研究它的目录结构和章节间的过渡设计，都让人受益匪浅，对如何系统性地学习一门复杂技术学科有了全新的认识。

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如果说市面上大多数教材只是告诉你“是什么”和“为什么”，那么这本书更进一步，深入到了“如何去验证”和“如何去优化”的层面。它并没有止步于理论知识的传授，而是非常巧妙地融入了大量现代汽车工程领域常用的仿真分析概念和故障诊断思路。在讨论材料疲劳时，它会穿插介绍有限元分析（FEA）的基本逻辑，虽然不是深入的教程，但足以让你理解现代工程师是如何进行设计验证的。更实用的是，书里还穿插了许多基于实际故障代码和现象的案例分析，这些小插曲就像是资深技师在旁边手把手地教你排查问题。这让我在进行课程设计或未来实习时，能够带着一种“实战思维”去面对问题，而不是仅仅停留在书本知识的层面。这本书培养的不是一个知识的搬运工，而是一个具备初步工程思维的解决问题者，它为我们打开了通往实际工程领域的一扇坚实的大门。

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