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出版时间:1900-01-01

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isbn号码:9787562311638

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• 电机学
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机械设计基础 内容提要 本书系统地阐述了机械设计的基本原理、分析方法和常用技术，是工程技术人员和机械设计专业学生的重要参考资料。全书内容涵盖了机械零件设计、材料选择、连接技术、运动与动力学分析等核心领域，力求在理论深度与工程实用性之间取得平衡。 第一部分 机械设计基础理论 第一章 机械设计的基本概念与发展 本章首先界定了机械的定义、组成及其在现代工业体系中的地位。深入探讨了机械系统的工作原理和功能实现路径。随后，对机械设计的基本流程进行了详细梳理，从需求分析、概念设计、方案论证到详细设计与优化，强调了人机工程学和可持续设计原则在现代设计中的重要性。同时，回顾了机械设计领域的技术演进，特别是数字化设计、增材制造（3D打印）对传统设计范式带来的深刻变革。本章旨在为读者建立一个宏观的机械设计知识框架。 第二章 机械零件的强度与可靠性分析 强度分析是机械设计中的核心环节。本章重点讲解了工程材料的力学性能，包括弹性、塑性、韧性、疲劳极限等关键指标。详细阐述了静力强度、疲劳强度和断裂韧性的计算方法。尤其对交变应力下的疲劳寿命预测模型（如S-N曲线法、Miner累积损伤理论）进行了深入剖析，并结合实例演示了如何通过应力集中系数和表面处理技术来提高零件的抗疲劳能力。可靠性设计部分引入了概率论基础，讲解了基于可靠度指标和寿命分布的系统可靠性评估方法，确保设计方案能满足预定的安全裕度要求。 第三章 机械连接技术 机械连接是实现零件间可靠装配和传递载荷的基础。本章全面覆盖了永久连接和可拆卸连接两大类技术。 紧固连接： 详细分析了螺纹连接的预紧力、防松动措施（如锁紧垫圈、结构约束）以及在不同工况下的受力特性。对铆接和焊接连接的强度计算和工艺选择进行了对比分析，重点讨论了焊接残余应力和变形的控制技术。 滑动与滚动连接： 深入研究了轴承的类型选择（滚动轴承与滑动轴承）、基本额定寿命的计算（基于ISO标准）以及润滑理论。对润滑剂的选择、油封技术和轴承的安装与维护提出了详尽的技术要求。 第二章 运动与动力学基础 本部分为后续零件设计提供了必要的运动学和动力学理论支撑。 第四章 机构运动分析 本章从平面机构入手，系统介绍了机构的组成要素（构件、运动副）、运动学参数（位置、速度、加速度）。重点讲解了瞬心法、速度多边形法和瞬时速度中心法在分析机构运动过程中的应用。对于复杂多连杆机构，引入了矢量封闭法和瞬时螺旋轴理论。同时，对凸轮机构的设计进行了详尽的阐述，包括凸轮轮廓曲线（如修正正弦加/减速曲线）的绘制与加工精度控制。 第五章 机械动力学与振动分析 机械系统的工作状态往往伴随着振动和噪声。本章首先讲解了单自由度和多自由度系统的自由振动与强迫振动分析，推导了系统的固有频率和阻尼比对响应特性的影响。重点分析了旋转机械中的不平衡力产生机制与校正方法。随后，引入了机器的动态平衡理论，包括静平衡、动平衡及三相对称平衡的工程实现。最后，讨论了隔振与减振技术在工程实践中的应用策略。 第三部分 核心零件设计 第六章 齿轮传动设计 齿轮传动是机械中最常用且效率最高的动力传递方式之一。本章详细介绍了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮的几何参数计算和标准系列选择。重点在于疲劳强度和接触强度的校核，依据ISO/AGMA标准，对齿面的点接触和线接触应力进行了精确评估。此外，还探讨了齿面硬化处理（如渗碳、氮化）对提高齿轮承载能力的作用，并对非标准齿轮和人字齿轮的设计进行了概述。 第七章 轴与轴的强度设计 轴的设计涉及弯曲、扭转和振动的综合作用。本章区分了传动轴、心轴和车轴的工作特性。在强度设计方面，采用许用应力法和基于疲劳寿命的强度校核。特别强调了轴的刚度设计，包括临界转速的计算与避免。同时，详细说明了轴的制造工艺（如表面光洁度、应力消除处理）对整体性能的影响，并介绍了花键轴、键连接和销连接的详细设计规范。 第八章 弹性与刚性元件设计 弹簧设计： 涵盖了螺旋弹簧（拉伸、压缩、扭转）、板簧和碟形弹簧的设计计算。重点讨论了弹簧材料的选择、疲劳寿命的评估以及变刚度弹簧的结构设计。 联轴器与制动器： 联轴器用于连接轴系，本章分析了刚性、弹性、万向联轴器的结构特点、适用范围及扭转刚度。制动器部分则详细介绍了摩擦片式制动器（盘式、鼓式）的制动力矩计算、热平衡分析以及磨损补偿机构的设计。 第九章 滚动轴承与滑动轴承的详细选型与寿命预测 本章深化了轴承的选型过程，超越了简单的承载能力计算。详细介绍了轴承的组合轴承布局、游隙的调整与保持架设计。针对高精度和高速应用场景，分析了轴承的润滑方式（脂润滑、油润滑、油气润滑）对轴承寿命和温升的影响。滑动轴承部分，重点讲解了液体润滑理论（雷诺方程）在厚膜润滑和混合润滑状态下的应用，以及轴承材料（如巴氏合金、铜基合金）的摩擦磨损特性。 第十章 润滑与密封技术 本章聚焦于机械系统可靠运行的关键辅助技术。润滑剂的选择依据工况（温度、转速、载荷）进行分类，详细介绍了润滑油、润滑脂的性能指标和添加剂的作用。密封技术部分，全面覆盖了静密封（垫片、O型圈）和动密封（填料密封、唇形密封、迷宫密封）的原理和失效模式。重点分析了油封的接触压力、线速度与寿命的关系，以及如何通过结构优化降低漏油率和能耗。 总结 《机械设计基础》旨在培养读者独立进行机械系统零部件设计和分析的能力，确保设计的产品在强度、刚度、可靠性、经济性和制造可行性上达到最优平衡。本书的实例丰富，推导过程严谨，是机械工程专业人员案头必备的工具书。

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这本书的语言风格非常独特，它不像传统教科书那样刻板生硬，反而带有一种资深教授娓娓道来的亲切感。作者似乎总是站在读者的角度思考：“如果我是第一次接触这个概念，我该如何理解它？” 比如在解释为什么有些电机需要复杂的变频控制时，作者使用了好几个生动的日常类比，比如控制水流大小和水压的阀门，瞬间就把高深复杂的矢量控制理论拉到了我们熟悉的生活场景中。这种“接地气”的表达方式，极大地降低了理论的门槛。而且，在一些历史发展的脉络介绍部分，作者引用了一些早期的实验记录和重要的历史文献片段，这不仅丰富了内容的趣味性，也让读者感受到这门学科是如何一步步发展成熟的，充满了人情味和历史的厚重感。

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这本书的内容深度和广度都达到了一个令人惊叹的水平。它不仅仅停留在基础的定律和公式推导上，而是深入挖掘了各种电机工作原理背后的物理本质。我特别喜欢它对瞬态分析的处理方式，很多教材通常会一带而过，但这本书却用了大量的篇幅来剖析启动、制动和故障状态下的动态响应，这对于实际工程应用来说太重要了。作者在讲解同步电机和异步电机时，采用了对比和类比的方法，使得两者之间的异同点清晰明了，避免了初学者容易产生的混淆。更值得称赞的是，它没有固守传统的教学体系，而是融入了现代电力电子技术对电机驱动的影响，比如对永磁同步电机（PMSM）的最新进展也有所涉及，这让这本书在保持经典性的同时，紧跟时代脉搏。读完几章后，我感觉自己对如何选择和优化电机选型，有了一个全新的、更具批判性的视角。

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对于自学爱好者来说，这本书简直就是一座灯塔。我过去尝试过几本号称“入门”的教材，结果往往是概念堆砌，等到遇到实际问题时，根本找不到解决问题的思路。然而，这本著作的叙事方式极其注重“建构”知识体系。它不是直接抛出复杂公式，而是从最简单的磁路、电磁力开始，逐步引入感应电动势、电磁转矩，每一步都有详尽的数学推导和清晰的物理图像支撑。作者在关键概念旁设置了“思考题”和“陷阱提示”，这些小小的提醒，往往能帮我避免掉入常见的思维误区。更绝的是，书后附带的习题设计非常巧妙，既有基础巩固型的计算题，也有需要综合运用多个章节知识的分析题，难度梯度设计得非常科学合理，让人在完成习题的过程中，真正体会到知识的内化过程。

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我最欣赏这本书的一点是它对实际工程案例的深度整合。它没有局限在理想化的数学模型中空谈，而是大量引用了工业界真实的故障分析和解决方案。例如，书中详细分析了几种常见电机过热的实际原因，并不仅仅是给出温度公式，而是结合了散热结构、负载波动和电能质量等多个现实因素进行综合判定。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的编写思路，使得书中的每一个公式、每一个结论都显得掷地有声，具有极强的可操作性。对于那些已经工作，需要提升自己理论素养的技术人员来说，这本书更像是一本随时可以查阅的“高级故障诊断手册”和“理论升级指南”，其价值远超一本普通的教材。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了经典的深蓝色调，搭配烫金的字体，显得既厚重又专业。拿到手里沉甸甸的感觉，就知道里面一定干货满满。我尤其欣赏它在排版上的用心，字体大小适中，行距留得恰到好处，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。而且，书中的插图和图表的清晰度极高，很多复杂的电磁场分布图和电路原理图，都能通过这些高质量的插图被直观地理解。那些剖面图和三维示意图，简直就是艺术品，让原本抽象的理论知识变得触手可及。翻阅过程中，我注意到作者在章节之间的过渡非常自然流畅，像是带着读者一步步深入一个精妙的迷宫，每解决一个疑惑，前面就会豁然开朗。那种精心编排的逻辑感，让学习过程变成了一种享受，而不是枯燥的记忆。我敢肯定，无论你是初学者还是资深工程师，光是这份精美的物理呈现，就足以让你愿意花时间去探索它所蕴含的知识海洋。

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