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出版者:科学出版社

作者:胡越明

出品人:

页数:371

译者:

出版时间:2006-6

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030172587

丛书系列:

图书标签:

• 计算机组成
• 计算机科学
• 计算机组成原理
• 计算机体系结构
• 数字逻辑
• 汇编语言
• 计算机硬件
• 计算机系统
• RISC-V
• MIPS
• 处理器设计
• 存储系统

机械设计基础：原理、应用与实践 书籍简介 《机械设计基础：原理、应用与实践》是一本面向工程技术人员、机械设计专业学生以及相关领域研究人员的综合性教材与参考手册。本书系统、深入地阐述了现代机械设计领域的核心理论、基本方法、常用计算与实际工程应用。全书内容严谨、体系完整，力求在理论深度与工程实用性之间取得最佳平衡，旨在帮助读者建立扎实的机械设计知识体系，掌握解决复杂工程问题的能力。 第一部分：机械设计基础理论 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，阐述了机械系统从概念、方案到详细设计的全过程。详细讨论了现代机械设计对可靠性、可制造性、可装配性、人机工程学及环境适应性的新要求。重点分析了数字化设计、智能制造、增材制造等前沿技术对传统机械设计理念带来的颠覆性影响，引导读者树立面向未来的设计思维。 第二章 材料力学基础与工程应用 虽然本书的重点在于设计方法，但坚实的材料力学基础是机械设计的前提。本章回顾了材料的强度、刚度、韧性、疲劳极限等关键力学性能指标。重点剖析了应力与应变的概念，分析了梁的弯曲、轴的扭转、薄壁结构的稳定性等经典问题。此外，本章引入了材料在实际工作环境（如高温、腐蚀）下的行为分析，并介绍了有限元分析（FEA）在初步结构强度评估中的应用方法。 第三章 机械传动系统的设计原理 机械传动是实现运动和动力转换的核心环节。本章深入探讨了啮合原理、齿轮的几何精度与强度计算。详细分析了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮及蜗轮蜗杆传动系统的设计计算、寿命评估与失效模式分析。同时，对带传动（V带、同步带）和链传动的受力分析、初拉力确定、中心距选择及效率计算进行了详尽的阐述，强调了动态载荷和润滑对传动系统可靠性的影响。 第四章 连接件的设计与计算 连接是构成复杂机械结构的基础。本章全面覆盖了静连接与可拆卸连接的设计。螺纹连接部分详述了螺栓的预紧力计算、剪切强度评估、抗疲劳设计标准，并讨论了螺纹连接在振动环境下的防松技术。键、销、铆接等连接形式的设计准则和适用场景也进行了对比分析。特别辟出章节讨论了胶接与焊接在现代结构设计中的应用条件与质量控制要点。 第二部分：关键机械零部件设计 第五章 轴类零件的设计与校核 轴是传递扭矩和支撑旋转部件的关键轴系零件。本章详细介绍了轴的类型划分、材料选择原则，以及基于静强度、刚度、疲劳强度和临界转速的综合设计流程。重点分析了键槽、轴肩、圆角等对轴应力集中的影响，并提供了优化设计建议。 第六章 滚动轴承的设计与选型 滚动轴承的正确选型和安装直接决定了旋转设备的寿命和运行精度。本章系统介绍了各类滚动轴承的结构特点、工作原理及代号体系。核心内容集中在轴承的基本额定寿命计算、当量动载荷的确定，以及在不同载荷组合下的选型流程。同时，详细讨论了轴承的润滑、密封技术和安装、拆卸过程中的注意事项，以避免早期失效。 第七章 弹性元件与冲击吸收装置 本章专注于机械系统中用于储存能量、吸收冲击和保持接触的弹性元件。螺旋弹簧（拉伸、压缩、扭转）的设计公式、疲劳寿命校核是本章重点。此外，还介绍了板簧、碟形弹簧以及橡胶减振器的特性、选型方法及其在降低结构振动和噪声方面的应用。 第八章 摩擦、润滑与密封技术 摩擦与磨损是机械系统能量损失与寿命缩短的主要因素。本章深入探讨了干摩擦、边界润滑和流体润滑的机理，并介绍了润滑剂的选择标准（粘度、添加剂）。重点分析了滑动轴承的载荷能力计算和油膜厚度控制。密封技术方面，详细对比了接触式密封（唇形密封圈、迷宫式）和非接触式密封（间隙密封）的优缺点及应用场景。 第三部分：系统集成与实践工程 第九章 机械装置的运动与动力学分析 本章将设计从静态强度扩展到动态行为分析。讨论了机构运动的参数化描述、速度与加速度分析。重点引入了机械系统的振动理论，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，以及如何通过改变刚度或质量分布来避免共振。 第十章 机械可靠性与寿命预测 现代设计强调从源头上保证可靠性。本章系统介绍了可靠性工程的基本概念，如失效率、平均寿命（MTBF）。详细讲解了基于威布尔分布的寿命预测模型、故障树分析（FTA）和失效模式与影响分析（FMEA）在设计阶段的应用，旨在指导设计人员主动识别并消除潜在的设计缺陷。 第十一章 现代机械设计方法与工具 本章聚焦于如何利用现代信息技术提升设计效率和质量。详细介绍了参数化建模、特征化设计在三维CAD系统中的应用流程。讨论了设计优化技术，包括尺寸优化、拓扑优化在减轻结构重量和提高性能方面的实际案例。同时，也对快速原型制造（3D打印）在设计验证中的作用进行了阐述。 第十二章 机械系统装配与可制造性设计（DFM） 一个优秀的设计必须易于制造和装配。本章从制造工艺的角度反向审视设计方案，详细阐述了公差配合与尺寸链的分析方法，以确保零件的互换性。讨论了如何通过合理的倒角、圆角设计、消除深孔或复杂二次加工来降低制造成本和缩短装配时间。 附录 本书附带了常用的机械设计工程图例、标准件数据库索引、工程常用材料性能表以及一套完整的机械设计计算案例，供读者参考和查阅。 适用对象： 机械工程、工业工程、车辆工程、航空航天工程等专业本科生、研究生，以及从事产品研发、结构分析和设备维护的工程技术人员。本书理论扎实，注重工程实例，是工程师案头必备的工具书。

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作为一名软件工程师，我一直觉得扎实的计算机组成知识是提升代码效率和解决疑难杂症的关键。而《计算机组成与设计》这本书，可以说是给我打开了一个全新的维度。它不仅仅是一本教科书，更像是一本“武功秘籍”，让我能够深入了解CPU是如何执行指令、内存是如何组织数据的、指令流水线是如何工作的。书中对于指令集架构（ISA）的讲解，尤其是RISC-V的详尽阐述，让我对硬件与软件的交互有了更深刻的理解。我曾经遇到过一些性能瓶颈的问题，读完这本书后，我能够从更底层的角度去分析问题，比如缓存不命中、指令重排等，并针对性地进行优化。而且，这本书的练习题也非常有价值，很多都让我思考了好久，虽然有些确实不容易，但每当攻克一个难题，那种成就感是无与伦比的。它让我明白，很多时候，我们写出的代码，其表现出来的性能，很大程度上取决于底层的硬件设计和指令集的特性。这本书让我从一个“只会写代码”的开发者，变成了一个更“懂”代码的开发者，这种提升是质的飞跃。

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这本书真的让我眼前一亮！我一直对计算机的底层原理很感兴趣，但又担心会过于枯燥晦涩。没想到，《计算机组成与设计》这本书用一种非常清晰、循序渐进的方式，将那些看似高深的概念一点点剥开，让我能真正理解计算机是如何工作的。从最基本的二进制、逻辑门，到复杂的CPU架构、指令集，再到内存管理、I/O设备，作者似乎把每一个环节都考虑到了，并且用大量生动的例子和图示来辅助说明。我尤其喜欢书中对于RISC-V架构的介绍，感觉它不仅是一种指令集，更像是一种关于如何设计高效、灵活、可扩展计算机的哲学。读完之后，我再看那些高级语言写的代码，仿佛能看到它们在底层是如何被一步步翻译成机器能够执行的指令，那种“洞悉一切”的感觉真的太棒了。这本书的语言风格也很平易近人，没有太多华而不实的术语，即使是我这种非科班出身的读者，也能读得津津有味。很多概念刚开始觉得有点吃力，但只要跟着书中的逻辑一步步思考，很快就能豁然开朗。强烈推荐给所有对计算机底层感兴趣的朋友，它会颠覆你对计算机的认知！

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我之前一直认为，计算机科学就是关于算法和数据结构，直到我读了《计算机组成与设计》。这本书彻底颠覆了我的认知，让我看到了一个更加宏大的计算机世界。它就像一条清晰的河流，将我从抽象的软件概念，引向了计算机最核心的硬件层面。从最基础的逻辑门，到如何设计一个能够执行指令的CPU，再到内存层次结构如何影响程序性能，书中每一个章节都充满了智慧的光芒。我尤其对书中关于指令集架构（ISA）的讨论印象深刻，尤其是对RISC-V的介绍，让我看到了指令集设计是如何平衡功能、性能和功耗的。而且，这本书并非一本枯燥的技术手册，它充满了引人入胜的例子和类比，让我能够将抽象的概念与实际应用联系起来。它让我明白，即使是简单的“Hello, World!”程序，其背后也涉及到多么复杂的硬件操作。读完这本书，我感觉自己对计算机的理解上升到了一个全新的高度，也激发了我对更底层技术研究的兴趣。

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我是一个对“为什么”总充满好奇的人，尤其是在接触了各种科技产品之后。计算机是我们日常生活中不可或缺的一部分，但它的内部是如何运作的？《计算机组成与设计》这本书，就像一位循循善诱的老师，耐心地解答了我心中所有的疑问。它从最基本的二进制数开始，一步步引申到逻辑运算，然后讲解如何构建出实现这些运算的电路，再到如何将这些电路集成起来形成一个能执行指令的处理器。让我印象深刻的是，书中关于CPU流水线和乱序执行的讲解，虽然初听起来有些复杂，但作者通过精妙的图示和例子，让我能清晰地理解这些技术是如何大幅提升计算机的运算效率的。特别是对RISC-V的介绍，让我看到了一个开放、灵活的指令集架构所带来的巨大潜力。这本书不仅拓宽了我的知识面，更重要的是，它培养了我深入探究事物本质的习惯。现在，每当我使用电脑，我都会不由自主地去思考，屏幕上显示的内容，背后究竟发生了多少精妙的计算和信息传递。

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这本书绝对是那种“相见恨晚”的类型！我之前接触过一些关于计算机原理的书籍，但都感觉像是隔靴搔痒，总是无法真正触及到核心。直到我翻开《计算机组成与设计》，我才真正体会到了“融会贯通”的乐趣。作者对计算机的每一个组成部分都进行了细致入微的讲解，从最基本的逻辑门电路，到复杂的处理器设计，再到存储器系统和输入输出接口，每一个章节都像是在构建一幅宏大的计算机运作蓝图。我尤其欣赏书中对RISC-V指令集架构的讲解，它不仅介绍了指令集的细节，更阐述了设计理念，让我对现代处理器设计有了更清晰的认识。书中的图示和类比也非常到位，将抽象的概念变得具象化，让我更容易理解。而且，这本书并没有止步于理论，还提供了很多实际的例子和思考题，鼓励读者动手实践，去验证和探索。读完这本书，我感觉我对计算机的理解不再是停留在“黑箱”层面，而是能够看到它内部精密的机械运作，这对于我日后的学习和工作都将产生深远的影响。

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