机械设计基础

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页数:249
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出版时间:2008-11
价格:27.00元
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isbn号码:9787115188380
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  • 机械设计
  • 机械工程
  • 工程基础
  • 机械原理
  • 设计基础
  • 机械制图
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具体描述

《机械设计基础》根据高等职业教育的特点,将工程力学、机械原理及机械零件的相关内容进行有机整合,从实用的角度出发介绍机械设计的基础知识。全书分为9章,包括机械设计基础、理论力学基础、材料力学基础、常用机构、挠性传动、齿轮传动和蜗杆传动、机械连接与螺旋传动、轮系、轴系零部件等。全书突出重点知识点,强化职业技能训练,既方便高等职业院校教师教学,又方便学生学习。

机械制造工艺学:从图纸到现实的工艺流程解析 本书聚焦于将设计蓝图转化为实际零部件的每一个环节,深入剖析机械产品从原材料到成品的全过程制造技术。我们不谈设计本身,而是将目光投向“如何制造”这一核心议题,为读者构建一个全面、系统的机械加工工艺知识体系。 第一部分:铸造工艺——塑造金属的初始形态 本部分详细阐述了铸造技术的核心原理与实际应用。我们将从不同类型的铸造方法入手,如砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、离心铸造以及压力铸造,深入分析它们各自的工艺特点、适用范围、优缺点以及在实际生产中的案例。 砂型铸造:从砂模的制备(包括型砂的成分、性能要求、混砂方法、制芯技术),到金属液的熔炼(包括熔炼设备、金属液的成分控制、纯净度要求),再到浇注、冷却、落砂、清理和检验等环节,都将进行详尽的讲解。我们将讨论如何优化砂型铸造的工艺参数,以获得高尺寸精度、良好表面光洁度和无缺陷的铸件。 金属型铸造:分析金属型铸造相比砂型铸造在生产效率、铸件质量上的优势,并详细介绍金属型的设计、制造、维护以及金属液的浇注和凝固过程。 熔模铸造:重点讲解熔模铸造在制造复杂形状、高精度零部件方面的卓越性能。我们将详细介绍蜡模的制作、壳型的制备、脱蜡、焙烧、金属液的浇注以及后处理等关键步骤。 离心铸造:深入探讨离心力的作用原理,以及如何利用它来生产具有致密组织、均匀性能的筒形、环形铸件。我们将分析不同离心铸造方式(如重力离心铸造、压力离心铸造)的工艺差异。 压力铸造:聚焦于高压下金属液填充型腔的快速过程,分析冷室压铸和热室压铸的设备、模具要求以及工艺控制要点,尤其关注其在大批量生产中的高效性。 此外,本部分还将涵盖铸造缺陷的成因分析与预防措施,以及铸件的后处理技术,如去除浇冒口、清理、热处理等,确保铸件满足使用要求。 第二部分:锻压工艺——金属的塑性变形与性能强化 本部分深入探讨了锻压技术如何通过塑性变形来改变金属的组织和性能,从而获得强度高、韧性好、耐久性优良的机械零件。 锻压基础理论:首先阐述金属塑性变形的基本原理,包括屈服强度、应力应变关系、流变应力以及影响金属塑性的因素(如温度、变形速率、晶粒度)。 热锻工艺:详细介绍热锻的工艺流程,包括下料、预加热(加热炉类型、加热温度控制)、镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切边等基本工序。我们将分析不同锻压设备(如模锻锤、压力机、摩擦压力机)的适用性。 冷锻工艺:重点介绍冷锻在常温下进行的塑性变形,其显著优点在于可以获得更高的尺寸精度、更好的表面质量,并且无需进行后续的热处理。我们将讨论冷镦、冷挤压等典型冷锻工艺。 模具设计与制造:锻压的关键在于模具,本部分将详细介绍锻模的设计原则,包括分模面、拔模斜度、圆角半径、工作部分几何形状的确定。同时,还将涉及模具钢的选择、热处理以及模具的制造精度要求。 锻压工艺过程控制:深入探讨影响锻压质量的关键工艺参数,如加热温度、变形量、变形速率、锻压次数以及工件在模具中的定位等。我们将讲解如何通过优化这些参数来获得合格的锻件,并分析常见的锻压缺陷及其预防。 第三部分:切削加工工艺——精密零件的精准塑造 本部分聚焦于通过机械切削的方式,精确地去除材料,从而获得高精度、复杂形状的机械零件。 切削运动与切削过程:从最基本的切削运动(主运动、进给运动、调整运动)入手,分析切削过程中刀具、工件、切屑、机床和切削液的相互作用。 车削加工:详细介绍车削的基本原理、常见的车削方式(外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹车削、仿形车削),以及不同车床(如普通车床、万能外圆磨床、数控车床)的特点和应用。我们将重点讲解车刀的几何参数、切削用量(切削速度、进给量、切削深度)的选择以及对加工质量的影响。 铣削加工:深入分析铣削的特点,包括各种铣削方式(平面铣削、立铣、卧铣、仿形铣、齿轮铣削),铣刀的种类(端铣刀、面铣刀、角铣刀、键槽铣刀),以及切削用量的选择。 钻削与镗削加工:讲解钻削(钻孔、扩孔、锪孔)和镗削(中心孔镗削、光杠镗削)的工艺特点、刀具选择与切削用量。 磨削加工:将磨削作为高精度表面加工的手段,详细介绍磨削的原理、磨削方式(外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨),磨料磨具的选择(砂轮的材质、粒度、硬度、结合剂),以及磨削液的作用。 电加工与特种加工:介绍电火花加工(EDM)、电解加工(ECM)、超声波加工(USM)等特种加工方法,分析它们在加工难加工材料、复杂型腔方面的优势。 刀具材料与磨损:深入分析各种刀具材料(如高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、金刚石刀具)的性能,以及刀具磨损的类型、机理和判断标准,探讨刀具寿命的延长策略。 夹具设计与应用:强调夹具在保证加工精度、提高生产效率中的关键作用,介绍定位、夹紧、对刀等基本原理,以及各类通用夹具和专用夹具的设计要点。 数控加工技术:阐述数控技术在现代机械加工中的重要性,包括数控机床的组成、数控编程(G代码、M代码)、刀具路径规划以及数控加工的应用案例。 第四部分:热处理工艺——金属性能的优化手段 本部分旨在揭示热处理技术如何通过改变金属的内部组织结构来赋予或改善其机械性能。 热处理基本原理:从相变、扩散、晶体结构等方面解释热处理的物理和化学基础,如奥氏体化、珠光体转变、马氏体转变等。 退火工艺:讲解退火的目的(软化金属、消除内应力、改善切削性能、细化晶粒),以及各种退火方法(完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火)。 正火工艺:分析正火的工艺过程和目的,它如何细化晶粒、均匀组织,从而提高钢的综合力学性能。 淬火工艺:详细介绍淬火的目的(提高硬度、强度)、淬火介质(水、油、盐浴)、淬火方式(整体淬火、表面淬火、局部淬火)以及淬火变形的控制。 回火工艺:阐述回火是淬火后的重要工序,其目的是降低淬火引起的脆性、恢复韧性,并获得所需的硬度和强度。介绍低温回火、中温回火、高温回火的工艺特点和应用。 表面热处理:重点介绍感应淬火、火焰淬火、渗碳、渗氮、渗碳氮等表面强化技术,分析其原理、工艺过程和对零件性能的提升作用。 特殊热处理:涵盖时效处理(用于铝合金等)、调质处理(淬火+高温回火)等特殊热处理方法。 第五部分:金属连接工艺——构建复杂的机械结构 本部分将深入探讨将独立的零部件组合成完整机械产品的各种连接技术。 焊接工艺: 电弧焊:详细介绍焊条电弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、钨极氩弧焊(GTAW/TIG)、熔化极氩弧焊(GMAW/MIG)等焊接方法的原理、工艺特点、设备要求、适用范围以及焊缝质量的控制。 电阻焊:分析点焊、缝焊、对焊等电阻焊的原理,以及其在大批量生产中的应用。 气体保护焊:深入探讨CO2保护焊、MAG焊、TIG焊等。 其他焊接方法:如激光焊、电子束焊、摩擦焊等。 焊前准备与焊后处理:包括坡口制备、清洁、除锈,以及焊缝的检测、返修和表面处理。 钎焊工艺:区分钎焊与焊接,介绍钎焊的原理、钎料的选择(焊料、钎剂)、钎焊方法(火焰钎焊、炉中钎焊、感应钎焊)以及应用。 螺纹连接:讲解螺纹的类型、标准、连接件(螺栓、螺母、垫圈)的选择,以及螺纹连接的紧固、防松措施。 铆接工艺:介绍铆接的原理、铆钉的种类、铆接方法(手动铆接、气动铆接、液压铆接)以及在特定结构中的应用。 粘接工艺:分析胶粘剂的种类、性能、粘接机理,以及粘接前的表面处理和粘接工艺控制。 本书力求通过对上述各工艺的系统讲解,帮助读者理解机械产品制造背后的精妙之处,掌握从原材料到成品所经历的每一个关键环节,从而为实际的生产制造、工艺选择与优化提供坚实的理论基础和实践指导。

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读后感

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用户评价

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这本书中关于密封件和润滑的内容,虽然看似简单,但实际上却让我感到非常复杂。书上讲解了各种类型的密封件,比如油封、O型圈、垫片等,以及它们的选用原则和失效原因。我能理解密封件的作用是防止介质泄漏,但对于不同工况下应该选择哪种类型的密封件,以及如何确定密封件的尺寸和安装要求,我感到非常迷茫。同样,关于润滑的内容,也让我感到头疼。书上讲解了润滑油、润滑脂、润滑系统等,以及它们的选用原则和作用。但我无法理解不同粘度的润滑油在不同温度下是如何变化的,也无法理解各种润滑方式的优缺点。

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这本书的插图和图解,虽然数量不少,但对我的理解帮助真的有限。很多机械零件的剖视图,我看了半天,也搞不清楚它们到底是怎么组合在一起工作的,特别是那些复杂的传动机构,齿轮、轴、连杆、弹簧,它们之间的相互作用,以及它们是如何将一个输入转变成一个想要的输出,在我看来就像一团乱麻。我努力地去辨认每一个零件的名称,试图记住它们的功能,但很多零件的长相都差不多,只是尺寸或者细节上有所差异,这让我很难区分。有时候,书上会用一些三维的示意图,试图展示零件的立体结构,但我的空间想象能力实在是不太好,看那些图就像在看一幅幅扁平的二次元画面,很难在脑海中构建出它们的立体模型。我尝试着在网上搜索一些相关的动图或者视频,来辅助理解,但即使是看了动态的演示,我依然觉得很难将书中的静态图示和真实的机械运作联系起来。

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齿轮传动部分,可以说是让我最头疼的部分之一。书上详细介绍了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等各种类型的齿轮,以及它们的传动比、模数、压力角、齿数等参数。我能理解齿轮是通过啮合来传递运动和动力的,但是,当涉及到齿轮强度计算、齿面接触强度、齿根弯曲强度这些内容时,我就感到非常吃力。书上给出的公式和计算方法,对我来说就像天书一般。我努力地去理解,但很多抽象的概念,比如“应力集中系数”、“动载系数”,我很难在脑海中形成一个清晰的图像。

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在学习滚动轴承和滑动轴承的章节时,我感到非常困惑。书上详细讲解了它们的工作原理、结构特点、受力分析、选择依据以及润滑方式。我能理解滚动轴承是通过滚珠或滚子来减小摩擦,而滑动轴承则是通过滑动来实现旋转。但是,在具体选择哪种类型的轴承,以及在什么工况下应该选择哪种轴承,我感到非常茫然。书上会列出很多表格,包含各种参数,比如额定动载荷、额定静载荷、精度等级等等,这些参数对我来说毫无意义,我不知道如何去解读它们。而且,润滑方式的介绍,也让我感到复杂,有油润滑、脂润滑,还有各种不同的油品和润滑脂,我根本无法区分它们之间的区别和适用范围。

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关于轴的设计部分,让我头疼不已。书上详细地介绍了轴的材料选择、受力分析、直径计算、强度校核、刚度校核、疲劳强度校核等等一系列步骤。每一个步骤都伴随着大量的公式和计算。我试着跟着书上的例子进行计算,但一个小小的数值出错,就可能导致整个计算结果的偏差。而且,书上会提到很多关于应力集中、临界转速、振动等概念,这些概念对于我来说,就像天空中飘过的浮云,我能看到它们,但就是抓不住。我甚至开始怀疑,这些复杂的计算是不是真的有必要,我们能不能更直观地去理解和设计轴呢?也许对于机械工程师来说,这些是吃饭的家伙,但对我来说,这简直就是一场噩梦。

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总而言之,这本书《机械设计基础》对我来说,是一本充满挑战的书。尽管它包含了机械设计领域的许多重要知识,但对于一个非专业读者而言,理解起来确实非常困难。我尝试着去学习,去理解,但很多概念和公式都超出了我的认知范围。我能看到书本的价值,但我的能力和知识储备,还不足以让我完全吸收和掌握这些内容。或许,这本书更适合那些有一定机械工程背景的读者,或者需要深入学习机械设计理论的专业人士。对于我来说,它更像是一扇紧闭的大门,我只是在门外窥探,而无法真正进入其中。

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在学习弹簧章节的时候,我感到非常困惑。书上详细讲解了螺旋压缩弹簧、螺旋拉伸弹簧、扭转弹簧、板弹簧等不同类型的弹簧,以及它们的材料选择、设计计算、载荷-变形关系等。我能理解弹簧的作用是储存能量或者吸收冲击,但当涉及到弹簧刚度、弹簧指数、自由长度、预紧力等参数时,我感到非常茫然。书上给出的计算公式,对我来说非常复杂,我很难理解这些参数是如何影响弹簧的性能的。而且,关于弹簧的疲劳强度和失效模式,也让我感到有些抽象,我无法想象弹簧是如何在长时间的使用中失效的。

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这本书在讲解材料特性的时候,用了很多非常专业的术语,比如屈服强度、抗拉强度、硬度、韧性、疲劳极限等等。我试图去理解这些术语的含义,以及它们在实际应用中的重要性,但很多时候,我只能停留在字面意思的理解上,而无法深入到其背后的物理意义。比如,书上会提到某种材料的“韧性很高”,但“韧性”到底是什么样的概念,我很难有一个具象化的认知。我可能会联想到一些生活中的例子,比如金属和陶瓷的对比,但书上给出的数据和分析,感觉离我的生活经验还是太遥远了。而且,不同材料在不同工况下的选择,以及它们的优缺点分析,对于我来说,就像在读一本天书。我只能记住一些大概的结论,比如“铝合金密度小,适合做航空器零件”,但具体为什么,或者在什么情况下不适合,我就完全不知道了。

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这本书关于联接件的章节,特别是螺纹联接和键联接,让我感到非常头疼。书上详细介绍了各种螺钉、螺母、垫圈的规格型号,以及它们的受力分析和设计计算。我试图去理解螺纹的牙型、螺距、公称直径等概念,但是,当涉及到拧紧力矩、预紧力、防松措施这些内容时,我就完全摸不着头脑了。而且,关于键联接,比如半圆键、方键、楔键等等,它们的作用和选择依据,对我也来说非常模糊。我只能记住一些大概的结论,比如“螺纹联接是最常见的联接方式”,但具体在什么情况下应该选择哪种类型的螺钉,或者如何确定合适的螺纹规格,我仍然一无所知。

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这本《机械设计基础》真是让人又爱又恨。说实话,我当初买这本书,是因为我所在的公司要求我们团队所有人都学习一下这方面的基础知识,说是为了更好地理解整个生产流程,提高协同效率。我本身是做市场营销的,对于机械设计这块可以说是完全的小白,连最基本的螺丝、齿轮都分不太清。拿到书的时候,厚厚一本,密密麻麻的公式和图表,当时就感觉脑仁儿疼。翻开第一页,就是一些抽象的力学原理、材料的性能指标,还有各种各样的设计准则。我试着去理解,但很多概念对我来说太陌生了,比如应力、应变、刚度、强度这些词,在我的认知里,它们只是在考试里偶尔会遇到的概念,但在这本书里,它们是贯穿始终的核心。我尝试着去啃那些公式,比如一些关于受力分析的公式,看起来非常复杂,推导过程更是让人摸不着头脑。我反复地读,一遍又一遍地对照着书上的图例,试图找到一个能够让我豁然开朗的点,但很可惜,那种感觉一直没有出现。

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