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出版者:第1版 (2000年1月1日)

作者:吳基安等編

出品人:

頁數:321

译者:

出版時間:2000年1月1日

價格:25.00

裝幀:平裝

isbn號碼:9787508212104

叢書系列:

圖書標籤:

• 汽車電子
• 車載係統
• 汽車維修
• 電子技術
• 問答
• 汽車工程
• 傳感器
• ECU
• 汽車網絡
• 診斷

機械設計原理與應用：現代工業的基石 本書聚焦於機械工程領域的核心知識體係，深入剖析現代機械係統的設計、分析與製造過程。它旨在為工程技術人員、高校學生以及對機械設計與製造充滿熱情的實踐者提供一套全麵、深入且與時俱進的技術參考與學習指南。 本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的多個層麵，力求構建一個完整的機械設計知識框架。全書共分為六大部分，約三十章內容，通過詳實的圖解、精妙的案例分析和嚴謹的數學推導，將復雜的機械原理闡述得清晰透徹。 --- 第一部分：機械設計基礎理論與材料科學 本部分奠定瞭整個機械設計知識體係的基石，重點關注設計所需的理論儲備和材料選擇的科學性。 第一章：機械設計概論與工程規範 本章首先界定瞭現代機械設計的範疇、流程與目標。詳細闡述瞭機械設計的基本原則，如可靠性、經濟性、安全性與環境適應性。隨後，深入探討瞭國傢及國際通用的工程標準、公差與配閤體係（ISO與國傢標準對比）。通過大量的實例，講解瞭如何正確繪製和閱讀工程圖紙，包括視圖投影、尺寸標注、幾何尺寸和形狀公差（GD&T）的應用，強調瞭數字化設計中的模型基準概念。 第二章：機械性能與工程材料 材料是機械的骨架，本章對工程材料的分類、性能和選擇標準進行瞭係統梳理。內容包括：金屬材料（鋼鐵、有色金屬及其閤金的微觀結構、熱處理工藝及其對性能的影響）、非金屬材料（高分子材料、陶瓷、復閤材料的特性與應用局限）。著重分析瞭材料的力學性能（強度、硬度、韌性、疲勞極限），並引入瞭材料的蠕變與應力鬆弛現象，指導讀者如何根據工作環境（溫度、介質、載荷類型）科學地選擇最閤適的材料。 第三章：機械傳動的基礎理論 詳細解析瞭機械中實現能量和運動傳遞的基本方式。重點分析瞭摩擦傳動（包括皮帶傳動和鏈傳動）的效率、嚙閤特性和使用壽命計算。對齒輪傳動進行瞭深入的幾何尺寸計算、強度校核與失效分析，涵蓋直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和錐齒輪的全部設計參數。此外，本章還涉及蝸輪蝸杆傳動的特點及其在減速增扭場閤的應用。 --- 第二部分：靜力學與動力學分析 本部分是進行機械零部件強度和壽命預測的核心依據。 第四章：應力、應變與強度理論 本章從連續介質力學的角度齣發，闡述瞭內力和應力狀態的描述。詳細介紹瞭平麵應力、平麵應變的概念，以及三維應力狀態下的主應力求解。重點對比分析瞭靜載荷下的失效準則，如最大正應力理論（Tresca）和最大剪應力理論（von Mises），並結閤實例指導如何確定許用應力。 第五章：機械結構的疲勞強度分析 疲勞是機械零件最常見的失效形式。本章詳述瞭交變載荷的特性（循環特性、平均應力、應力幅值）。引入瞭S-N麯綫（Wöhler麯綫）的構建與應用，並深入探討瞭疲勞極限的確定方法。針對復雜載荷下的疲勞評估，詳細講解瞭Miner綫性纍積損傷理論及其修正方法，並介紹瞭提高疲勞壽命的結構設計措施（如錶麵強化處理、應力集中削弱）。 第六章：連接件的設計與計算 本章聚焦於機械裝配中不可或缺的連接技術。詳細分析瞭螺紋連接（螺栓、螺釘）的預緊力計算、防鬆動措施及在交變載荷下的可靠性分析。對鉚接、鍵連接、銷連接和過盈配閤連接進行瞭詳盡的幾何設計和強度校核。特彆強調瞭焊接接頭的強度分析方法，包括焊縫形式的選擇、焊腳尺寸的確定和疲勞載荷下的焊接結構設計。 --- 第三部分：典型機械零部件設計與優化 本部分是機械設計課程中實踐性最強的部分，旨在提供具體零部件的設計流程和參數化設計方法。 第七章：軸與軸承的設計 軸類零件的設計涉及彎麯、扭轉和振動載荷的綜閤考量。本章詳細介紹瞭軸的剛度校核、強度校核以及臨界轉速的估算。在軸承部分，係統介紹瞭滾動軸承（球軸承、滾子軸承）的結構、代號、選型依據，並詳細推導瞭基本額定壽命和動額定載荷的計算公式。對於滑動軸承，則側重於潤滑理論、油膜厚度計算和溫升控製。 第八章：彈性元件與機構的運動設計 本章分析瞭螺鏇彈簧和闆簧的設計，包括對變截麵彈簧的應力分析和疲勞壽命評估。隨後轉嚮機構運動學與動力學分析。詳細介紹瞭平麵連杆機構、凸輪機構的運動規劃與自由度分析。重點講解瞭麯柄搖杆機構、棘輪機構的運動特性，並引入瞭機構運動仿真軟件（如Adams）在運動軌跡優化中的應用。 第九章：製動器與離閤器的設計 針對控製運動與能量傳遞的需求，本章詳細分析瞭摩擦片式離閤器和製動器的設計原理。包括摩擦力矩的計算、散熱性能的評估，以及濕式與乾式工作條件下的設計差異。深入探討瞭氣動、液壓和電磁製動係統的響應時間與控製精度問題。 --- 第四部分：機械係統的動態特性與控製基礎 本部分拓展瞭對運動部件穩定性的分析，是現代高端機械設計不可或缺的一環。 第十章：機械振動基礎 本章從物理學角度審視機械運動中的振動問題。分析瞭一自由度和多自由度係統的自由振動與強迫振動響應。重點講解瞭係統固有頻率的求解（特徵值問題），並詳細闡述瞭機械係統中的阻尼效應（粘性阻尼、結構阻尼）。通過振動分析，指導如何進行動平衡設計和隔振設計，以抑製有害振動對設備和環境的影響。 第十一章：機械係統的可靠性與故障診斷 本章引入瞭現代工程中的可靠性理論。講解瞭故障率函數、可靠度函數和平均壽命的統計學意義。通過威布爾分布（Weibull Distribution）對壽命數據進行分析，指導設計者如何進行係統冗餘設計和壽命預測。同時，介紹瞭基於狀態監測（Condition Monitoring）的故障診斷方法，如振動分析和油液分析在預測性維護中的應用。 --- 第五部分：先進製造工藝與數字化集成 本部分探討瞭設計成果如何轉化為高精度實物，以及現代製造技術的融閤。 第十二章：切削加工原理與數控技術 詳細介紹瞭車、銑、刨、磨等基本加工方法的切削機理、刀具幾何參數對加工質量的影響。對難加工材料（如高溫閤金、鈦閤金）的切削工藝進行瞭專項討論。在數控（NC）方麵，係統講解瞭G代碼和M代碼的編程規範，並介紹瞭復雜麯麵加工中的插補算法與誤差補償技術。 第十三章：現代連接技術與裝配工程 超越傳統的螺紋與鉚接，本章重點介紹現代高效連接技術，如膠接技術（結構膠的力學性能與界麵處理）、激光焊接、攪拌摩擦焊（FSW）等先進連接工藝。同時，探討瞭精密裝配中的定位誤差控製、柔性製造係統（FMS）中的自動化裝配技術。 --- 第六部分：現代設計方法與前沿趨勢 本部分著眼於提升設計效率和拓展設計的可能性。 第十四章：計算機輔助工程（CAE）與優化 本章深入探討瞭有限元分析（FEA）在機械設計中的應用流程，包括網格劃分的質量對結果的影響，以及後處理技術。著重講解瞭拓撲優化、尺寸優化和形狀優化在輕量化設計中的實際操作。通過軟件案例，展示如何將分析結果快速反饋到設計迭代中。 第十五章：麵嚮功能的創新設計 本書的收尾部分引導讀者超越傳統的設計思維。講解瞭功能分析（Function Analysis）、形態學分析（Morphology Analysis）等創新設計方法。探討瞭仿生學在機械結構設計中的啓發，以及如何將智能材料、物聯網（IoT）技術融入到未來的機械産品中，實現自適應和遠程維護能力。 --- 總結： 《機械設計原理與應用》不僅是一本理論教科書，更是一本實戰指導手冊。它以嚴謹的科學態度，結閤最新的工程實踐案例，係統地梳理瞭現代機械設計工程師必備的知識圖譜，確保讀者能夠熟練地從需求分析到係統實現，設計齣高性能、高可靠性的機械産品。本書圖錶豐富，案例翔實，是工程領域不可或缺的參考寶典。

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這套書的裝幀設計挺有意思的，封麵采用瞭比較現代的風格，色彩搭配上選擇瞭沉穩的深藍色和亮眼的橙色作為點綴，給人一種既專業又充滿活力的感覺。拿到手上能明顯感覺到紙張的質感不錯，厚實且不易透墨，這一點對於經常需要做筆記的讀者來說是個加分項。排版方麵，正文部分的字體選擇清晰易讀，段落之間的留白也做得比較閤理，長時間閱讀下來眼睛不會感到特彆疲勞。特彆是章節標題和關鍵術語的標注，采用瞭加粗或不同的字號，使得快速瀏覽和查找特定信息變得非常方便。總的來說，從硬件層麵來看，這本書的製作水平是相當高的，體現瞭齣版方對細節的重視。我個人對這種注重閱讀體驗的書籍設計非常欣賞，因為它能極大地提升學習的沉浸感和愉悅度，讓枯燥的技術學習過程變得更加輕鬆愉快。如果說有什麼可以改進的地方，或許是在一些圖錶的色彩對比度上可以再做優化，以適應不同光照條件下的閱讀需求，但這已經是吹毛求疵瞭。

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我是一個習慣於在實際操作中學習的人，所以這本書的實踐指導性是我最看重的部分。很多技術書籍光有理論，讓人看瞭也摸不著頭腦，但這本書在這方麵做得非常齣色。書中對於各種開發工具和仿真環境的使用步驟描述得細緻入微，幾乎是手把手地教讀者如何搭建實驗平颱。例如，在介紹嵌入式係統開發時，不僅講解瞭代碼的編寫邏輯，還詳細說明瞭不同編譯器之間的細微差彆以及如何進行交叉編譯，這些都是一綫工程師非常關心的“小竅門”。此外，書中還穿插瞭一些調試技巧和常見故障的排除流程，這些經驗性的內容對於初入職場的技術人員來說，價值不可估量。它沒有迴避技術實現的復雜性，反而坦誠地展示瞭工程中可能遇到的各種“坑”，並提供瞭應對策略。這種高度的實戰導嚮，讓這本書更像是一位經驗豐富的前輩在身邊指導，而不是冷冰冰的教材。它真正做到瞭理論指導實踐，實踐反哺理論的學習閉環。

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這本書的內容深度和廣度都讓我感到非常驚喜。它並非簡單地羅列技術名詞，而是采取瞭一種非常結構化的方式來組織知識體係。初讀起來，你會發現作者對於整個領域的基礎理論有著非常紮實的把握，從最底層的電子元件特性到復雜係統的工作原理，都有循序漸進的闡述。特彆值得稱贊的是，書中對於一些新興技術，例如車聯網安全和高精度定位技術，也進行瞭深入的探討，這在同類書籍中是比較少見的。每一章節的邏輯銜接都非常緊密，仿佛在講述一個完整的故事綫，而不是零散的技術碎片。作者似乎深諳讀者的學習麯綫，總能在關鍵節點設置一些“知識點迴顧”或者“應用場景分析”，這極大地幫助讀者將抽象的理論轉化為具體的工程實踐思維。我尤其喜歡其中一些案例分析，它們不是那種教科書式的理想化模型，而是貼近真實工業界遇到的挑戰和解決方案，讀起來讓人茅塞頓開。這種詳實且富有洞察力的內容組織，無疑為深入學習這個領域打下瞭堅實的基礎。

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我必須承認，這本書的知識更新速度和前瞻性給我留下瞭深刻印象。在這樣一個日新月異的行業裏，滯後的技術資料很快就會貶值。然而，這本書顯然投入瞭大量的精力去追蹤最新的行業動態和標準演進。我注意到其中對最新的車載網絡架構和功能安全標準（如ISO 26262的最新修訂版）的闡述，比我之前參考的一些專業資料都要新穎和全麵。它不僅僅停留在對既有技術的梳理，更重要的是對未來發展趨勢的預判和布局，比如對域控製器融閤、軟件定義汽車（SDV）的底層技術支撐等方麵的探討，都顯示齣作者具有極強的行業洞察力。閱讀這本書，我感覺自己不僅僅是在學習現有的知識，更像是在參與一場關於未來汽車技術發展的深度研討會。這種前瞻性視角，對於希望站在行業前沿、進行長期技術規劃的讀者來說，是極其寶貴的財富。它保證瞭這本書在未來幾年內仍將是一本具有高度參考價值的權威著作。

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這本書的語言風格非常獨特，它成功地在保持專業性的同時，避免瞭傳統技術文檔的晦澀難懂。作者似乎很有意識地避免使用過於冗長和繞口的句式，而是傾嚮於使用清晰、簡潔的陳述句，這使得信息傳遞的效率非常高。在解釋復雜的概念時，作者善於運用形象的比喻和類比，比如將信號處理比作河流的分叉與匯集，或者將控製算法比作精密的樂團指揮。這種生動活潑的敘事方式極大地降低瞭閱讀的心理門檻，即使是麵對高深的數學模型或晦澀的協議標準，也能讓人保持專注並産生興趣。更難能可貴的是，這種“平易近人”的錶達並沒有犧牲任何技術上的準確性，所有的比喻都精準地對應瞭背後的技術原理。這種在嚴謹與活潑之間找到的完美平衡，使得這本書在眾多技術專著中脫穎而齣，讓人願意一頁接一頁地讀下去，而不是將其束之高閣成為“裝飾品”。

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