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出版者:中国铁道出版社

作者:黄圣杰

出品人:

页数:674

译者:

出版时间:2002-10

价格:69.0

装帧:平装

isbn号码:9787113049720

丛书系列:

图书标签:

• Pro/ENGINEER
• 工程图
• 机械设计
• CAD
• 绘图
• 实战
• 教程
• ProE
• 制造业
• 设计

《机械设计基础与应用》 内容简介 本书旨在为工程技术人员、机械设计专业学生以及对机械设计与制造领域感兴趣的读者提供一套全面、深入且注重实践的理论与应用指南。全书结构严谨，内容涵盖了机械设计领域的核心知识体系，并紧密结合现代工业生产的实际需求。 全书共分为四个主要部分：基础理论、核心元件设计、系统集成与分析、以及现代制造技术。 第一部分：基础理论与材料科学 本部分是理解后续复杂设计的基石。我们首先回顾了工程力学在机械设计中的应用，重点阐述了静力学、动力学在构件受力分析中的精确计算方法，包括应力、应变、刚度分析的理论模型。 随后深入探讨了机械材料的选择与性能。详细介绍了金属材料（如钢、铸铁、铝合金）和非金属材料（如高分子材料、陶瓷）的微观结构、力学性能（屈服强度、抗拉强度、疲劳极限）及其在不同工况下的行为。特别关注了材料选择对设计寿命和可靠性的影响，引入了材料的断裂力学基本概念。 几何公差与配合部分是确保零件可制造性和装配性的关键。本书不仅系统讲解了ISO和国家标准中的尺寸、形状和位置公差体系，还提供了大量的实际工程案例，指导读者如何根据功能需求合理选择配合，并掌握解读复杂工程图纸中公差标注的能力。 第二部分：核心机械元件设计 本部分是全书的实践核心，聚焦于机械传动与连接中最常用、最关键的标准元件的设计与校核。 1. 联接与紧固件设计： 详细讲解了螺纹联接（螺栓、螺钉、螺母）的预紧力计算、防松技术以及疲劳强度分析。对键、销、铆接等静联接元件的受力分析和尺寸确定提供了标准化的设计流程。 2. 轴系、轴承与润滑： 轴的设计部分涵盖了静强度、刚度校核，以及关键截面的疲劳强度分析，特别是交变应力下的寿命预测。轴承设计部分系统介绍了滚动轴承和滑动轴承的选型原则、额定寿命计算、以及轴承与轴的配合选择。润滑理论部分深入探讨了流体动力润滑（爱抱脱理论）和边界润滑，指导读者根据工作条件选择合适的润滑剂和润滑方式。 3. 齿轮传动设计： 这是本部分篇幅最重的章节之一。从标准直齿圆柱齿轮的几何参数计算入手，逐步过渡到闭式和开式齿轮传动的强度校核（齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度）。特别强调了变位齿轮、斜齿轮和蜗杆蜗轮传动在特殊要求下的设计考量和制造精度要求。 4. 弹性元件与柔性传动： 弹簧设计（螺旋弹簧、板簧）的计算公式推导和制造工艺限制被详尽阐述。带传动（V带、同步带）和链传动的功率传递能力计算、初拉力设定以及寿命评估被置于实际应用场景中进行讲解。 第三部分：系统集成与运动控制 本部分将单个元件的设计提升到机构系统的层面，关注机构的运动学、动力学分析以及机构的优化设计。 1. 机构运动分析： 重点讲解了平面连杆机构、凸轮机构等常用机构的位置、速度和加速度分析方法，包括图解法和解析法。特别引入了计算机辅助分析工具的应用，指导读者快速建立机构模型并进行运动仿真。 2. 机构动力学与振动： 探讨了机械系统中惯性力、离心力、冲击力的产生与平衡问题。对机械系统的固有频率、强迫振动响应进行了基础性的介绍，旨在帮助设计者在早期阶段有效抑制有害振动，提高设备运行平稳性。 3. 机械系统可靠性工程： 引入了系统可靠性、维修性、安全性设计的基本概念。教授如何使用故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）来评估复杂机械系统的潜在故障模式，并根据可靠性指标反推设计裕度。 第四部分：现代制造技术与装配 本部分衔接了“设计”与“制造”之间的鸿沟，强调设计必须面向制造和装配（DFM/DFA）。 1. 制造工艺基础： 概述了主要的切削加工方法（车、铣、磨），并探讨了铸造、锻压和焊接工艺对零件最终几何形状和内部质量的影响。强调设计参数（如圆角半径、倒角、壁厚）对后续加工成本和难度的直接影响。 2. 表面工程与热处理： 详细介绍了常见的表面强化技术（渗碳、氮化、感应淬火）及其对零件疲劳寿命的提升作用。材料的热处理工艺曲线（如淬火-回火、正火）及其对组织性能的调控原理被清晰地展示。 3. 现代制造系统概述： 简要介绍了数控（NC）加工的基本原理、柔性制造系统（FMS）的概念，以及增材制造（3D打印）技术在原型制作和复杂结构件制造中的应用前景，使读者对未来制造趋势有所了解。 本书的特点在于其丰富的工程实例、严谨的公式推导和与现行国家/国际标准的紧密结合。旨在培养读者从原理理解、参数计算到系统集成的完整工程设计能力。

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这本书的装帧和排版设计非常注重阅读体验。纸张的厚度恰到好处，油墨的色彩对比度高，即使在长时间的阅读后，眼睛也不会感到明显的疲劳。更值得称赞的是，全书的插图质量极高，所有的截图和流程图都非常清晰锐利，没有出现那种低分辨率、模糊不清的“马赛克”现象，这对于学习复杂的软件操作至关重要。我注意到，作者在介绍一些进阶功能时，会配上一个详细的步骤分解图，每一步的鼠标点击位置和键盘输入内容都标注得一清二楚，这种对细节的极致追求，让初学者也能少走很多弯路。我记得有一次我被一个复杂的装配体干涉检查问题卡住了，翻阅到相关章节后，作者通过一个动态的示意图（虽然是静态图片，但通过巧妙的标注模拟了动态过程），清晰地指出了问题出在哪个约束关系上，效率远高于在网络上搜索零散的论坛帖子。

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作为一名自学的爱好者，我购买了市面上几乎所有关于这个主题的中文书籍，很多都停留在“傻瓜式”教学的层面，看完之后依然感觉自己像个操作工，而不是设计者。这本书最大的价值在于，它成功地搭建了“理论知识”与“软件实践”之间的桥梁。它没有把Pro/ENGINEER仅仅当成一个绘图工具，而是将其视为实现工程目标、解决实际制造难题的载体。比如，在讲解如何为铸件设计拔模斜度时，作者不仅展示了在软件中拉动拔模面的操作，还穿插了对模具制造工艺中收缩率、脱模力的基本概念介绍，这使得我对所做工作的理解不再是局限于屏幕上的线条，而是延伸到了工厂的车间。这种跨领域的知识融合，极大地拓宽了我的视野，让我认识到，真正的工程图是连接设计意图与物理制造的契约，而这本书正是教会我们如何起草这份“契约”的最佳指南。

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坦白讲，我购买这本书的初衷是希望快速掌握一些提升工作效率的“小技巧”，毕竟项目周期总是那么紧张。没想到，这本书带给我的更多是方法论上的转变。它没有那种为了凑字数而堆砌的“快捷键大全”，反而着重探讨了“参数化设计”背后的哲学。作者在描述如何建立一个“柔性”模型时，所采用的构建顺序和约束条件的设置逻辑，让我对以往自己随意建模的习惯进行了深刻的反思。书中关于“特征树的清理与重构”的讨论尤其精彩，它教导我们如何构建一个即使未来由他人接手也能迅速理解的模型结构。这种对“可维护性”的重视，才是真正体现专业素养的地方。虽然一开始阅读起来需要更高的专注度，因为它要求你不仅要动手操作，更要动脑思考设计的意图，但一旦领悟到其中的精髓，你会发现后续的工作效率得到了质的飞跃。

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这本书的封面设计充满了工业气息，那种略带磨砂质感的纸张，让人一上手就知道这不是一本轻松的读物。我最初是冲着“Pro/ENGINEER”这个名字来的，毕竟在我的专业领域里，这个软件是毋庸置疑的标杆。然而，真正翻开书页，我发现它远比我想象的要深入和细致。作者似乎不愿意停留在软件界面的简单介绍上，而是直奔核心的工程思维。比如，其中有一章专门讲解了如何在高精度公差要求下，通过合理的模型结构来优化后续的加工路径，这在很多入门级的教程里是完全看不到的。我特别欣赏作者在处理复杂曲面特征时的逻辑梳理，他没有简单地罗列命令，而是通过大量的实际案例，展示了如何从概念草图逐步演化为可制造的实体模型。阅读过程中，我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的高级工程师进行一对一的指导，每一个操作背后都有其深刻的工程学原理支撑。这对于那些希望从“会用”软件跨越到“精通”软件，并真正理解设计意图的专业人士来说，无疑是一笔宝贵的财富。

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我是一个在设计行业摸爬滚打了十多年的“老兵”，对各种CAD软件都有所涉猎，说实话，我对新出的软件教程通常抱持着一种审视的态度。但这本书，在对“工程图”这一核心环节的阐述上，确实给了我不少启发。它没有过多纠缠于软件最新的版本特性（这部分内容很快就会过时），而是聚焦于图纸表达的规范性、美观性和信息传递的准确性。书中的“图层管理与出图规范”章节，简直就是一本迷你版的企业内部制图标准手册。我甚至把我手头正在进行的一个跨部门协作项目的图纸拿出来，对照书中的案例进行了审视和调整，发现了一些先前因为习惯性思维而忽略掉的潜在歧义点。尤其是关于第三视角的选择和剖视图的绘制逻辑，作者用非常直观的二维示意图，将三维空间的概念清晰地转化为了平面表达，这种对工程制图“语言”的精炼提炼，远超了我对一本软件技术书籍的期待。

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