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页数:64

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出版时间:2003-8

价格:10.50元

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isbn号码:9787040125511

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机械设计与制造基础：理论精讲与实践应用 第一章 绪论：现代制造业的基石 本章深入探讨机械设计与制造在现代工业体系中的核心地位与发展趋势。我们将首先界定机械设计、机械制造与机械工程学的基本概念，阐明三者之间的内在联系与相互作用。重点分析信息技术、新材料和先进制造技术（如增材制造、智能制造）对传统机械设计理念的颠覆性影响。 1.1 机械工程学的范畴与历史沿革 机械工程学的发展历程，从早期的简单机械到现代复杂系统的集成，展示了人类对能量转换和运动控制的不断探索。本节将追溯关键里程碑，如蒸汽机的发明、内燃机的普及以及计算机辅助工程（CAE）的兴起。 1.2 现代机械系统的构成与特点 现代机械系统不再是单纯的刚体组合，而是集成了结构、运动、控制和信息处理的复杂集成体。本节将剖析典型机械系统（如自动化生产线、精密仪器、航空航天装备）的层次结构、功能模块划分，并强调其对可靠性、模块化和可持续性的新要求。 1.3 设计思维与创新方法 介绍系统工程思想在机械设计中的应用，包括需求分析、概念生成、方案评估与优化。着重讲解面向对象设计（OOD）、仿生学设计原理，以及如何运用TRIZ（发明问题解决理论）等创新工具来突破传统技术瓶颈。 --- 第二章 材料力学基础：承载能力的理论分析 本章是理解机械零件强度、刚度和稳定性的理论基础。内容围绕材料在各种载荷作用下的应力、应变状态分析，以及关键失效模式的预测。 2.1 应力与应变分析 详细阐述正应力、剪应力、扭转应力以及组合应力状态的计算方法。引入应力状态的描述——柯西应力张量，并讲解莫尔应力圆在二维应力分析中的实际应用，包括主应力与最大剪应力的确定。 2.2 材料的力学性能与本构关系 系统介绍金属材料、高分子材料及复合材料的关键力学指标，如屈服强度、抗拉强度、弹性模量、韧性与硬度。重点讨论线弹性、弹塑性模型的建立，并介绍胡克定律的推广形式，为后续的结构分析提供数学模型。 2.3 梁的强度与刚度计算 深入分析梁在弯曲和剪切载荷下的内力分布规律。详细推导梁的挠度微分方程，并应用积分法、叠加法求解静定梁和部分超静定梁的变形问题。强调许用变形量（刚度要求）在结构设计中的重要性。 2.4 失效理论与疲劳强度设计 讲解材料破坏的宏观理论，包括最大拉应力理论、最大剪应力理论（Tresca）和最大能量差应力理论（Von Mises）。重点分析交变应力下的疲劳现象，介绍S-N曲线的绘制与应用，并探讨基于疲劳极限的安全系数确定方法。 --- 第三章 机械传动基础：能量的高效传递 本章聚焦于机械装置中实现运动和动力传递的核心部件——齿轮、带、链和蜗杆蜗轮机构的原理、设计与校核。 3.1 机械效率与摩擦、润滑 分析传动过程中能量损失的来源，特别是滑动摩擦和滚动摩擦的特性。详细阐述润滑理论，包括流体润滑和边界润滑的机理，以及选择合适润滑油对提高传动效率和寿命的关键作用。 3.2 齿轮传动设计与计算 直齿圆柱齿轮： 详细介绍齿轮几何尺寸的参数化定义（模数、齿数、压力角）。推导齿轮啮合的基本原理，重点进行齿轮的强度计算，包括齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度（点蚀）的校核。 斜齿圆柱齿轮： 引入法面模数、端面压力角和螺旋角等参数，分析斜齿啮合的轴向推力产生机制，以及如何优化螺旋角以改善传动平稳性。 3.3 带传动与链传动 带传动： 分析平带和V带的张紧力计算、初拉力确定、有效包角与摩擦力的关系。讲解带的寿命影响因素及中心距选择的优化策略。 链传动： 介绍滚子链和套筒链的结构特点，分析链轮的啮合特性、链条的节距、节数选择，并考虑链的振动与冲击载荷对使用寿命的影响。 --- 第四章 连接技术：刚性与可拆卸连接的设计 连接是机械装配的基础。本章深入研究螺纹连接、键和花键连接的受力分析、设计规范及失效模式。 4.1 螺纹连接与强度分析 普通螺纹： 阐述螺纹的几何参数、标准系列及应用场合。重点分析螺栓的预紧力、工作载荷下的静力学分析，包括确定螺栓的拉伸应力和连接的防滑条件。讨论螺纹连接的防松措施（如锁紧垫圈、自锁螺纹）。 螺纹的失效： 分析螺纹连接中螺栓拉伸断裂、螺杆拧出以及螺纹牙侧的挤压破坏。 4.2 键、销与花键连接 键的连接： 分析平键、斜键和楔键的受力特点，推导其在剪切和挤压作用下的强度计算公式。强调键连接的装配间隙与定位精度要求。 花键连接： 讲解花键（并齿、渐伸线花键）作为高承载能力连接的优势，分析花键在传递扭矩时齿侧的接触应力分布特性，以及选择花键系数的依据。 --- 第五章 机械零件的强度与可靠性设计 本章将理论分析转化为实际零件设计规范，关注轴、轴承、弹簧等关键零件的尺寸确定与寿命保障。 5.1 轴的设计与校核 区分传递动力轴和工作轴，详细介绍轴的材料选择原则。基于组合载荷（弯曲、扭转、轴向力）对轴进行应力集中分析，运用最大当量应力法进行强度校核。讨论轴的刚度校核（临界转速的估算）在高速机械中的必要性。 5.2 滚动轴承的选择与寿命计算 系统介绍滚动轴承的类型（球轴承、滚子轴承）及其适用工况。重点讲解根据当量动载荷和额定寿命（L10寿命）的计算公式，选择合适的轴承型号。分析轴承的游隙选择、安装与润滑对轴承可靠性的影响。 5.3 弹簧设计与应用 螺旋弹簧： 详细分析承受压缩或拉伸载荷的螺旋弹簧的应力（剪切应力）和刚度计算。讲解弹簧材料的选择，以及为防止疲劳断裂而进行的防塑性变形和防失稳（曲卷）设计。 5.4 机械系统的可靠性评估 引入可靠性工程的概念，介绍寿命分布模型（如Weibull分布）。讲解结构冗余设计、故障树分析（FTA）在提高机械系统平均无故障时间（MTBF）中的应用方法。

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作为一名刚刚接触这门学科的学生，我最看重的是习题的配套解析的详尽程度。然而，这本书在这方面做得实在是不够令人满意。很多题目的后面，只有最终的答案——一个孤零零的图形或者一串数字，完全没有解题步骤的展示。例如，对于那些要求绘制特定复杂电路的题目，我完全不清楚作者是如何得出这个布局和连线的。是采用了哪种设计原则？中间经历了怎样的逻辑推导过程？这些关键的“为什么”和“怎么做”完全缺失了。这就导致，当我做错题的时候，我根本不知道自己错在哪里，更别提如何改正了。这种“只给鱼不教怎么钓鱼”的做法，对于初学者来说是非常挫败的。我本来期望这本习题集能帮助我巩固课堂上学到的理论知识，但现在看来，它更像是检验你是否已经学会了的考试卷，而不是一个有效的学习辅助材料。没有详细的思路剖析，再多的习题也只是重复犯错的次数。

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这本书的排版和印刷质量实在是太让人头疼了。拿到手的时候，我就发现纸张的纹理有点粗糙，不是那种摸起来很舒服的哑光纸，有点反光，看着很吃力。更要命的是，那些图例和文字的对齐简直是一场灾难。很多地方，原本应该工整并列的电路图符号，看起来像是东倒西歪地挤在一起，辨识度很低。我记得有几道题的标注序号，居然跟对应的元件图形错开了好几行，我得拿着尺子或者用手指头一点点比对，才能搞清楚题目到底想问什么。这对于需要精确操作和理解的工程制图来说，简直是致命伤。如果这本书是用来做课堂练习的，老师们恐怕得花大量时间去纠正学生们因为看不清图纸而犯下的低级错误。而且，印刷的墨迹深浅很不一致，有些线条浓黑得能把纸洇开，有些地方又淡得几乎看不见，让人怀疑是不是油墨快用完了才赶出来的。如果能改进一下纸张的质感和印刷的精度，这本书的实用性会大大提升，否则，光是看图就要耗费掉学习本身应该投入的精力，太不值了。

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这本书的“实用性”名不副传，设计上的前瞻性几乎为零。当我尝试用现代的CAD软件或者专业的EDA工具来对照练习时，立刻发现了诸多不适应之处。书中的很多示例和练习，似乎还停留在手工绘图甚至更早期的制图标准上。比如，关于元器件符号的表示，很多在当前行业规范中已经淘汰的、效率低下的画法，竟然还在习题中占据重要位置。这让人不得不怀疑编著者是否紧跟了最新的行业标准和技术发展。在电子工程领域，标准更新的速度是非常快的，制图规范也是如此。如果习题集不能及时更新，让学习者接触到符合当前工业界主流要求的绘图方法，那么这本书所教授的技能将很快过时。我希望一本“实用”的教材，能体现出对未来工作环境的预见性，而不是固守着陈旧的范式，这无疑是扼杀了我们学习最新技能的机会。

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我手里拿着的这本所谓的“习题集”，给我的感觉是内容上的跨度太大，缺乏一个清晰的、循序渐进的学习路径。开篇的几章，涉及的居然是基础的机械制图原理，什么三视图、剖视图的规范，这跟“电子工程制图”这个主题是不是有点偏离了？要知道，电子工程的制图侧重于电气符号、PCB布局和元器件的表示法，机械制图的知识点在这里显得过于冗余和分散精力。等到我翻到后面真正涉及原理图绘制的部分时，内容又变得异常抽象和简略。很多关键的连接规则和设计规范，书里只是草草提了一句，根本没有给出足够的例题来强化记忆和理解。举个例子，关于屏蔽和接地处理的习题几乎找不到，这在实际的电子产品设计中可是重中之重啊。所以，我感觉这本书更像是一个拼凑起来的资料汇编，而不是一个精心设计的教学工具书。它没有抓住电子制图的核心要点，反而把精力浪费在了不那么对口的基础知识上，让学习者抓不住重点，学习效率非常低下。

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从装订和整体设计来看，这本书的耐用性和便携性都令人担忧。它采用的是那种典型的胶装方式，翻阅几次之后，书脊就已经开始出现松动的迹象。由于是习题集，我需要频繁地来回翻阅不同的章节——一会儿看前面的理论基础，一会儿跳到后面的习题，再翻到解析部分（如果它有的话）。这种高频率的翻动，使得一些页码已经开始松动，我非常担心用不了多久，书本就会散架。此外，它的尺寸设计也有些尴尬，不算便携到可以轻松放进背包侧袋的程度，但又不像大开本的教材那样可以平稳地摊放在书桌上而不滑落。对于经常需要带着它去图书馆或者工作室进行学习的人来说，这种半吊子的尺寸和脆弱的装订质量，都是使用体验上的巨大减分项。我宁愿它贵一点，但能采用线圈装订或者更结实的锁线装订，确保它能陪我度过整个学期的学习过程，而不是在我最需要它的时候，只剩下一堆散页。

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