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机械设计基础：理论与应用精讲 作者： 王国强 出版社： 精工科技出版社 页数： 780页 定价： 128.00元 --- 内容简介 《机械设计基础：理论与应用精讲》是一本全面、深入探讨现代机械设计核心原理与工程实践的权威著作。本书旨在为机械工程、机电工程、材料科学及相关专业的本科生、研究生提供坚实的理论基础，同时为一线工程技术人员提供可靠的参考与进阶学习的资源。 本书超越了传统教材的简单知识罗列，强调理论与实际应用的紧密结合，致力于培养读者严谨的工程思维和解决复杂机械问题的能力。全书结构严谨，逻辑清晰，内容涵盖了现代机械设计所必需的全部关键知识模块，并融入了最新的行业标准与技术发展趋势。 核心内容与特点： 第一部分：机械设计基础理论体系的构建 本部分着重于为读者打下坚实的理论基础，这是进行任何复杂机械设计的起点。 1. 机械系统与运动学基础： 详细阐述了机械系统的构成要素、运动链分析方法，包括平面机构的结构分析、运动特性解析，以及空间机构的基本原理。重点讲解了利用矩阵法和计算机辅助分析技术处理复杂机构的运动学问题，使读者能精确预测机构的运动轨迹和速度、加速度分布。 2. 材料力学与结构强度分析： 本书深入探讨了材料在静力、动力及交变载荷下的响应规律。内容包括应力-应变分析、材料本构关系、失效理论（如最大应力理论、塑性理论）的详细推导与应用。特别强化了对疲劳强度和断裂韧性的分析方法，提供了多种疲劳寿命评估模型（如S-N曲线法、Miner累积损伤准则），并结合有限元分析（FEA）的初步概念，指导读者进行合理的结构设计与安全校核。 3. 摩擦、润滑与接触应力： 摩擦学是机械可靠运行的关键。本章详细解析了各种接触形式下的摩擦机理，从微观尺度解释了润滑剂的作用。深入探讨了弹性接触（如Hertz理论）和塑性接触的接触应力分布，并提供了针对不同工况（高速、重载、高温）的润滑剂选择指南和润滑系统设计原则，确保机械系统的高效与长寿。 第二部分：核心机械零部件的原理与优化设计 本部分聚焦于机械系统中最常用、最关键的零部件，提供详尽的设计计算方法和优化策略。 4. 联接件的分析与设计： 螺纹联接、键联接、销联接、铆接和焊接的强度计算与应用场景分析。重点在于螺纹预紧力的控制、疲劳载荷下的螺栓设计，以及不同焊接工艺对结构整体性能的影响评估。 5. 轴系设计与优化： 轴的设计是机械传动系统的核心。本章系统讲解了轴的材料选择、强度校核（包括弯曲、扭转和组合应力），以及临界转速的计算与避免。特别强调了对轴承支撑间距的优化布局，以最小化挠度，确保传动精度。 6. 滚动与滑动轴承设计： 全面介绍了滚动轴承的选型标准、寿命计算（ISO标准），以及滑动轴承的油膜厚度、温升控制。对于滑动轴承，深入分析了静压润滑和动压润滑的原理，并提供了针对极端工况（如冲击载荷）的特殊轴承设计案例。 7. 齿轮传动系统设计与制造公差： 作为最主要的动力传递方式，齿轮设计占据了大量篇幅。内容包括直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆的强度计算（齿根弯曲疲劳、齿面接触疲劳）。本书详细阐述了齿轮的精度等级、误差对传动平稳性的影响，以及渐开线参数的微调技术，以提高传动效率和承载能力。 8. 带传动与链传动： 针对灵活传动方式，本章对比分析了V带、同步带和链传动的特性。重点在于中心距的确定、包角对传递功率的影响，以及初拉力的合理施加，确保在不同载荷波动下的可靠性。 第三部分：现代机械设计方法与工程实践 本部分将理论知识应用于实际工程问题，引入先进的设计工具和方法。 9. 可靠性工程与故障分析： 机械系统设计不再只关注强度，可靠性是衡量设计水平的关键指标。本章介绍了可靠性指标（如失效率、平均寿命）的定义，并教授如何利用威布尔分布（Weibull distribution）进行寿命预测。同时，通过失效模式与影响分析（FMEA）的方法，指导读者系统地识别和消除潜在的失效源头。 10. 机械系统的动态特性分析： 探讨了机械系统在振动和冲击下的响应。内容包括单自由度与多自由度系统的自由振动与强迫振动分析，并引入了阻尼器的设计与应用，以控制系统的振动幅度。本章为解决高速机械的平稳性问题提供了必要的理论工具。 11. 计算机辅助工程（CAE）在设计中的应用： 虽然本书不直接教授软件操作，但强调了CAE在现代设计流程中的核心作用。通过实例解析，说明了如何利用有限元分析（FEA）模拟应力集中、热应力分布和模态分析，从而验证和优化传统手算设计的结果。 12. 制造工艺性与装配设计： 优秀的设计必须是可制造的。本章从制造的角度反思设计方案，讨论了铸造、锻造、切削加工对零件形状和公差的要求。同时，讲解了公差配合与尺寸链的原理，确保零件在装配过程中能够实现精确的功能匹配。 --- 本书的独特价值 本书的最大特色在于其深厚的工程背景和严谨的学术态度。每章末尾均附有大量的“工程案例解析”，这些案例取材于实际工业生产中的典型故障与优化项目，帮助读者将抽象的公式转化为具体的工程决策。书中提供的计算图表和设计参数均参考了最新的国际标准（如ISO、DIN），确保了设计结果的前沿性和适用性。 《机械设计基础：理论与应用精讲》不仅是一本教科书，更是一本可供工程师们在职业生涯中反复查阅的实用工具书。它旨在培养新一代机械工程师扎实的理论功底、敏锐的问题洞察力以及将创新理念转化为可靠产品的实践能力。
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