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页数:195

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出版时间:2008-10

价格:22.00元

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isbn号码:9787561814086

丛书系列:

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• 科普
• 激光测量
• 光学测量
• 精密测量
• 传感器技术
• 测量技术
• 仪器仪表
• 工程技术
• 物理学
• 工业应用
• 自动化

机械设计基础：原理、方法与实践 本书简介 《机械设计基础：原理、方法与实践》旨在为工程技术人员、高等院校机械类专业学生提供一套全面、系统且深入的机械设计理论与应用知识体系。本书立足于现代机械工程学科的发展前沿，紧密结合工程实践需求，力求在理论深度与工程实用性之间找到最佳平衡点。全书结构严谨，内容详实，覆盖了从基础理论到复杂系统设计的各个关键环节。 第一部分：机械设计理论基石 本部分聚焦于机械设计所需遵循的基本物理规律、材料科学基础以及可靠性理论，为后续的零部件设计和机构分析打下坚实的理论基础。 第一章 机械设计概述与发展趋势 本章首先界定了机械设计的内涵、目标与基本原则，阐述了现代机械设计所应遵循的“绿色、智能、高效”理念。详细探讨了面向制造与装配的设计（DFM/DFA）、面向可靠性的设计（DFR）以及基于模型的系统工程（MBSE）在机械设计中的应用。重点分析了当前全球机械工业的技术热点，如增材制造（3D打印）对传统设计流程的颠覆性影响，以及人机工程学在提升产品使用体验中的核心作用。 第二章 机械材料与性能 深入剖析了工程中常用的金属材料（钢铁、有色金属及其合金）和非金属材料（高分子材料、陶瓷、复合材料）的结构、性能与选择原则。内容涵盖了材料的力学性能（强度、刚度、韧性、疲劳极限）、物理性能以及在特定工作环境（高温、低温、腐蚀）下的表现。特别强调了失效分析的基础知识，通过对断口形貌的识别，指导工程师如何规避材料在实际服役中的潜在危险。此外，还详细介绍了先进材料，如高性能纤维增强复合材料和智能材料在新型机械结构中的应用潜力。 第三章 机械传动基础理论 本章系统梳理了机械传动中的能量传递规律和效率分析。详细论述了静力学、运动学在机构分析中的应用，特别是瞬心法、速度投影法在复杂机构运动分析中的精确应用。在动力学方面，着重讲解了惯性力、振动力矩的计算及其对系统稳定性的影响，为后续的动态平衡设计提供理论依据。 第二部分：关键零部件的设计与计算 本部分是全书的核心，详细介绍了各类标准和非标准机械零部件的设计计算方法、结构优化和制造要求。 第四章 机械连接件设计 全面覆盖了静连接（焊接、铆接、胶接）和动连接（螺纹连接、键连接、销连接）的设计规范。在螺纹连接设计中，不仅包括标准紧固件的选择，还深入分析了高预紧力螺栓连接的防松动技术，如双螺母法、开口销和弹性垫圈的应用条件和失效模式。对于焊接结构，重点讨论了载荷类型对焊缝强度计算的影响，以及如何通过合理布置焊缝来控制焊接残余应力。 第五章 轴类零件设计与校核 轴是承载和传递运动的关键零件。本章详细阐述了轴的设计流程，包括初步尺寸确定、材料选择。重点在于疲劳强度校核，结合应力集中系数和表面处理工艺（如滚光、喷丸强化）对轴承载区疲劳寿命的改善作用。同时，系统讲解了轴的挠度校核、临界转速计算，以及如何利用有限元方法对复杂应力场进行精确分析。 第六章 滚动轴承与滑动轴承设计 本章对比分析了滚动轴承和滑动轴承的优缺点、适用工况。对于滚动轴承，详细介绍了寿命计算（L10寿命标准）、游隙选择、安装精度要求及润滑系统的选择（润滑脂与润滑油的性能指标）。滑动轴承部分，则深入探讨了油膜理论（Reynolds方程的基础应用），流体动压润滑的形成机制，以及轴瓦材料的选择与加工精度对承载能力的影响。 第七章 齿轮传动设计 齿轮传动是机械中最普遍的动力传递形式。本章全面覆盖了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮蜗杆传动的几何尺寸计算、强度校核（包括齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度）。重点阐述了齿向修正与变位技术在提高齿轮承载能力、减少噪音和改善啮合质量中的作用。对于精密减速器设计，还引入了齿廓误差对传动精度等级的影响分析。 第八章 弹性元件与摩擦、密封技术 本章关注于机械系统中的缓冲、储能和隔离技术。弹簧设计（螺旋压缩/拉伸弹簧、板簧）的计算不仅基于静载荷，还涉及变载荷下的疲劳校核。在摩擦与磨损方面，介绍了摩擦副材料的匹配原则及润滑剂的粘温特性。密封技术部分详细区分了旋转轴与往复运动部件的密封要求，探讨了填料密封、油封、迷宫密封的结构设计和失效模式。 第三部分：机构设计与系统集成 本部分将设计理论应用于整体机构和复杂系统的集成，强调创新性、功能性和集成性。 第九章 典型机构的设计与创新 系统回顾并深入分析了连杆机构、凸轮机构、齿轮系、棘轮机构等传统机构的运动特性与动力学分析。重点在于机构的运动分析与综合，包括如何通过机构的运动参数反推结构参数（反向设计）。此外，详细介绍了空间机构（如万向节、并联机构）的设计原理及其在机器人和自动化设备中的应用。 第十章 机械系统的振动与噪声控制 机械系统动力学是保障产品性能的关键。本章从单自由度、多自由度系统振动分析入手，讲解了系统的固有频率、振型。深入分析了随机振动、稳态振动的响应计算方法。噪声控制方面，探讨了机械噪声的产生机理（结构声、空气声）及其主动/被动降噪设计措施，如隔振器的选择与布局。 第十一章 机械产品设计方法与流程 本章将理论知识串联，指导读者完成完整的机械产品设计项目。涵盖了从需求分析、概念设计（方案比选）、详细设计到制造图纸输出的全过程。强调人机工程学在操作界面和维护空间设计中的应用，以及可靠性分配与预测的方法论。同时，引入了现代设计工具的应用指导，如如何利用CAD/CAE平台进行快速建模、仿真验证和优化迭代。 附录 包含标准件常用尺寸、材料性能参考表、常用机构的运动学/动力学公式集，以及有限元分析（FEA）基础操作指南。 本书特点： 1. 理论与实践并重： 每一章节均配有丰富的工程算例和实际案例分析，确保理论知识能直接转化为工程能力。 2. 强调现代方法： 融入了可靠性工程、系统工程和数字化设计工具的应用，紧跟行业前沿。 3. 结构清晰，层次分明： 从基础到复杂，从零部件到系统，逻辑递进，便于自学和教学使用。

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这本书在结构编排上似乎有意为之，它构建了一个从宏观概念到微观实现的完整知识体系框架。开篇对各种测量方法的历史沿革和适用范围进行了宏观的概述，让读者迅速定位当前技术在大图景中的位置。随后，它便像手术刀一样精确地解剖了不同测量系统的核心部件——从光源的选择、到探测器的性能参数，再到信号采集和处理的软硬件接口，无不面面俱到。尤其让我印象深刻的是，作者在讨论数据采集时，没有简单地推荐通用设备，而是针对不同测量速度和精度要求，给出了具体的硬件选型建议和注意事项，这体现了作者极强的工程实践经验。这种层次分明、步步深入的叙事结构，使得读者在学习复杂系统的构建时，能够有章可循，避免了在技术细节中迷失方向。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种沉稳又不失现代感的封面处理，让人一拿到手里就感觉它不仅仅是一本技术手册，更像是一件精致的工艺品。内页的纸张质量也相当考究，印刷清晰锐利，图表的线条干净利落，即便是对复杂的光路图和传感器结构图，也能看得一清二楚，长时间阅读下来眼睛也不会感到明显的疲劳。我特别欣赏作者在排版上的用心，章节之间的过渡自然流畅，关键公式和定义都用醒目的字体突出显示，这对于需要快速查阅特定信息的工程师来说，无疑是极大的便利。从这本书的整体呈现来看，它散发着一种严谨、专业的气息，显然是投入了大量心血打磨出来的精品，让人从翻开书本的第一刻起，就对内容抱持着极高的期待。这本书的物理质感，本身就是一种对阅读体验的尊重与提升。

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翻阅这本书的内容，我首先感受到的是作者深厚的理论功底和极强的逻辑组织能力。它没有停留在对基础光学原理的简单罗列，而是迅速切入到实际应用场景中，每一个章节的展开都如同庖丁解牛般精准到位。比如在介绍干涉测量原理时，作者并没有直接抛出复杂的数学推导，而是先用生动的比喻和实际案例引导读者理解物理本质，然后再逐步引入数学模型，这种由浅入深的讲解方式，极大地降低了理解高深概念的门槛。读到后面关于非线性误差修正的部分时，我发现作者对实验数据处理的细节描述得尤为详尽，连不同环境噪声对测量精度的影响都被考虑在内，这种细致入微的探讨，让这本书的实用价值倍增，远超一般的教科书范畴，更像是一位经验丰富的导师在耳边细细道U解惑。

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这本书最令人称道的一点，也许是其贯穿始终的批判性视角和对“局限性”的坦诚讨论。许多技术书籍在介绍一种方法时，往往会将其优点过度渲染，而对缺点轻描淡写。然而，这本书却反其道而行之，在介绍每一种成熟技术时，都会用相当篇幅来分析其在特定工况下的弱点和精度瓶颈，以及当前领域内针对这些弱点正在尝试的新对策。例如，在讨论白光干涉仪的形貌测量时，作者不仅详细说明了其优越的垂直分辨率，同时也毫不避讳地指出了其在面对大曲率和深孔结构测量时的固有缺陷，并对比了如何通过结构光或相移法来弥补这些不足。这种坦诚和客观，极大地增强了读者对所学知识的理性认知，让我们明白任何技术都不是万能的“银弹”，只有理解其边界，才能更好地应用它。

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坦率地说，这本书的阅读体验是有些“挑战性”的，但这并非贬义，而是指其内容的深度和广度远超我的预期。它更像是一部面向资深研究人员的参考宝典，而非初学者入门读物。其中涉及到的很多前沿算法和最新器件的介绍，即便是对于我这种在光学领域摸爬滚打多年的从业者来说，也需要反复揣摩。例如，关于新型相位展开算法的讨论，作者引用了多篇近几年的顶级期刊文献进行对比分析，其批判性思维和对技术发展脉络的把握清晰可见。这本书的难得之处在于，它敢于直面当前领域内尚未完全解决的难题，并展示了最前沿的探索方向，这使得它不仅仅是对既有知识的总结，更是一份指引未来研究的路线图。读完之后，我感到自己的知识体系被极大地拓宽，但同时也深知要完全吸收其中的精髓，还需要反复研读和实践检验。

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