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出版者:第1版 (2000年1月1日)

作者:吴基安等编

出品人:

页数:321

译者:

出版时间:2000年1月1日

价格:25.00

装帧:平装

isbn号码:9787508212104

丛书系列:

图书标签:

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机械设计原理与应用：现代工业的基石 本书聚焦于机械工程领域的核心知识体系，深入剖析现代机械系统的设计、分析与制造过程。它旨在为工程技术人员、高校学生以及对机械设计与制造充满热情的实践者提供一套全面、深入且与时俱进的技术参考与学习指南。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的多个层面，力求构建一个完整的机械设计知识框架。全书共分为六大部分，约三十章内容，通过详实的图解、精妙的案例分析和严谨的数学推导，将复杂的机械原理阐述得清晰透彻。 --- 第一部分：机械设计基础理论与材料科学 本部分奠定了整个机械设计知识体系的基石，重点关注设计所需的理论储备和材料选择的科学性。 第一章：机械设计概论与工程规范 本章首先界定了现代机械设计的范畴、流程与目标。详细阐述了机械设计的基本原则，如可靠性、经济性、安全性与环境适应性。随后，深入探讨了国家及国际通用的工程标准、公差与配合体系（ISO与国家标准对比）。通过大量的实例，讲解了如何正确绘制和阅读工程图纸，包括视图投影、尺寸标注、几何尺寸和形状公差（GD&T）的应用，强调了数字化设计中的模型基准概念。 第二章：机械性能与工程材料 材料是机械的骨架，本章对工程材料的分类、性能和选择标准进行了系统梳理。内容包括：金属材料（钢铁、有色金属及其合金的微观结构、热处理工艺及其对性能的影响）、非金属材料（高分子材料、陶瓷、复合材料的特性与应用局限）。着重分析了材料的力学性能（强度、硬度、韧性、疲劳极限），并引入了材料的蠕变与应力松弛现象，指导读者如何根据工作环境（温度、介质、载荷类型）科学地选择最合适的材料。 第三章：机械传动的基础理论 详细解析了机械中实现能量和运动传递的基本方式。重点分析了摩擦传动（包括皮带传动和链传动）的效率、啮合特性和使用寿命计算。对齿轮传动进行了深入的几何尺寸计算、强度校核与失效分析，涵盖直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和锥齿轮的全部设计参数。此外，本章还涉及蜗轮蜗杆传动的特点及其在减速增扭场合的应用。 --- 第二部分：静力学与动力学分析 本部分是进行机械零部件强度和寿命预测的核心依据。 第四章：应力、应变与强度理论 本章从连续介质力学的角度出发，阐述了内力和应力状态的描述。详细介绍了平面应力、平面应变的概念，以及三维应力状态下的主应力求解。重点对比分析了静载荷下的失效准则，如最大正应力理论（Tresca）和最大剪应力理论（von Mises），并结合实例指导如何确定许用应力。 第五章：机械结构的疲劳强度分析 疲劳是机械零件最常见的失效形式。本章详述了交变载荷的特性（循环特性、平均应力、应力幅值）。引入了S-N曲线（Wöhler曲线）的构建与应用，并深入探讨了疲劳极限的确定方法。针对复杂载荷下的疲劳评估，详细讲解了Miner线性累积损伤理论及其修正方法，并介绍了提高疲劳寿命的结构设计措施（如表面强化处理、应力集中削弱）。 第六章：连接件的设计与计算 本章聚焦于机械装配中不可或缺的连接技术。详细分析了螺纹连接（螺栓、螺钉）的预紧力计算、防松动措施及在交变载荷下的可靠性分析。对铆接、键连接、销连接和过盈配合连接进行了详尽的几何设计和强度校核。特别强调了焊接接头的强度分析方法，包括焊缝形式的选择、焊脚尺寸的确定和疲劳载荷下的焊接结构设计。 --- 第三部分：典型机械零部件设计与优化 本部分是机械设计课程中实践性最强的部分，旨在提供具体零部件的设计流程和参数化设计方法。 第七章：轴与轴承的设计 轴类零件的设计涉及弯曲、扭转和振动载荷的综合考量。本章详细介绍了轴的刚度校核、强度校核以及临界转速的估算。在轴承部分，系统介绍了滚动轴承（球轴承、滚子轴承）的结构、代号、选型依据，并详细推导了基本额定寿命和动额定载荷的计算公式。对于滑动轴承，则侧重于润滑理论、油膜厚度计算和温升控制。 第八章：弹性元件与机构的运动设计 本章分析了螺旋弹簧和板簧的设计，包括对变截面弹簧的应力分析和疲劳寿命评估。随后转向机构运动学与动力学分析。详细介绍了平面连杆机构、凸轮机构的运动规划与自由度分析。重点讲解了曲柄摇杆机构、棘轮机构的运动特性，并引入了机构运动仿真软件（如Adams）在运动轨迹优化中的应用。 第九章：制动器与离合器的设计 针对控制运动与能量传递的需求，本章详细分析了摩擦片式离合器和制动器的设计原理。包括摩擦力矩的计算、散热性能的评估，以及湿式与干式工作条件下的设计差异。深入探讨了气动、液压和电磁制动系统的响应时间与控制精度问题。 --- 第四部分：机械系统的动态特性与控制基础 本部分拓展了对运动部件稳定性的分析，是现代高端机械设计不可或缺的一环。 第十章：机械振动基础 本章从物理学角度审视机械运动中的振动问题。分析了一自由度和多自由度系统的自由振动与强迫振动响应。重点讲解了系统固有频率的求解（特征值问题），并详细阐述了机械系统中的阻尼效应（粘性阻尼、结构阻尼）。通过振动分析，指导如何进行动平衡设计和隔振设计，以抑制有害振动对设备和环境的影响。 第十一章：机械系统的可靠性与故障诊断 本章引入了现代工程中的可靠性理论。讲解了故障率函数、可靠度函数和平均寿命的统计学意义。通过威布尔分布（Weibull Distribution）对寿命数据进行分析，指导设计者如何进行系统冗余设计和寿命预测。同时，介绍了基于状态监测（Condition Monitoring）的故障诊断方法，如振动分析和油液分析在预测性维护中的应用。 --- 第五部分：先进制造工艺与数字化集成 本部分探讨了设计成果如何转化为高精度实物，以及现代制造技术的融合。 第十二章：切削加工原理与数控技术 详细介绍了车、铣、刨、磨等基本加工方法的切削机理、刀具几何参数对加工质量的影响。对难加工材料（如高温合金、钛合金）的切削工艺进行了专项讨论。在数控（NC）方面，系统讲解了G代码和M代码的编程规范，并介绍了复杂曲面加工中的插补算法与误差补偿技术。 第十三章：现代连接技术与装配工程 超越传统的螺纹与铆接，本章重点介绍现代高效连接技术，如胶接技术（结构胶的力学性能与界面处理）、激光焊接、搅拌摩擦焊（FSW）等先进连接工艺。同时，探讨了精密装配中的定位误差控制、柔性制造系统（FMS）中的自动化装配技术。 --- 第六部分：现代设计方法与前沿趋势 本部分着眼于提升设计效率和拓展设计的可能性。 第十四章：计算机辅助工程（CAE）与优化 本章深入探讨了有限元分析（FEA）在机械设计中的应用流程，包括网格划分的质量对结果的影响，以及后处理技术。着重讲解了拓扑优化、尺寸优化和形状优化在轻量化设计中的实际操作。通过软件案例，展示如何将分析结果快速反馈到设计迭代中。 第十五章：面向功能的创新设计 本书的收尾部分引导读者超越传统的设计思维。讲解了功能分析（Function Analysis）、形态学分析（Morphology Analysis）等创新设计方法。探讨了仿生学在机械结构设计中的启发，以及如何将智能材料、物联网（IoT）技术融入到未来的机械产品中，实现自适应和远程维护能力。 --- 总结： 《机械设计原理与应用》不仅是一本理论教科书，更是一本实战指导手册。它以严谨的科学态度，结合最新的工程实践案例，系统地梳理了现代机械设计工程师必备的知识图谱，确保读者能够熟练地从需求分析到系统实现，设计出高性能、高可靠性的机械产品。本书图表丰富，案例翔实，是工程领域不可或缺的参考宝典。

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这套书的装帧设计挺有意思的，封面采用了比较现代的风格，色彩搭配上选择了沉稳的深蓝色和亮眼的橙色作为点缀，给人一种既专业又充满活力的感觉。拿到手上能明显感觉到纸张的质感不错，厚实且不易透墨，这一点对于经常需要做笔记的读者来说是个加分项。排版方面，正文部分的字体选择清晰易读，段落之间的留白也做得比较合理，长时间阅读下来眼睛不会感到特别疲劳。特别是章节标题和关键术语的标注，采用了加粗或不同的字号，使得快速浏览和查找特定信息变得非常方便。总的来说，从硬件层面来看，这本书的制作水平是相当高的，体现了出版方对细节的重视。我个人对这种注重阅读体验的书籍设计非常欣赏，因为它能极大地提升学习的沉浸感和愉悦度，让枯燥的技术学习过程变得更加轻松愉快。如果说有什么可以改进的地方，或许是在一些图表的色彩对比度上可以再做优化，以适应不同光照条件下的阅读需求，但这已经是吹毛求疵了。

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我是一个习惯于在实际操作中学习的人，所以这本书的实践指导性是我最看重的部分。很多技术书籍光有理论，让人看了也摸不着头脑，但这本书在这方面做得非常出色。书中对于各种开发工具和仿真环境的使用步骤描述得细致入微，几乎是手把手地教读者如何搭建实验平台。例如，在介绍嵌入式系统开发时，不仅讲解了代码的编写逻辑，还详细说明了不同编译器之间的细微差别以及如何进行交叉编译，这些都是一线工程师非常关心的“小窍门”。此外，书中还穿插了一些调试技巧和常见故障的排除流程，这些经验性的内容对于初入职场的技术人员来说，价值不可估量。它没有回避技术实现的复杂性，反而坦诚地展示了工程中可能遇到的各种“坑”，并提供了应对策略。这种高度的实战导向，让这本书更像是一位经验丰富的前辈在身边指导，而不是冷冰冰的教材。它真正做到了理论指导实践，实践反哺理论的学习闭环。

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我必须承认，这本书的知识更新速度和前瞻性给我留下了深刻印象。在这样一个日新月异的行业里，滞后的技术资料很快就会贬值。然而，这本书显然投入了大量的精力去追踪最新的行业动态和标准演进。我注意到其中对最新的车载网络架构和功能安全标准（如ISO 26262的最新修订版）的阐述，比我之前参考的一些专业资料都要新颖和全面。它不仅仅停留在对既有技术的梳理，更重要的是对未来发展趋势的预判和布局，比如对域控制器融合、软件定义汽车（SDV）的底层技术支撑等方面的探讨，都显示出作者具有极强的行业洞察力。阅读这本书，我感觉自己不仅仅是在学习现有的知识，更像是在参与一场关于未来汽车技术发展的深度研讨会。这种前瞻性视角，对于希望站在行业前沿、进行长期技术规划的读者来说，是极其宝贵的财富。它保证了这本书在未来几年内仍将是一本具有高度参考价值的权威著作。

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这本书的语言风格非常独特，它成功地在保持专业性的同时，避免了传统技术文档的晦涩难懂。作者似乎很有意识地避免使用过于冗长和绕口的句式，而是倾向于使用清晰、简洁的陈述句，这使得信息传递的效率非常高。在解释复杂的概念时，作者善于运用形象的比喻和类比，比如将信号处理比作河流的分叉与汇集，或者将控制算法比作精密的乐团指挥。这种生动活泼的叙事方式极大地降低了阅读的心理门槛，即使是面对高深的数学模型或晦涩的协议标准，也能让人保持专注并产生兴趣。更难能可贵的是，这种“平易近人”的表达并没有牺牲任何技术上的准确性，所有的比喻都精准地对应了背后的技术原理。这种在严谨与活泼之间找到的完美平衡，使得这本书在众多技术专著中脱颖而出，让人愿意一页接一页地读下去，而不是将其束之高阁成为“装饰品”。

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这本书的内容深度和广度都让我感到非常惊喜。它并非简单地罗列技术名词，而是采取了一种非常结构化的方式来组织知识体系。初读起来，你会发现作者对于整个领域的基础理论有着非常扎实的把握，从最底层的电子元件特性到复杂系统的工作原理，都有循序渐进的阐述。特别值得称赞的是，书中对于一些新兴技术，例如车联网安全和高精度定位技术，也进行了深入的探讨，这在同类书籍中是比较少见的。每一章节的逻辑衔接都非常紧密，仿佛在讲述一个完整的故事线，而不是零散的技术碎片。作者似乎深谙读者的学习曲线，总能在关键节点设置一些“知识点回顾”或者“应用场景分析”，这极大地帮助读者将抽象的理论转化为具体的工程实践思维。我尤其喜欢其中一些案例分析，它们不是那种教科书式的理想化模型，而是贴近真实工业界遇到的挑战和解决方案，读起来让人茅塞顿开。这种详实且富有洞察力的内容组织，无疑为深入学习这个领域打下了坚实的基础。

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