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页数:346

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出版时间:2009-4

价格:36.00元

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isbn号码:9787111262350

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• AutoCAD
• 机械设计
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机械设计之道：掌握核心原理与创新实践 这是一本深度剖析机械设计核心理念与前沿实践的著作，旨在为读者构建一套系统、扎实的机械设计知识体系，并激发创新思维，应对复杂工程挑战。本书并非单纯的技术手册，而是循序渐进地引导读者理解机械设计的本质，从基础理论到高级应用，力求让每一位读者都能成为一名富有创造力且能力卓越的机械工程师。 第一部分：机械设计的基础脉络 本书的开篇，我们将一同回溯机械设计的历史渊源，探讨其在人类文明发展中所扮演的关键角色。从简单的杠杆、滑轮到复杂的精密机械，这些都凝聚着人类的智慧与对物质世界的深刻理解。在此基础上，我们将深入剖析机械设计的基本构成要素： 零件的形态与功能： 机械系统由无数零件组成，每个零件都有其独特的几何形态和承担的功能。我们将详细介绍轴、齿轮、连杆、弹簧、轴承等基础零件的设计原理、受力分析、材料选择以及制造工艺考量。例如，在探讨轴的设计时，我们会分析其在弯曲、扭转、拉伸和压缩等多种载荷下的应力分布，并介绍如何通过优化截面形状、选择合适的材料和热处理工艺来提高其承载能力和耐久性。对于齿轮，则会详细讲解其传动原理、齿形设计（如渐开线、圆弧齿）、模数、压力角、齿数等关键参数的计算方法，以及不同类型齿轮（直齿、斜齿、锥齿、蜗轮蜗杆）的适用场景。 连接与装配的艺术： 零件并非孤立存在，而是通过各种连接方式组装成完整的机械。本书将系统梳理各种连接方式的特点、优缺点及适用范围，包括但不限于： 固定连接： 螺纹连接（螺栓、螺钉、螺母、垫圈等）、焊接、铆接、过盈配合等。我们将详细讲解螺纹连接的预紧力计算、应力集中分析、防松措施，以及焊接接头的强度计算与缺陷分析。 活动连接： 键连接、花键连接、销连接、铰链、滑动摩擦连接等。对于活动连接，我们将重点分析其传动精度、承载能力、润滑要求以及磨损特性。 弹性连接： 弹簧（螺旋弹簧、板弹簧、碟形弹簧等）的应用与设计。我们将探讨弹簧在缓冲、减震、储能等方面的作用，并介绍弹簧的刚度计算、疲劳强度分析以及材料选择。 运动的传递与变换： 机械的核心功能在于运动的传递与变换。本书将聚焦于各种典型的传动机构，深入解析其工作原理、设计要点和性能特点： 齿轮传动： 减速、增速、改变转矩方向的原理，行星齿轮机构、差动机构的应用。 带传动与链传动： 传递动力、实现一定距离传递的原理，选择合适的带型（V带、同步带）或链型（滚子链、套筒链）及其张紧、润滑要求。 杆件机构： 曲柄滑块机构、四杆机构、齿轮齿条机构等，分析其运动轨迹、速度、加速度的生成机理。 液压与气动传动： 简单介绍其基本原理、执行元件（油缸、马达）和控制元件（阀），为读者打开了解更广泛机械传动领域的大门。 材料的科学选择与性能分析： 机械零件的性能在很大程度上取决于所使用的材料。本书将深入探讨各种常用金属材料（碳素钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金等）和非金属材料（塑料、橡胶、复合材料）的力学性能（强度、刚度、韧性、硬度）、物理性能（密度、导热性、导电性）以及化学性能（耐腐蚀性）。我们将引导读者理解材料牌号的含义，掌握材料选择的基本原则，并学习如何根据零件的工作环境、受力条件和成本要求来做出最佳选择。例如，我们会详细比较不同牌号的钢材在屈服强度、抗拉强度、疲劳极限等方面的差异，以及它们在热处理后的性能变化。 第二部分：深入理解设计原理与方法 在夯实基础之后，本书将引导读者进入更深层次的设计原理与方法论的探索： 受力分析与应力计算： 机械设计离不开对零件所承受载荷的精确分析。我们将详细讲解应力、应变、弹性模量、泊松比等基本概念，并介绍各种应力状态（拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切、组合应力）的计算方法。我们将重点学习如何识别应力集中区域，并掌握通过圆角、倒角、开槽等方式来减小应力集中的设计技巧。 强度设计与刚度设计： 强度设计旨在确保零件在工作载荷下不发生断裂或屈服，而刚度设计则关注零件在载荷作用下的变形量是否在允许范围内。本书将详细介绍许用应力法、安全系数法、应力-强度分析法等强度设计方法，并阐述如何进行刚度校核，以保证机械系统的整体精度和稳定性。 失效模式与可靠性分析： 了解机械零件可能出现的各种失效模式（疲劳、磨损、腐蚀、断裂、屈服、蠕变等）是进行有效设计的前提。我们将深入分析这些失效模式的机理，并介绍提高零件可靠性的设计策略和技术手段。同时，本书还将引入可靠性工程的基本概念，指导读者如何通过设计来提升机械系统的平均无故障时间（MTBF）和整体运行稳定性。 公差与配合的精确控制： 机械零件的加工精度直接影响其装配性能和工作精度。本书将详细讲解公差、极限偏差、配合以及基本尺寸等概念，并介绍如何根据零件的功能要求和互换性原则来选择合适的公差等级和配合类型（如基孔制、基轴制）。我们将通过丰富的实例，展示公差与配合在保证零件精度、降低制装配成本方面的重要性。 设计流程与方法论： 掌握一套系统、高效的设计流程是成为优秀工程师的关键。本书将梳理从方案设计、初步设计、详细设计到工艺设计、图纸绘制、样机制备和试验验证等各个环节。我们将强调设计迭代、方案优化、技术经济分析在设计过程中的重要性，并介绍一些常用的设计方法，如并行工程、DFMA（面向制造和装配的设计）等。 第三部分：创新设计与前沿探索 在掌握了扎实的基础和核心原理后，本书将引领读者走向机械设计的创新前沿： 人机工程学在机械设计中的应用： 机械产品不仅仅是功能的实现，更需要考虑人机交互的舒适性、易用性和安全性。我们将探讨人机工程学在操作界面设计、人机界面布局、作业空间规划等方面的应用，以及如何通过人体测量学数据来优化产品设计。 绿色机械设计与可持续发展： 随着全球对环境保护意识的不断提高，绿色机械设计已成为重要的发展趋势。本书将介绍如何从材料选择、能耗优化、废弃物处理、可回收性等方面入手，设计更环保、更可持续的机械产品。 仿生学在机械设计中的启示： 自然界是无数精妙设计的宝库。本书将通过大量实例，展示如何从生物体的结构、功能和运动机制中获得灵感，设计出高效、轻便、适应性强的仿生机械。例如，蝴蝶翅膀的折叠机制、鸟类翅膀的空气动力学特性、壁虎的爬行能力等。 智能制造与数字化设计： 随着工业4.0的到来，智能制造和数字化设计正深刻改变着机械设计领域。我们将简要介绍CAD/CAE/CAM等数字化工具在设计、分析和制造中的作用，以及物联网、人工智能等技术如何赋能未来的机械设计。 创新思维的培养与实践： 本书的最终目标是激发读者的创新潜能。我们将提供一些培养创新思维的方法和工具，例如头脑风暴、TRIZ（发明问题解决理论）、类比法等，并鼓励读者通过项目实践，将所学知识转化为解决实际工程问题的能力。 本书力求做到理论与实践相结合，通过丰富的案例分析、计算示例和思考题，帮助读者深入理解机械设计的奥秘。我们相信，通过对本书内容的学习和消化，读者不仅能掌握一套严谨的机械设计方法，更能培养出敏锐的观察力、深刻的洞察力和不懈的创新精神，从而在瞬息万变的机械工程领域中脱颖而出，成为一名真正意义上的设计大师。

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我怀疑作者对现代机械设计的工作流理解存在很大的偏差。这本书的例子和案例场景设置得过于老旧和脱离实际工业生产的需求。所有的案例似乎都停留在上世纪九十年代的绘图规范中，充满了大量使用基础拉伸和旋转实体构建的“积木式”零件。比如，它花了大量的篇幅去讲解如何手动绘制复杂的二维轮廓再进行扫掠，却没有深入探讨如何高效地利用零件库、标准件库或者如何进行更现代化的拓扑优化分析。在讲解装配约束时，它总是强调使用“固定”和“旋转”这种最基础的约束，对于像“齿轮啮合”、“凸轮驱动”这种机械传动系统的关键约束处理，讲解得非常肤浅，甚至有些错误的示范。我尝试用书中的方法去构建一个包含运动副的虚拟装配体时，发现根本无法实现预期的动态仿真，因为缺少了关键的运动学定义。这让我觉得，这本书的作者可能停留在了一个非常基础的绘图层面，而没有接触过当代产品开发中对三维建模软件的真正要求——即作为虚拟原型和运动仿真平台的应用。对于想从事实际产品开发的读者来说，这本书提供的知识和技能树已经严重过时了。

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这本书的错误和不一致性简直是令人发指，严重影响了学习的连贯性和准确性。我发现光是操作步骤上的笔误就不下十处。比如，在讲解如何创建草图基准定时，书中指示我点击菜单栏的“视图”->“草图工具”，结果我找遍了整个菜单栏，根本没有这个选项，正确的路径应该是“插入”->“基准面”。这种低级的错误，让我在每学习一个新功能时，都不得不暂停下来，先去猜测作者当时想表达的真实意图。更严重的是，不同章节之间对于同一功能的描述口径前后矛盾。在第三章提到“零件的默认坐标系是基于世界坐标系的”，但在第八章讲解曲面建模时，却又出现“请切换到局部坐标系进行操作，否则无法正确对齐曲率”，这种不一致性使得读者完全无法建立起一个统一、可靠的知识体系框架。我不得不怀疑作者是不是在编辑过程中没有进行充分的校对，或者不同章节是由不同人编写但没有进行整合优化。对于一个需要精确指令来学习复杂软件的教程来说，这种内容的低质量是致命的，它消耗了学习者大量的时间去纠错，而不是去学习软件本身的强大功能。

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这本书的排版和插图简直是灾难。我拿到手的时候就觉得有点不对劲，封面设计得平平无奇，拿到手里翻开内页，才发现里面的内容更是让人抓狂。首先是字体选择，用了那种非常细小的宋体，在光线不是特别好的环境下阅读简直是一种折磨，眼睛稍微盯着看一会儿就开始酸涩。更要命的是，图文混排的地方处理得极其糟糕。很多本该配在旁边的示意图，被生生地挤到了页面的另一端，或者干脆被文字描述给生硬地插队了。有些标注的线条画得像是孩子乱涂的，完全看不出哪里是哪个部件的边界，尤其是涉及到一些复杂的装配关系图，让人看了脑子里一团浆糊。我试着去对照着书上的步骤操作，结果发现书上的步骤描述和配图完全对不上，一个步骤明明提到了“拉伸面域”，图示里却画着一个“旋转实体”的界面，这不就直接把我带到了死胡同吗？我不得不频繁地去切换到其他更专业的参考资料去核对，这本书提供的视觉引导几乎是负面的，它没有起到辅助学习的作用，反而成了理解设计意图的最大障碍。如果说设计软件的使用是需要逻辑和视觉辅助的，那么这本书在这两个方面都出现了严重的失灵，阅读体验极差，简直是浪费时间。

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这本书的理论深度和广度简直让人摸不着头脑，它似乎想面面俱到，结果却是样样稀松。对于一个想要系统学习机械设计流程的新手来说，这本书的讲解方式显得极其跳跃和碎片化。它会在某一章非常详细地讲解一个基础的二维绘制命令，然后紧接着下一章，就会直接抛出一个非常高阶的参数化曲面建模的案例，中间完全没有过渡和铺垫，让我这个刚学会画圆的人，直接面对一个需要复杂数学知识才能理解的模型，我完全跟不上它的节奏。更让我感到不解的是，它在关键概念的定义上含糊不清。比如讲到“公差配合”时，它只是简单地提了一下“这是为了保证零件的互换性”，然后就迅速转到了如何使用倒角命令，对于“过盈配合”和“间隙配合”的具体数值选择依据，以及在实际工程图纸中如何规范标注，这些核心内容却一笔带过。这就像是教人做菜，只教了你怎么切菜，却没告诉你盐和糖应该放多少，成品能好吃吗？这本书更像是一本“功能罗列大全”，而不是一本“设计思维培养手册”，学完之后，我依然不知道如何从一个工程需求出发，去规划和构建一个合理的机械结构。

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从学习者的角度来看，这本书在与“实战”和“疑难解答”方面的支持是完全缺失的。它像是一个被精心策划好的、只能走直线不能拐弯的教学路径。当你按照书上的步骤成功完成了某个示例模型后，你会发现自己除了能复制书上的模型之外，脑子里并没有留下任何可迁移的经验。书中几乎没有包含任何“常见问题与解决方案”的章节，也没有提供任何“为什么选择A方法而不是B方法”的对比分析。例如，在讲解“特征编辑”时，它只是展示了如何通过修改参数来改变一个圆孔的直径，但如果我尝试去删除这个圆孔，然后再重新绘制一个，程序报错了，书里却对此情况视而不见。现实中的设计工作，充满了各种意外和修改，模型的拓扑结构经常会因为需求的变更而被迫重构。这本书完全没有教我们如何“解救”一个结构复杂的、包含复杂历史记录的失败模型，也没有提供任何关于如何优化模型树以提高后续修改效率的技巧。它只提供了一个完美的、理想化的学习环境，但一旦脱离了这个环境，读者就会发现自己手里的工具箱里装的都是一次性用品，根本无法应对真实项目中的复杂性和突发状况。

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