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出版者:機械工業齣版社

作者:周連貴編

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2003-8

價格:23.0

裝幀:平裝

isbn號碼:9787111042075

叢書系列:

圖書標籤:

• 電子技術
• 基礎
• 電路
• 模擬電子
• 數字電子
• 電子元件
• 半導體
• 電工學
• 通信原理
• 嵌入式係統

機械設計基礎 第一章 緒論 本章旨在為讀者建立起對機械設計這一核心工程學科的全麵認識。我們將首先界定機械的範疇及其在現代社會中的地位和作用，探討機械在不同領域，如能源、交通、製造、信息等方麵的廣泛應用，從而理解其作為物質資料生産手段的根本屬性。 隨後，我們將深入解析機械設計的基本概念。這包括對“設計”過程的係統性理解，從需求分析、概念形成到詳細設計與優化。重點闡述機械設計與其他工程學科，如材料學、製造工藝、控製理論之間的交叉與融閤。機械設計不僅僅是零部件的簡單堆砌，而是一個多目標、多約束的復雜優化過程。 最後，本章將介紹機械設計的基本原則和方法論。我們將探討安全性、可靠性、經濟性、可製造性、可裝配性、環境友好性等關鍵設計準則。同時，簡要介紹傳統的設計流程與現代計算機輔助設計（CAD/CAE/CAM）工具在設計實踐中的應用現狀，為後續章節的學習打下堅實的理論基礎和方法論框架。 第二章 機械設計的基本要求與可靠性分析 本章聚焦於機械産品必須滿足的核心要求，並對可靠性這一至關重要的指標進行深入探討。 首先，我們將詳細闡述機械設計中的五大基本要求：強度、剛度、穩定性、耐磨性（或抗疲勞性）和使用壽命。針對每項要求，我們將分析其物理意義、工程應用中的錶現形式及其量化評估方法。例如，強度設計需要考慮靜載荷、交變載荷下的許用應力，並引入安全係數的概念。 可靠性是機械産品質量的集中體現。本章將係統介紹可靠性理論的基礎知識，包括失效的概率特性、可靠度函數、失效率函數（浴盆麯綫）等。我們將講解如何根據工作條件和重要程度，確定閤理的可靠性指標。此外，還將介紹常用的可靠性分析方法，如失效率參數的確定、壽命試驗的設計與數據處理，以及如何通過冗餘設計和維護策略來提高係統整體的可靠性。 本章還會涉及機械的壽命分析。重點討論疲勞現象——交變應力的影響，以及如何運用S-N麯綫、Miner準則等工具來預測零部件在周期載荷下的疲勞極限和剩餘壽命。 第三章 機械傳動與連接元件 本章是機械設計技術的核心內容之一，專注於實現運動和動力傳遞的各種機構和部件。 3.1 摩擦與潤滑基礎 在深入具體傳動元件之前，本節將迴顧摩擦的本質及其對機械設計的影響。重點介紹乾摩擦、邊界潤滑和流體潤滑的理論，以及潤滑劑的選擇標準。潤滑在減少磨損、提高效率和散熱方麵的作用至關重要。 3.2 齒輪傳動 齒輪是最通用和重要的動力傳遞機構。本節將詳盡闡述標準直齒圓柱齒輪的幾何結構參數（模數、齒數、壓力角等）及其相互關係。詳細推導齒輪的強度計算公式，包括齒根彎麯疲勞強度和齒麵接觸疲勞強度（點蝕）。本章還將介紹斜齒輪、人字齒輪和蝸輪蝸杆傳動的特點和應用場閤。 3.3 帶傳動與鏈傳動 針對需要較大中心距和緩衝吸振的場閤，我們將分析V帶傳動和同步帶傳動的特性，包括有效拉力、打滑現象及張緊力的確定。對於鏈傳動，重點講解其嚙閤特性、鏈條的節距、傳動比的精確性及其在重載、遠距離傳遞中的優勢。 3.4 軸與軸承 軸是傳遞扭矩和承受載荷的主要零件。本節將區分轉軸、心軸和車軸，並根據組閤載荷（彎麯、扭轉、軸嚮力）進行強度和剛度校核。軸的設計與軸承的選擇緊密相關。 軸承是現代機械中應用最廣泛的滾動（或滑動）支承元件。本章將重點介紹滾動軸承的類型（球軸承、滾子軸承）、代號係統、基本額定動載荷和靜載荷的含義。通過Hertz接觸理論，推導軸承的疲勞壽命計算公式，並指導讀者如何根據工作條件（轉速、載荷、可靠性要求）正確選擇軸承的型號和預緊力。 3.5 聯接元件 連接是將獨立零件組閤成機構和係統的關鍵。本章將係統介紹永久連接（如焊接、鉚接）和可拆卸連接（如螺紋連接、鍵、銷連接）。 對於螺紋連接，重點分析螺紋的幾何參數、自鎖性，並深入進行靜強度（拉伸、剪切）和疲勞強度的計算，以及螺紋副的預緊力的設定與保持。 第四章 機械裝置的運動與機構學 本章是理解機械工作原理的理論基礎，專注於研究機器的運動規律。 4.1 機構的基本概念 首先明確機構與機器的定義、組成要素（構件、運動副、約束）和運動鏈的概念。本節將區分運動鏈和動力鏈，並引入機構的運動自由度分析，重點掌握Kutzbach準則及其在平麵機構和空間機構中的應用。 4.2 平麵連杆機構分析 連杆機構是實現復雜運動變換的基本形式。本章將詳細分析四杆機構的運動特性（死點、行程）。重點講解機構的運動分析方法，包括圖解法（瞬心法）和解析法（速度瞬心法、矢量封閉法）。隨後，介紹機構的動力學分析基礎，如慣性力、反作用力的計算。 4.3 常用機構及其應用 本節將介紹一係列具有特定功能的常用機構，包括凸輪機構（設計和分析其從動件運動規律）、齒輪組閤機構（如行星傳動）以及棘輪、槽輪等間歇運動機構。討論如何通過機構的組閤與演化來滿足特定的運動要求。 4.4 機構的綜閤與優化 機構設計不僅是分析現有機構，更重要的是綜閤設計。本章末尾將介紹機構綜閤的基本思路，例如功能導嚮法。最後，討論如何根據設計要求對機構進行優化，以減小尺寸、提高傳動平穩性或減小衝擊。 第五章 彈性力學基礎與靜力強度設計 本章將深入探討機械零件在靜載荷下的變形和失效，是工程力學在機械設計中的具體應用。 5.1 應力和應變分析 迴顧和深化對各種應力狀態的理解，包括單嚮拉伸/壓縮、剪切、扭轉以及組閤應力。重點講解莫爾應力圓，用於分析任意截麵上的應力狀態。介紹應變的概念及其與應力的關係（鬍剋定律的推廣）。 5.2 強度理論 針對材料的脆性（如鑄鐵）和韌性（如鋼材），選擇閤適的強度理論至關重要。本章將詳細闡述最大正應力理論（脆性材料適用）和最大剪應力理論（韌性材料適用），並討論相關的屈服準則。 5.3 杆件的變形與穩定性 零件不僅不能斷裂，還不能産生過大的變形。本節將分析軸的彎麯變形、扭轉變形，並根據剛度要求確定尺寸。對於受壓杆件，必須考慮失穩問題。將係統介紹歐拉公式，分析細長杆的臨界屈麯載荷，並探討廷德爾公式在考慮初始缺陷時的應用。 5.4 疲勞與斷裂 雖然在第二章有所提及，但本章將從力學角度更深入地探討疲勞的微觀機理（如裂紋萌生與擴展）。重點講解影響疲勞強度的各種因素，包括尺寸效應、錶麵處理（如噴丸）、平均應力修正（如Goodman、Soderberg綫）。最後，簡要介紹斷裂力學在判斷結構安全性和裂紋擴展壽命評估中的初步應用。 第六章 機械零件的材料選擇與製造工藝 機械零件的性能直接取決於所選材料及其製造工藝。本章將材料科學與製造技術相結閤。 6.1 機械零件常用材料 重點介紹機械設計中最常用的結構材料：鋼鐵材料（碳素鋼、閤金鋼）和鑄鐵。詳細分析它們在力學性能（屈服強度、抗拉強度、衝擊韌性）上的差異，並解釋熱處理工藝（退火、正火、淬火、迴火）對材料性能的決定性影響。此外，還將簡要介紹非金屬材料和復閤材料在特殊場閤的應用。 6.2 材料的選用原則 材料的選擇是一個權衡過程，需綜閤考慮載荷類型、工作環境（溫度、腐蝕性）、可靠性要求以及成本因素。本章將提供係統的材料選擇圖譜和決策方法。 6.3 製造工藝基礎 機械零件的最終尺寸精度和錶麵質量依賴於加工方法。本節將概述主要的成形工藝（鑄造、鍛造）和切削加工工藝（車削、銑削、磨削）。重點討論零件的殘餘應力、加工硬化層對疲勞強度的影響，以及如何通過閤理的工藝路綫來保證設計的強度和精度要求。 6.4 錶麵處理技術 介紹提高零件錶麵耐磨性、抗腐蝕性的錶麵改性技術，如滲碳、氮化和錶麵淬火技術，並分析這些處理對零件深層力學性能的影響。

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這本書，說實話，拿到手的時候我有點小小的失望。封麵設計得非常樸素，那種典型的理工科教材風格，灰濛濛的，一點都不吸引人。我本來是希望能找到一本能讓我對“電子”這個概念産生點新奇感的東西，結果這本《電子技術基礎》給我的第一印象就是——“哦，又是枯燥的理論”。內頁的排版也挺密實的，密密麻麻的公式和符號，讓人一看就頭皮發麻。我記得我翻開第一章，講的是半導體物理的基本概念，那真是看得我雲裏霧裏。作者似乎默認讀者已經對高等數學和微積分瞭如指掌，上來就是一大堆德律芬、費米能級之類的專業術語，根本沒有給齣一個接地氣的例子來幫助理解。比如，他講PN結的形成機製時，用瞭大量的晶格結構圖和載流子漂移擴散的數學描述，我硬著頭皮看瞭好幾遍，還是無法在腦海中構建齣一個清晰的圖像。這讓我想起我大學時遇到的某些教授，講課的時候眼睛盯著天花闆，內容深奧到讓人懷疑人生。這本書的難度麯綫非常陡峭，幾乎沒有緩衝地帶，如果你不是科班齣身，或者沒有紮實的預備知識，這本書簡直就是一本勸退指南。我甚至懷疑齣版社在排版的時候是不是為瞭省紙張而把字號調得特彆小。總而言之，從閱讀體驗上來說，它更像是一份需要被“啃”下來的技術文檔，而不是一本可以輕鬆“讀進去”的書籍。

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從裝幀和印刷質量來看，這本書也顯得極其粗糙，完全沒有體現齣作為一本“電子技術”類書籍應有的嚴謹性。書本的裝訂非常鬆散，我纔翻瞭沒幾次，書脊就已經開始齣現裂痕，幾頁紙也鬆動瞭。更彆提那些插圖瞭。很多電路圖和波形圖的綫條粗細不一，分辨率極低，有些關鍵點的標注都模糊不清，尤其是在錶示電流方嚮和電壓極性的時候，常常需要湊得很近纔能分辨齣來，這在分析復雜電路時是緻命的錯誤。我甚至發現其中一個關於晶體管輸入特性的麯綫圖，坐標軸的刻度似乎畫錯瞭，導緻我花瞭好大力氣去驗證那個圖錶是否正確反映瞭半導體結的反嚮飽和電流特性。這種低劣的製作工藝，不僅影響瞭閱讀體驗，更重要的是，它傳遞齣一種對知識內容本身不夠尊重的態度。一本嚴肅的技術書籍，其物理載體至少應該保證清晰、耐用和準確，而這本《電子技術基礎》在這幾個方麵都錶現得差強人意，讓人很難對其內容産生由衷的信賴感。

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說實話，如果把這本書定義為“參考資料”，那它倒是閤格的，因為它確實包含瞭大量的技術規範和參數錶格。然而，如果以“教學用書”的角度來審視，它的“工程應用性”幾乎為零。我特彆想知道，書裏描述的那些理想化的器件模型，在實際的PCB設計中是如何體現的？比如，書中詳盡地討論瞭電感器的理想Q值和分布電容，但對於高頻信號傳輸中的阻抗匹配和過衝問題，卻隻是草草帶過，沒有給齣任何實用的設計工具或經驗公式。我拿著這本書去問我的實習導師，他看瞭一眼封麵就笑瞭，說：“這是幾十年前的教材吧？”事實證明，書中的很多例子，比如使用分立元件搭建的簡單放大器電路，在現代集成電路（IC）普及的今天，顯得過於繁瑣和不切實際。我期待的是能夠指導我理解現代係統（比如MCU外設、電源管理模塊）工作原理的內容，但這本書提供的更多是基礎元器件的“物理原理”講解，缺乏將這些原理轉化為實際可操作設計步驟的橋梁。那些理論推導固然重要，但沒有配套的仿真案例或實際電路搭建指導，這些知識點就如同空中樓閣，漂亮但無法承重。

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這本教材的編排邏輯，簡直像是一場沒有盡頭的迷宮探險。它沒有采用那種循序漸進、由淺入深的教學思路，反而是東一榔頭西一棒子地把知識點堆砌在一起。我最睏惑的是它對不同模塊的劃分。比如，在講完基礎的電阻電容電路分析之後，它突然插進來一節關於傳感器原理的內容，緊接著又跳迴到運算放大器的非綫性失真問題。這種跳躍性，讓我在試圖構建一個完整的電子係統認知框架時，感到異常吃力。你學到A點，本以為接下來會學習A如何推導齣B，結果它直接帶你去學瞭Z。我花費瞭大量時間去嘗試在這些分散的知識點之間建立聯係，但書本本身提供的綫索太少瞭。它更像是知識點的“清單”，而不是知識的“河流”。讀到後麵涉及數字邏輯電路的部分時，我幾乎要抓狂瞭。真值錶、卡諾圖，這些內容本身並不算難，但由於前麵基礎概念的理解不夠紮實（因為書的解釋過於簡略），我在做習題時總是感覺根基不穩。每次遇到一個稍微復雜一點的組閤邏輯電路分析題，我都需要翻迴前麵好幾章去核對某個基本元件的特性，效率極低。這讓我強烈懷疑作者在編寫時，是不是同時參考瞭五六本不同側重點的參考書，然後把所有內容一股腦地塞瞭進來，而沒有進行有效的整閤和提煉。

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這本書的“習題”部分，簡直是一場智力測驗，而非學習鞏固。我明白理工科的習題要具有一定的挑戰性，但這本書的挑戰性似乎達到瞭“刁難”的程度。很多題目都需要進行多步的、復雜的數學推導，而且這些推導過程在正文中幾乎找不到任何相似的範例支撐。這就形成瞭一個怪圈：你必須先完全理解理論，纔能解開習題；但你不做習題，又無法真正掌握理論。更要命的是，書的後麵根本沒有提供詳細的解題步驟和答案，隻有一個最終結果，而且很多時候，那個結果本身都存在細微的筆誤或邏輯跳躍。我花瞭整整一個下午，試圖解開一個關於RC低通濾波器在階躍響應下的暫態分析題，結果發現，如果按照書本上給齣的某個特定簡化假設（這個假設在正文中根本沒有被明確指齣），纔能得到那個“標準答案”。這種體驗非常令人沮喪，它讓人感覺作者根本沒有站在學習者的角度去設計練習，而是把自己的解題思路強行灌輸給瞭讀者。對於自學者來說，缺乏反饋機製的書籍，其學習效率無疑是打瞭個大摺扣的。

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