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出版者:Schroff Development Corp

作者:Zamanir, Nader G./ Weaver, Jonathan M.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:69.95

装帧:Pap

isbn号码:9781585032617

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• Engineering
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好的，这是一份关于一本名为《机械设计基础与工程实践》的图书的详细简介。 --- 图书名称：《机械设计基础与工程实践》 作者： 王志强 教授, 李明 工程师 出版社： 科技创新出版社 出版年份： 2023年 页数： 680页 定价： 128.00 元 --- 内容简介： 在当代制造业和工程领域，对具备扎实理论基础和丰富实践经验的机械工程师的需求持续增长。《机械设计基础与工程实践》正是为了满足这一需求而编写的一本全面、深入且极具实操指导性的教材与参考手册。本书不仅系统地梳理了经典机械原理与机械设计学中的核心概念，更紧密结合现代工程实践中的最新趋势与挑战，旨在培养读者从理论分析到实际应用的全方位能力。 本书共分为四个主要部分，内容层层递进，结构清晰，确保读者能够构建起完整、牢固的机械设计知识体系。 第一部分：机械工程基础理论的深化与重构 本部分着重于奠定坚实的理论基础，这是进行任何复杂机械系统设计的前提。我们没有停留在传统教材的简单罗列，而是对核心理论进行了深度剖析和现代视角下的重新阐释。 1.1 机构运动学与动力学进阶 详细阐述了平面机构和空间机构的运动分析方法，引入了更高效的解析法与数值解法。重点探讨了复杂连杆机构（如曲柄摇杆机构、齿轮系）的瞬时速度与加速度分析，并引入了高级的刚体动力学基础，包括欧拉-拉格朗日方程在机械系统分析中的应用。对于冲击、振动和噪声（NVH）的初步分析也被纳入其中，强调在设计早期阶段应对动态性能的考量。 1.2 材料力学与结构强度的高级应用 本章超越了简单的应力应变计算，深入探讨了材料的本构关系、疲劳理论（包括S-N曲线的精确绘制与修正、Miner准则的应用）以及断裂力学的基本原理。书中详细分析了不同载荷类型下（如交变载荷、冲击载荷）构件的寿命预测方法，并引入了复合材料在工程结构中的应用及其失效模式分析。弹性力学的基础概念被用以解释复杂应力状态下的结构行为。 1.3 摩擦学与润滑理论的实践关联 本节侧重于旋转与往复运动接触面的实际问题。内容涵盖了边界润滑、流体润滑的雷诺方程解析，并结合现代润滑剂的化学成分与性能指标，指导读者如何根据工作条件（温度、压力、速度）选择最适宜的润滑方案。同时，对干摩擦与制动系统的设计考量进行了详细论述。 第二部分：核心机械零部件的优化设计 本部分是全书的实践核心，聚焦于机械设计中最常见也最关键的零部件，强调“优化”而非简单的“规范设计”。 2.1 传动系统设计与选型 齿轮传动： 深入探讨了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆传动的强度计算与几何参数优化。特别强调了齿轮的接触应力与弯曲疲劳寿命的平衡，并提供了针对高精度和重载工况下的齿形修正指导。 带传动与链传动： 除了传统的皮带和链条选型，本书着重分析了多级传动中的功率分配、张紧力控制和动态效率优化，特别关注了同步带在精密传动中的应用。 轴系设计与连接元件： 轴的设计不再局限于静力学强度，而是将疲劳寿命、临界转速分析（关键轴的振动分析）作为核心内容。键、销、螺纹连接的可靠性评估方法被详述，并讨论了预紧力对连接刚度的影响。 2.2 轴承与滑动支撑系统的精细化设计 滚动轴承的选型与寿命计算是本章的重点。本书详细解析了动态载荷系数、轴承组装与游隙对轴承寿命的实际影响。对于滑动轴承，则侧重于考虑热效应、油楔形成与油膜刚度的分析，为高温或高速运行条件下的设计提供量化依据。 2.3 弹性元件与密封技术 螺旋弹簧、板簧的设计与失效分析被系统介绍。密封技术部分，本书区分了静密封与动密封（如填料密封、迷宫密封、机械密封），并提供了针对不同介质（气体、液体、高温、高压）的密封材料选择指南和泄漏率预测模型。 第三部分：现代工程设计方法与工具集成 本部分是连接传统理论与未来工程实践的桥梁，重点介绍了现代设计流程中不可或缺的工具与方法论。 3.1 计算机辅助设计（CAD）的流程整合 虽然本书不专注于某一特定软件的操作，但它详细讲解了如何在设计流程中高效利用CAD工具。内容包括参数化建模的策略、特征识别技术以及如何从三维模型中高效提取工程图纸，确保设计意图的准确传达。 3.2 有限元分析（FEA）的原理与应用 系统地介绍了有限元分析的基本流程，包括网格划分的艺术、边界条件的合理施加、以及结果的可靠性验证。重点解析了在线性静力学分析之外，如何运用FEA进行模态分析（理解固有频率）、热应力分析和接触分析，帮助读者避免“黑箱”式操作，真正理解计算结果背后的物理意义。 3.3 可靠性导向的设计（RBD）与公差配合理论 本章强调了工程设计中“变异性”的管理。详细介绍了统计公差法（如Min/Max法、概率法），指导读者如何通过合理的公差链设计来保证装配体的功能性与制造成本的平衡。可靠性设计部分引入了可靠度指标（$R$值）的概念，指导工程师在性能指标和故障概率之间做出权衡。 第四部分：面向制造与装配的设计（DFMA） 优秀的设计必须是可制造、可装配的设计。本部分将设计理念延伸至整个产品生命周期管理。 4.1 机械加工工艺约束分析 探讨了车削、铣削、钻削等基本加工方法的精度等级、表面粗糙度要求与成本之间的关系。重点分析了深孔加工、复杂曲面加工的工艺难点，并指导读者如何修改设计以适应标准加工设备的能力。 4.2 铸造、锻造与焊接结构设计 对于结构件的毛坯制造，本书详细分析了铸造（如分型线、拔模斜度、缩松缩孔的控制）和锻造（如闭式模锻的设计、飞边处理）的限制。焊接结构部分则侧重于焊缝的合理布置、焊后应力消除以及疲劳载荷下的焊缝强度评估。 4.3 现代装配技术与人机工程学考量 讨论了自动化装配、柔性制造系统（FMS）对零部件设计的影响。在人机工程学方面，本书关注操作空间、维护便利性、以及操作人员与机械交互界面的设计原则，确保机械产品不仅性能卓越，而且易于使用和维护。 --- 本书特点： 1. 理论与实践的深度融合： 每一章节的理论推导后都紧接着具体的工程案例分析或设计流程演示。 2. 强调量化分析： 大量篇幅用于指导如何通过计算和模拟工具对设计方案进行量化评估和优化。 3. 面向复杂系统： 覆盖了从基础零部件到复杂传动系统的全景设计视角，适合高年级本科生、研究生以及从事装备研发和工艺改进的工程师。 4. 丰富的附图与表格： 配备了大量的标准机械图表、材料性能数据和公差配合图例，方便查阅。 《机械设计基础与工程实践》是一本面向未来的机械工程工具书，旨在帮助读者跨越理论与实际生产之间的鸿沟，成为真正能够解决复杂工程问题的设计专家。

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阅读体验上，这本书带给我一种沉稳而可靠的信赖感，就像一位经验丰富的老工程师坐在你身边手把手指导。它的语言风格极为克制，几乎没有使用任何夸张的形容词或市场化的宣传口吻，所有描述都基于操作的实际效果和背后的数学原理。比如，在讲解自由曲面造型时，它没有仅仅展示如何拖拽控制点，而是引入了曲率分析工具的使用逻辑，解释了曲面G1、G2连续性的工程意义，以及如何通过调整曲线的数学特性来消除视觉上的瑕疵。这种对底层逻辑的坚持，使得读者在遇到软件自动计算结果不理想时，有能力去诊断问题出在哪里，而不是盲目地重做一遍。我特别关注了它关于高级特征管理的部分，关于如何有效地使用“父子关系”和“参数驱动”，作者给出的建议非常具有实操性，特别是关于如何避免“特性树”的无限膨胀和冗余链接的技巧，这些都是在初级教程中鲜少提及的“内功心法”。如果说有什么可以改进之处，可能是在对最新版本软件界面的更新兼容性上可以更激进一些，毕竟软件迭代很快，但核心的设计哲学是永恒的。

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这部教材的排版和印刷质量着实令人称赞，纸张选用的厚度适中，即便是长时间翻阅也不会让人感觉手部疲惫，墨水的色彩饱和度也拿捏得恰到好处，黑白线条图清晰锐利，关键的视图和截面细节展现得非常到位，这一点对于学习三维建模软件至关重要。我尤其欣赏它在案例选择上的独到眼光，没有过多纠缠于那些过于基础和重复的操作，而是直接切入到更具实际工程意义的复杂装配体和曲面设计挑战中去。例如，关于运动仿真模块的介绍，它没有停留在简单的齿轮啮合演示上，而是构建了一个完整的机械臂模型，详细讲解了如何定义约束、设置驱动力，并最终分析了在不同载荷下的动态响应，这对于我们这些希望将理论知识转化为工程实践的人来说，无疑是极大的助益。此外，书中的术语解释非常严谨，对于那些CAD领域特有的、容易混淆的概念，作者都给予了详尽的、甚至可以说是学院派的界定，确保读者从一开始就能建立起准确的知识框架。如果一定要说有什么不足，或许是对于高级参数化编程接口的讲解略显保守，不过考虑到目标读者群体可能更侧重于直接建模操作，这种取舍也是可以理解的。总而言之，这是一本从物理形态到内容深度都体现出专业水准的优秀工具书。

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这本书的价值，我认为体现在它构建了一个坚实的“数字原型制造”的学习路径图。它不满足于仅仅教会你如何“画图”，而是着眼于如何让你的模型能够顺利地过渡到下游的仿真分析（FEA）和数控加工（CAM）。作者在介绍零件设计时，就提前植入了关于“可制造性设计”（DFM）的考量，比如在拔模角、最小壁厚、倒扣处理等环节的讲解，都充分考虑了后续铸造或注塑工艺的要求。这种前瞻性的教学方式，极大地减少了我后期在仿真阶段因模型缺陷而导致的返工次数。更让我印象深刻的是，它对特定行业应用的垂直深入。它不是一个泛泛而谈的软件操作手册，而是针对机械结构件、模具设计中的关键难点，提供了针对性的解决方案和定制化的工作流程模板。例如，对于冲压件的回弹补偿分析，书中给出的步骤和所需参数的选取逻辑，直接可以套用到我的工作中去，效率提升立竿见影。这本书与其说是一本教材，不如说是一部融合了设计规范和软件操作的实用工具集，它将“设计”与“制造”之间的鸿沟，用清晰的步骤有效地弥合了。

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翻开这本书，最直观的感受是它对“流程化思维”的强调，这与我过去接触的许多零散教程形成了鲜明的对比。作者似乎非常清楚，掌握一个复杂的CAD系统，需要的不仅仅是记住菜单栏里的命令，更重要的是理解产品开发过程中的数据流和设计意图的传递。书中构建的每一个项目，都模仿了真实工业设计中的迭代过程：从概念草图的输入、主模型的建立、到子部件的拆分、再到最终的工程图纸输出，每一步都紧密相连，逻辑性极强。我特别喜欢其中关于“自上而下”与“自下而上”装配策略的辩证讨论，作者不仅展示了如何在实践中运用这两种方法，还深入剖析了在不同规模和复杂度的项目中，选择哪种策略在效率和可维护性上更占优势。这种从“如何做”上升到“为何要这么做”的深度分析，极大地提升了我的设计视野。虽然书中涉及的几何公差标注部分相对简略，但我认为这可能是为了避免内容过于臃肿，毕竟公差标准本身就可以独立成册。对于希望快速进入项目实战状态的工程师而言，这本书提供的系统性方法论，比单纯的软件功能罗列更有价值，它教会你如何像一名结构设计师那样去思考问题。

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从学习效果来看，这本书的难度曲线设置得非常平滑，但绝不意味着内容简单。它采用了一种“螺旋上升”的教学结构，前面对一个基础工具的介绍，可能只是停留在基本操作层面，但随后在更复杂的案例中，这个工具会被以更深入、更抽象的方式重新调用和强化。这种重复但递进的模式，有效地将短期记忆转化为了长期技能。我尤其欣赏它对用户界面的定制化讲解。在软件越来越复杂的今天，如何建立一套适合自己的、高效的工作环境至关重要。书中详细指导了如何自定义工具栏、创建快捷键脚本，乃至如何管理庞大的材料库和标准件库，这些都是决定一个设计师工作效率的隐形因素。通过这本书的学习，我不仅掌握了核心建模功能，更重要的是，我学会了如何“驯服”这个强大的软件，让它为我的特定需求服务，而不是被动的适应软件的默认设置。对于希望从“能用”软件升级到“精通”软件的用户来说，这本书提供的不仅仅是技能，更是一种高效的工作哲学和对软件生态的全面理解。

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