具体描述
《自动变速器维护与维修》借鉴了国际职业教育的先进教学理念，按照“以行业需求为导向，以能力为本位，以学生为中心”的原则，把行业能力标准作为专业课程教学目标和鉴定标准，按照能力标准组织教学内容，着重介绍了自动变速器的基本结构、维修程序和故障诊断程序。
机械设计基础：原理、应用与现代制造技术 本书旨在为工程技术人员、相关专业学生以及对机械设计原理有浓厚兴趣的读者提供一本全面、深入且与时俱进的教材与参考手册。本书内容聚焦于机械系统设计的核心要素，涵盖了从基本理论到先进制造工艺的完整知识体系，旨在培养读者扎实的理论基础、严谨的工程思维和解决实际问题的能力。 --- 第一部分：机械设计基础理论与材料科学 本部分是全书的理论基石，深入探讨了支撑所有机械设备运行的物理规律和材料特性。 第一章：机械设计概述与工程规范 1.1 机械系统在现代工业中的地位与演进： 概述机械设计在国民经济中的重要性，回顾机械设计理论从经验主导到理论指导的百年发展历程。 1.2 工程设计流程与方法论： 详细阐述从需求分析、概念设计、方案选择、详细设计到制造、试验与维护的完整工程设计周期。重点介绍面向对象的设计（Object-Oriented Design, OOD）在机械系统中的应用。 1.3 标准化、标准化与互换性： 深入讲解国家标准（GB）、国际标准（ISO）在尺寸、公差、配合与形位公差（GD&T）中的应用。分析互换性设计对降低制造成本和提高维修效率的关键作用。 1.4 机械系统的可靠性、安全性与经济性分析： 介绍概率论在机械可靠性评估中的应用，包括寿命分布模型（威布尔分布、正态分布等）、故障率函数（$lambda(t)$）的计算。讨论安全性设计中的失效模式与影响分析（FMEA）方法。 第二章：机械工程材料基础 2.1 工程材料的分类与性能指标： 系统介绍金属材料（黑色金属、有色金属及其合金）、高分子材料、陶瓷材料和复合材料的微观结构、宏观力学性能（强度、硬度、韧性、疲劳极限）与物理性能。 2.2 钢铁材料的相图与热处理工艺： 重点解析铁-碳合金相图，详细阐述退火、正火、淬火、回火等基础热处理工艺对钢材组织和性能的决定性影响。引入新型钢材如高强度低合金钢（HSLA）的应用。 2.3 材料的蠕变、疲劳与断裂力学基础： 深入探讨材料在长期应力作用下的蠕变行为及高温下的失效机制。全面介绍低周疲劳与高周疲劳的S-N曲线分析，以及Paris公式在裂纹扩展速率预测中的应用。引入断裂韧性（$K_{IC}$）的概念及其工程意义。 2.4 新型功能材料与智能材料： 介绍在高端制造中应用的材料，如形状记忆合金（SMA）、压电材料以及用于轻量化结构的高性能纤维增强复合材料（FRC）的力学性能分析。 --- 第二部分：机械零件设计与分析 本部分是机械设计中的核心实践环节，侧重于具体零部件的强度校核、寿命预测与优化设计。 第三章：连接件设计与静力学分析 3.1 螺纹连接的理论与应用： 详细分析普通螺纹、传动螺纹的几何参数、受力特性（轴向力、圆周力、摩擦力矩）。重点讲解螺栓连接的预紧力计算、松动原因分析及防松技术（如增加保险、使用自锁螺纹）。 3.2 键、销与铆接设计： 讨论平键、花键、半圆键在传递转矩时的应力分布特点。分析铆接和焊接连接的静强度校核方法，特别是针对不同载荷类型（拉伸、剪切、弯曲）下的计算。 3.3 齿轮传动基础与几何设计： 介绍标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的参数化定义。详细推导齿轮的啮合几何关系，包括端面模数、法面模数、重合度和压力角。 第四章：旋转与滑动接触机械元件 4.1 滚动轴承的选型与寿命计算： 深入分析滚动轴承的基本结构和工作原理。掌握基本额定动载荷（$C$）和静载荷（$C_0$）的定义。详细应用ISO 281标准对轴承的疲劳寿命进行精确计算，并考虑修正系数（如润滑、可靠度修正）。 4.2 润滑理论与摩擦学基础： 介绍流体润滑理论（如雷诺方程的简化形式）和边界润滑的机理。分析润滑脂与润滑油的选择依据，探讨摩擦、磨损与润滑在机械系统中的相互作用。 4.3 轴的设计与校核： 讲解轴的类型（传动轴、心轴、曲轴）及其设计要求。重点掌握组合载荷下轴的强度设计（基于第四、第五强度理论），以及疲劳载荷下的等效应力计算和尺寸优化。 第五章：弹性力学与振动基础 5.1 应力与应变分析： 引入二向应力状态下的莫尔圆（Mohr's Circle）用于确定主应力和最大剪应力。阐述胡克定律在三维弹性体中的应用。 5.2 梁的挠度与强度分析： 运用积分法（虚功原理/单位力法）计算复杂截面梁在均布载荷、集中载荷下的挠度和应力。介绍压杆的欧拉临界屈曲载荷计算及其在细长构件设计中的应用。 5.3 机械系统的振动分析： 介绍单自由度系统的自由振动、受迫振动及共振现象。推导系统的固有频率与阻尼比的物理意义。初步探讨多自由度系统的模态分析及其对机械动态性能的影响。 --- 第三部分：现代制造技术与集成设计 本部分将理论设计与现代制造工艺相结合，强调数字化、智能化在机械设计中的集成应用。 第六章：先进制造工艺与公差配合 6.1 切削加工工艺基础： 详细分析车削、铣削、钻削等基本加工方法的机理与切削参数选择（切削速度、进给量、背吃刀量）。介绍刀具几何角度对加工质量和效率的影响。 6.2 非传统加工技术概述： 介绍电火花加工（EDM）、激光加工（LBM）和超声波加工的适用范围、精度特点及其在复杂型面加工中的优势。 6.3 表面工程技术： 探讨热浸镀、电镀、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等表面强化与改性技术，以提高零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能。 第七章：计算机辅助工程（CAE）与优化设计 7.1 有限元分析（FEA）原理： 介绍将连续体离散化的基本思想，包括单元选择（梁单元、壳单元、实体单元）、插值函数和刚度矩阵的组装。讲解线性静力学分析的基本步骤。 7.2 拓扑优化与形貌优化： 阐述如何利用CAE工具实现材料的有效布局，以在满足载荷约束条件下实现结构质量的最小化。介绍结构灵敏度分析在设计迭代中的作用。 7.3 机械系统的动态仿真与设计验证： 利用多体动力学（MBD）软件对复杂机构（如连杆机构、凸轮机构）进行运动学和动力学仿真，预测系统的振动响应和冲击载荷，从而指导结构强度校核。 第八章：传动与运动控制系统集成 8.1 机械传动系统的集成设计： 探讨齿轮箱、带传动和链传动的匹配性设计。分析如何根据输入功率、转速要求和空间限制合理选择传动链方案。 8.2 摩擦与制动系统的设计： 介绍盘式制动器和鼓式制动器的基本原理，计算制动力矩与热平衡问题。分析离合器（摩擦式、电磁式）的接合与分离特性。 8.3 伺服驱动与机械系统的耦合： 概述现代自动化设备中，电机（步进电机、伺服电机）选型与机械传动机构的选型耦合关系。分析刚性耦合与柔性耦合对系统动态响应的差异影响。 --- 本书结构严谨，理论与工程实践紧密结合，辅以丰富的工程实例和详尽的计算步骤，旨在成为一本面向未来、兼具深度与广度的机械设计经典参考书。
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