DESIGN OF MACHINERY pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9780071211093

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• 机构学
• 机器设计
• 工程制图
• 机械制造
• 动力机械
• 设计手册

机械设计基础理论与实践 本书是一本面向机械工程专业学生、工程师和技术人员的综合性教材和参考手册，旨在系统阐述机械设计的基本原理、方法和实践应用。全书内容涵盖了从基础理论到复杂系统的设计全过程，力求理论与实际紧密结合，为读者提供扎实的工程基础和解决实际问题的能力。 第一部分：机械设计基础理论 本书的开篇部分着重于建立坚实的理论基础，这是进行任何复杂机械设计的前提。 第一章：机械设计的基本概念与发展历程 本章首先界定了机械设计的范畴、目标与基本任务，探讨了现代机械设计所面临的挑战，如轻量化、智能化和可持续性。深入剖析了机械设计的发展脉络，从早期的经验驱动型设计，到当前基于模型和仿真的先进设计流程。重点讨论了设计哲学（如可靠性驱动、成本优化）在不同历史阶段的演变，并对未来机械设计的发展趋势，如增材制造（Additive Manufacturing, AM）与数字孪生（Digital Twin）在设计中的融合进行了展望。 第二章：机械工程材料 材料是机械构件的物质基础。本章详细介绍了机械设计中常用的工程材料，包括金属材料（钢铁、铝合金、钛合金等）、高分子材料以及先进复合材料。重点内容包括材料的力学性能（强度、刚度、韧性、疲劳极限等）测试方法、性能表征曲线的解读，以及材料的组织结构与宏观性能之间的关系。此外，本章还涵盖了材料的选择原则，如何根据载荷类型、工作环境（温度、腐蚀性介质）和成本限制进行合理的材料匹配。特别关注了功能性材料在现代机械设计中的应用，例如形状记忆合金和智能材料。 第三章：机械传动基础 本章系统地阐述了机械能传递的各种基本形式。 摩擦与润滑： 深入分析了摩擦学的基本定律，区分了静摩擦、动摩擦和滚动摩擦。详细介绍了润滑理论，包括流体润滑、边界润滑和混合润滑状态的判断。重点讲解了润滑剂的分类、选择依据，以及润滑系统的设计要素，如润滑方式（飞溅润滑、压力润滑）和密封技术。 齿轮传动： 涵盖了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮和蜗轮蜗杆传动的几何设计、强度计算（齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度）和精度评定标准。讨论了齿轮的制造公差和装配对传动性能的影响。 带传动与链传动： 分析了V带、平带和同步带传动的特性、受力分析、中心距的确定以及拉紧力的计算。链传动的啮合特性、节距选择和润滑要求也进行了详细阐述。 第四章：连接技术 连接是构成复杂机械系统的关键步骤。本章分为可拆卸连接和永久性连接两大部分。 螺纹连接与紧固件： 详述了标准螺纹、自锁螺纹的特性。重点讲解了螺栓连接的预紧力计算、疲劳载荷下的可靠性分析，以及螺纹的防松动设计措施。 键、销与花键连接： 讨论了各种键连接（平键、半圆键、楔键）在传递转矩时的应力状态和尺寸确定。花键连接的承载能力和标准化设计规范进行了深入分析。 铆接与焊接： 讲解了不同焊接方法（如TIG, MIG, 埋弧焊）的基本原理和适用范围。对于结构件的焊缝设计，强调了焊缝的强度校核、疲劳性能和残余应力的控制。 第二部分：机械系统设计与分析 在掌握了基础理论后，本部分将理论应用于具体的机构和系统设计中。 第五章：机构运动学与动力学 本章是理解机械运动规律的核心。 平面机构运动分析： 详细介绍了机构的运动简图绘制、自由度计算（Kutzbach准则）、瞬心法和速度/加速度多边形法在分析连杆机构运动时的应用。 机构动力学分析： 阐述了静力学、运动动力学和动力学分析（含约束反力计算）。重点介绍了虚功原理和达朗贝尔原理在机构振动与冲击分析中的应用，为后续的系统平稳性设计提供依据。 第六章：机构设计与综合 本章侧重于从功能需求出发，反向推导出满足要求的机械结构。 连杆机构设计： 讲解了四杆机构的转向系设计、凸轮机构的运动规律设计与廓形设计（包括对轮廓的曲率变化进行优化，以保证运动平稳性）。 组合机构与特殊机构： 探讨了齿轮系（如行星齿轮系、差速器）的设计原理和传动比计算。介绍了棘轮棘爪机构、间歇运动机构等特殊机构的设计与应用场景。 机构的优化设计： 引入现代优化算法（如遗传算法、牛顿法）在机构参数优化中的应用，目标是提高传动效率、减小尺寸或改善运动平顺性。 第七章：轴系及其支承设计 轴系是机器中传递运动和动力的骨架。 轴的应力分析： 详细讲解了轴在静载荷、变载荷（弯曲、扭转、轴向载荷）作用下的组合应力计算。重点分析了疲劳强度校核和许用转速的确定。 轴的刚度校核： 阐述了扭转刚度和弯曲刚度对机械精度的影响，并给出了避免临界转速的设计原则。 轴承选择与布置： 全面介绍了滚动轴承（球轴承、滚子轴承）和滑动轴承的结构、工况适应性、寿命计算（基本额定寿命与根据工况修正的寿命）以及正确的安装与润滑要求。轴承的选型流程和轴肩、挡圈等附件的设计规范也在本章中被强调。 第八章：弹性元件与柔性机构 本章探讨了利用弹性形变来缓冲、储存能量或实现特定功能的部件。 弹簧设计： 详细设计了螺旋拉伸/压缩弹簧、板簧和扭转弹簧，包括材料选择、疲劳寿命评估和尺寸确定。 柔性机构（Flexure Mechanisms）： 介绍了柔性铰链和柔性机构的设计原理，尤其是在微纳定位系统和无摩擦应用中的优势。 第三部分：可靠性、安全与制造 优秀的设计不仅要满足功能要求，更要保证长期可靠运行并能经济地制造出来。 第九章：机械的可靠性与寿命设计 本章将概率论和统计学引入到机械设计中。 可靠性基础： 定义了可靠度、失效率和平均寿命等基本概念。介绍了典型寿命分布模型（如Weibull分布）。 疲劳与断裂力学： 深入讲解了疲劳破坏的机理，包括低周疲劳与高周疲劳。应用S-N曲线、Miner累积损伤法则进行寿命预测。引入了断裂力学基础，如应力强度因子（K值）和断裂韧度（Kc），用以评估已有裂纹的危险性。 应力集中与静强度校核： 分析了缺口、孔洞等几何突变对结构强度的影响，并讲解了疲劳强度设计中的应力控制策略。 第十章：机械系统集成与制造性设计 本章关注设计转化为实体产品的过程。 公差、配合与测量： 详细介绍了ISO标准公差与配合体系，不同配合的性质（过盈、间隙）及其对装配质量和工作性能的影响。探讨了形位公差（Geometric Dimensioning and Tolerancing, GD&T）在确保复杂装配精度中的关键作用。 制造性与装配性设计（DFM/DFA）： 强调在设计阶段就应考虑加工的便捷性和装配的效率。例如，避免深腔、锐角和难以加工的特征，并采用模块化和标准化零件以简化装配过程。 表面工程与表面完整性： 讨论了热处理、化学镀、喷涂等表面强化技术对提高零件耐磨损、耐腐蚀性能的作用，以及这些处理对零件原始尺寸和疲劳性能的影响。 附录 附录部分提供了工程计算所需的大量标准参数表、材料性能数据表、常用机构的性能图解，以及国际标准和国家标准的引用指南，便于读者快速查阅和应用。 总结 本书通过严谨的理论推导和丰富的工程实例，构建了一个完整的机械设计知识体系。它不仅教授读者“如何设计”，更重要的是引导读者理解“为何如此设计”，从而培养出具备创新能力和系统思维的未来工程师。

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**第四段评价：** 《DESIGN OF MACHINERY》这本书，对于任何渴望深入理解机械设计背后原理的人来说，都是一本不可多得的参考书。我关注这本书很久了，因为它在行业内的口碑一直很好。我一直对机械动力学和振动分析在机械设计中的作用感到好奇，这本书在这方面的内容给我留下了深刻的印象。它并没有将这些内容作为独立的章节，而是巧妙地融入到各个机构的设计和分析过程中。例如，在讲解齿轮传动时，它会讨论齿轮啮合时的动态载荷和振动特性，这让我能够更全面地理解齿轮的设计考量。而且，书中关于摩擦和磨损的分析，也让我意识到了材料选择和润滑在机械系统寿命中的重要性。我特别欣赏书中对于“可靠性设计”的强调，它并非仅仅关注功能实现，而是从全局的角度，考虑机械系统的长期稳定性和耐久性。这本书的深度和广度都令人称赞，它提供了一个全面的视角，让我能够将机械设计的各个方面联系起来，形成一个完整的知识体系。

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**第三段评价：** 我对《DESIGN OF MACHINERY》的印象，可以用“系统而深刻”来概括。这本书的结构组织得非常合理，它不像我之前看过的某些书籍那样，在开篇就抛出大量概念，而是循序渐进，从最基础的机构类型开始，逐步深入到更复杂的设计原则和分析方法。我尤其喜欢书中对于“机构综合”部分的探讨。很多时候，我们看懂一个现成的机构很容易，但要从零开始设计一个满足特定需求的机构，却是一项巨大的挑战。这本书提供了清晰的思路和方法论，指导读者如何从功能需求出发，推导出相应的机构类型，并对其进行优化。书中穿插的许多典型机构的设计案例，对我启发很大，让我看到了不同机构在解决实际工程问题时的独特性和优越性。而且，这本书的语言风格相对比较正式，但并不生涩，作者在解释复杂概念时，总能找到恰当的比喻和类比，使得即便对于有一定基础的读者，也能迅速把握核心要义。我还会经常翻阅书中的附录，里面包含了大量的图表和数据，为我的后续研究提供了宝贵的数据支持。

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**第五段评价：** 在我看来，《DESIGN OF MACHINERY》这本书的价值，在于它提供了一种“工程思维”的训练。它不仅仅是一本机械设计教材，更像是一本关于如何解决工程问题的指南。书中大量的例题和习题，都设计得非常贴合实际工程场景，通过解决这些问题，我能够不断地巩固和深化对理论知识的理解。我特别喜欢书中关于“设计优化”的部分，作者通过对比分析不同设计方案的优劣，引导读者思考如何在满足功能需求的同时，兼顾成本、效率、可靠性等多种因素。这种多维度思考的方式，对于我今后的学习和工作都具有重要的指导意义。而且，这本书在材料力学和弹性力学等基础知识的运用上也做得非常出色，它能够巧妙地将这些基础理论融入到具体的机械设计问题中，让我看到了理论与实践的完美结合。总的来说，这本书培养了我一种严谨的、系统性的工程分析和设计能力，让我能够更加自信地面对复杂的机械工程挑战。

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**第一段评价：** 这本书的封面设计就透露出一种厚重感，仿佛捧在手里就能感受到一股扎实的技术积淀。我一直对机械设计领域充满好奇，但又苦于找不到一个既系统又易于理解的入门读物。市面上很多教材要么过于理论化，要么过于偏重某一具体领域，让人望而却步。我抱着试试看的心态翻开了《DESIGN OF MACHINERY》，不得不说，它的开篇就抓住了我的眼球。作者并非直接抛出复杂的公式和枯燥的定义，而是从一些生活中的经典机械装置入手，比如我们熟悉的曲柄滑块机构，还有一些巧妙的凸轮应用，通过形象生动的例子，勾勒出机械设计的宏大图景。我特别欣赏其中关于机构自由度分析的部分，作者用非常直观的方式解释了如何判断一个机构是否能够有效地运动，这对于初学者来说至关重要。而且，书中大量的插图和图解，将原本抽象的机械原理具象化，让我在理解过程中事半功倍。我甚至开始尝试自己动手画一些简单的机构草图，感受设计的乐趣。这本书给我最大的启示是，机械设计并非遥不可及的专业知识，而是可以通过系统学习和实践来掌握的技能，它连接了理论与实践，让我对未来的学习方向充满了信心。

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**第二段评价：** 说实话，拿到《DESIGN OF MACHINERY》这本书的时候，我有点犹豫，因为它厚厚的体积和相对专业的封面，让我觉得可能会是一本难以啃下的“硬骨头”。我是一个非机械专业的爱好者，对机械的兴趣更多源于对一些精巧设计和复杂装置的好奇，比如手表内部的精密齿轮，或者工厂里庞大的自动化生产线。我希望找到一本能够让我稍微窥探到这些“幕后”原理的书。翻阅这本书，我最先被吸引的是它对各种传动系统详尽的描述。从简单的齿轮传动到复杂的行星齿轮组，书中都给出了清晰的原理介绍，并且辅以大量的计算公式和图表。虽然有些公式我当下可能无法完全理解，但作者的逻辑非常严谨，逐步引导读者深入。令我印象深刻的是，书中不仅仅停留在理论层面，还穿插了许多实际应用案例，这让我能够将书中的知识与现实世界的机械装置联系起来。例如，它在讲解连杆机构时，就提到了在工业机器人手臂上的应用，这种结合让我觉得书本知识离我并不遥远，反而充满实际的价值。这本书让我意识到，机械设计背后蕴含着严谨的科学原理和巧妙的工程智慧。

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