具体描述
《普通高等教育机械类国家级特色专业系列规划教材•机械原理教学辅导与习题解答》分为11章，包括机构的组成原理、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构及其设计、轮系、其他常用机构、空间连杆机构及机器人机构、机械中的摩擦与机械效率、机械系统动力学基础、机械的平衡、机构系统的运动方案设计。每章的内容包括基本要求、重点与难点、典型例题、常见错误、习题解答5部分，旨在帮助读者更好地学习机械原理课程的基本概念、基本理论，特别是通过对“典型例题”、“常见错误”和“习题解答”内容的学习，巩固和提高机构分析与设计的能力。
探寻机械设计与制造的奥秘：一部聚焦于材料科学与先进制造工艺的深度指南 本书聚焦于现代机械工程领域中，材料科学的进步与先进制造技术的融合，旨在为工程专业人士、研究生以及对高端制造感兴趣的技术人员提供一套全面、深入且极具实践指导意义的参考体系。 本书并非传统意义上的机械原理或力学基础教材，而是将视角锁定在当前工业界最前沿的两大核心支柱上：高性能工程材料的选用与性能调控，以及复杂零部件的精密与增材制造技术。全书结构严谨，内容详实，力求在理论深度与工程应用之间架起一座坚实的桥梁。 --- 第一部分：前沿工程材料的本构关系与性能调控 本部分深入剖析了决定现代机械结构可靠性与功能性的关键因素——工程材料的内在属性。我们摒弃了对基础晶体结构和基本力学性能的冗长描述，直接切入高性能应用场景对材料的苛刻要求。 第一章：功能梯度材料（FGM）的设计与制备 本章详细阐述了功能梯度材料的概念、设计理论及在极端环境（如高温、高腐蚀）中的应用潜力。重点分析了如何通过精确控制材料组分的空间变化率（如陶瓷-金属梯度层），实现材料表面与核心部位性能的平滑过渡，从而避免传统复合材料界面应力集中的问题。内容涵盖了梯度设计参数的有限元模型化分析，以及扩散连接和粉末冶金法制备FGM的工艺窗口研究。 第二章：超高强度钢与轻质合金的微观结构演变 聚焦于航空航天和高端汽车领域对轻量化与高强度的双重需求。详细讨论了马氏体相变过程中复杂应力场对残余奥氏体稳定性的影响，以及热处理工艺（如等温淬火、渗碳淬火）如何精确调控晶粒尺寸和析出相的分布，从而达到屈服强度和韧性的最佳平衡。对于铝锂合金和镁合金，本章深入探讨了溶质拖曳效应、第二相粒子弥散强化机制及其在轧制、挤压过程中的织构演变。 第三章：高分子复合材料的界面物理与耐久性 着重分析了碳纤维增强环氧树脂（CFRP）和玻璃纤维增强热塑性塑料（GFRP）在长期服役条件下的性能衰减机制。探讨了湿热环境对纤维-基体界面剪切强度的影响，包括水分子渗透、氢键断裂的动力学模型。此外，还详细介绍了自修复高分子材料的设计思路，利用微胶囊技术或可逆共价键实现对微裂纹的实时闭合。 --- 第二部分：数字化与精密制造工艺的深度解析 本部分将重点放在如何将先进材料转化为具有精确几何形状和表面质量的工程部件上，涵盖了从去除加工到增材制造的完整流程。 第四章：复杂曲面零件的五轴联动数控加工策略 超越传统的G代码编程，本章深入探讨了基于接触几何的刀具路径优化算法。重点分析了高速切削中刀具与工件的瞬时接触状态、切削热的产生与耗散，以及对机床刚度和刀具磨损的耦合影响。引入了表面完整性模型，用以预测不同加工参数组合下产生的残余应力和疲劳寿命。 第五章：高精度电火花加工（EDM）的放电机制控制 针对难加工材料如镍基高温合金的精密型腔加工，本章详述了电火花加工过程中等离子体通道的演变、电极侵蚀与材料熔化/凝固的耦合传热过程。重点研究了脉冲参数（电流、脉宽、休止时间）对表面熔覆层（MRR）厚度、表面粗糙度和微观裂纹形成的影响，并介绍了高精度闭环控制系统在实现尺寸精度和表面质量上的应用。 第六章：金属增材制造（AM）中的冶金缺陷与后处理 这是本书的核心章节之一，全面覆盖了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）工艺。重点剖析了高扫描速度下液态金属池的流动不稳定性（如再熔化、热裂纹）的机理。详细阐述了如何通过优化扫描策略（如跳跃、旋转角度）来控制未熔合缺陷和孔隙率。针对增材制造件固有的高残余应力问题，本章提供了热等静压（HIP）和热处理工艺对微观组织重构、消除残余应力、提高疲劳性能的具体实施方案与效果评估。 第七章：超精密表面工程与功能化涂层技术 关注于如何赋予机械部件特定的表面功能，如耐磨、抗氧化或生物相容性。深入研究了磁控溅射、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等技术在分子层面控制薄膜结构的能力。重点分析了纳米结构涂层（如类金刚石膜DLC）的摩擦学行为，以及如何通过梯度界面设计提高涂层与基体的结合强度，延长关键运动部件（轴承、模具）的使用寿命。 --- 总结与展望： 本书的编写严格遵循工程科学的逻辑链条：材料选择 → 结构设计（隐含于工艺选择中）→ 精密制造 → 性能验证。它旨在培养读者从宏观功能需求出发，向下追溯至微观材料行为和工艺控制参数的系统性思维。读者将掌握的不仅仅是“如何做”，更是“为什么这样做是最佳选择”的深层工程智慧，为下一代高端装备的设计与制造提供坚实的理论和技术支撑。
作者简介
目录信息
前言第1章 机构的组成原理 1.1 基本要求 1.2 重点与难点 1.2.1 基本概念 1.2.2 正确绘制机构运动简图 1.2.3 机构具有确定运动的条件 1.2.4 平面机构自由度的计算 1.2.5 平面机构的组成原理与结构分析 1.2.6 平面机构的高副低代 1.3 典型例题 1.4 常见错误 1.5 习题解答第2章 平面连杆机构 2.1 基本要求 2.2 重点与难点 2.2.1 平面连杆机构的类型及其分类方法 2.2.2 平面连杆机构的工作特性 2.2.3 平面连杆机构的运动分析 2.2.4 平面连杆机构的设计 2.3 典型例题 2.4 常见错误 2.5 习题解答第3章 凸轮机构 3.1 基本要求 3.2 重点与难点 3.2.1 凸轮机构的应用与分类 3.2.2 从动件运动规律及其选择 3.2.3 凸轮轮廓曲线的设计 3.2.4 凸轮机构的基本参数选择 3.2.5 高速凸轮机构的设计 3.3 典型例题 3.4 常见错误 3.5 习题解答第4章 齿轮机构及其设计 4.1 基本要求 4.2 重点与难点 4.2.1 齿廓啮合基本定律 4.2.2 渐开线 4.2.3 渐开线齿廓的啮合特性 4.2.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮机构 4.2.5 斜齿圆柱齿轮机构 4.2.6 交错轴斜齿圆柱齿轮机构 4.2.7 蜗杆蜗轮机构 4.2.8 圆锥齿轮机构 4.3 典型例题 4.4 常见错误 4.5 习题解答第5章 轮系 5.1 基本要求 5.2 重点与难点 5.2.1 定轴轮系的传动比 5.2.2 周转轮系的传动比 5.2.3 混合轮系的传动比 5.3 典型例题 5.4 常见错误 5.5 习题解答第6章 其他常用机构 6.1 基本要求 6.2 重点与难点 6.2.1 棘轮机构 6.2.2 槽轮机构 6.2.3 不完全齿轮机构 6.2.4 不完全摆线针轮机构 6.2.5 螺旋机构 6.2.6 万向联轴节 6.3 典型例题 6.4 常见错误 6.5 习题解答第7章 空间连杆机构及机器人机构 7.1 基本要求 7.2 重点与难点 7.2.1 空间机构的自由度计算 7.2.2 空间机构分析的常用坐标变换 7.2.3 空间四杆机构的运动分析 7.2.4 机器人机构 7.3 典型例题 7.4 常见错误 7.5 习题解答第8章 机械中的摩擦与机械效率 8.1 基本要求 8.2 重点与难点 8.2.1 运动副中的摩擦与自锁 8.2.2 机械效率 8.3 典型例题 8.4 常见错误 8.5 习题解答第9章 机械系统动力学基础 9.1 基本要求 9.2 重点与难点 9.2.1 机械运转过程的三个阶段 9.2.2 机械系统的等效动力学模型 9.2.3 机械系统的真实运动求解 9.2.4 周期性速度波动的调节 9.3 典型例题 9.4 常见错误 9.5 习题解答第10章 机械的平衡 10.1 基本要求 10.2 重点与难点 10.2.1 刚性转子的平衡计算 10.2.2 刚性转子的平衡试验 10.2.3 机构的平衡 10.3 典型例题 10.4 常见错误 10.5 习题解答第11章 机构系统的运动方案设计 11.1 基本要求 11.2 重点与难点 11.2.1 执行机构系统的运动方案设计步骤 11.2.2 机构的组合方式和特点 11.2.3 组合机构的概念类型、特点、功能及组合机构的设计 11.2.4 机构选型及机构系统运动方案没计 11.2.5 机构系统运动循环图的类型及绘制 11.3 典型例题 11.4 常见错误 11.5 习题解答参考文献
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