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出版者:机械工业出版社

作者:徐安 编

出品人:

页数:434

译者:

出版时间:2005-1

价格:46.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111155041

丛书系列:

图书标签:

• 汽车工程
• 底盘系统
• 汽车维修
• 机械工程
• 汽车技术
• 车辆工程
• 汽车构造
• 悬架系统
• 制动系统
• 转向系统

机械设计与制造基础 本书旨在为初入机械工程领域的学生和工程技术人员提供一个坚实的基础，涵盖了机械设计、材料科学、制造工艺等多个核心领域。本书内容力求详实、系统，旨在培养读者严谨的工程思维和解决实际问题的能力。 第一部分：工程材料基础 本部分深入探讨了构成现代机械系统的各类工程材料的性质、分类与选择原则。 第一章 材料科学概述 介绍材料在工程中的地位与作用，区分结构材料与功能材料。重点阐述材料的微观结构（晶体结构、晶界、缺陷）如何决定宏观力学性能。介绍材料的四个基本性能范畴：力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能。 第二章 金属材料 详细分析黑色金属（钢铁）和有色金属（铝、铜、镁合金等）的组织结构、性能特点及应用。 钢铁材料： 深入讲解铁碳合金相图，着重分析退火、正火、淬火、回火等热处理工艺对钢材性能的调控机制。重点阐述低碳钢、中碳钢、高碳钢以及各类合金钢（如工具钢、不锈钢）的选取标准与失效模式。 有色金属： 讨论铝合金（特别是航空航天和汽车工业常用牌号）的固溶处理与时效强化机制，以及铜合金的优良导电、导热性能在电气设备中的应用。 第三章 非金属材料 涵盖高分子材料（塑料、橡胶）、陶瓷材料与复合材料的基础知识。 高分子材料： 讨论聚合物的线型、支化和交联结构，分析热塑性与热固性塑料的力学性能差异。着重介绍工程塑料（如尼龙、聚碳酸酯）在替代金属方面的优势与局限。 复合材料： 介绍纤维增强复合材料（如玻璃纤维、碳纤维增强环氧树脂）的界面作用和各向异性力学行为，强调其轻量化和高性能的特点。 第二部分：机械设计基础理论 本部分是进行任何机械装置设计的前提，涵盖了载荷分析、失效预防和零部件设计准则。 第四章 机械系统载荷分析与应力状态 建立正确的载荷识别和分析方法。区分静载荷、动载荷、冲击载荷和交变载荷。 应力与应变分析： 系统回顾弹性力学基础，介绍单向、双向和三向应力状态，重点讲解广义胡克定律、莫尔应力圆及莫尔应变圆的应用。 强度理论： 详细讲解最大正应力理论（静力破坏）和最大剪应力理论（塑性屈服），并引入能量理论在复杂应力状态下的适用性。 第五章 机械零部件的失效分析与预防 深入剖析机械零部件失效的常见形式，是保障设备可靠性的关键。 疲劳强度设计： 疲劳是交变载荷下最主要的失效形式。详细阐述S-N曲线（Wöhler曲线）的构建与应用，讨论平均应力对疲劳极限的影响（如Goodman、Soderberg、Haigh图解法）。介绍疲劳裂纹的萌生、扩展与断裂机理。 接触疲劳与磨损： 分析齿轮、轴承等接触表面承受的赫兹应力，讲解接触疲劳的特点。分类介绍磨损的三种基本类型（粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损）及其控制措施。 静力强度与许用应力： 解释安全系数的确定原则，包括基于材料性能的确定法和基于可靠性指标的概率分析法。 第六章 连接件设计 本章专注于机械结构中实现连接和传递载荷的元件设计。 螺纹连接： 详细介绍普通螺纹、传动螺纹的几何参数和强度计算。重点解析螺栓连接的预紧力对连接稳定性的影响，包括静载荷下连接的防松动设计原理（如垫圈、锁紧螺母）。 铆接与焊接： 介绍不同形式的焊缝（如角焊缝、对接焊缝）的强度校核方法，尤其关注承受疲劳载荷时的焊缝设计规范。 第三部分：运动与驱动元件 本部分关注机械系统中的能量传递和运动转换组件的设计与计算。 第七章 轴系设计 轴作为传递扭矩和承受弯矩的关键部件，其设计至关重要。 轴的强度与刚度计算： 分析工作时轴所受的组合载荷（扭转、弯曲、轴向力），应用组合强度判据。 临界转速分析： 介绍转子的挠度与振动特性，讲解临界转速的概念及其对高速旋转机械稳定性的意义，介绍基本的抗振动措施。 轴的疲劳强度校核： 重点考虑轴上键槽、轴肩等结构突变处产生的应力集中效应，并进行疲劳安全校核。 第八章 滚动轴承与滑动轴承 轴承是机械中实现相对运动和减少摩擦的核心部件。 滚动轴承： 详细介绍滚动轴承的类型（球轴承、滚子轴承）及其适用工况。重点学习依据ISO或ABMA标准进行轴承的寿命计算（基本额定寿命$L_{10}$），以及动态载荷能力与静载荷能力的选取依据。 滑动轴承： 阐述流体动力润滑理论的基础（如雷诺方程的简化应用），介绍轴承的结构设计、润滑方式选择和散热要求。 第九章 齿轮传动设计 齿轮传动是实现精确速度和扭矩转换的最普遍方式。 基本理论： 介绍直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算、渐开线啮合的特性，以及齿轮的模数、齿数、压力角等参数选择。 齿轮强度计算： 详细讲解齿面的接触疲劳强度（点蚀）和齿根的弯曲疲劳强度（断齿）的许用应力校核，考虑载荷修正系数（动载荷系数、区域载荷系数）。 非标准齿轮： 简要介绍斜齿轮和锥齿轮在实现轴交错角传动时的特殊应力分析。 第十章 联轴器、制动器与离合器 介绍用于连接、分离和控制运动的辅助机构。 联轴器： 区分刚性联轴器与弹性（柔性）联轴器的应用场景，侧重于弹性联轴器补偿轴系相对位移的能力。 制动与离合器： 分析摩擦制动和抱闸的工作原理，重点掌握制动器（如盘式、鼓式）的能量吸收能力计算和热平衡分析，确保在规定时间内有效停车或接合。 第四部分：制造工艺基础 本部分侧重于零件如何从图纸转化为实体，以及制造过程对零件性能的影响。 第十一章 机械加工基础工艺 阐述切削加工的基本原理和常用方法。 车削、铣削与钻削： 介绍典型的刀具几何形状及其对加工表面质量的影响。分析切削参数（切削速度、进给量、背吃刀深）的选择原则，着重探讨它们对工件表面粗糙度及残余应力的影响。 磨削加工： 讨论磨削作为精加工手段的特点，包括砂轮的选择和冷却液的作用。 第十二章 铸造与成形工艺 探讨原材料熔化和塑性变形在制造中的应用。 铸造工艺： 介绍砂型铸造、金属型铸造的主要流程。重点分析铸件内部的常见缺陷（如缩孔、气孔、夹渣）及其对承载能力的削弱作用。 锻压工艺： 解释自由锻、模锻和冲压过程如何通过塑性变形改善金属的内部晶粒结构，提高零件的力学性能和疲劳强度。 第十三章 现代制造技术简介 对先进制造方法的概述。 表面工程技术： 介绍渗碳、氮化、镀层技术等，这些技术旨在通过改变零件表层性能来显著提高耐磨性和抗疲劳能力，而不影响其心部的韧性。 增材制造（3D打印）： 概述选区激光熔化（SLM）等技术在复杂结构件制造中的潜力与当前面临的材料均匀性挑战。 本书的最终目标是使读者能够独立完成中小型机械装置的强度校核和基本结构设计，并能根据不同的服役条件合理选择材料和制造工艺，从而设计出可靠、经济的机械产品。书中穿插了大量工程实例和例题，以加深对理论知识与工程实践相结合的理解。

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这本书的语言风格极其口语化，甚至带有一些地域色彩和强烈的个人情感色彩，读起来非常亲切，就像坐在老友的修车间里，听他分享他那些充满激情的见解。作者对于某些技术革新的态度非常鲜明，他毫不掩饰自己对某些过于电子化、缺乏机械反馈的现代设计的鄙夷，同时对那些坚持使用液压助力转向和纯机械差速器的老派设计大加赞赏。这种强烈的个人倾向，使得阅读体验充满了戏剧性。我本以为书中会公正地分析电控四驱系统（如xDrive或Quattro）在全地形适应性上的优劣，以及它们与纯机械全时四驱在维护成本和响应速度上的具体参数对比。但是，作者的情绪似乎主导了论述，他更倾向于用一系列生动的比喻来描述他眼中的“纯粹驾驶乐趣”。这种充满激情的文字，很容易让人热血沸腾，但如果你想在其中找到关于碳纤维复合材料在非承载式车身中的疲劳寿命分析，或者新一代ABS系统的算法优化细节，那么这本书提供的只会是激发你热情的情绪燃料，而不是精密的工程蓝图。它是一本“心灵鸡汤”式的汽车读物，而非“技术手册”。

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这本书的结构组织非常松散，更像是一系列围绕汽车主题的精彩随笔串联而成，而非一个严谨的、逻辑递进的论述体系。某一章节突然从讨论发动机舱布局跳跃到了赛车运动中的后勤保障体系，再到下一章又开始探讨汽车颜色对空气动力学感知的微妙影响。这种自由散漫的叙事方式，虽然带来了阅读上的惊喜感，避免了传统技术书籍的刻板印象，但也使得信息的组织显得有些缺乏聚焦。我原本期望这本书能系统地梳理出从车轮到车身，再到转向系统的标准集成流程，比如介绍一下如何在新平台上实现模块化设计以降低开发成本和周期。然而，书中更多的是对历史片段的精妙捕捉：比如某款经典跑车原型车在测试阶段遇到的一个著名技术难题，以及最终是如何“巧妙地”绕开它。这种讲故事的方式引人入胜，但对于希望建立完整知识体系的读者来说，可能需要自己在大脑中重新构建逻辑框架。这本书更像是为那些已经对汽车有一定了解的人，提供一些新奇的观察角度，而不是为初学者提供一座稳固的知识阶梯。

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我得承认，这本书的叙事节奏感极强，它不像那种枯燥的工程手册，读起来更像是在听一位经验丰富的老技师，带着满嘴烟草味，在你面前娓娓道来他的“江湖见闻”。他对于车辆操控极限的探讨，并不是通过冰冷的测试数据来呈现，而是通过那些充满张力的驾驶场景来烘托。比如，他描绘了上世纪八十年代拉力赛中，车手如何在泥泞湿滑的山路上，仅凭对车身动态的直觉判断，去修正过度转向的瞬间，那种身体与机械融为一体的描写，简直让人手心冒汗。我原本以为会看到关于有限元分析（FEA）在底盘应力优化中的应用，或者详细讲解扭力梁与多连杆悬挂在不同工况下的性能衰减曲线。结果，作者把重点放在了“人机交互”的感性层面——驾驶员如何通过方向盘的细微抖动感知路面信息，刹车踏板的行程变化如何预示抓地力的极限。这种风格非常具有感染力，尤其适合那些喜欢沉浸在驾驶体验中的爱好者。但是，如果你的目标是理解“为什么”某个设计能够提升性能，并想学习如何自己去设计和验证，这本书提供的理论支撑可能略显薄弱，更像是一种“道”的传承，而非“术”的传授。它给你的是感觉，而不是公式。

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这本书的排版和插图处理非常讲究，每一页的留白都恰到好处，字体选择也带着一种复古的厚重感，这无疑提升了阅读的愉悦度。我翻阅时，注意到作者在论述中频繁引用文学作品或哲学观点来佐证他对机械美学的理解，这让我感到非常意外。例如，他将汽车的动态平衡类比于中国传统哲学中的阴阳和谐，将悬挂系统的调校比作某种古典音乐的对位法。这种跨界的引用，极大地拓宽了阅读的维度，使得原本可能晦涩难懂的机械原理，被赋予了一种艺术的色彩。我本想深入研究一下现代车辆的动态刚度测试标准（如车身扭转刚度KPIs），或者学习一下如何利用ADAMS等仿真软件进行虚拟碰撞分析的步骤。但这本书似乎更专注于探讨“什么是好的设计”，而不是“如何实现好的设计”。它在探讨设计意图和美学价值上投入了大量的篇幅，分析了不同年代设计师对于“运动感”的视觉符号表达。对于追求硬核工程知识的读者来说，可能会觉得有些“文学化”过头，少了些实操层面的干货，更像是一篇关于“汽车本体论”的深度散文集。

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这本书的封面设计得相当有意思，那种深邃的黑搭配上几道流动的红色线条，很容易让人联想到速度与力量的碰撞。我本来是冲着它名字里那个“底盘”二字来的，以为能深入了解一下车辆结构的核心奥秘，比如悬挂系统的几何设计、车架的刚性与轻量化如何平衡，甚至是对现代电子稳定控制系统（ESC）在底盘层面是如何协同工作的进行一番技术剖析。然而，读完前几章，我发现我的预期似乎被引向了一个完全不同的方向。它更多地像是一部关于汽车文化演变史的宏大叙事，从早期福特T型的简朴布局，到二战后意大利跑车对空气动力学初探的狂热，再到如今新能源汽车对扁平化电池包结构提出的新挑战。作者的笔触非常细腻，他引用的那些历史案例和轶事，比如某个经典赛事的幕后故事，或者某位传奇工程师的早年设计草图的细节描述，都充满了浓厚的怀旧气息。对于一个纯粹的技术控来说，这样的描述或许稍显“虚”了一些，但对于喜爱汽车历史和设计哲学的人来说，这无疑是一场盛宴。我期待中的那种对减震器阻尼系数、转向比的精确计算公式，或者不同材料对车身共振频率的影响分析，并未出现。它更像是一本高级的咖啡桌读物，旨在激发读者对汽车工业整体美学的敬畏，而不是一本教科书式的工具书。这种从技术细节到宏观文化视角的跃迁，让我感到既惊讶又有些许失落，仿佛期待的是一顿精心准备的牛排，结果上来的却是一盘融合了各国香料的创意分子料理。

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