具体描述
本书是国家工科基础课程教学基地机械基础系列教材之一，是根据工程制图教学改革的需要而编写的，全书采用了至目前为止最新的有关国家标准，有画法几何、制图基础、计算机绘图基本知识和机械图简介四个方面的内容，具体分为投影法，点、直线和平面，立体的投影，截交线和相贯线，制图基本知识，计算机绘图，组合体，工程图中常用的表达方法，连接件的常用件，零件图和装配图简介等共十章。同时编有该书配套的《工程制图基础习题集》。
本书可作为高等工科院类近机械类和非机械类的工程制图课程的教材，也可作为大专教育、自学考试、网络教育、夜大和职大等的工程制图教学的教学用书或参考书。
机械设计与制造：从理论到实践的全面指南 本书涵盖范围： 本书是一本全面、深入探讨现代机械设计与制造核心原理、方法与实践的综合性教材与参考手册。内容聚焦于将先进的工程理论转化为实际可行的工业解决方案，旨在为机械、材料、制造工程等领域的学生、工程师及技术人员提供坚实的知识基础与实用的操作指导。 第一部分：机械系统设计基础与理论力学 第一章：工程分析的基石——材料力学与结构分析 本章详细阐述了材料在不同应力状态下的响应机制。重点分析了拉伸、压缩、剪切、弯曲和扭转等基本载荷下的应力与应变计算。引入了胡克定律、应力-应变曲线的非线性区域分析，以及材料的屈服、断裂和疲劳特性。内容深入到复合材料和各向异性材料的本构关系，并首次引入了断裂力学的基础概念，如应力强度因子（$K_I, K_{II}, K_{III}$）及其在结构安全评估中的应用。同时，讲解了能量法（如单位力和虚功原理）在求解复杂结构静力平衡与位移计算中的应用，为后续的动态分析打下理论基础。 第二章：高级结构稳定性与动力学 本章超越了简单的静力分析，转向了结构的稳定性和动态响应。详细讨论了欧拉-伯努利梁理论的局限性，并引入了更精确的梁板理论（如Timoshenko梁理论）。稳定性部分聚焦于细长杆件的屈曲问题，包括临界载荷的计算，以及实际结构中偏心和初始缺陷对稳定性的影响。在动力学部分，系统地介绍了单自由度和多自由度系统的自由振动与受迫振动分析。内容涵盖了特征值问题的求解、模态分析、阻尼效应的建模（粘性阻尼和结构阻尼），并介绍了吸收振动和隔振技术的基本原理，为高速精密机械的设计提供理论支持。 第二部分：机械零部件设计与优化 第三章：连接件与静载荷元件设计 本章是零部件设计的基础。详尽分析了螺纹连接、铆接、焊接和键连接的设计准则。特别强调了螺栓预紧力的计算、疲劳载荷下的连接可靠性评估，以及不同焊接方法的适用性与缺陷控制。在静载荷元件设计方面，对轴、套、齿轮毛坯等进行了详细的尺寸确定与强度校核，重点讲解了基于许用应力法和载荷因子法的传统设计流程，并引入了可靠性指标的初步概念。 第四章：运动与传动机构设计 本章专注于机械运动的实现与能量的有效传递。全面覆盖了凸轮机构的设计、分析与优化，包括轮廓曲线的生成、从动件的运动误差分析及导程优化。齿轮传动部分，不仅限于标准直齿圆柱齿轮，还深入讲解了斜齿轮、人字齿轮和蜗杆蜗轮的接触强度和弯曲强度计算，并讨论了齿轮箱的润滑、冷却和噪音控制。此外，本章还包含带传动、链传动和摩擦轮传动的动态特性分析和寿命评估。 第五章：轴系、轴承与密封技术 轴系设计是本章的核心。内容覆盖了轴的疲劳强度设计、临界转速计算（单、双跨简支轴模型），以及对不同载荷组合下的扭转和弯曲组合应力校核。轴承选择部分，详细比较了滚动轴承（球轴承、滚子轴承）和滑动轴承的特性、载荷能力计算（基本额定寿命 $L_{10}$）和润滑要求。密封技术部分，探讨了旋转轴与往复运动机构的动密封和静密封原理，包括唇形密封、迷宫密封和机械密封的失效模式分析。 第三部分：先进制造工艺与控制 第六章：切削加工原理与数控编程基础 本章深入材料去除加工的物理过程。详细解释了切削机理，包括前刀面摩擦、摩擦系数的确定、切削力、切削热的产生与散逸。重点分析了刀具的材料选择（硬质合金、陶瓷、PCD）及其几何角度对加工质量和效率的影响。在数控（NC）技术方面，系统讲解了坐标系设定、G代码和M代码的结构，以及平面轮廓和三维曲面插补的编程方法，为使用现代机床操作奠定基础。 第七章：现代成形与连接制造技术 本章关注非切削制造方法。铸造部分，分析了砂型铸造、熔模铸造和压力铸造的工艺流程，并重点讨论了铸件内部的凝固收缩、气孔和裂纹缺陷的形成机理与预防措施。塑性加工部分，涵盖了锻压、轧制和深拉伸的应变路径与组织性能改善。连接技术方面，系统对比了激光焊接、电子束焊、搅拌摩擦焊等先进连接方法的冶金特点、热影响区（HAZ）分析及其对结构性能的影响。 第八章：增材制造（3D打印）的工程应用 本章聚焦于快速原型制造和复杂零件直接制造技术。详细介绍了选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）和材料喷射（Material Jetting）的工作原理。重点分析了增材制造过程中存在的残余应力、孔隙率控制和各向异性力学性能的表征。内容还包括面向增材制造的设计（DfAM）原则，如支撑结构优化、晶格结构设计在轻量化中的应用。 第四部分：系统集成、仿真与可靠性工程 第九章：机械系统仿真与有限元分析（FEA） 本章是连接理论与工程实践的桥梁。系统介绍了有限元方法的离散化过程、单元选择（梁单元、壳单元、实体单元）及单元刚度矩阵的建立。重点讲解了在线性静力学分析中的边界条件施加、载荷分布和结果后处理。同时，介绍了非线性分析（几何非线性、材料非线性）在接触问题和塑性变形分析中的应用，并强调了模型简化与网格划分对计算结果精度的影响。 第十章：系统集成、人机工程学与机械可靠性 本章探讨了机械系统从零部件到整体的集成化设计。讨论了系统级的机构运动学和动力学仿真（Multi-body Dynamics, MBD），以评估系统级的振动、冲击和功耗。人机工程学部分，关注操作空间、可维护性设计和控制界面的布局优化。最后，本章回归到可靠性工程，引入了概率论基础，详细讲解了失效模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA），以及基于威布尔分布的寿命预测模型，确保设计出的产品在规定的使用条件下具有可接受的服役可靠性。 总结： 本书结构严谨，理论与工程实例紧密结合，旨在培养读者从宏观的系统设计思维到微观的材料行为理解能力，实现高质量、高可靠性、高效率的现代机械产品设计与制造。
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