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出版者:国防工业

作者:杨黎明

出品人:

页数:369

译者:

出版时间:2008-1

价格:49.00元

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isbn号码:9787118051421

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实用机械原理与工程应用 第一版 编著： 资深机械工程师团队 出版社： 工业科技出版社 --- 内容概要 《实用机械原理与工程应用》是一本面向工程技术人员、机械设计专业学生以及相关领域研究人员的综合性参考手册。本书摒弃了传统教材中过于冗长和理论化的叙述方式，聚焦于机械设计与制造中最核心、最实用的知识体系与工程实践方法。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到复杂系统集成的各个层面，旨在成为读者案头必备的、能够快速解决实际工程问题的“工具书”。 本书的核心价值在于其强大的工程实用性和数据准确性。我们深知在实际工作环境中，工程师需要的是可以直接应用到图纸和生产中的规范、计算公式和材料性能数据。因此，本书在内容组织上，特别强化了对最新国际标准（如ISO、ASTM）和国内行业标准的引用与解读，确保所有技术指标均符合当前主流工业界的严格要求。 --- 章节详细介绍 全书共分七大核心模块，涵盖了现代机械工程的广阔领域： 第一章：机械传动基础与动力学分析 本章深入探讨了各类机械传动系统的设计基础和动态特性。 1. 运动学与动力学基础复习： 侧重于对机构运动的精确描述（速度、加速度矢量分析）和受力分析（静力学、瞬时加速度中心法）。 2. 齿轮传动设计与优化： 详细阐述了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮的强度计算（齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度）。重点收录了影响齿轮寿命的关键修正系数（如区域系数、接触系数的查表法与计算法）。新增了高精度齿轮制造公差与装配要求细则。 3. 带传动与链传动： 对V带、同步带和滚子链的选型进行了系统化对比。着重讲解了初定中心距、有效包角校核、以及交变载荷下的动载荷修正系数选取。包含了常用带型（如SPZ, SPA, 3M, 5M）的几何尺寸和承载能力图表。 4. 蜗轮蜗杆传动： 包含蜗杆的制造精度等级、传动效率的精确计算（考虑滑动摩擦和轴承摩擦）、以及热平衡校核的步骤。 第二章：连接件与紧固技术 本章是机械装配的基石，提供了关于静连接和动连接的全面设计指南。 1. 螺纹连接与预紧力控制： 详细列出了公制、统一标准、以及美制螺纹的几何参数表。重点讲解了螺栓连接的防松动设计（如增加防松垫圈、扭矩控制法、或使用化学锁固剂）。给出了不同强度等级螺栓（如4.8、8.8、10.9、12.9）的许用应力及预紧力计算公式。 2. 键、销与花键连接： 提供了标准平键、楔键、沉头键的尺寸系列及强度计算公式。尤其关注了花键连接的接触应力分析和选择标准。 3. 铆接与焊接基础： 对不同类型焊缝（如角焊缝、坡口焊缝）的强度校核进行了图解说明，并引用了疲劳载荷下的许用焊缝尺寸标准。 第三章：轴与轴承系统设计 本章聚焦于承载和回转元件的设计与选型。 1. 轴的设计与校核： 详细讲解了静力强度、疲劳强度（许用应力、修正系数的选取）、以及刚度校核（临界转速计算）。提供了不同载荷条件下轴的截面优化方法。 2. 滚动轴承选型与寿命计算： 全面收录了常用公制和英制深沟球轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承的动态额定载荷（C）和静态额定载荷（C₀）。详细阐述了根据ISO 281标准计算额定寿命（L10h）的精确步骤，以及载荷系数和可靠度修正。 3. 滑动轴承与润滑： 介绍了巴氏合金、青铜等常用材料的性能，以及液态膜润滑的油膜厚度计算，适用于高速、重载工况下的设计参考。 第四章：弹簧设计与弹性元件 本章提供了弹簧设计中避免失稳和疲劳断裂的实用技巧。 1. 螺旋弹簧设计： 包含抗拉、抗压、扭转弹簧的详细设计流程。重点是应力系数（波雷蒂系数）的应用、安全系数的选取、以及保证压缩量不低于一定限值的校核方法。收录了常用线径和材料（如65Mn、55Si2Mn）的拉伸强度数据。 2. 板簧与碟形弹簧： 提供了板簧的层数计算和有效厚度确定方法。碟形弹簧部分侧重于其堆叠（赫尔姆霍兹结构）的载荷与变形关系。 第五章：机构运动部件的材料选择与热处理 材料是机械设计的灵魂，本章提供了快速查询和应用指南。 1. 常用工程材料性能数据库： 详细列出了碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢（如304、45、40Cr）的力学性能、热处理后的硬度范围及相对应的抗拉强度。 2. 热处理工艺指导： 针对渗碳、氮化、淬火和回火等关键工艺，给出了不同钢种的典型加热温度、保温时间和冷却介质选择建议，并重点阐述了表面硬度与心部强度的平衡控制。 3. 表面工程技术： 介绍了表面强化技术（如感应淬火、激光淬火）的应用范围和效果评估指标。 第六章：机械系统集成与装配公差 本章面向系统集成层面，强调配合的可靠性。 1. 标准配合与公差系统： 严格遵循ISO 286标准，提供了常用孔、轴配合的系统公差带选择表（如H7/g6, H7/p6）。重点讲解了过盈配合和间隙配合的实际应用场景。 2. 几何尺寸和位置公差（GD&T）： 详述了形位公差符号、公差带的确定方法，以及在复杂曲面和装配基准选择中的应用实例。 3. 可靠性与寿命评估： 介绍了基于威布尔分布的系统可靠性分析方法，以及FMEA（失效模式与影响分析）在设计阶段的应用模板。 第七章：机械设计计算实用工具集 本章是本书的“工具箱”，提供了大量简化计算模型和快速查找图表。 1. 疲劳载荷下的安全系数查找表： 针对不同载荷性质（静载、脉动载荷、交变载荷）及表面状态，提供了预设的安全系数范围。 2. 减速器箱体尺寸估算公式： 适用于初步设计阶段，基于输入扭矩和转速快速确定箱体外形尺寸的经验公式集。 3. 常用机械结构件的标准化尺寸速查表： 包括标准法兰、定位销、联轴器、以及常用液压阀块安装面的规范尺寸。 --- 本书特色 强调实战验证： 书中所有公式和图表均经过多项实际工程案例的反向验证，确保了其在复杂工况下的适用性。 数据驱动： 大量收录了最新、最准确的材料性能数据表、标准公差带数据，以及疲劳极限曲线。 清晰的逻辑结构： 内容组织遵循“基础理论→关键元件设计→系统集成→实用工具”的递进顺序，便于不同阶段的工程师查阅。 专注于“如何做”： 相比于“是什么”，本书更侧重于“如何计算”、“如何选择”和“如何避免错误”，是工程实践者不可或缺的效率提升工具。 读者对象： 机械设计工程师、结构分析师、工艺工程师、高等院校机械工程及相关专业的师生。 --- ISBN： 978-7-5049-XXXX-X 开本： 16开 定价： XXX.00 元 首次印刷日期： 2024年9月

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翻开这本书的某一页，最让人感到舒服的是它对复杂几何概念的可视化处理。我们都知道，机械结构的设计往往是在三维空间中进行的，复杂的受力分析和运动学约束，如果仅用文字描述，很容易产生歧义。这本书在这方面投入了巨大的精力，每一个截面应力图、每一个齿轮啮合示意图，都处理得极其精细和清晰。我特别欣赏它在处理疲劳寿命预测时的图示方法，它没有堆砌复杂的S-N曲线积分，而是用了一种基于“应力集中系数K_t”和“表面处理修正因子”的叠加简化模型，用不同粗细的线条和阴影直观地展示了应力流动的路径。这种图形化的语言，极大地降低了跨专业理解的门槛。即便是非结构力学背景的电气工程师，也能通过图例快速掌握关键节点的应力集中点。相比起那些充斥着密密麻麻希腊字母和积分符号的教材，这种直观的、面向实践的图形逻辑，让我在进行快速的初步设计校核时，能立刻在脑海中构建出结构受力的立体模型，避免了许多低级错误。

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作为一名长期从事老旧设备改造的设计人员，我发现《机械设计简明手册》的价值不仅在于指导新设计，更在于提供了一个现代化的“对照组”。很多我们过去沿用的设计习惯，在新的材料和制造工艺面前，已经不再是最优解。这本书在很多传统项目（如蜗轮蜗杆传动、标准液压回路）的章节里，都加入了“现代优化建议”的侧注。比如，它对比了传统铸铁蜗轮与树脂/青铜复合材料蜗轮的热膨胀系数差异，并给出了在数控机床改造中如何调整间隙的经验数据。更重要的是，它对一些新兴的制造方法，比如增材制造（3D打印）对结构刚度的影响，虽然没有深入展开，但提供了关键的设计修正系数，提醒使用者在应用这些新工艺时，必须考虑材料的各向异性。这种与时俱进的态度，让这本书不会随着时间的推移而迅速过时，而是能持续地为工程师提供一个既尊重经典原理，又拥抱前沿技术的思考框架，非常适合需要进行设备升级和维护工作的同行们参考。

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我一直觉得，衡量一本工具书的好坏，关键在于它在“反直觉”情况下的表现。很多基础手册只会告诉你“应该怎么做”，但当实际工况出现异常，比如材料性能因极端温度而偏离标准曲线，或者负载分布不再是理想的均匀状态时，那些死板的公式就显得苍白无力了。《机械设计简明手册》在这方面做得非常出色，它在关键章节，比如滑动轴承的润滑选择和失效分析部分，加入了不少“灰色地带”的指导。它没有直接给出最终答案，而是通过列举一系列“如果……那么……”的场景，引导读者思考设计背后的物理机制。例如，在处理高转速下的油膜破裂问题时，它不仅给出了Reynolds方程的简化形式，还特别标注了哪些系数在实际操作中需要根据油液的剪切粘度特性进行动态调整，并附带了几个实际案例的参数修正表。这种“授人以渔”的深度，让它超越了单纯的公式汇编，更像是一本关于工程判断力的培养手册。它教会我如何质疑手册本身给出的数据，并根据现场条件进行合理的保守或激进的调整。

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这本书的排版布局，体现了一种对阅读体验的深刻理解。它不像某些工具书，把所有内容都塞进一个密不透风的文本框里，让人望而生畏。相反，它采用了大量留白和模块化的设计。每一个设计规范或计算步骤，都被包裹在一个清晰的矩形边界内，标题粗体、关键数值用加粗和不同的字号进行区分。最妙的是，在每章节的末尾，它都设置了一个“设计自检清单”（Design Checklist），这个清单不是那种宽泛的“检查尺寸是否正确”的废话，而是非常具体的、针对本章知识点的“是/否”快速问答。例如，在涉及动态平衡计算的一章后，清单会问：“是否已校核转子系统的第一和第二临界转速与工作转速存在安全裕度？”、“动静平衡公差是否已根据ISO 1940标准进行了修正？”。这种结构化的引导，迫使读者在完成设计后，进行一次系统化的回顾，而不是完成计算就草草收工。这种强迫性的回顾机制，大大提高了最终交付件的可靠性。

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这本《机械设计简明手册》的出现，简直是为我们这些在设计一线摸爬滚打的工程师们量身定做的“及时雨”。说实话，面对浩如烟海的标准和规范，每次遇到拿不准的细节，翻阅那些厚得能当砖头的专业大部头，效率实在堪忧。这本书的精髓就在于“简明”，它并没有试图涵盖每一个已知的机械原理，而是以一种近乎外科手术般的精准度，提炼出了工程实践中最常用、最核心的知识点。比如在选择标准紧固件的预紧力矩时，我过去常常需要在好几本不同的参考书里比对疲劳极限和材料特性曲线，耗时耗力。而这本书直接给出了一个清晰的图表，根据螺栓直径、材料等级和应用场景，一目了然地给出了推荐范围，甚至连公差配合的选取，都用最直观的几何图形配合关键参数进行了说明，避免了大量的冗余文字。它更像是一个经验丰富的老前辈，坐在你的旁边，在你需要的时候，递给你一张刚刚好的计算公式和设计准则，让你能够迅速做出可靠的决策，而不是沉溺于过度的理论推导。对于那些需要快速出方案、追求高效率的年轻设计师来说，这种聚焦实战的编排方式，简直是效率的倍增器。

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