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出版者:化学工业出版社

作者:赵军,张有忱,段成红

出品人:

页数:275

译者:

出版时间:2007-7

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787122006752

丛书系列:

图书标签:

• 设备
• 化工设备
• 机械基础
• 化工工程
• 设备与管道
• 机械设计
• 传热设备
• 分离设备
• 泵
• 压缩机
• 阀门

机械设计基础：从理论到实践的深度探索 本书旨在为工程技术人员、机械设计专业学生以及对机械原理有浓厚兴趣的读者提供一套全面、系统且深入的机械设计基础知识体系。我们着眼于工程实践中的实际需求，将理论知识与工程应用紧密结合，力求在扎实的数学和物理基础之上，构建起一套完整、可操作的设计方法论。 第一部分：机械设计的基础理论与方法论 本部分是全书的基石，重点阐述了机械设计必须遵循的基本理论框架、分析工具以及设计思维的建立。 第一章：机械设计概述与工程思维 本章首先界定了机械设计的范畴及其在现代工业体系中的核心地位。我们将探讨机械设计的基本目标——可靠性、安全性、经济性与环境适应性。重点内容包括： 1.1 经典设计流程与现代设计理念（如面向功能的设计、人机工程学考量）。 1.2 机械系统的工作原理与运动分析基础：刚体假设、自由度分析、机构运动学和动力学初步介绍。 1.3 强度、刚度与稳定性：工程材料性能在设计初期的筛选标准与初步评估方法。 第二章：工程材料基础与选择 选择合适的材料是机械设计成功的关键第一步。本章深入剖析了工程材料的宏观与微观性能，尤其关注材料如何影响最终零部件的寿命和可靠性。 2.1 结构钢、铸铁、有色金属及其合金的性能特点与应用领域。 2.2 高分子材料与复合材料在特殊工程环境下的应用潜力与局限性。 2.3 材料的疲劳特性与断裂韧性：S-N曲线的解读、应力幅值与寿命预测的工程模型。 2.4 表面工程技术简介：热处理、渗碳、氮化等对材料表面性能的显著影响。 第三章：机械传动系统的基础理论 传动系统是机械的心脏。本章侧重于机械能如何高效、稳定地从动力源传递到执行部件。 3.1 摩擦学基础：滑动摩擦与滚动摩擦的机理分析及工程应用中的摩擦系数选取。 3.2 齿轮传动基础：渐开线理论、齿轮几何尺寸计算、齿面接触应力（赫兹应力）与齿根弯曲疲劳分析。 3.3 带传动与链传动：拉力计算、中心距选择、打滑现象的控制与预防。 3.4 摩擦轮与万向联轴器：在特殊轴系布置中的应用及效率分析。 第二部分：标准零件与连接技术 标准件的设计与应用占据了机械设计工作的大部分比例。本部分强调对标准件的深度理解和正确选用。 第四章：紧固连接的设计与计算 螺纹连接是应用最广泛的连接方式。本章详细分析了螺栓连接的受力特性与可靠性设计。 4.1 螺纹的基本几何参数、螺纹的分类与标准（公制、英制等）。 4.2 螺栓连接的预紧力计算：静载荷、冲击载荷下的受力分析与防松动设计。 4.3 焊接连接的设计规范：焊缝的类型、尺寸确定及焊缝的强度校核（角焊缝、对接焊缝）。 4.4 键、销、铆接的适用场景分析与连接强度的校验。 第五章：轴与轴承的设计 轴系的设计是保证设备平稳运行的关键。本章将轴的设计分为强度设计和刚度设计两个核心方面。 5.1 轴的材料选择与疲劳强度校核：考虑交变载荷、扭转与弯矩的组合作用。 5.2 轴的临界转速计算：转子动力学初步，避免共振现象的设计原则。 5.3 滚动轴承的选择与寿命计算：基于ISO标准和制造商数据表的寿命评估（L10寿命）。 5.4 滚动轴承的安装、润滑与密封技术：保证轴承可靠运行的工程措施。 5.5 滑动轴承的润滑理论：油膜厚度、摩擦系数与温升的控制。 第三部分：机械零部件的强度与可靠性设计 本部分深入探讨了零部件在实际工作条件下的失效模式，并提供了精确的强度校核方法。 第六章：机械零部件的强度设计理论 本章侧重于如何运用现代的失效理论来指导设计。 6.1 许用应力法与安全系数的确定：基于可靠性指标的折减与修正。 6.2 疲劳强度分析的进阶：Miner准则在线性疲劳累积损伤评估中的应用。 6.3 接触应力分析：在齿轮、凸轮等接触表面中的应用。 6.4 冲击载荷与过载保护：冲击系数的选择与动态响应的初步分析。 第七章：关键零部件的结构设计 针对几种最常见且受力复杂的机械零件进行结构优化设计。 7.1 弹簧的设计与计算：螺旋弹簧（压缩、拉伸、扭转）的应力校核与刚度调整。 7.2 盘类零件的应力分析：离心力、热应力在飞轮、皮带轮等结构中的分布。 7.3 联轴器的选型与应用：刚性、弹性联轴器在补偿不对中误差方面的作用。 7.4 凸轮机构的设计与运动规律优化：最小化冲击与振动的速度和加速度曲线设计。 第四部分：机构的运动学与动力学分析 本部分将机械设计从静态强度校核提升到动态性能优化的层面。 第八章：机构的运动分析与综合 8.1 平面连杆机构的运动学分析：瞬心法、速度投影法在复杂机构中的应用。 8.2 机构的灵巧度分析与死点现象的规避。 8.3 复杂机构（如棘轮、凸轮）的运动规律设计与曲面生成。 第九章：机械系统的动态响应与振动控制 9.1 自由振动与强迫振动：单自由度和多自由度系统的固有频率计算。 8.2 机械系统中的阻尼效应：粘性阻尼、结构阻尼在实际工程中的体现。 8.3 减振降噪技术：隔振器的选择、隔振效率的计算与系统共振区的避让设计。 8.4 机械系统动态稳定性评估的基本方法。 全书特色： 本书强调“设计-分析-验证”的闭环思维。除了传统的解析计算方法外，我们融入了现代工程实践中不可或缺的有限元分析（FEA）的理念和应用指导，帮助读者将所学知识转化为解决实际工程问题的能力。书中的例题和习题均来源于真实的工业案例，确保理论知识的实用性和前瞻性。

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说实话，初拿到这本厚厚的册子时，我还有点担心内容会过于偏重理论推导，毕竟化工设备的机械基础嘛，听起来就硬邦邦的。然而，这本书最大的亮点在于其对“过程装备”这个大背景的深刻理解和融入。它不仅仅是在教你如何计算一个法兰的强度，或者一个轴承的寿命，而是将这些机械设计的基本功，无缝地嵌入到化工生产的复杂流程之中。比如在讲述动密封技术时，它没有止步于介绍机械密封的结构，而是深入探讨了在处理高粘度、易结晶、或含有固体颗粒的介质时，不同密封形式的适用性、维护难度和运行成本的权衡。这种宏观视角和微观细节的把握，使得整本书的知识体系非常完整和连贯。我尤其欣赏它对“可靠性工程”在设备设计中的应用这一章节，它把概率论和统计学巧妙地引入到设备选型和寿命评估中，让我明白，在化工这个高风险行业里，设计不仅仅是“能用”，更是要“持续、安全地使用”。这种前瞻性的视角，让这本书的价值远超一本普通的技术手册。

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这本书在案例分析的广度和深度上，展现了作者深厚的行业积累。它涵盖的设备类型非常全面，从最基础的储罐、管道，到高难度的塔器、反应器，甚至涉及到一些流体机械的选型原则，都有相当详尽的论述。最让我印象深刻的是，作者似乎总是能找到那些“非典型”的故障案例来佐证观点。比如，它没有只讲轴承的润滑失效，而是深入分析了在化工生产中常见的“交叉污染”导致的润滑剂性能下降问题，并提出了相应的预防措施。这种对实际操作中“灰色地带”的关注，极大地拓宽了我的视野，让我意识到，在真实世界里，设备失效往往不是单一因素造成的，而是多种操作条件、环境因素和机械设计缺陷共同作用的结果。这本书提供的不仅仅是知识，更是一种面对复杂工程问题的系统性分析框架，这对于任何想在化工设备领域有所建树的人来说，都是一本不可多得的案头宝典。

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这本书简直是机械设计领域的一股清流，内容编排得极其考究，特别是对基础理论的阐述，那叫一个深入透彻。我记得我刚开始接触这方面的内容时，感觉那些公式和原理就像是天书一样，枯燥乏味得让人想打瞌睡。但是这本书，它像是有一位经验丰富的老教授在身边手把手地教你，把那些复杂的概念用最直观、最生活化的例子给掰开了揉碎了讲清楚。比如说，它在讲到应力集中和疲劳寿命预测时，绝不仅仅是罗列公式，而是会结合实际的化工装置运行案例，分析为什么某个部位容易出问题，以及如何通过优化设计来规避风险。光是这部分内容，我就反复看了好几遍，每次都有新的体会。它对材料科学的介绍也相当到位，没有那种学院派的空泛，而是紧密围绕化工生产的实际需求，比如耐腐蚀性、耐高低温性能等，让你清楚地知道在特定工况下，应该选择哪种材料体系，这种实用性和理论深度的完美结合，着实令人佩服。而且，书中穿插的那些经典工程实例的剖析，简直是宝藏，它们让我对理论知识的实际应用有了豁然开朗的感觉，绝非那种生搬硬套的教科书可以比拟的。

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这本书的图文排版和资料呈现方式，简直是业界良心，让我一个视觉动物都看得津津有味。很多专业书籍为了追求内容的密度，常常把图表做得密密麻麻，晦涩难懂，但这本书在这方面做得非常出色。那些结构示意图，线条清晰，标注详尽，即便是非常复杂的机械结构，如反应釜的搅拌系统或者大型换热器的管束布置，都能通过清晰的剖面图让你一目了然。更重要的是，它对计算方法的演示，步骤详尽，逻辑清晰，很少出现“读者自行推导”的跳跃。我个人特别喜欢它在提供设计规范和标准引用时，会给出不同国家或行业标准的对比分析，这对于我们这些需要与国际项目接轨的工程师来说，是极其宝贵的参考信息。翻阅过程中，你很少需要频繁地去查阅其他资料来补充理解，这本书本身就像是一个自洽的知识体系，将理论、规范、案例有机地串联起来，阅读体验非常顺畅，几乎没有卡壳的地方。

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如果非要挑剔的话，这本书的深度有时会让人感到一丝挑战，但这种挑战恰恰是它价值的体现。它并不是那种“速成指南”，如果你是想找一本能快速上手画图出施工图的工具书，可能这本书的某些章节会显得有些“慢热”。例如，在讲解压力容器的开孔补强设计时，它花了大篇幅去论证各种补强形式背后的力学原理，而不是直接给出查表公式。这要求读者必须投入时间去理解背后的“为什么”，而不是仅仅记住“怎么做”。对于初学者来说，这可能需要付出更多努力去啃，但一旦你攻克下来，你会发现自己对设备结构承载能力的理解达到了一个新的高度，这是死记硬背公式绝对无法达到的境界。它培养的是一种工程思维，一种从根本上解决问题的能力，而不是简单的规范套用，这种对工程素养的打磨，才是真正有价值的长期投资。

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