具体描述
本书是交通职业教育教学指导委员会推荐教材，也是汽车维修专业技师教材。由交通职业教育教学指导委员会汽车(技工)专业委员会根据全国交通技师学院汽车维修专业教学计划与教学大纲，以及交通行业职业技能规范和技术工人等级标准组织编写而成。
本书内容主要包括：电控悬架系统概述、电控悬架系统故障诊断与排除的自诊断法、电控悬架系统故障诊断与排除的电路测试法，共3个单元。
本书供全国交通高级技工学校、技师学院汽车维修专业教学使用，也可作为相关行业岗位培训或自学用书，同时可供汽车维修技术人员阅读参考。
《机械原理与应用》 一、 概述 《机械原理与应用》是一部系统阐述机械工程基础理论，并深入探讨其在现代工业生产中实际应用的大型工具书。本书旨在为机械设计、制造、维修、技术研发等领域的工程师、技术人员、大专院校师生以及对机械技术感兴趣的读者提供一个全面、深入的学习平台。全书紧密结合工程实践，理论讲解清晰易懂，应用案例丰富典型，力求将抽象的机械原理转化为可操作的工程技术。 二、 内容构成 全书共分为十二章，涵盖了机械工程的核心知识体系： 第一章 机械运动的描述与分析 本章深入探讨了描述机械运动的数学工具和方法，包括： 点、线、面的运动学描述： 详细介绍了位移、速度、加速度等基本概念，以及它们在不同坐标系下的表示方法。 刚体运动的分析： 讲解了平面运动和空间运动的描述，包括瞬心法、速度瞬心法等分析工具。 运动的合成与分解： 阐述了如何将复杂的机械运动分解为简单的运动，以及如何合成得到总的运动状态。 虚拟位移原理： 介绍了一种重要的能量法分析工具，用于分析机构的平衡条件。 相对运动分析： 重点讲解了在非惯性参考系下分析运动的方法，这对于理解复杂机械系统至关重要。 应用案例： 分析了曲柄滑块机构、连杆机构等典型机构的运动特性，并通过图示和公式推导，直观地展示运动分析的应用。 第二章 机械构件的强度与刚度 本章聚焦于机械构件在承受载荷时的力学行为，是机械设计安全性的基础： 应力与应变： 详细介绍了各种应力（拉应力、压应力、剪应力、弯曲应力、扭转应力）和应变的概念，以及它们之间的关系。 材料力学性能： 阐述了材料的弹性、塑性、强度、刚度、韧性、疲劳强度等关键性能指标，并介绍了常用的试验方法。 强度校核与设计： 讲解了基于许用应力法、应力集中等概念进行构件强度校核的基本原则和计算方法。 刚度计算： 重点分析了梁的挠度和轴的扭转角，并提供了计算公式和设计指导。 疲劳强度与断裂力学： 深入探讨了构件在循环载荷下的疲劳失效机理，以及断裂力学在分析裂纹扩展和结构完整性方面的应用。 应用案例： 以轴、齿轮、螺栓等常见机械零件为例，详细演示了强度和刚度校核的计算过程，强调了设计安全性和经济性的平衡。 第三章 机械传动 本章系统介绍了实现动力传递和改变运动特性的各种机械传动装置： 齿轮传动： 详细讲解了圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等各类齿轮的几何参数、啮合原理、传动比计算、强度计算和失效形式。 带传动： 阐述了三角带、平带、同步带等不同带传动的特点、设计计算、张紧装置以及故障分析。 链传动： 介绍了滚子链、齿形链等链传动的结构、优缺点、传动比、链节强度计算及润滑要求。 摩擦轮传动： 讲解了摩擦轮传动的基本原理、传动比、打滑现象及应用限制。 螺纹传动： 详细分析了普通螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹等的受力特性、自锁性、效率计算以及在紧固件和传动中的应用。 蜗杆蜗轮传动： 重点介绍了蜗杆蜗轮传动的特点、传动比、效率、发热和磨损问题，以及其在大传动比应用中的优势。 应用案例： 通过具体机械设备（如机床、汽车变速箱、起重机）的传动系统设计，展示了如何根据具体需求选择和组合不同传动方式，并进行详细的计算校核。 第四章 机械连接 本章探讨了构成机械的各个零件如何有效地连接在一起，以组成完整的机械： 螺纹连接： 详细讲解了螺栓、螺钉、螺母等紧固件的种类、连接形式、预紧力、强度计算和防松措施。 键连接与花键连接： 阐述了键的种类、受力分析、设计计算以及花键连接的特点和应用。 销连接： 介绍了圆柱销、圆锥销、开口销等的连接原理、强度计算和受力分析。 铆接： 讲解了铆钉的种类、铆接工艺、强度计算以及在结构连接中的应用。 焊接： 介绍了不同焊接方法的原理、特点、焊接接头的形式、强度计算以及对母材性能的影响。 过盈配合连接： 详细阐述了利用过盈实现零件连接的原理、压入法和热套法，以及连接的强度分析。 应用案例： 以机器底座、传动轴与轮毂的连接、框架结构的组装等为例，展示了不同连接方式的选择依据和设计计算。 第五章 轴与轴系 本章专门研究用于传递动力和支承旋转件的轴类零件： 轴的类型与功用： 介绍了传动轴、心轴、万向轴等不同类型轴的结构特点和应用。 轴的强度设计： 重点讲解了轴在弯曲、扭转和轴向载荷下的应力分析，以及疲劳强度校核。 轴的刚度设计： 阐述了轴的挠度和临界转速问题，以及如何避免共振。 轴的结构设计： 讨论了轴的材料选择、截面形状、键槽、油孔等结构设计要点。 轴系的布置与设计： 讲解了多轴传动系统的设计原则，包括传动链的选择、轴的相对位置、支承件的布置等。 应用案例： 以汽车传动轴、机床主轴、减速器轴系为例，详细演示了轴的强度、刚度校核以及结构优化过程。 第六章 轴承 本章系统介绍用于支撑旋转或往复运动件，并减少摩擦的轴承： 滚动轴承： 详细讲解了球轴承、滚子轴承（圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承）的结构、工作原理、受力分析、寿命计算和选择方法。 滑动轴承： 介绍了滑动轴承的种类（整体式、剖分式）、润滑方式、摩擦特性、承载能力计算以及材料选择。 万向轴承与特殊轴承： 简要介绍了万向轴承、导向轴承、磁力轴承等特殊轴承的特点和应用。 轴承的安装与维护： 讲解了轴承的正确安装、润滑、游隙调整以及常见故障的诊断与排除。 应用案例： 以电动机、机床主轴、汽车轮毂等为例，展示了如何根据载荷、转速、精度要求选择合适的轴承类型，并进行寿命预估。 第七章 齿轮与齿轮机构 本章深入探讨了实现变位传动、实现复杂运动轨迹的齿轮机构： 标准齿轮与变位齿轮： 详细讲解了渐开线齿廓的形成原理，标准齿轮的几何参数，以及变位齿轮的必要性、类型（整体变位、局部变位）及其对啮合性能的影响。 齿轮机构的类型与传动比： 介绍了定轴齿轮机构、行星齿轮机构、回转-直线运动齿轮机构等，并讲解了传动比的计算。 齿轮的强度计算： 重点分析了齿根弯曲强度和齿面接触强度的计算方法，以及考虑应力集中和动载荷的影响。 齿轮的失效形式与磨损： 详细讨论了齿轮的疲劳点蚀、磨损、塑性变形等失效机理，以及影响因素。 齿轮材料与热处理： 介绍了常用齿轮材料的性能特点、热处理工艺（渗碳、氮化、淬火等）对性能的影响。 应用案例： 以汽车变速箱、减速器、机床进给机构等为例，展示了齿轮机构的设计计算、优化和故障分析。 第八章 机械动力学基础 本章引入了机械系统的动力学分析，理解机械工作时的动态行为： 惯性力与离心惯性力： 讲解了在加速运动的参考系中出现的惯性力的概念，以及它们在机械运动中的影响。 动力学平衡： 介绍了如何通过增加平衡重或调整质量分布来实现旋转件的动力学平衡，以减小振动和噪声。 机构的动力学分析： 讲解了如何利用达朗贝尔原理、拉格朗日方程等方法分析机构的受力、加速度和速度。 振动分析： 介绍了单自由度系统的自由振动、受迫振动和共振现象，以及多自由度系统的振动特性。 应用案例： 以发动机曲轴的平衡、机床主轴的振动控制、汽车悬挂系统的动力学分析为例，展示了动力学在提高机械性能中的重要性。 第九章 润滑与磨损 本章关注机械系统中的摩擦、润滑和磨损问题，这是延长机械寿命和提高效率的关键： 摩擦的种类与规律： 讲解了滑动摩擦、滚动摩擦、干摩擦、半干摩擦和流体摩擦的特点和影响因素。 润滑的基本原理： 阐述了润滑剂的作用（减摩、抗磨、冷却、清洁、防锈），以及流体润滑、边界润滑和混合润滑等润滑状态。 润滑剂的种类与选用： 介绍了润滑油、润滑脂、固体润滑剂等，以及如何根据工况选择合适的润滑剂。 磨损的类型与机理： 详细讲解了磨蚀磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等，以及影响磨损的因素。 减少摩擦与磨损的措施： 提出了改进材料、优化设计、选择润滑剂、改进润滑方式等多种方法。 应用案例： 以轴承的润滑、齿轮的油膜润滑、活塞环与气缸壁的摩擦磨损分析为例，展示了润滑与磨损控制在机械设计中的实际应用。 第十章 机械设备的设计方法与流程 本章系统性地介绍了设计一台完整机械设备所遵循的基本方法和步骤： 设计任务分析与方案设计： 讲解了如何理解设计要求，进行技术调研，并提出初步的设计方案。 总体设计： 讨论了机械系统的组成、模块化设计、人机工程学考虑以及初步的性能指标确定。 零件设计与校核： 详细介绍了主要零件的设计流程，包括确定参数、进行强度、刚度、寿命等校核。 装配设计： 讲解了零件的公差与配合、互换性设计、装配顺序的优化。 材料选择与工艺分析： 讨论了如何根据性能要求和生产条件选择合适的材料，以及对制造工艺的考虑。 计算方法与辅助设计工具： 介绍了CAD/CAE/CAM等现代设计工具在机械设计中的应用。 应用案例： 以设计一台简单的起重装置为例，贯穿了从需求分析到最终方案的完整设计过程。 第十一章 机械的可靠性与寿命分析 本章探讨了机械设备在规定条件下，完成其规定功能的能力，即可靠性，以及机械的设计寿命： 可靠性概念与指标： 介绍了失效率、平均无故障时间、可靠度等基本概念和度量指标。 可靠性设计原则： 讲解了冗余设计、安全裕度设计、标准化与系列化等提高可靠性的方法。 失效模式与影响分析（FMEA）： 介绍了一种系统性的识别和评估潜在失效模式的工具。 寿命预测与评估： 讨论了疲劳寿命、磨损寿命等不同类型寿命的预测方法。 可靠性测试与试验： 介绍了加速寿命试验、环境试验等验证可靠性的方法。 应用案例： 以航空发动机、汽车发动机等高可靠性要求的设备为例，展示了可靠性设计和寿命分析的重要性。 第十二章 现代机械工程技术的发展趋势 本章对机械工程的前沿技术和发展方向进行了展望： 智能制造与工业4.0： 探讨了数字化、网络化、智能化在机械制造中的应用，如机器人、增材制造（3D打印）、虚拟现实等。 新材料与新工艺： 介绍了高性能合金、复合材料、纳米材料等在机械设计中的应用潜力，以及先进加工技术。 微纳机械系统（MEMS/NEMS）： 探讨了微观尺度机械系统的设计、制造与应用。 仿生学在机械设计中的应用： 介绍了从自然界生物体中汲取灵感，设计新型机械结构和功能。 绿色机械工程： 关注节能、环保、可持续发展在机械设计中的理念和实践。 人工智能与机器学习在机械工程中的应用： 探讨了AI在故障诊断、预测性维护、优化设计等方面的潜力。 三、 特色与亮点 理论与实践紧密结合： 本书在讲解抽象的机械原理时，始终围绕实际工程应用，通过大量的实例和图解，帮助读者建立直观的理解。 内容系统全面： 涵盖了机械工程的基础理论、核心技术以及前沿发展，是机械工程师不可或缺的参考书。 案例丰富典型： 所选案例均来自实际工程，具有代表性，能够很好地展示理论知识的应用。 图文并茂： 大量精心绘制的插图、图表和照片，使复杂的技术概念形象化、易于理解。 语言通俗易懂： 避免使用过于专业的术语，力求语言表达清晰、逻辑严谨，方便不同背景的读者学习。 前沿性： 最后一章对现代机械工程技术的发展进行了前瞻性的探讨，引导读者关注行业动态。 四、 目标读者 机械工程、机电一体化、自动化等相关专业的本科生、研究生。 从事机械设计、制造、工艺、维修、技术开发等工作的工程师和技术人员。 汽车制造、航空航天、能源设备、通用机械制造等行业从业者。 对机械原理和工程技术感兴趣的广大读者。 《机械原理与应用》将以其严谨的学术态度、丰富的实践内容和清晰的讲解方式，成为您探索机械工程世界的得力助手。
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