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出版者:

作者:瞿晓 编

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2009-12

价格:31.20元

装帧:

isbn号码:9787508396880

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
• 电子技术
• 电路分析
• 电力系统
• 电子元件
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《机械设计基础》图书简介 领略工业之魂，掌握设计之道 《机械设计基础》是一本系统阐述现代机械设计基本原理、方法与技能的专业教材。本书旨在为学习者构建坚实的机械设计理论框架，培养其将科学原理转化为工程实践的能力。在当今制造业向高端化、智能化转型的时代背景下，对机械设计人才的需求日益迫切，对设计人员的综合素质提出了更高的要求。本书正是立足于此需求，深度融合了经典理论与前沿技术，致力于培养具备创新思维和解决复杂工程问题能力的工程师。 全书内容覆盖了机械设计领域的核心知识模块，结构严谨，逻辑清晰，理论与应用并重。我们摒弃了单纯的公式堆砌和概念罗列，而是着力于讲解设计思想的形成过程、关键参数的选择依据以及设计优化背后的物理机制。 第一部分：机械设计理论的基石 本书的开篇部分，我们首先奠定了机械设计理论的基石。这包括对机械系统运动分析与机构设计的深入探讨。我们详细剖析了平面机构和空间机构的运动学与动力学特性，重点讲解了连杆机构、凸轮机构、齿轮传动和蜗轮蜗杆传动的设计原理。在机构设计章节，我们不仅阐述了如何满足特定的运动要求，更着重于如何通过优化机构结构来提高传动效率、减少冲击振动并延长使用寿命。例如，在分析凸轮机构时，我们详细对比了简谐运动规律、等加速运动规律和多项式平滑曲线的优劣，并结合实际应用场景，指导读者如何选择最适宜的轮廓曲线，以最大程度地降低对从动件的冲击。 紧接着，本书深入讲解了机械零件的强度理论与失效分析。这是机械设计中至关重要的环节，直接关系到设备的安全性和可靠性。我们系统介绍了材料的力学性能，并详细阐述了静力强度、疲劳强度和断裂韧性的计算方法。在疲劳设计部分，我们不仅应用了传统的S-N曲线法，还引入了应力循环、平均应力修正等现代疲劳分析概念。针对不同载荷工况，本书提供了详尽的许用应力确定流程和疲劳寿命评估模型。此外，对于常见的失效模式——磨损、腐蚀和蠕变，我们提供了全面的预防和控制策略，强调了表面工程技术在提升零件服役性能中的作用。 第二部分：核心传动系统的精细化设计 机械系统的“血液”在于其传动系统。本书用了大量的篇幅来精讲常用机械传动的设计与计算。 1. 弹性体静力学与刚度设计： 在进入齿轮和轴系设计之前，我们首先回顾并深化了弹性力学在机械设计中的应用。轴系设计不再仅仅是强度校核，而是上升到刚度控制的层面。我们分析了临界转速的计算、振动传递与抑制，以及轴系对配合精度的影响。本书提供了分步指导，教导读者如何利用有限元分析（FEA）的初步概念来预估复杂应力状态下的应力集中效应，并针对性地进行圆角和倒角设计。 2. 齿轮传动的优化设计： 齿轮传动是应用最广泛的动力传递方式之一。本书对直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆的参数选择和几何设计进行了详尽的阐述。我们聚焦于承载能力的提高和噪声的控制。在承载能力计算中，我们遵循最新的标准，结合接触疲劳和弯曲疲劳的要求进行双重校核。更重要的是，我们探讨了齿形修圆、变位技术在提高承载能力和减少侧隙中的实际应用。对于高精度传动，我们还引入了齿轮制造误差对传动质量的影响模型。 3. 联轴器、轴承与润滑： 轴承和润滑是保证机械长期稳定运行的关键。在轴承选择章节，我们不仅停留在对基本额定寿命的计算，而是侧重于工况修正、预紧力的确定以及不同类型轴承（滚动轴承与滑动轴承）在高速、重载、冲击等特殊工况下的选型策略。润滑部分，我们详细分析了润滑剂的理化特性，并介绍了边界润滑、流体动压润滑的机理，指导读者根据工作条件选择合适的润滑方式和润滑脂/油。联轴器的选择则围绕传递转矩的平稳性、轴系的对中误差补偿能力展开。 第三部分：现代机械设计方法与实践 进入第三部分，本书将视角从单个零件扩展到整个系统的集成与优化，融入了现代设计理念。 1. 可靠性与寿命设计： 现代机械设计必须是可靠性驱动的设计。我们介绍了可靠性理论的基本概念，如故障率函数、可靠度函数，并将这些统计学工具应用于机械零件的寿命预测。本书教授读者如何根据任务需求，设定合理的可靠度目标，并据此反推材料的选择标准和安全系数的取值范围。这使得设计过程从经验驱动转向量化决策。 2. 摩擦、磨损与密封技术： 摩擦、磨损是能量损失和寿命缩短的主要原因。本书系统地分析了不同工况下的摩擦学行为，并详细介绍了诸如表面涂层技术（DLC, PVD等）、表面改性技术（渗碳、氮化等）在控制摩擦副性能中的应用。密封技术是防止润滑剂泄漏和外部污染物侵入的最后一道防线，我们对旋转轴密封、往复运动密封、静密封进行了全面的分类介绍，并强调了密封选型与工作介质、压力、线速度之间的耦合关系。 3. 现代设计工具的应用： 本书强调了设计工具在提高效率和质量方面的作用。在介绍完理论后，我们辅以大量的案例说明如何运用计算机辅助设计（CAD）进行三维建模和装配检查，以及如何利用计算机辅助工程（CAE）进行静力学分析、模态分析和接触分析。我们着重指导读者如何正确地建立简化模型、施加边界条件和解释分析结果，避免“黑箱”式的使用。 总结与展望 《机械设计基础》不仅仅是一本知识手册，更是一本培养工程思维的工具书。本书的编写风格力求贴近工程实际，每一理论讲解后都紧随相关的工程案例分析或设计实例。我们通过对实际工业设备的剖析，展示了理论如何指导实践，实践又如何反哺理论的良性循环。 学习完本书，读者将能够独立完成中小型机械装置的设计、计算、绘图和校核工作，具备对现有机械系统进行改进和优化的能力，并为进一步学习更高级的机械系统集成、控制理论或特定领域（如机器人、航空航天机械）的设计打下坚实的基础。本书是机械工程、机电一体化、车辆工程等相关专业学生，以及致力于提升专业技能的工程技术人员的理想参考读物。

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这本书的篇幅相当可观，内容广度令人印象深刻，我特别赞赏它在**《工业控制系统网络安全》**这部分所做的努力。在如今万物互联的背景下，仅仅讨论传统网络安全已经远远不够了。书中首次系统性地将OT（操作技术）环境的特点，比如时间敏感性、确定性要求以及生命周期长度，与网络安全威胁模型结合起来进行分析。它详细剖析了针对SCADA系统和PLC的常见攻击向量，例如注入恶意逻辑指令、篡改数据采集值，并提出了基于白名单策略和入侵检测系统的防御框架。作者甚至还引用了几个近年的工业安全事件案例，对攻击链条进行了逆向工程分析，这使得抽象的安全概念变得非常具体和触目可感。这本书让我认识到，工业控制领域的安全防护绝不仅仅是打补丁那么简单，它需要深厚的工艺理解和实时性保障的融合。对于正在从事智能制造或工业互联网安全防护工作的技术人员来说，这本书提供了非常扎实的理论基础和实用的安全架构指导。

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我花了大半个月的时间，才把**《高级通信系统原理》**这部分的章节啃完，感觉收获巨大，尤其是对MIMO系统的预编码和波束赋形技术的阐述，简直是教科书级别的清晰。作者并没有直接堆砌复杂的矩阵运算，而是通过一个非常直观的“空间复用”和“空间分集”的几何解释入手，让我这个背景稍微薄弱的读者也能迅速抓住核心思想。书中对LDPC码和Turbo码的迭代译码过程描述得极为细致，不仅给出了算法流程图，还结合实际的BER曲线变化，解释了为什么在特定信噪比下，迭代次数的增加会带来明显的性能提升。更让我欣赏的是，作者没有固步自封于标准规范，而是加入了对5G NR物理层关键技术如新型信道编码和波束管理的一些前瞻性探讨，这让这本书的生命力大大增强。虽然说对初学者来说，某些数学推导部分可能需要辅助其他参考资料，但对于有一定基础，希望向通信系统优化和算法实现方向深入的读者，这本书绝对是不可多得的良师益友。

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这本书的装帧设计真的很有品味，封面那种深邃的蓝色调配上简洁的白色字体，透着一股沉稳又专业的范儿。我拿到手的时候，首先注意到的就是它的纸张质量，那种略带哑光质感的书页，拿在手里感觉很舒服，翻阅起来也不会反光，长时间阅读眼睛也不会太累。内容上，我主要是被它在**《现代集成电路设计原理》**这一章的深度所吸引。作者没有停留在基础的器件介绍，而是非常深入地剖析了CMOS工艺的非理想效应，比如阈值电压的温度漂移和沟道长度调制对跨导的影响，这些细节在很多同类教材中都是一笔带过。特别是关于低功耗设计的章节，它详细对比了亚阈值偏置和关断模式下的功耗特性，还附带了几个基于SPICE仿真的实例，对于想从事电源管理IC或者传感器前端设计的工程师来说，这些实战经验是非常宝贵的参考资料。说实话，光是理解透彻这一部分内容，就值回票价了。整体排版也很清晰，图表绘制精良，即便是复杂的反馈网络结构图，也能一眼看出关键的信号流向和补偿点设计思路，阅读体验极佳。

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从排版和组织结构来看，这本书在**《量子信息与计算基础》**这几章的编排上，简直是匠心独运。它巧妙地平衡了纯理论的严谨性和教学的可接受性。开篇没有直接跳入狄拉克符号的复杂世界，而是先用非常生动的类比，解释了量子比特叠加态的直观含义，成功降低了入门的心理门槛。随后，在量子门操作的介绍部分，作者通过图形化的方式展示了CNOT门和Hadamard门对量子态的影响，这种视觉化的教学手段对于理解量子纠缠和量子隐形传态至关重要。尤其值得称赞的是，书中对Shor算法和Grover算法的介绍，不仅仅停留在算法描述上，还详细探讨了它们在理论上对现有加密体系的颠覆性意义，并讨论了实现这些算法所需的物理硬件挑战，比如退相干时间的限制。这使得读者在学习理论的同时，也能对量子计算的工程化前景有一个清醒的认识，避免了陷入纯粹的数学游戏，非常适合想了解量子计算前沿应用但数学基础并非顶尖的计算机科学背景的读者。

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这本书的实用性体现在它对**《嵌入式系统实时操作系统内核分析》**的深入剖析。我重点研究了其中关于RTOS任务调度的章节，它详尽对比了基于优先级继承（Priority Inheritance）和优先权天花板（Priority Ceiling）协议在解决优先级反转问题上的细微差异和适用场景。作者没有满足于理论描述，而是直接贴出了µC/OS-III内核中实现这两个协议的关键源码片段，并通过流程图清晰地标注了上下文切换和信号量操作的原子性保障机制。这种代码层面的剖析，对于正在进行底层驱动开发或内核移植的工程师来说，简直是醍醐灌顶。此外，书中对中断处理延迟和系统时钟抖动的量化分析也非常到位，提供了多种优化方法，例如流水线式中断处理和使用硬件定时器进行精确延时。这本书真正做到了“授人以渔”，它不仅告诉我们为什么实时性很重要，更重要的是手把手教我们如何通过代码层面的优化，确保系统达到微秒级的响应要求，是嵌入式开发领域一本难得的硬核参考书。

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