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出版者:上海交通大学出版社

作者:徐祖茂 杨裕根

出品人:

页数:126

译者:

出版时间:2005-6

价格:16.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787313040619

丛书系列:

图书标签:

• 机械工程
• 工程图学
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• 基础

机械设计与制造基础知识精讲：从原理到实践的全面解析 图书名称： 机械设计与制造基础知识精讲 内容提要： 本书旨在为机械工程及相关领域的学生、初级工程师以及希望深入了解机械工作原理的专业人士，提供一套全面、深入且贴近实际的理论基础与应用指南。不同于侧重于特定学科知识点训练的习题集，本书致力于构建一个扎实的、宏观的机械工程知识体系框架，强调原理的理解、要素的相互作用以及设计制造的集成思维。全书内容覆盖了从基础的材料力学、机械原理到现代制造工艺、公差配合等核心模块，力求在理论深度和工程实用性之间取得完美的平衡。 第一章：机械工程的基石——材料科学与力学基础 本章是理解一切机械行为的出发点。我们摒弃了枯燥的公式罗列，转而聚焦于材料的微观结构如何决定其宏观性能。 1.1 工程材料的分类与特性解析： 详细阐述了金属材料（黑色金属与有色金属，及其合金化原理）、高分子材料、复合材料及智能材料在现代工程中的应用场景。重点剖析了钢材中的碳含量、热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）对晶体结构及力学性能（强度、硬度、韧性）的决定性影响。例如，通过实例分析了低碳钢的延展性与高碳工具钢的硬脆性差异的深层原因。 1.2 材料力学核心概念的工程化理解： 本节深入探讨了应力、应变、弹性与塑性变形的物理图像。不同于纯粹的数学推导，本书着重讲解了胡克定律在不同载荷条件下的适用边界。内容细致地覆盖了梁的弯曲理论（中性轴、惯性矩的几何意义）、扭转（剪切应力的分布）以及组合应力状态下的莫尔圆应用，旨在帮助读者建立起“内力-变形”之间的直观联系。特别对疲劳失效与断裂韧性的概念进行了详尽的阐释，强调了循环载荷下安全系数设定的重要性。 第二章：机械系统的运动与动力学——机械原理的脉络 本章是理解机械如何运动和传递能量的核心所在，着重于机构的组成、运动分析及动态特性。 2.1 机构的运动学分析与综合： 系统介绍了平面连杆机构、凸轮机构的运动规律和设计方法。详细分析了瞬心法、速度投影法等在机构运动分析中的实际应用。对于凸轮机构，本书提供了如何根据特定的输入输出要求，设计出无冲击、平稳运行的轮廓曲线（如等速、等加速、简谐运动曲线的优缺点对比）。 2.2 齿轮传动系统的设计与优化： 齿轮是机械的心脏。本章详述了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮蜗杆的几何尺寸计算、啮合原理和强度校核。重点讲解了齿面接触疲劳（点蚀）和齿根弯曲疲劳的判据，并结合实例说明了齿形系数、重合度等关键参数对传动效率和寿命的影响。对于人字齿轮和双螺旋齿轮的轴向力平衡问题进行了深入探讨。 2.3 机械动力学与振动基础： 阐述了机构的自由度计算、运动方程的建立与求解。引入了对机械系统平稳性至关重要的飞轮设计原理，解释了飞轮如何通过储存和释放动能来平衡周期性变化的负载。此外，对单自由度与多自由度系统的固有频率和强迫振动进行了理论介绍，为后续的机械减震降噪设计奠定基础。 第三章：面向制造的机械设计——强度、可靠性与连接技术 本章将理论设计转化为可制造的产品，聚焦于零部件的可靠性设计和标准化的连接方法。 3.1 零部件的强度与刚度设计： 深入解析了许用应力法、安全系数法和基于可靠性指标的概率设计法。对于轴类零件的设计，详细区分了静强度校核、疲劳强度校核（S-N曲线的应用）和刚度校核的优先级。书中通过大量的工程案例说明了如何通过增加圆角半径、设置过渡圆等局部结构优化手段来消除应力集中。 3.2 常用连接件的设计与装配： 螺纹连接： 详细讲解了普通螺纹的强度计算、预紧力的确定及其对连接稳定性的影响。对比了螺栓连接、铆接和焊接在可拆卸性、刚度和承载能力上的差异。 键与花键： 阐述了平键、半圆键和楔键在传递扭矩时的受力特点和失效模式，并给出选择不同键型的工程准则。 滑动与滚动轴承： 对静、动载荷下的轴承选型进行了系统指导，重点介绍了滚动轴承的寿命计算公式（L10寿命），并分析了润滑油膜在轴承工作中的关键作用。 第四章：现代制造工艺与公差配合 理解机械图纸的最终目的在于实现制造。本章侧重于将设计意图转化为精确的物理实体。 4.1 机械加工工艺基础： 系统介绍了车、铣、刨、磨等主要切削加工方法的工艺特点、精度等级和表面粗糙度要求。对于复杂曲面加工，介绍了数控（NC）技术的基本原理及其在提高加工效率和精度方面的优势。重点讨论了切削参数（进给量、切削深度、切削速度）对刀具寿命和工件表面质量的影响。 4.2 铸造、锻造与焊接工艺： 对比分析了增材制造（3D打印）与传统减材制造的适用范围。详细阐述了铸造过程中的缩孔、气孔等缺陷的成因及预防措施。对于锻造，解释了其如何通过塑性变形提高金属的内部致密性和力学性能。焊接工艺部分着重讲解了焊缝的类型、强度评估以及热影响区的力学性能变化。 4.3 公差与配合的标准化： 本章是理解和绘制标准机械图纸的关键。详细解读了ISO/TOLERANCE体系，包括基准、基本偏差、公差带的含义。通过图例清晰地展示了间隙配合、过渡配合和过盈配合在实际装配中的效果（如过盈配合的拆卸难度）。阐明了形位公差（GD&T）在控制零部件功能关系（如跳动、垂直度、同轴度）中的重要性，这是确保复杂部件装配互换性的核心技术。 本书的特色： 本书的编写风格注重逻辑的连贯性和知识的迁移能力。它不满足于对单一知识点的罗列，而是将材料、力学、机构和制造技术有机地结合起来，形成一套完整的“设计-分析-实现”的工作流。书中穿插了大量的工程案例分析，用以展示理论知识在解决实际工程问题中的强大工具属性，帮助读者建立起扎实的工程思维，而非仅仅停留在公式的记忆层面。

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