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出版者:化学工业出版社

作者:曹岩,赵汝嘉 主编

出品人:

页数:492

译者:

出版时间:2008-1

价格:53.00元

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isbn号码:9787122013026

丛书系列:

图书标签:

• 1
• SolidWorks
• SolidWorks 2007
• 机械设计
• CAD
• 工程软件
• 计算机辅助设计
• 三维建模
• 精通
• 教程
• 软件操作

《机械设计与制造基础教程》 （本书内容详述，绝不涉及《SolidWorks2007精通篇》中的任何技术点或案例） --- 第一部分：机械设计基础理论 第一章 机械设计的基本概念与发展历程 本章旨在为读者构建坚实的机械设计思维框架。我们将深入探讨机械系统的基本构成要素、功能分析与结构设计之间的辩证关系。内容涵盖了从工业革命初期机械装置的演变，到现代数字化设计方法兴起的宏观历史脉络。重点分析了设计过程中的需求获取、概念生成、方案评估等关键阶段的决策依据。 1.1 机械的功能与运动链分析： 阐述如何将复杂的工程目标分解为可实现的运动和力学传递任务。讨论了位置、速度、加速度的分析方法，为后续的动力学分析打下基础。 1.2 机械设计的基本原则与约束条件： 详细讲解可靠性、安全性、经济性、可制造性、可装配性（DFMA）在设计初期的权重分配。引入环境适应性设计（如温湿度、腐蚀防护）的概念。 1.3 经典机械设计案例的解构： 选取几个跨越不同工业领域的经典机械（如简单杠杆机构、凸轮机构），从其结构原理和失效模式进行逆向工程式的剖析，理解设计背后的工程哲学。 第二章 材料力学基础与应力分析 本章聚焦于理解机械零件在工作载荷下内部应力与变形的规律。这是确保结构强度的理论基石。 2.1 材料的基本力学性能： 详细介绍工程材料（金属、复合材料、工程塑料）的拉伸、压缩、弯曲、扭转试验曲线，重点解析屈服点、抗拉强度、韧性与脆性的判据。 2.2 应力、应变与本构关系： 深入探讨胡克定律在不同加载条件下的适用性，引入泊松比的概念。区分正应力和剪应力，并建立起应力状态的张量描述方法。 2.3 强度理论与失效判据： 依据最大剪应力理论（Tresca）和最大形状变化能理论（Von Mises），阐述在复杂应力状态下预测材料是否发生屈服的方法。探讨疲劳极限、蠕变对长期服役性能的影响。 2.4 结构稳定性分析： 聚焦细长杆件的压杆失稳问题，推导欧拉临界力和容许载荷的计算公式，并结合实际工程中的约束条件修正计算模型。 第三章 机械零部件的静力学设计 本章将理论知识转化为对常见标准件和结构件的尺寸确定过程。 3.1 螺纹连接件的设计与计算： 详细讲解普通螺纹、大倾角螺纹的几何参数，以及在承受轴向载荷、横向载荷时的受力分析。螺栓预紧力的确定及其对连接可靠性的影响。 3.2 键、销与轴的设计： 分析平键、花键连接的传递扭矩能力，重点在于控制剪切应力和挤压应力。探讨销连接在定位和保险方面的应用。 3.3 紧固件与连接件的选型： 依据不同的工况（动载、静载、交变载荷），选择合适的紧固件标准和材料等级，并确保连接的防松措施得当。 --- 第二部分：机械传动系统设计 第四章 齿轮传动系统设计 本章是机械传动设计的核心内容，详细解析了各类齿轮的几何构造、强度计算和制造精度要求。 4.1 斜齿圆柱齿轮的几何设计： 阐述标准直齿轮与斜齿轮的参数化定义（模数、压力角、齿数、螺旋角）。推导中心距与传动比的精确关系。 4.2 齿轮的强度计算： 详细介绍齿根弯曲强度和齿面接触强度的校核方法。重点讲解如何根据载荷性质（冲击、振动）选用合适的许用应力，并修正影响强度的各种系数（如齿向载荷修正系数、接触应力区域修正）。 4.3 轴的强度与刚度设计： 轴的设计不仅仅是承载，更重要的是保证其在使用寿命内的挠度不超过允许值。本节讲解如何分配轴的直径，以平衡弯曲强度、扭转强度和临界转速要求。 4.4 齿轮箱的总体布局： 讨论多级减速箱的布置原则，包括相邻齿轮的轴间距选择、润滑系统的考虑以及箱体刚度的初步评估。 第五章 轴承与滑动摩擦副设计 轴承是实现旋转运动、承受载荷的关键部件，本章侧重于滚动轴承和滑动轴承的寿命评估与选型。 5.1 滚动轴承的基本类型与代号： 介绍深沟球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承等在不同载荷方向和转速下的适用性。 5.2 轴承的寿命与可靠性计算： 详细解析额定动载荷（C）和额定静载荷（C₀）的意义。应用L10寿命计算公式，确定轴承在特定载荷下的预期工作小时数。 5.3 滑动轴承的设计与润滑理论： 探讨滑动轴承的材料选择（如巴氏合金、青铜），重点引入流体动力润滑理论，分析油膜厚度、油楔效应，确保轴在高速运转时不发生胶合。 5.4 轴承的安装与预紧： 讨论轴承的配合选择（基准轴、基准孔），以及轴承预紧力在保证精度和延长寿命中的作用。 第六章 弹性元件与柔性连接设计 本章探讨利用弹性体的特性来吸收冲击、储存能量或实现柔性传动的技术。 6.1 螺旋弹簧的设计与校核： 详细计算受压、受拉螺旋弹簧的圈数、导程和材料直径。分析临界屈曲载荷和疲劳寿命。 6.2 联轴器的选型与应用： 区分刚性联轴器和弹性联轴器。重点分析齿式联轴器和膜片联轴器在补偿轴系对中误差（径向、角向、轴向）方面的能力。 6.3 摩擦片与制动器设计原理： 介绍干摩擦和湿摩擦接触面的材料选择，基于摩擦力矩公式计算制动所需的压紧力或弹簧力，并讨论制动器的散热问题。 --- 第三部分：制造工艺与质量控制 第七章 机械加工工艺基础 本部分将理论设计转化为可制造的实体，重点介绍材料去除加工的基础知识。 7.1 切削加工基础理论： 阐述车削、铣削、钻削等基本加工方法的切削力、切削热的产生与控制。探讨刀具材料（如高速钢、硬质合金）的选择依据。 7.2 铸造、锻造工艺概述： 介绍熔模铸造和砂型铸造在复杂零件成型中的应用，及其对材料组织的影响。对比热模锻和冷镦在提高零件强度方面的优势。 7.3 特种加工方法： 简要介绍电火花加工（EDM）、线切割（WEDM）和激光加工在加工高硬度或复杂型面材料时的应用场景。 第八章 机械装配、检测与公差配合 精确的制造依赖于合理的公差和科学的装配过程。 8.1 几何维度与形状公差（GD&T）： 深入讲解基准的选择、位置度、轮廓度、同轴度的标注规范。强调“功能基准”在精密仪器设计中的重要性。 8.2 机械配合与尺寸链分析： 详细讲解过盈配合、间隙配合和过渡配合的特征。通过尺寸链的计算，确保装配体的累计误差在可接受范围内。 8.3 现代检测技术概述： 介绍三坐标测量机（CMM）的工作原理和测量流程。对比接触式测量与非接触式测量（如光学扫描）的优缺点。 8.4 装配顺序与方法： 针对复杂设备的装配，提出科学的装配顺序原则，包括大部件先行、关键尺寸基准的优先安装，以及热装、冷压等常用装配方法的应用条件。 --- 本书特色： 本书严格遵循机械设计领域公认的工程标准和理论体系，内容聚焦于经典力学、材料科学与制造工艺的有机结合。全书采用严谨的数学推导与工程实例相结合的方式，旨在培养读者独立进行机械系统概念设计、参数计算和工艺规划的能力。每一个设计步骤都严格基于已验证的力学模型和行业规范，确保设计结果的实用性和可靠性。本书适合高等工科院校机械设计相关专业的学生及初级工程师作为核心教材或参考资料。

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这本书的装帧和排版设计，说实话，透露出一种浓厚的学院派气息，大量使用等宽字体来展示命令行输入和代码片段，这在视觉上带来了一种严肃的、不可妥协的专业感。我着重研究了其中关于工程图纸的标准模块，想看看在当时，如何通过SolidWorks来满足不同国家或行业的制图标准。书中对三视图投影、剖视图绘制以及尺寸标注规范的讲解是极为细致的，它似乎默认读者需要将这份图纸提交给依赖传统工艺的工厂。这种对基础图形学和工程制图规范的深度融合，是现代许多快捷化软件教程中常常被一笔带过的内容。它强迫你思考“为什么”要这么画，而不仅仅是“怎么”画。美中不足的是，我对高级渲染和出图模块的期望落空了。在2007年，产品可视化已经开始受到重视，我希望能看到更多关于材质库应用、光影设置和动画路径创建的实例，以用于早期的产品宣传或设计评审。这本书的重心明显偏向于“精确的工程实现”，而对“视觉化的表达”的探讨则相对保守，内容聚焦在了如何确保结构准确无误，而不是如何让结构更具吸引力。

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这本书的封面设计相当复古，带着一种浓厚的那个年代气息，坦白说，我当初买它更多是出于一种怀旧和对早期软件版本的敬意。拿到手后，我立刻翻阅了目录，希望能从中找到一些关于早期工作流程的深入剖析，毕竟现在的新版本功能更新太快，很多基础的设计哲学和操作习惯在日新月异的界面和工具下已经变得模糊不清了。我尤其关注那些关于曲面造型和复杂装配体的处理章节，期待能看到2007版本特有的那些“独门秘籍”。然而，实际阅读下来，我发现它更像是一本详尽的、面面俱到的操作手册，对于那些已经能熟练使用后续版本，或者说习惯了现代CAD思维的工程师来说，深度上稍显不足。书中对每个命令的罗列和讲解都非常细致，每一个参数的调整效果都被配图说明，这一点对于初学者来说无疑是极大的福音，他们可以像搭积木一样，一步步构建起对软件界面的认知。但是，对于我这种追求“精通”的读者而言，我更希望看到的是一些高级应用技巧，比如如何优化大型模型的性能，或者如何利用特定版本的内置求解器进行更复杂的工程分析。总的来说，它为我们提供了一个扎实的起点，但通往“精通”的更崎岖、更具挑战性的山路，这本书似乎没有深入描绘。它更像是一张详尽的地图，而非登山杖。

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翻开书页，一股略带油墨味道的清新感扑面而来，这或许是老旧印刷品特有的魅力。我尝试将书中的一些概念与我目前正在使用的新版本软件进行对比，试图找出功能上的迭代轨迹。令人惊讶的是，书中对于“设计意图”的强调贯穿始终，即便是在没有现在这些强大AI辅助建模的年代，作者依然反复告诫读者，首要任务是明确“想要做什么”，而不是机械地点击按钮。这种对设计哲学层面的关注，使得这本书超越了一般的工具书范畴。例如，在处理零部件之间的干涉检查时，它详细列出了几种不同的判断逻辑和容错处理方式，这些处理方法在后续版本中可能被自动化了，但在2007版的环境下，这些手动校验步骤显得至关重要，它培养了用户一种审慎的设计习惯。然而，对于现代工程师最为看重的效率提升方面，这本书的着墨就显得有些单薄了。比如，宏编程（Macro Programming）的应用介绍几乎是寥寥数语，没有展开深入的脚本编写实例，这使得那些想要通过自动化流程来解放重复劳动的读者会感到意犹未尽。它更像是教你如何手工精雕细琢，而非如何用机器批量生产。

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阅读这本书的过程，就像是坐上了一台时间机器，回到了一个对三维建模还充满探索欲的时代。书中的插图虽然分辨率不如现在高清，但其清晰的线条和箭头指示，有效地引导读者穿越复杂的菜单层级。我特别留意了它对“特征重建”和“父子关系”处理的论述。在那个版本中，模型修改带来的连锁反应是设计师们最为头疼的问题之一，这本书提供了一套相当稳健的、自上而下的设计思路来规避潜在的断裂。它告诫我们，在特征树中，每一个操作都必须有明确的因果链条。然而，对于那些热衷于前沿技术和跨学科应用的读者来说，这本书的局限性也显而易见。比如，对于有限元分析（FEA）模块的介绍，它仅仅停留在基础的网格划分和载荷施加层面，缺乏对高级材料属性模拟或非线性分析的探讨，这在如今看来，软件分析模块的深度已远超本书的覆盖范围。所以，它更像是一部坚实可靠的“基石指南”，它教会你如何稳固地打地基，但并未向你展示如何用这个地基去建造摩天大楼的复杂结构和绚丽外观。

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这本书的文字风格非常严谨，带着一种教科书式的权威感，每一个技术名词的解释都力求精确无误，这让我在阅读时不得不放慢速度，生怕遗漏了任何一个细微的差别。我注意到，书中在介绍诸如“零件特征管理”和“工程图出图规范”这些核心模块时，投入了大量的篇幅，详尽地阐述了2007版环境下如何有效地组织设计数据，保证项目文档的完整性和可追溯性。从这个角度看，它对于理解那个时代的设计规范是非常有帮助的，毕竟那时候的云协作和数据管理系统远不如现在成熟，本地文件的管理和版本控制显得尤为重要。我特别欣赏它对草图环境约束逻辑的深入剖析，它清晰地展示了参数化设计思维是如何在这种相对早期的环境中逐步建立起来的，那种通过几何关系驱动设计演变的思想，即便是放在今天来看，依然是CAD的灵魂所在。不过，也正因为其对基础逻辑的执着，书中对于诸如钣金设计的高级展开算法，或者动态驱动装配体的运动仿真方面的介绍，就显得相对保守和基础化了。我期待能看到一些关于如何突破软件自身限制，通过巧妙的特征组合来实现非标设计的“黑科技”，但这本书似乎更倾向于让使用者在软件预设的框架内高效运作，而不是去挑战框架的边界。

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