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出版者:机械工业

作者:张绍群//王翠琴

出品人:

页数:98

译者:

出版时间:2009-9

价格:21.00元

装帧:

isbn号码:9787111279389

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• 机械原理

机械设计与制造技术基础：从理论到实践的综合指南 本书旨在为工程技术人员、机械设计专业学生以及相关领域的研究人员提供一个全面而深入的知识框架，涵盖现代机械设计与制造的核心理论、关键技术以及最新的工程应用实践。它超越了单纯的图样解读和基础操作层面，深入探讨了机械系统从概念构思、详细设计、材料选择到制造工艺控制的全过程。 第一部分：机械设计原理与基础理论深化 本部分着重于巩固和拓展机械设计的基础理论，强调理论指导实践的重要性。 1. 机械系统动力学分析与振动控制： 详细阐述了复杂机械系统的运动学和动力学建模方法，包括刚体动力学、柔性体动力学以及多体系统仿真技术（MBS）。重点介绍了如何运用拉格朗日方程、牛顿-欧拉方程对机构进行精确建模。在振动控制方面，系统分析了机械设备的固有频率、模态分析，并介绍了主动和被动减振降噪技术，如阻尼器的设计、隔振系统的优化配置，以及如何通过结构优化来提升设备的运行平稳性和可靠性。 2. 材料科学与工程应用： 本书对工程材料的选择依据进行了深入探讨，超越了标准材料手册的简单罗列。详细分析了金属材料（钢铁、铝合金、钛合金等）的微观结构、热处理工艺对其宏观力学性能的影响，以及疲劳、蠕变和断裂力学原理在实际结构设计中的应用。此外，重点引入了高性能复合材料（如碳纤维增强聚合物）和智能材料（如形状记忆合金）在现代高端机械中的应用案例和设计考量。 3. 机构运动学与优化设计： 深入研究了常用机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮传动）的运动学分析，包括瞬时速度、加速度的精确计算。针对复杂功能需求，本书详细介绍了位置、速度、加速度的综合合成方法，并引入了微分几何学在机构设计中的应用。在优化设计方面，探讨了如何使用迭代算法（如遗传算法、粒子群优化）来确定最佳的机构尺寸和参数，以最小化能耗或最大化输出精度。 4. 机械连接件与可靠性工程： 螺纹连接的预紧力计算不再局限于静态分析，而是结合了冲击载荷和交变载荷下的螺栓松动风险评估。铆接、焊接和胶接的强度分析，充分考虑了界面应力集中和材料的异种连接效应。可靠性工程部分引入了概率论方法，讲解了Weibull分布、极值理论在零部件寿命预测中的应用，并详细介绍了FMEA（失效模式与影响分析）和FTA（故障树分析）在设计阶段的系统性风险管理方法。 第二部分：现代制造技术与工艺控制 本部分聚焦于如何将设计蓝图高效、精确地转化为实体产品，涵盖了从传统加工到增材制造的前沿技术。 5. 数控加工与精密成形技术： 详细阐述了CNC（计算机数控）系统的原理、G/M代码的编程逻辑，并特别强调了后处理技术在生成高效刀具路径中的关键作用。在精密成形方面，深入分析了冷/热锻、冲压、深拉伸等塑性加工的力学原理、模具设计，以及如何通过有限元分析（FEA）来模拟材料的流动和残余应力的分布，从而控制零件的尺寸精度和表面质量。 6. 特种加工方法： 系统介绍了非传统加工技术的原理、适用范围和技术瓶颈。这包括电火花加工（EDM）中的电极设计与表面完整性控制、激光加工（切割、熔覆、表面淬火）中的热影响区（HAZ）管理，以及超声波加工和电化学加工在加工硬化材料和复杂曲面零件中的应用。 7. 表面工程与涂层技术： 理解表面性能对机械零部件整体寿命的决定性影响。本书详细介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术，重点分析了TiN、CrN等硬质涂层的微观结构与附着力机制。此外，探讨了热喷涂技术在修复和功能化大型、复杂零件上的优势，以及激光冲击强化等先进表面改性工艺。 8. 增材制造（3D打印）的工艺与后处理： 作为革命性的制造技术，本书详细剖析了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造工艺的物理过程，包括粉末床的铺展、熔池的形成与凝固。重点讨论了增材制造带来的内部残余应力问题及相应的消除策略，以及如何针对增材制造的特点进行拓扑优化设计。 第三部分：机械系统集成与智能化 本部分将设计与制造成果提升到系统层面，探讨了现代机械系统如何融入自动化、传感与信息技术。 9. 现代传动系统与执行器： 深入研究了伺服电机、步进电机、线性执行器的选型原则，以及如何通过反馈控制实现高精度定位和速度控制。详细解析了先进齿轮箱（如谐波齿轮传动）的结构特点、误差分析和承载能力计算。流体传动部分（液压与气动）侧重于系统的动态响应特性和元件的集成化设计。 10. 机械系统中的传感、检测与故障诊断： 探讨了传感器技术在实时监测机械状态中的应用，包括应变片、电涡流传感器、加速度计的安装与信号调理。系统介绍了基于振动信号、声学发射和温度趋势的机械故障诊断方法，例如时频分析技术（小波变换）在早期缺陷识别中的应用，以及如何构建预测性维护（PdM）系统的数据基础。 11. 机械信息化与虚拟样机技术： 强调了计算机辅助工程（CAE）在设计验证中的核心地位。除了基础的有限元分析（FEA）外，本书还涵盖了多物理场耦合分析（如流固耦合SFC、热机耦合TMC）的应用场景。虚拟样机技术（VM）被视为集成设计、仿真和工艺验证的桥梁，帮助工程师在虚拟环境中完成系统集成和早期冲突检测。 本书结构严谨，内容涵盖了从微观材料行为到宏观系统集成的完整工程链条，特别注重理论的工程化表达和最新制造技术的融合，是工程师实现创新设计与高效制造的得力参考工具。

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这本书的难度设置真是让人又爱又恨，它成功地在“挑战性”和“可达性”之间找到了一个微妙的平衡点。对于初学者来说，开篇的那些基础练习足以帮助他们建立起对制图语言的基本感知，确保不会因为太难而产生畏惧心理。然而，真正的高潮出现在中后部的“综合应用”部分。那些题目往往需要你结合好几个章节的知识点，甚至需要你自己去假设一个合理的装配场景才能着手分析。这种设置的妙处在于，它培养的不是解题机器，而是解决实际工程问题的工程师思维。我记得有道关于复杂螺旋机构的剖视图题目，我卡了整整一个下午，最后在查阅了几本参考资料后才恍然大悟，那一刻的成就感是做完简单选择题无法比拟的，这本书在设计这种“顿悟”时刻方面做得非常到位。

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我拿到这本册子的时候，首先关注的就是它的逻辑结构严密性，这对于一个需要系统性提升技能的工具书来说至关重要。我发现它的章节编排并非完全按照传统课程大纲的线性顺序，而是巧妙地融入了难度递增和知识点交叉验证的螺旋上升模式。比如，初期侧重于基础的投影和剖视图练习，但到了中后期，你会发现一些看似简单的基础知识点，会以一种更复杂的组合形式重新出现，强迫你必须将分散的知识点融会贯通才能解题。这种“温故而知新”的设计思路，让学习者在不知不觉中完成了知识的整合和深化，而不是停留在机械的重复记忆上。而且，它对一些容易混淆的概念，比如第三角投影法和第一角投影法的图例对比分析做得极其透彻，用多维度的视角去剖析同一个问题，使得原本模糊的概念变得无比清晰，这一点非常值得称赞。

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说实话，我本来对任何习题集都有点敬而远之，总觉得它们无非是把课本里的例题换个数字重抄一遍。但这本书的创新之处在于，它加入了大量贴近现代工业实际案例的题目，而不是那种只存在于纸面上的理想化模型。很多题目背景设定都非常逼真，比如涉及到特定机床的装配图、复杂的曲面零件的绘制要求等，这些都迫使你必须跳出书本知识的限制，去思考实际制造中可能遇到的公差配合、表面粗糙度符号的实际意义。特别是后半部分关于三维建模基础的拓展练习，虽然没有直接给出CAD软件的操作步骤，但其对空间几何关系和工程图纸规范的精妙考察，极大地锻炼了我的空间想象力和规范化表达能力，感觉学完后，对接下来的专业软件学习都会有质的飞跃。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉的享受，封面那种磨砂质感，拿在手里沉甸甸的，让人立刻感觉这不是一本普通的教材。我尤其喜欢它在排版上的用心，那种留白的处理，让每一个公式和图例都显得格外清晰，不像有些习题集，恨不得把信息塞满每一个角落，看得人眼花缭乱。内页的纸张质量也相当不错，即使用细小的中性笔书写，也不会出现洇墨的尴尬情况，这对于我们这些需要反复演算和标记重点的学生来说，简直是福音。更让我惊喜的是，它在章节的过渡部分，加入了一些简短的行业小故事或者历史沿革的插图，这些虽然不是核心的解题内容，却极大地提升了阅读的趣味性，让枯燥的学习过程多了一丝人文关怀，感觉作者是真的站在学习者的角度去思考如何让这本书“活”起来，而不是冷冰冰的知识堆砌。每次翻开它，心情都会莫名地变得平静和专注，这种好的阅读体验，在技术类书籍中是相当难得的。

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从工具书的角度来看，这本书的辅助资源配置也堪称一流。我发现它在每道大题的后面，都附带了一个非常简洁但精准的“解题思路导向”提示框，这个设计极其人性化。它不是直接给出答案的步骤，而是像一个经验丰富的老教授在你旁边轻声提点，比如“请注意检查隐藏线的处理”、“尝试先简化主体结构再考虑细节特征”之类的关键提醒。这极大地避免了读者在遇到难题时直接翻到答案解析，从而丧失了独立思考的机会。这种“点到为止”的引导方式，确保了学习的深度，让读者能够真正消化知识点，而不是简单地抄录标准答案。可以说，这本习题集不只是一堆纸张，它更像是一个耐心的、随时待命的“虚拟导师”。

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