具体描述
《机械设计基础与实训》根据高等职业院校机械类专业对组成机器的常用机构和通用零件基础知识的基本要求，结合目前教育部倡导的职业教育改革精神，以及作者多年的教学经验及教改实践编写而成。《机械设计基础与实训》基于以注重应用能力培养为主的理念编写，全书共包括20章，每章都包括应知基础知识和实验实训两部分。主要内容包括认识机器、平面机构及自由度、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮加工及变位齿轮、直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗杆蜗轮传动、轮系传动、常见间歇运动机构、带传动、链传动、键联结和销联结、螺纹联结、联轴器和离合器、轴、轴承、轴承组合设计，以及与上述内容相对应的实训项目。《机械设计基础与实训》配有“职业导航”、“教学导航”、“知识分布网络”、“知识梳理与总结”，便于教师教学和学生高效率地学习知识与技能。
《机械设计基础与实训》可作为高职高专院校机械设计基础课程的理实一体化教材，也可作为应用型本科、成人教育、函授学院、中职学校的教材，以及企业工程技术人员的参考书。
《机械设计基础与实训》配有免费的电子教学课件与习题参考答案，详见前言。
《工程力学：理论与应用》 内容概述 《工程力学：理论与应用》是一部系统阐述经典力学基本原理、分析方法及其在各类工程问题中应用价值的著作。本书旨在为学习者构建坚实的理论基础，培养严谨的逻辑思维能力，并引导读者掌握解决实际工程挑战的实用技能。全书共分为十一章，内容涵盖了静力学、运动学和动力学三大核心分支，并融入了丰富的案例研究和实践指导。 第一章：绪论 本章作为全书的开篇，首先界定了工程力学的范畴、重要性及其在整个工程学科体系中的地位。我们将深入探讨力学研究的基本对象——质点、刚体以及变形体，并介绍描述这些对象运动状态和受力情况所必需的基本概念，如位移、速度、加速度、力、力矩等。此外，本章还将简要回顾力学发展史上的里程碑式成就，以及现代工程力学在不同领域的广泛应用，例如航空航天、土木建筑、机械制造、生物医学工程等，以期激发读者对力学学习的兴趣和使命感。 第二章：静力学基础 静力学是力学的第一块基石，主要研究物体在力的作用下保持平衡的条件。本章将从力的概念入手，详细阐述力的性质、分类、单位以及力的矢量表示法。接着，我们将深入讲解力的合成与分解，这是解决复杂受力情况的基础。随后，重点将放在物体的受力分析上，通过引入隔离体法（Free-body Diagram），教导读者如何准确识别和绘制作用在物体上的所有外力，包括重力、接触力（如支持力、摩擦力）和各种约束力。在此基础上，我们将阐述刚体平面任意力系的平衡条件，并详细介绍求解平衡方程的方法。章节末尾，将通过一系列经典静力学问题，如梁的支反力计算、桁架结构的内力分析、摩擦力的应用等，巩固所学知识，并初步展现静力学在工程设计中的实际意义。 第三章：虚位移原理与虚功原理 在静力学的基础上，本章引入了更为抽象但极其强大的虚位移原理和虚功原理。这些原理能够避免繁琐的平衡方程求解，尤其适用于复杂机构和受力系统。我们将首先解释“虚位移”和“虚功”这两个概念的物理意义，强调它们并非真实发生的位移和功，而是用于分析平衡状态的一种数学工具。随后，我们将详细阐述虚位移原理，即一个处于平衡状态的刚体，在任意虚位移下，外力做的虚功之和恒等于零。在此基础上，进一步推导并讲解虚功原理，它不仅适用于刚体，还可以推广到变形体。通过大量的实例，如利用虚功原理求解机构的平衡位移、确定力学系统的约束反力等，展现该原理在简化复杂力学问题分析中的独特优势。 第四章：材料力学基础——应力与应变 本章将视角从宏观的物体平衡转向微观的材料内部响应，开启材料力学的学习之旅。我们将首先定义“应力”（Stress）的概念，它是材料内部单位面积上所承受的内力，详细介绍正应力（Normal Stress）和剪应力（Shear Stress）的区别与联系，以及它们在拉压、剪切等基本变形模式下的计算公式。紧接着，我们将引入“应变”（Strain）的概念，它描述了材料在外力作用下产生的相对变形。同样，我们将区分正应变和剪应变，并阐述它们与几何形状变化的关系。本章的重点在于建立应力与应变之间的内在联系，引入“本构关系”（Constitutive Relation），如线弹性材料的胡克定律（Hooke's Law），揭示材料的力学特性。通过对杆件受轴向力、剪切力作用的应力应变分析，以及不同材料在载荷作用下的响应，为后续更复杂的强度和刚度分析奠定基础。 第五章：材料力学基础——强度与刚度 在前一章的基础上，本章将深入探讨材料在外力作用下的强度（Strength）和刚度（Stiffness）。强度关注的是材料抵抗破坏的能力，我们将定义屈服强度、抗拉强度等关键指标，并介绍强度校核的方法，即比较材料内部最大应力与许用应力。刚度则关注的是材料抵抗变形的能力，我们将引入“弹性模量”（Young's Modulus）和“剪切模量”（Shear Modulus）等参数，并介绍刚度校核的方法，即计算构件在载荷作用下的变形量，并与允许的变形限度进行比较。本章将详细分析梁在弯曲载荷作用下的弯曲应力分布，以及轴在扭转载荷作用下的扭转应力分布。通过对梁的挠度和转角计算，以及轴的扭转角计算，展示如何评估构件在实际工程应用中的承载能力和变形情况。 第六章：运动学——点的运动 本章将进入动力学的范畴，从运动学开始，研究物体的运动规律，而不考虑引起运动的力。本章专注于描述点的运动。我们将引入描述点位置、速度和加速度的基本概念，并阐述它们之间的矢量关系。本章将重点讲解三种描述点运动的方式：直角坐标系、自然坐标系（切向和法向）以及极坐标系。对于每一种坐标系，我们将详细推导其速度和加速度的表达式，并指导读者如何根据具体的运动轨迹和物理情境选择最合适的坐标系进行分析。通过对匀速直线运动、匀变速直线运动、圆周运动以及一般平面曲线运动的分析，帮助学习者熟练掌握描述点运动的数学工具，为后续动力学分析做好准备。 第七章：运动学——刚体的运动 在掌握了点的运动学之后，本章将把分析对象扩展到刚体。我们将引入描述刚体运动的两个基本要素：平动和转动。任何刚体的宏观运动都可以分解为整体的平动和绕某个轴的转动。本章将详细阐述刚体的平动运动学，其与质点的运动学原理相同。随后，我们将重点讲解刚体的转动运动学，包括角位移、角速度和角加速度的概念及其矢量性。我们将深入分析刚体绕固定轴的转动，以及更一般的平面绕定点的转动。特别地，本章将介绍瞬时平动中心（Instantaneous Center of Rotation）的概念，它是一种分析复杂平面运动的有效方法。通过对连杆机构、齿轮传动等典型刚体运动的分析，加深对刚体运动学规律的理解。 第八章：动力学基础——质点动力学 本章正式引入动力学，研究运动与力的关系。本章的重点是质点动力学。我们将从牛顿运动定律（Newton's Laws of Motion）开始，这是质点动力学最基本的定律，包括惯性定律、加速度定律（F=ma）和作用力与反作用力定律。我们将详细阐述牛顿第二定律的应用，即如何通过分析作用在质点上的合外力来确定其加速度。本章将重点讲解几种典型的质点运动动力学问题：直线运动（如自由落体、斜面运动）、曲线运动（如抛体运动、圆周运动）以及振动问题。在分析这些问题时，我们将强调受力分析的重要性，并指导读者如何根据运动状态建立运动方程。本章还将引入动量和冲量的概念，并阐述动量守恒定律，它在解决碰撞问题时具有重要作用。 第九章：功、能与动量 本章将从能量和动量的角度，提供另一种分析动力学问题的重要视角。我们将深入探讨“功”（Work）的概念，包括恒力做功、变力做功以及功率（Power）的计算。接着，我们将引入“机械能”（Mechanical Energy）的概念，包括动能（Kinetic Energy）和势能（Potential Energy），并推导动能定理和机械能守恒定律。这些定律为解决与速度和位移变化相关的动力学问题提供了简便的途径。在动量方面，本章将进一步深化对动量和冲量的理解，并详细阐述动量守恒定律的应用，尤其是在处理多质点系统和碰撞问题时。通过对各种典型问题的分析，如弹簧振子、行星运动、碰撞过程等，展示功、能、动量守恒定律在分析和解决动力学问题中的强大功能。 第十章：刚体动力学 在前几章的基础上，本章将把动力学分析的范围扩展到刚体。我们将引入描述刚体转动状态的“角动量”（Angular Momentum）和“转动惯量”（Moment of Inertia）等新概念。我们将详细阐述刚体的转动动力学方程，即力矩（Torque）等于角动量对时间的导数（M = dL/dt），并推导出适用于绕固定轴转动的刚体的动力学方程（M = Iα）。本章将重点分析刚体绕固定轴转动的动力学问题，包括分析驱动刚体转动的力矩，计算其角加速度，并进一步求解其角速度和转角。此外，还将简要介绍更一般的刚体动力学问题，如刚体的平面一般运动，并展望三维刚体动力学的复杂性。通过对飞轮、转子、回转体等典型刚体动力学问题的分析，帮助学习者掌握分析和解决刚体运动动力学问题的基本方法。 第十一章：振动及其应用 本章作为全书的最后一章，将聚焦于“振动”（Vibration）这一普遍存在的工程现象。我们将从单自由度振动系统开始，介绍简谐振动（Simple Harmonic Motion）的数学描述，包括振幅、周期、频率和相位等参数。我们将详细分析无阻尼自由振动和受迫振动，并引入阻尼（Damping）的概念，分析阻尼对振动的影响，如衰减振幅和相移。本章还将介绍共振（Resonance）现象及其在工程中的危害和应用。最后，我们将探讨多自由度振动系统以及如何利用傅里叶分析等方法将复杂振动分解为简谐振动。通过对机械系统、结构系统以及电磁系统中的振动现象的实例分析，展示振动理论在工程设计、故障诊断和状态监测等方面的广泛应用价值。 全书特色 理论与实践相结合： 本书在讲解力学基本原理的同时，注重与工程实际的联系，通过大量的工程案例和实际问题，帮助读者理解理论知识的实际应用价值。 循序渐进的教学方法： 内容组织上，从基础的静力学概念到复杂的动力学分析，层层递进，确保学习者能够逐步掌握力学的核心内容。 严谨的数学表达与清晰的逻辑推理： 采用规范的数学语言和清晰的逻辑推理，保证理论的严谨性，同时避免晦涩难懂的表述。 丰富的习题与解答： 每章都配有不同难度层次的习题，并提供部分习题的详细解答，以供学习者练习和巩固。 现代化工程视角的引入： 在介绍经典力学理论的同时，适当引入与现代工程技术相关的概念和应用，如有限元分析的初步概念，以及力学在新兴技术领域的应用。 适用对象 本书适用于高等院校机械类、土木类、航空航天类、材料类等所有工程类专业本科生作为教材或参考书。同时，也适用于对工程力学感兴趣的在职工程师、技术人员以及研究生。对于希望系统学习经典力学理论，并将其应用于解决实际工程问题的读者，本书将是极佳的选择。
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