机械基础学习指导与练习 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:王凤玲

出品人:

页数:85

译者:

出版时间:2007-7

价格:7.60元

装帧:

isbn号码:9787040210408

丛书系列:

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精密制造的基石：现代机械设计原理与实践 本书简介 本书聚焦于现代机械设计领域的核心理论、分析方法与工程实践，旨在为工程技术人员、高等院校师生提供一套系统、深入且紧贴行业前沿的学习资源。我们深知，在当前以高端装备制造、智能制造和可持续发展为导向的工业背景下，对机械系统进行高效、可靠、创新的设计至关重要。因此，本书内容涵盖了从基础理论的严谨构建到复杂系统集成的全面过程。 第一部分：机械系统设计的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根基，强调理论的深度和与实际应用的紧密结合。 第一章：机械工程的演进与设计哲学 本章首先追溯了机械工程自工业革命以来的发展历程，重点阐述了从传统经验设计向基于模型、仿真和数据驱动的现代设计范式的转变。我们探讨了当前设计哲学中的关键要素：可靠性导向设计（Reliability-Centered Design, RCD）、面向制造与装配的设计（Design for Manufacturing and Assembly, DFMA）以及可持续性与生命周期评估（Life Cycle Assessment, LCA）。特别地，本章详细分析了“设计思维”（Design Thinking）在解决复杂工程问题中的应用，强调以用户需求为核心的迭代设计流程。 第二章：工程材料的性能、选择与行为 深入剖析了构成现代机械系统的关键材料——金属合金（如高强度钢、铝锂合金、钛合金）、高性能聚合物、复合材料（碳纤维、玻璃纤维增强材料）以及先进陶瓷。 微观结构与宏观性能的关系： 详细阐述了晶体结构、缺陷、相变如何影响材料的力学性能（屈服强度、极限拉伸强度、韧性、疲劳极限）。 特殊环境下的材料行为： 重点分析了高温蠕变、低温脆性、腐蚀环境（应力腐蚀开裂、点蚀）对材料寿命的影响，并介绍了如何通过表面工程技术（如热处理、镀层）来提升材料的服役性能。 新型材料的应用潜力： 探讨了增材制造（3D打印）对材料性能的特殊影响，以及形状记忆合金、智能材料在自适应系统中的应用前景。 第三章：静力学、动力学与受力分析 本章是机械系统受力分析的基石。 刚体与变形体分析： 建立了一套严谨的静力平衡与运动学分析框架。在材料力学方面，超越了简单的应力应变关系，深入讲解了二维和三维应力状态下的莫尔圆、主应力理论，以及韧性材料和脆性材料的失效判据（如冯·米塞斯、特雷斯卡准则）。 疲劳分析与断裂力学： 疲劳是机械零部件失效的主要原因。本章详细介绍了S-N曲线、Basquin方程、Miner累积损伤法则。同时，引入了基于断裂力学的评估方法，如应力强度因子 ($K_I, K_{II}, K_{III}$)、裂纹扩展速率 ($dC/dN$)，并讨论了断裂韧性 ($K_{IC}$) 的测定与应用。 振动与模态分析： 针对旋转机械和往复机械的动态稳定性，本章深入讲解了单自由度和多自由度系统的自由振动与强迫振动响应，重点分析了系统的固有频率、阻尼比和共振现象。 第二部分：关键机械零部件的设计与优化 本部分将理论知识转化为具体零部件的设计参数，强调计算的精确性和结构的合理性。 第四章：连接件的设计与优化 螺纹连接： 详细分析了螺纹的自锁条件、预紧力的计算与控制，以及螺栓在交变载荷下的动态行为，包括预紧力松弛和疲劳失效分析。 焊接与铆接： 介绍了不同焊接工艺（如TIG, MIG, 激光焊）的特点，以及焊缝的强度设计与无损检测方法。 第五章：摩擦、润滑与轴承系统 本章是保障机械运动平稳性和寿命的关键。 摩擦学基础： 阐述了干摩擦、边界润滑和流体润滑的理论模型，包括阿登尼试验和摩擦系数的确定。 滚动轴承设计： 详细介绍了滚动轴承的静载荷能力、动载荷能力（L10寿命计算），以及如何根据工况选择合适的轴承类型（深沟球、角接触、圆锥滚子等），并讨论了润滑脂的选择与密封技术。 滑动轴承： 重点讲解了雷诺方程在流体动力润滑中的应用，以及不同工况下的油膜厚度与温升控制。 第六章：齿轮传动系统设计 齿轮传动是功率传输的核心。本章基于ISO和AGMA标准，提供了一套完整的设计流程。 几何设计与强度校核： 详细推导了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和锥齿轮的基本几何参数计算，并严格按照接触疲劳（点蚀）和弯曲疲劳（齿根折断）进行强度校核。 误差与精度： 讨论了齿轮制造公差、啮合误差对传动平稳性和噪声的影响，以及如何通过热后处理（如渗碳淬火）来提高齿面硬度与承载能力。 蜗轮蜗杆传动： 深入分析了蜗轮蜗杆的传动效率、自锁特性以及发热问题。 第七章：弹性元件与柔性机构 弹簧设计： 包括螺旋弹簧、板簧和扭杆的设计，重点在于确定临界屈曲载荷和疲劳寿命。 柔性机构（Flexure Mechanisms）： 探讨了柔顺机构在精密仪器和微机电系统（MEMS）中的应用，分析其无摩擦、高分辨率的优势。 第三部分：现代设计方法与工程实践 本部分侧重于如何运用现代工具和系统集成思维来解决实际的工程挑战。 第八章：机械系统集成与动态稳定性 机电一体化系统（Mechatronics）： 探讨了传感器、执行器与控制器如何融入机械结构设计，例如在伺服驱动系统中的应用。 转子动力学： 针对高速旋转设备（如涡轮机、压缩机），本章重点分析了不对称刚度、不平衡力引起的振动，并介绍了动平衡技术和临界转速的预测与避免。 噪声、振动与声振粗度（NVH）分析： 讲解了有限元法（FEM）在结构声学和振动模态分析中的应用，以及如何通过结构优化（如使用阻尼材料、改变刚度分布）来降低噪声辐射。 第九章：计算机辅助工程（CAE）与优化设计 本章将重点介绍当前工业界广泛使用的设计验证与优化工具。 有限元分析（FEA）的深入应用： 不仅限于线性静力分析，还包括非线性分析（大变形、接触非线性）、瞬态动力学分析和热-结构耦合分析。强调正确划分网格、施加边界条件和解释结果的重要性。 拓扑优化与形状优化： 介绍如何利用数值算法（如密度法）自动生成满足特定载荷和约束条件的最佳材料分布（拓扑优化），以及在保证功能不变的前提下对结构细节进行微调以提高刚度或减轻重量（形状优化）。 参数化建模与设计空间探索： 讲解如何使用参数化软件工具链，结合拉丁超立方采样或响应面法，对设计变量进行系统性扫描，以确定最佳设计点。 第十章：现代制造工艺对设计的影响 本章旨在确保设计方案在实际生产中具有可行性和经济性。 增材制造（AM）的设计约束与机遇： 讨论了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等技术对支撑结构、冷却通道设计的影响，以及如何利用AM的自由度来实现传统方法无法达到的复杂拓扑结构。 精密铸造与锻造设计： 讲解了充型模拟和凝固过程控制在降低铸件缺陷中的作用，以及模锻设计中对材料流动的控制。 公差链分析与配合： 采用统计方法（如公差链的平方根法）来评估装配的合格率，指导关键尺寸的公差分配，确保系统的功能性。 本书通过整合材料科学的深度、力学分析的严谨性以及现代计算工具的应用，构建了一个面向复杂系统集成的、跨学科的机械设计知识体系，旨在培养工程师在新一代高端制造领域中具备独立创新和解决复杂问题的能力。

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这本书的语言风格非常“接地气”，丝毫没有那种高高在上的学术腔调。作者似乎深谙我们这些学习者的痛点，总能在最关键的地方用最直白的语言进行阐述。例如，在解释一些涉及运动学和动力学概念时，它会引入一些我们日常生活中常见的机械现象作为类比，比如自行车的链条传动、门铰链的转动等等，一下子就把那些复杂的数学模型拉回到了现实世界，瞬间就理解了其中的物理意义。这种教学方法极大地降低了学习的心理门槛，让我不再对“机械”这个听起来高深的领域感到畏惧。而且，书中对一些历史上的经典机械原理的起源和演变也有简短的介绍，这使得整个学科的学习过程充满了人文色彩，让我们不仅仅是操作工具的人，更是理解原理的设计者。

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这本工具书的排版和设计真是让人眼前一亮。封面设计简洁大气，内页的纸张质量也相当不错，阅读起来非常舒适，长时间盯着看也不会觉得眼睛很累。书的结构安排得非常合理，从最基础的概念入手，循序渐进地引入更复杂的知识点，对于初学者来说简直是福音。作者在讲解理论知识时，语言深入浅出，没有过多的晦涩难懂的术语，即使是第一次接触机械制图或者材料力学的同学，也能轻松理解。尤其值得称赞的是，书中大量的插图和图表都非常清晰准确，每一个细节都标注得一丝不苟，这对于理解抽象的机械原理至关重要。我记得有一次我被一个复杂的受力分析题卡住了好几天，翻阅这本书后，书中针对性的图示和例题解法让我茅塞顿开，那种豁然开朗的感觉真是太棒了。这本书不仅仅是知识的堆砌，更像是一位循循善诱的老师，时刻准备着为你答疑解惑。

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说实话，这本书的习题部分简直是我的救星。我以前做过的很多习题集，要么是题量太少，要么就是难度分布不均，要么就是答案解析含糊不清。但这本书的习题设计简直是教科书级别的典范。它按照知识点的难度梯度进行了科学的划分，从基础巩固到综合应用，再到挑战性的难题，层层递进，让人感觉每攻克一个难关，自己的能力都在稳步提升。最让我感到惊喜的是，它的详细解析。不仅仅给出了最终答案，更重要的是，它把每一步的推理过程、适用的定理和公式都写得清清楚楚，即便是错在中间的某个环节，也能通过对照解析迅速找到自己的知识盲区。我习惯先自己做一遍，然后对照解析进行反思和订正，这种主动学习的方式，配合这本书高质量的题目和解析，让我的学习效率得到了质的飞跃，期末考试的成绩都有了明显的提高，这真不是夸大其词。

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从工具书的角度来看，这本书的检索性和参考价值也是一流的。全书的章节逻辑严密，目录编排清晰明了，查找特定公式或概念非常高效。书后附带的几个附录，内容丰富，涵盖了常用材料的力学性能表、标准件的尺寸参数以及一些常用的工程计算公式汇总，这些都是我们在实际做题或者设计草图时经常需要查阅的资料。我甚至把它放在书桌触手可及的地方，遇到任何与基础机械原理相关的问题，都会习惯性地翻阅一下，总能找到快速定位的索引点或者直接的参考信息。相较于网络上零散的资料，这本书的系统性和权威性是无可替代的。它就像一个经过精心组织和优化的知识库，结构稳定，内容可靠，是每一位机械工程学习者书架上不可或缺的常备工具。

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作为一名在校大学生，我深知理论联系实际的重要性，而这本书在这方面做得尤为出色。它不仅仅停留在枯燥的公式推导上，而是紧密结合实际工程中的应用案例。比如，在讲解轴的设计时，书中会穿插介绍实际工厂中常用的轴承类型和装配工艺，这让学习过程变得生动有趣多了。我特别喜欢它设置的“工程实践小贴士”栏目，虽然篇幅不大，但信息量惊人，很多都是课本上不会提及的“行话”或者经验之谈，对于准备实习或者未来就业的我们来说，这些都是无价之宝。很多参考书只是罗列知识点，而这本书却像一个经验丰富的老工程师在手把手教你如何思考问题，如何从宏观到微观地分析一个机械系统。它引导我们不仅仅是“知道”知识，更是要“会用”知识，这种思维方式的培养，比单纯的死记硬背要重要得多。

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