International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Udpa, L. (EDT)/ Udpa, S. S. (EDT)

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:

价格:1999.00 元

装帧:

isbn号码:9781586039202

丛书系列:

图书标签:

• Electromagnetics
• Mechanics
• Applied Physics
• Engineering
• Materials Science
• Signal Processing
• Antennas
• Microwaves
• Sensors
• Numerical Methods

《机械设计手册（第四版）》 前言 在现代工业发展日新月异的今天，机械设计作为工业制造的基石，其重要性不言而喻。从精密仪器到重型机械，从航空航天到日常生活用品，无不凝聚着机械设计的智慧与力量。为了顺应时代发展的需求，满足广大工程技术人员在机械设计领域日益增长的知识更新与技能提升的需要，《机械设计手册（第四版）》应运而生。 本手册秉承“实用、系统、全面、先进”的编写原则，汇集了机械设计领域最前沿的理论知识、最经典的设计方法、最丰富的工程实例以及最新的技术发展动态。我们力求将复杂深奥的机械设计原理以清晰易懂的方式呈现，为读者提供一个强大而可靠的设计工具。 与前几版相比，第四版在内容上进行了全面更新和深化。我们紧密追踪了近年来机械设计领域的新进展，如高性能材料的应用、智能制造技术的融合、数字化设计与仿真技术的发展等。同时，我们对原有内容进行了系统的梳理和修订，力求使知识体系更加完整，理论指导更加精准，实践参考价值更加突出。 本手册的内容涵盖了机械设计的基础理论、机械零件的设计、机械传动装置的设计、机械连接件的设计、机械设备的设计、以及与机械设计密切相关的材料、制造工艺、可靠性设计、噪声与振动控制、以及机械设计过程中的最新发展趋势等多个方面。我们邀请了国内机械设计领域的资深专家和一线工程师，以严谨的态度、专业的视角，共同完成了这项浩大的工程。 我们深知，一本优秀的手册不仅要传授知识，更要激发读者的创新思维，引导他们解决实际工程问题。因此，我们在手册的编写过程中，特别注重理论与实践的结合，力求使每一章节的内容都能紧密联系实际应用，为工程师们提供可操作性强的设计方案和技术指导。 《机械设计手册（第四版）》的出版，旨在为广大机械设计工程师、技术人员、高等院校师生以及对机械设计感兴趣的读者提供一个权威、全面、实用的学习和参考平台。我们希望本手册能够成为您在机械设计道路上值得信赖的伙伴，帮助您不断提升专业素养，迎接新的挑战，为推动中国乃至全球机械工业的发展贡献力量。 第一部分 基础理论与设计方法 本部分系统阐述了机械设计的基本原理、设计流程、方法论以及相关的工程基础知识，为后续具体机械零件和部件的设计奠定坚实的基础。 第一章 机械设计概述 1.1 机械设计的概念与发展 机械设计的定义：从需求分析到最终产品实现的系统性工程。 机械设计的历史演进：从手工技艺到精密制造，再到智能化设计。 机械设计在现代工业中的地位与作用：制造业的核心驱动力。 现代机械设计的新趋势：绿色设计、智能化设计、仿生设计、模块化设计等。 1.2 机械设计的基本要求 功能性要求：满足预期的工作性能和任务。 可靠性要求：保证在规定条件下长期稳定运行，具备一定的故障率和寿命。 经济性要求：在满足其他要求的前提下，降低制造成本、使用成本和维护成本。 安全性要求：保障操作人员、使用者以及环境的安全。 可制造性要求：易于加工、装配和维修。 美观性要求：符合一定的审美标准，提升产品价值。 环保性要求：符合国家和国际环保法规，减少对环境的影响。 1.3 机械设计的一般流程 设计任务分析与技术条件确定：明确设计目标、性能指标、使用环境等。 方案设计：提出多种可行的设计方案，进行技术经济比较。 技术设计：绘制详细的零件图、装配图、传动方案图等。 工程设计：进行详细的应力分析、动力学分析、热力学分析等。 优化设计：对设计方案进行改进，以达到最佳性能。 试验与验证：进行样机制作、测试和性能评估。 生产准备：编制工艺文件、质量标准等。 产品推广与售后服务。 1.4 机械设计中的创新思维与方法 TRIZ（发明问题解决理论）在机械设计中的应用。 头脑风暴法、德尔菲法等创新方法。 借鉴与仿生学原理。 模块化设计与标准化。 数字化设计与仿真技术（CAD/CAE/CAM）的应用。 第二章 机械零件与材料 本章详细介绍机械零件的分类、设计原则，以及在机械设计中常用的工程材料及其性能，为选择合适的材料和设计可靠的零件提供指导。 2.1 机械零件的分类与设计基础 通用零件与专用零件。 标准件与非标准件。 主要受力零件的设计原则（强度、刚度、稳定性）。 非主要受力零件的设计原则（轻质、减震、密封等）。 零件的结构形式与优化。 2.2 金属材料及其应用 黑色金属： 铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁及其在机械制造中的应用。 钢：碳素钢、合金钢（结构钢、工具钢、不锈钢等）的性能特点、热处理工艺及其应用。 有色金属： 铝合金：高强度、轻质合金及其在航空航天、汽车等领域的应用。 铜合金：黄铜、青铜的导电性、耐磨性、耐腐蚀性及其应用。 镁合金：极轻质合金及其在高端制造领域的应用。 常用金属材料的强度、硬度、塑性、韧性、疲劳极限、耐腐蚀性等性能指标。 材料的选择原则：综合考虑力学性能、工艺性能、经济性、环境适应性等。 2.3 非金属材料及其应用 工程塑料：聚甲醛（POM）、尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚四氟乙烯（PTFE）等，及其耐磨、绝缘、耐腐蚀、轻质等特性。 橡胶：天然橡胶、合成橡胶（丁腈橡胶、硅橡胶等）的弹性、密封性、减震性及其应用。 陶瓷材料：耐高温、耐磨损、绝缘性好的陶瓷及其在特殊领域的应用。 复合材料：纤维增强塑料（FRP）、金属基复合材料等，及其高强度、轻质、高模量等特点。 2.4 材料的选用与性能测试 国家标准和行业标准中材料牌号的含义。 材料性能测试方法（拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验等）。 失效分析与材料选择。 第三章 机械零件设计 本部分深入探讨了机械设计中常见的各类零件的设计要点、设计准则、计算方法以及相关的工程经验，是手册的核心内容之一。 3.1 轴与轴类零件的设计 轴的类型与功用：传动轴、心轴、转轴等。 轴的设计步骤：确定轴的受力情况、选择材料、绘制草图、进行校核计算。 轴的强度校核：弯曲强度、扭转强度、弯扭组合强度。 轴的刚度校核：临界转速的计算与避免。 轴的疲劳强度校核：应力集中、表面粗糙度、表面处理的影响。 轴的结构设计：轴肩、花键、键槽、轴环、倒角等。 轴的材料选择与热处理。 轴的制造与检验。 3.2 键与键槽的设计 键的类型：平键、半圆键、楔键、花键等。 键连接的受力分析与设计计算：剪切强度、压溃强度。 键的材料选择与公差配合。 键的失效形式与预防。 3.3 联轴器的设计 联轴器的功用与分类：刚性联轴器、弹性联轴器、可调式联轴器。 常用联轴器的结构与特点：刚性平键联轴器、齿轮联轴器、万向联轴器、膜片联轴器、万向节等。 联轴器的选择原则：轴的对中性、传递转矩、载荷性质、工作环境等。 联轴器的性能计算：转矩传递能力、许用转速。 联轴器的安装与维护。 3.4 螺纹与螺纹联接的设计 螺纹的类型与规格：普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹等。 螺纹联接的受力分析：轴向力、剪切力、摩擦力。 螺纹联接的强度校核：螺杆的强度、螺母的强度、螺纹的接触强度。 螺纹联接的可靠性：防松措施（锁紧垫圈、开口销、自锁螺母等）。 螺栓的预紧力设计。 螺纹零件的材料选择与表面处理。 螺纹的标准与加工。 3.5 弹簧的设计 弹簧的功用与分类：螺旋压缩弹簧、螺旋拉伸弹簧、扭转弹簧、板弹簧、碟形弹簧等。 弹簧的设计步骤：确定工作载荷、变形量、许用应力。 螺旋压缩弹簧的设计计算：弹簧丝直径、外径、圈数、刚度。 弹簧的疲劳强度校核。 弹簧材料的选择与热处理。 弹簧的失效分析与制造。 3.6 轴承的设计（滚动轴承） 滚动轴承的类型：向心轴承（球轴承、滚子轴承）、推力轴承。 滚动轴承的代号与规格。 滚动轴承的性能指标：额定寿命、基本额定动载荷、基本额定静载荷。 滚动轴承的寿命计算。 滚动轴承的载荷计算：径向载荷、轴向载荷、当量动载荷。 滚动轴承的安装、润滑与密封。 滚动轴承的失效形式与维护。 3.7 轴承的设计（滑动轴承） 滑动轴承的类型：径向滑动轴承、推力滑动轴承、关节轴承。 滑动轴承的材料：轴瓦材料（合金、塑料、复合材料）。 滑动轴承的工作原理：润滑油膜的形成与作用。 滑动轴承的油膜压力计算与温升计算。 滑动轴承的几何参数设计。 滑动轴承的润滑与冷却。 滑动轴承的优点与缺点。 3.8 密封元件的设计 密封的分类与功用。 静密封元件：O形圈、垫片、密封环等。 动密封元件：唇形密封、油封、机械密封、填料密封等。 密封材料的选择：耐油、耐温、耐压、耐磨损性。 密封的安装与失效分析。 第二部分 机械传动装置设计 本部分系统介绍各类机械传动装置的设计原理、结构特点、计算方法以及应用实例，是实现机械运动和动力传递的关键。 第四章 齿轮传动的设计 4.1 齿轮传动的基本原理与类型 齿轮传动的功用：改变转速、传递转矩、改变运动方向。 齿轮传动的分类：外啮合、内啮合、交叉轴传动、斜齿传动。 渐开线齿廓与摆线齿廓。 4.2 直齿圆柱齿轮传动的设计 齿轮传动的模数、压力角、齿数、分度圆直径等基本参数。 齿轮传动的传动比计算。 齿轮的强度计算：齿根弯曲强度、齿面接触强度。 齿轮的材料选择与热处理。 齿轮的精度等级与制造。 齿轮传动的润滑与噪音控制。 4.3 斜齿圆柱齿轮传动的设计 斜齿轮的螺旋角、当量齿数。 斜齿轮传动的受力分析。 斜齿轮的强度计算。 斜齿轮传动的优点（承载能力高、运转平稳）。 4.4 锥齿轮传动的设计 锥齿轮传动的类型：直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、曲齿锥齿轮。 锥齿轮传动的几何参数与设计计算。 锥齿轮传动的应用场合（相交轴传动）。 4.5 蜗杆蜗轮传动的设计 蜗杆蜗轮传动的特点：传动比大、结构紧凑、具有自锁性。 蜗杆蜗轮的类型（阿基米德蜗杆、圆弧蜗杆）。 蜗杆蜗轮传动的传动比、效率计算。 蜗杆蜗轮的强度计算与温升计算。 蜗杆蜗轮传动的润滑。 4.6 齿轮箱的设计 齿轮箱的结构设计：箱体、轴系、齿轮布置。 齿轮箱的润滑与冷却。 齿轮箱的强度、刚度计算。 齿轮箱的装配与调试。 第五章 带传动与链传动的设计 5.1 带传动的设计 带传动的类型：平带传动、V带传动、同步带传动。 带传动的工作原理：摩擦力或啮合力传递动力。 带传动的选择原则：传递功率、转速、中心距、工作环境。 V带传动的设计计算：带的根数、初拉力、张紧力。 同步带传动的设计计算：带齿的啮合强度。 带的材料选择与寿命。 带传动的张紧与维护。 5.2 链传动的设计 链传动的类型：滚子链、套筒链、齿形链。 链传动的工作原理：刚性啮合传递动力。 链传动的选择原则：传递功率、链速、中心距。 链传动的传动比、中心距计算。 链节的强度计算。 链传动的润滑与防护。 链传动的安装、张紧与维护。 第六章 轴承传动与摩擦传动的设计 6.1 滚动轴承在传动中的应用 轴承与轴的配合设计。 轴承座的设计。 轴承的载荷分配与寿命优化。 轴承的预紧与间隙调整。 6.2 滑动轴承在传动中的应用 轴颈与轴瓦的配合设计。 滑动轴承的润滑方式与供油系统。 滑动轴承的散热设计。 6.3 摩擦轮传动的设计 摩擦轮传动的类型：圆柱摩擦轮、圆锥摩擦轮。 摩擦传动的特点：结构简单、传动平稳、可无级调速。 摩擦轮传动的接触压力与材料选择。 摩擦传动的效率与磨损。 第七章 联轴器与离合器设计 7.1 联轴器设计（详见3.3节） 7.2 离合器的设计 离合器的功用：接合与分离动力。 离合器的类型： 摩擦离合器：单盘式、多盘式、锥面式。 齿轮离合器： 液压离合器、电磁离合器。 摩擦离合器的设计计算：离合器片尺寸、摩擦片材料、压紧力。 离合器的操纵机构设计。 离合器的选择原则：传递转矩、接合平稳性、散热能力。 第八章 机械动力学与振动控制 8.1 机械系统动力学分析 刚体动力学基础：牛顿第二定律、拉格朗日方程。 多自由度系统的动力学建模。 瞬态响应分析与稳态响应分析。 8.2 机械振动理论 单自由度系统的自由振动与受迫振动。 阻尼振动与共振现象。 多自由度系统的振动特性：固有频率、振型。 振动隔离与减震设计。 8.3 机械噪声控制 机械噪声的来源与传播途径。 降噪措施：隔音、吸音、减振。 降低噪声的结构设计。 第九章 机械设备的整体设计与优化 9.1 机械设备的功能分析与系统集成 机械设备的工作原理与性能指标。 各功能部件的协同工作。 系统的可靠性与稳定性设计。 9.2 机械设备的三维建模与仿真 CAD软件在设备设计中的应用。 CAE软件在应力、热、流体分析中的应用。 多体动力学仿真。 9.3 机械设备的设计优化 参数优化：尺寸、材料、结构参数的优化。 拓扑优化：寻找最优的结构形态。 可靠性优化与寿命预测。 9.4 绿色制造与可持续设计 材料的环保性与可回收性。 能源效率的设计。 减少环境污染的设计。 附录 常用工程材料性能参数表。 标准件规格尺寸表。 机械设计常用公式汇编。 单位换算表。 结语 《机械设计手册（第四版）》的编写是一项系统而艰巨的任务，我们深感荣幸能够参与其中，为机械工程领域的发展贡献绵薄之力。本手册凝聚了编委会成员的心血与智慧，也离不开广大机械工程技术人员的宝贵意见和建议。 我们希望本手册能够成为您在实际工作中解决问题的得力助手，也能为您在学术研究提供有力的参考。在机械设计领域，创新永无止境，技术不断进步。我们鼓励读者在掌握基本原理的基础上，勇于探索新的设计理念和技术方法，不断突破自我，为中国乃至世界的机械工业发展注入新的活力。 最后，感谢所有为本手册的出版付出努力的专家、学者、编辑和工作人员。愿《机械设计手册（第四版）》能够成为您机械设计之路上的璀璨明灯！

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