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isbn号码:9787118005387

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机械设计基础习题精选与解析 内容简介 本书是为配合《机械设计基础》核心课程教学而精心编写的一本配套学习资料。它旨在通过系统、分层的习题训练，帮助学习者深入理解和掌握机械设计领域的核心理论、基本概念、计算方法以及工程实践中的关键技术。本书内容紧密围绕当前主流高校机械设计基础课程的教学大纲展开，力求覆盖率高、典型性强、解析详尽。 本书共分为十二章，内容覆盖了从基础理论到复杂系统分析的完整知识体系。 第一章：机械设计概述与基本概念 本章主要聚焦于机械设计的基本原则、设计任务、设计过程的流程化管理，以及对机械零部件的基本分类和功能理解。习题着重考察学生对设计安全系数、可靠性指标、经济性分析等基础工程哲学的理解。例如，提供了多组关于不同工况下许用应力与安全裕度计算的判断题和选择题，并配以简要的背景情境设定，要求学生根据材料特性和载荷类型确定合理的安全系数取值范围。同时，还包含了对典型机械结构功能定位的辨析题，引导学生从系统角度认识机械。 第二章：机构的运动分析 本章是机构学的基础，习题设计侧重于对平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等基本机构运动特性进行量化分析。详细的习题集包括：利用瞬心法、速度投影法、解析法等求解复杂多连杆机构的瞬时速度和加速度的计算题。特别设置了多组关于凸轮轮廓设计校验的习题，要求学生根据给定的运动规律（如简谐运动、修正正弦运动）反推凸轮的基圆半径和压力角变化范围。对于齿轮传动，则重点考察了重合度、干涉与根切现象的判断和临界条件的计算。 第三章：机构的设计与综合 本章的习题将理论分析提升至工程应用层面。内容涵盖了机构的运动要求等值化、机构的结构设计以及特定功能机构（如棘轮机构、间歇运动机构）的设计与校核。习题设计了多个实际应用场景，例如：要求根据生产节拍要求，设计一组满足特定输入输出运动关系的四杆机构，并要求计算其死点角和传动比变化范围。在综合题中，还包含了对现有机构进行优化（如减小传动过程中的冲击，或改善运动轨迹平顺性）的开放性设计任务。 第四章：常用接触与非接触人件 本章重点围绕摩擦学和润滑理论展开。习题组涵盖了滚动轴承和滑动轴承的寿命计算、载荷分配、以及润滑状态的判断。对于滚动轴承，提供了不同载荷组合下的等效动载荷计算及额定寿命校核的习题。对于滑动轴承，则涉及雷诺方程的应用、油楔效应的分析，以及在不同转速和负荷下求解最小油膜厚度的计算题。此外，还穿插了摩擦片离合器和制动器的扭矩传递能力的计算与分析题。 第五章：联接——静力学分析 本章专注于静联接，包括螺纹联接、键和花键联接、销联接的强度和可靠性设计。习题大量涉及螺栓组的预紧力计算、受变载荷下螺纹的疲劳强度校核，以及在承受冲击载荷时键的剪切和压溃强度的验算。特别设计了关于螺栓连接的预紧力松弛效应分析题，要求学生理解预紧力在保证连接刚性方面的重要性。 第六章：联接——疲劳与可拆卸联接 本章深入研究疲劳失效理论在联接设计中的应用。习题着重于疲劳载荷的谱分析、损伤累积（如Miner准则的初步应用）、以及如何通过结构优化（如倒角、应力集中系数K_f的选取）来提高联接的抗疲劳能力。例如，提供了一组变载荷工况数据，要求学生计算其等效疲劳载荷并评估螺栓寿命。 第七章：齿轮传动 这是全书的重点和难点之一。本章习题完全覆盖了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮、蜗轮蜗杆传动的几何尺寸计算、精度等级确定以及强度校核。计算题难度梯度大，从最基础的齿轮模数、齿数确定，到复杂的齿面接触疲劳强度（点接触应力）和齿根弯曲疲劳强度的校核。习题设计了多组多级齿轮传动系统的效率计算和中间状态验证，要求学生能准确判断是哪种失效形式先发生。 第八章：轴的设计与校核 本章旨在培养学生对轴类零件的综合设计能力。习题涵盖了从确定轴的功用、载荷分析、材料选择，到进行强度校核（包括静强度和疲劳强度）、刚度校核（挠度与扭转角限制）的全过程。设计题通常要求学生根据给定的输入轴的转矩和输出端所需的力矩，设计出中间轴的直径、键的尺寸，并进行疲劳寿命的预测。对临界转速的估算也作为分析性习题包含在内。 第九章：轴承与滚动轴承 本章集中于滚动轴承的选择与寿命计算。习题严格按照ISO标准和国家标准要求，要求学生根据轴承的径向和轴向载荷组合，利用等效载荷公式计算轴承的额定寿命，并对比不同类型轴承（如角接触球轴承、圆锥滚子轴承）在特定载荷下的适用性。同时，对轴承的预紧和间隙调整问题也设置了计算和判断题。 第十章：弹性元件——弹簧设计 本章主要围绕螺旋弹簧的设计与失效分析。习题内容包括：根据工作要求确定弹簧的圈数、钢丝直径、平均直径，以及进行应力校核和刚度校核。对于压缩弹簧，要求计算其在工作行程中的最大工作载荷和应力；对于拉伸弹簧，则关注其并圈后的工作状态。还包含对非金属弹簧（如片簧）的应力分布分析题。 第十一章：机械的润滑与密封 本章侧重于工程实践中的维护与防护知识。习题内容涉及润滑脂和润滑油的选择依据、润滑方式（如飞溅润滑、循环润滑）的适用性分析。密封技术方面，考察了填料密封、唇形密封圈、迷宫式密封的工作原理及适用范围。设计题可能会要求学生为特定的高速、重载轴承箱选择合适的润滑和密封方案，并说明理由。 第十二章：机械的动态特性与振动初步 本章引入了机械系统动态分析的概念。习题包括对简单机械系统的自由振动、强迫振动（阻尼与非阻尼）的简化模型分析。要求学生计算单自由度系统的固有频率、振动微分方程的求解（特别是临界转速的初步判断），以及阻尼对系统响应的影响。这些习题旨在为后续学习振动力学打下基础，强调理解系统刚度和质量分布对动态性能的影响。 本书特点： 1. 知识点覆盖全面： 习题设计紧密跟踪教材，确保了核心知识点无遗漏。 2. 解题步骤详尽： 每一道计算题均提供详细的解题步骤、所依据的公式及工程假设，方便自学和对照检查。 3. 强调工程思维： 大部分习题以小型工程问题为背景，要求学生在计算的同时思考方案的可行性和经济性。 本书适用于机械工程、机电工程、车辆工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事机械设计与制造的工程技术人员作为复习和工程参考用书。

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内容编排上，作者显然是花费了大量心血进行打磨的，整体的逻辑推进非常自然流畅，就像一个经验丰富的老工程师在手把手地带你入门。它没有上来就抛出那些晦涩难懂的理论，而是循序渐进地介绍了识图的基本规则和常用标准件的表示方法。我特别欣赏它对不同投影法之间的关系解释得极其透彻，很多我以前理解得模棱两可的地方，通过书中的图例和文字对比，瞬间豁然开朗。书中案例的选择也很有代表性，涵盖了从基础的轴系到相对复杂的箱体结构，真正做到了理论与实践相结合。而且，一些细节的处理非常到位，比如对材料、表面粗糙度等非几何信息的标注规范，都严格遵循了国家标准，这对于我们未来参与实际工作至关重要，因为它教会我们如何“规范地表达设计意图”。

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这本书的排版风格给我一种很强烈的“技术手册”的感觉，简洁、高效、信息密度高。它不会用大段的文字来拖沓地叙述一个概念，而是倾向于用精确的术语和配图来传达核心信息。对于我们这些时间宝贵的在职人员来说，这种高效的阅读体验是极其宝贵的。翻阅时，你会发现作者非常注重图文的对应关系，很少出现“图在前面，文字在后面”需要频繁翻页的情况，这极大地提高了查阅效率。另外，书中对一些国家标准（如GB/T系列）的引用和说明也做得非常专业，这确保了我们学习的知识体系与当前的工业界主流接轨，避免了学习过时或不规范的内容。这种对细节的执着，体现了作者对工程严谨性的深刻理解。

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当我把这本书推荐给我的几位师弟时，他们反馈的共同点是，这本书的“进阶”部分处理得非常得体。它没有停留在基本的二维视图和三维视图的转换上，而是深入探讨了更高级的主题，比如零件的公差配合标注的逻辑、特定工序的工艺标记说明等。这些内容往往是初级教材中一带而过，但在实际设计或装配环节却至关重要的地方，这本书却给予了足够的篇幅进行详细剖析。我尤其喜欢其中关于“技术要求的表达”那一章，它清晰地阐述了如何用最少的文字和符号，完整无遗地传达设计者对产品性能的所有要求，这是一种高度凝练的工程语言艺术，掌握了它，看图的境界也就上了一个台阶。这本书的深度和广度，使其成为了案头必备的工具书。

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坦率地说，我购买这本书主要是冲着它在“应用性”方面的口碑去的，实际使用下来，它完全没有让我失望。这本书的实用性体现在其丰富的习题和对应的解析上，这些习题的设计巧妙，不是简单的重复劳动，而是层层递进地考察对图样信息的综合理解能力。我尝试着自己先独立完成其中的几组练习，发现它很好地模拟了实际工作中面对复杂图纸时的思维过程——你需要从不同的角度去分析、去想象、去验证。更棒的是，后面的参考答案部分，不仅仅是给出了最终结果，更重要的是，它附带了解题思路的简要说明，这比单纯的答案更有价值，因为它帮助我纠正了思维定势。对于准备职业资格考试的同行来说，这本书的价值更是无可替代。

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这本书的印刷质量和装帧设计确实让人眼前一亮，拿在手里有一种沉甸甸的质感，纸张选得很好，即便是长时间翻阅也不会觉得刺眼。尤其是那些复杂的机械结构图，线条清晰，层次分明，对于初学者来说，这种直观的视觉体验至关重要。我记得我第一次接触这类专业书籍时，常常因为图纸模糊不清而感到沮丧，但这本书在这方面做得非常出色，每一个视图的标注都精确到位，让人能迅速抓住重点。装订也非常结实，感觉可以经受住高强度的使用，这对于我们这些需要反复查阅和对照的读者来说，无疑是个加分项。封面设计虽然比较传统，但却透着一股严谨的专业气息，没有那些花里胡哨的装饰，让人一看到就知道这是一本正儿八经的工具书。总的来说，从硬件角度来看，这本书绝对算得上是行业内的精品，体现了出版方对专业读者的尊重。

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