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页数:88

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出版时间:2008-1

价格:13.00元

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isbn号码:9787114063220

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机械设计基础：理论与实践的桥梁 本书简介 《机械设计基础》是一本面向工程技术人员、高等工科院校本科生及研究生，旨在系统阐述机械设计核心理论、方法与实践的综合性教材与参考书。本书紧密结合现代机械制造与设计前沿，以提升读者的工程实践能力和创新思维为核心目标，构建了一套严谨、深入且贴近实际的知识体系。 全书内容涵盖了机械设计中的基础理论、关键元件的设计计算、人机工程学考量以及现代设计方法论等多个维度，旨在为读者提供一套扎实的理论基石和实用的设计工具。 第一部分：机械设计基础理论与方法 本部分聚焦于理解机械系统行为的根本规律，为后续的具体元件设计奠定理论基础。 第一章：绪论与机械设计概述 本章首先界定“机械”的内涵与外延，阐述机械在现代工业体系中的战略地位与发展趋势，特别是工业4.0背景下智能制造对机械设计提出的新要求。接着，详细介绍机械设计的基本任务、设计原则（可靠性、经济性、安全性、环境友好性）以及完整的设计流程，包括方案论证、初步设计、详细设计及试验验证等关键阶段。 重点阐述了机械设计的系统工程方法，强调从需求分析到产品实现的全生命周期管理思维。引入了机械可靠性理论的基础概念，包括失效概率、寿命分布（如Weibull分布）以及可靠性指标的计算方法，为后续所有元件的强度与寿命分析提供量化依据。 第二章：机械传动基础与运动学分析 本章是连接理论与实践的关键一环。首先深入探讨了各种常见的机械运动、机构类型及其运动学分析方法。重点介绍了平面连杆机构的自由度计算、轨迹综合与力学分析，并引入了瞬心法、速度投影法等经典分析工具。 在传动方面，本章详细讲解了齿轮的基本参数、啮合原理，并对直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算和强度校核进行了详尽的阐述。同时，对斜齿圆柱齿轮和人字齿轮的轴向力处理进行了深入剖析。引入了拟人化设计思路，即如何根据特定的运动要求，反向推导出合适的机构结构。 第三章：机械零件的强度与变形分析 强度理论是机械设计的核心。本章系统梳理了各种常用材料的力学性能指标，并重点区分了静力学强度、疲劳强度和刚度要求。 详细讲解了失效模式，包括静力破坏、疲劳断裂（高周疲劳与低周疲劳）、蠕变与应力腐蚀。在强度计算上，本书严格遵循许用应力法与基于可靠性的极限状态法。重点解析了静力强度校核的五大经典理论（最大正应力、最大剪应力、能量密度等），并针对复杂应力状态下的疲劳寿命预测，引入了Miner累积损伤理论，并结合实际工程案例进行损伤累积计算演示。 关于刚度，本章不仅关注整体变形，更深入探讨了局部柔度对机械系统动态性能的影响，尤其是在精密设备设计中的应用。 第二部分：关键机械元件设计与优化 本部分是应用理论知识进行具体工程设计实践的落脚点。 第四章：连接件的设计与应用 本章聚焦于实现部件间可靠连接的各种技术。 螺纹连接： 详细分析了普通螺纹、传动螺纹的几何参数、自锁条件及强度计算。重点分析了螺栓连接的预紧力对疲劳强度的影响，并引入了螺栓连接的寿命设计规范。 键、销与花键： 阐述了键连接的失效形式（挤压、剪切）及其设计准则，并对比了键、销、花键在传递扭矩和承受冲击载荷下的适用性。 铆接与焊接： 概述了焊缝的强度计算方法，并探讨了不同焊接方式（如TIG, MIG）对热影响区材料性能的影响，强调了疲劳载荷下焊缝的结构形式选择。 第五章：轴系零件的设计 轴作为传递运动和动力的主要构件，其设计至关重要。本章从强度校核、刚度校核和振动特性三个维度全面解析了轴的设计过程。 详细介绍了轴的疲劳强度设计，考虑了轴上安装的齿轮、轴承、皮带轮等附件引入的变截面、应力集中系数（Kt）的选取。重点讲解了临界转速的估算方法，并引入了转子动力学的基础概念，指导读者如何避免危险转速范围，确保轴系的稳定运行。 第六章：滚动轴承与滑动轴承设计 轴承是现代机械中最常见的旋转支撑元件。 滚动轴承： 深入分析了滚动轴承的静载荷与动载荷能力计算，重点讲解了疲劳寿命（L10寿命）的确定。本章详细对比了不同类型滚动轴承（球轴承、滚子轴承）的承载特性、安装精度要求以及润滑方式对寿命的影响。引入了轴承的选型图表分析法。 滑动轴承： 阐述了液体润滑的基本原理、油膜的形成与稳定性。深入分析了雷诺方程在求解油膜压力分布中的应用，并讨论了轴瓦材料的选择标准（耐磨性、抗疲劳性）以及在边界润滑和混合润滑条件下的设计考量。 第七章：弹性连接元件与柔性传动 本章关注弹性变形在系统中的作用。 弹簧设计： 详细讲解了螺旋弹簧（拉伸、压缩、扭转）的几何设计、应力分析及疲劳寿命校核。重点讨论了螺旋压缩弹簧的稳定性和座圈处理对疲劳强度的影响。 带传动与链传动： 系统分析了V带、平带的传动特性、摩擦系数及包角对传递功率的影响。详细介绍了带的寿命评估与张紧力的优化。链传动的节距、导向机构的选择，以及润滑在链条疲劳中的决定性作用。 第三部分：现代机械设计方法与应用拓展 本部分引导读者超越传统的手算模式，拥抱现代设计工具与多学科融合的理念。 第八章：机械系统的动态特性分析 本章将机械设计与振动力学相结合。介绍了单自由度与多自由度系统的振动模型，重点分析了机械设备在周期性激励下的共振现象及其危害。阐述了减振降噪的基本原理，包括隔振器的选择（如橡胶隔振器、弹簧隔振器）以及动平衡技术在消除旋转机械不平衡力中的应用。 第九章：现代设计工具与计算机辅助工程（CAE） 本章是连接理论与工程实践的关键桥梁，介绍如何利用现代计算工具完成复杂设计。 有限元分析（FEA）： 概述了FEA的基本步骤（网格划分、单元选择、边界条件施加）。重点讲解了如何正确解释FEA结果，特别是如何识别应力集中区域、如何处理接触问题（如齿轮啮合的FEA模拟）。 多体动力学（MBD）： 介绍了MBD在模拟复杂机构运动、分析关节载荷和进行系统优化中的应用，强调了MBD与FEA的耦合分析，以实现高保真度的结构-运动耦合仿真。 第十章：人机工程学与产品美学设计 现代机械设计不再局限于功能实现，更强调与人的交互体验。本章探讨了将人体尺寸、生理与心理特性纳入设计考量的必要性。包括操作空间布局、界面设计（显示与控制）、工作台高度的优化等，确保设计的机械产品既高效又舒适、安全。 本书力求通过详实的理论推导、丰富的工程案例和对前沿设计理念的引入，培养读者从“计算”到“设计”的思维转变，最终达到能够独立进行复杂机械系统概念设计与详细设计的工程素养。

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这本书的装帧设计简直是匠心独运，那种略带磨砂质感的封面，在不同的光线下会呈现出微妙的光影变化，低调中透着一股学者的内敛与沉稳。内容组织上，它完美地平衡了理论的深度和应用的广度。我特别喜欢它在章节末尾设置的“思考与拓展”环节，这些问题往往不局限于书本上的标准解法，而是引导读者去思考现实工程中可能存在的非理想条件或优化方向。这有效地将“学习”提升到了“研究”的层次。例如，在弹性力学章节中，它不仅讲了理想材料的响应，还探讨了疲劳损伤和蠕变效应的初步概念，这对于有志于从事前沿工程研究的读者来说，无疑是一份宝贵的指引。整本书的阅读体验，就像是跟着一位经验丰富、思路开阔的导师进行一对一的深入交流，感觉收获远超预期。

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坦白说，我通常对厚重的专业书籍持有一种敬而远之的态度，但这本书的“可接近性”让我感到惊喜。它的难度曲线设计得非常合理，从最基础的静力学平衡原理开始，逐步过渡到更复杂的材料力学和结构动力学概念，每一步的衔接都自然流畅，毫无突兀感。作者在引入新概念时，总是先用非常形象化的比喻或者生活中的小例子进行铺垫，这种“润物细无声”的教学方法，极大地降低了初学者的心理门槛。例如，在讲解应力与应变关系时，作者引用了橡皮筋的拉伸实验作为引子，让人瞬间就能抓住核心要点。此外，书中的术语解释也做到了极致的清晰，每一个专业名词都有精准的定义和对应的图示，保证了读者在遇到生僻词汇时，能够立刻获得准确的理解，不会因为一两个词汇就卡壳。这让整个学习过程充满了探索的乐趣，而不是单纯的记忆负担。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种沉稳的蓝色调，配上清晰锐利的字体，一下子就抓住了我的眼球。翻开扉页，首先映入眼帘的是清晰的章节目录，条理分明，让人对全书的结构一目了然。我尤其欣赏它在理论基础部分的处理方式，作者没有采用那种干巴巴的公式堆砌，而是巧妙地融入了一些工程实例，比如桥梁的受力分析、起重机的平衡设计等等，这让枯燥的力学原理瞬间“活”了起来，变得有血有肉。阅读体验非常顺畅，语言精准且富有逻辑性，即便是初次接触这类专业书籍的读者，也能迅速跟上作者的思路。而且，书中的插图绘制得极为精美，不仅美观，更重要的是功能性极强，每一个受力图、变形图都标注得清清楚楚，配合文字解释，简直是教科书级别的范例。这种对细节的极致追求，让我对这本书的专业性和严谨性深信不疑，感觉自己手里捧着的不仅仅是一本教材，更像是一件精心打磨的艺术品。

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这本书的排版和装帧质量绝对是上乘之作，纸张的厚度和光洁度拿在手里感觉非常舒服，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。内页的墨水使用也很有讲究，黑白分明，文字间距适中，给人一种非常舒适的阅读空间感。更值得称赞的是，书中的案例分析部分做得极其深入和详尽。它不仅仅给出了最终的计算结果，更重要的是展示了完整的解题思路和每一步背后的物理意义。我发现作者在处理一些复杂受力情况时，常常会提供不止一种解题路径，这对于培养读者的多角度思维能力非常有帮助。比如，在分析平面桁架内力时，除了传统的节点法，还穿插了截面法进行验证和补充说明，这种对比和印证的方式，极大地增强了知识点的牢固程度。可以说，这本书的每一个细节，似乎都经过了深思熟虑，力求在知识传授的效率和读者的阅读愉悦度之间找到一个完美的平衡点。

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这本书给我的整体感觉是“扎实”和“可靠”。它的纸张厚实，拿在手里分量十足，给人一种内容充实的信赖感。在内容呈现上，作者极其重视公式的推导过程，每一个符号的引入、每一步代换都交代得清清楚楚，几乎没有让人产生“为什么会这样”的困惑。特别是那些涉及到几何关系和微积分的推导部分，作者不仅给出了最终结果，更细致地展示了如何从基本假设出发构建出完整的数学模型，这种对逻辑链条的完整呈现，是很多同类书籍所欠缺的。我甚至发现，书中的一些图表数据似乎是直接来源于实际的实验测量，而非简单的理想化模型，这极大地增强了理论与实践的联系。阅读这本书的过程，更像是一次严谨的科学探险，每翻一页，都能感受到作者在知识体系构建上的良苦用心，绝对是一本值得反复研读的经典之作。

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