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出版者:

作者:张金华 编

出品人:

页数:238

译者:

出版时间:2010-7

价格:29.90元

装帧:

isbn号码:9787040269536

丛书系列:

图书标签:

• 电子技术
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《机械设计与制造工艺》图书简介 一、本书概览与定位 《机械设计与制造工艺》是一部面向机械工程领域，集理论深度与工程实践于一体的综合性教材与参考手册。本书旨在为高等院校机械设计、制造及其自动化、材料成型等专业的本科生、研究生提供扎实的理论基础，同时也作为从事机械产品设计、工艺规划、生产管理等工作的工程师和技术人员的案头必备工具书。 本书严格遵循现代机械工程学科的发展脉络，系统阐述了机械系统的设计原理、零部件的可靠性分析、先进制造工艺的选择与优化，以及如何将设计意图高效、精确地转化为实际产品的全过程。全书内容结构严谨，逻辑清晰，力求在保证科学性的同时，突出工程实用性和前瞻性。 二、核心内容模块详解 本书内容涵盖了机械工程领域的三大核心支柱：机械设计基础、先进材料与连接技术，以及现代制造工艺。 第一部分：机械设计基础理论与方法 本部分是全书的理论基石，着重于机械系统分析的科学方法论。 1. 机械原理与运动学： 详细介绍了机构的组成、运动分析（速度、加速度）、机构设计的一般方法。重点阐述了平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和转位机构的运动特性和综合设计方法。特别对提高机构传动平稳性和实现复杂运动轨迹的优化设计进行了深入探讨。 2. 机械零部件设计与强度理论： 这是设计环节的核心。内容包括： 静力学与动力学分析： 基于有限元分析（FEA）的基本概念，讲解了载荷的确定、应力状态分析及失效模式预测。 常用零部件设计： 深入讲解了轴、轴承（滑动轴承、滚动轴承的选型与寿命计算）、联接件（螺栓联接的预紧力优化、焊接结构的疲劳分析）、弹性体的应用等。 可靠性与寿命设计： 引入了概率论方法，讨论了在不同工况下，零件达到规定寿命的概率评估，以及如何通过优化设计提高系统的平均无故障时间（MTBF）。 3. 机械传动系统设计： 系统性地涵盖了机械传动中的三大支柱： 齿轮传动： 从直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮到蜗轮蜗杆传动，讲解了齿轮的强度计算（接触疲劳和弯曲疲劳）、精度等级与制造误差对承载能力的影响。 带与链传动： 阐述了带传动（V带、同步带）的包角、初拉力设定，以及链传动的节距、中心距的合理选择。 摩擦与润滑： 详细分析了摩擦的物理本质，并重点介绍了润滑理论（流体润滑、边界润滑），以及如何根据工作环境选择合适的润滑剂和润滑方式，以最大限度地减少磨损。 第二部分：先进材料科学与工程应用 本部分聚焦于现代机械产品对材料提出的更高要求，探讨了材料性能与机械性能之间的内在联系。 1. 工程材料的分类与性能表征： 系统回顾了金属材料（钢铁、铝合金、钛合金）、高分子材料以及复合材料的基本组织结构。重点讲解了材料的力学性能指标（屈服强度、韧性、疲劳极限）是如何受热处理、加工硬化和环境因素影响的。 2. 特种材料与功能材料： 探讨了用于极端工况的材料，如高温合金（在航空航天领域的应用）、形状记忆合金、以及具有特定电学或磁学性能的智能材料在机械系统中的集成应用。 3. 材料连接技术： 深入分析了不同连接方式的适用性与可靠性： 焊接工程： 焊缝的分类、焊接应力与变形的控制，以及焊后热处理对性能恢复的重要性。 胶接技术： 结构胶的选择、表面处理工艺对粘接强度的影响，以及在异种材料连接中的应用优势。 机械连接： 铆接、胶接与螺纹连接的承载特性对比分析。 第三部分：现代制造工艺与系统集成 本部分将设计图纸转化为物理实体的关键步骤进行详细讲解，强调效率、精度与成本的平衡。 1. 切削加工基础与精度控制： 详细阐述了车削、铣削、刨削、钻削等基本加工方法的切削参数选择（切削速度、进给量、背吃刀量），以及刀具的几何角度对加工质量和刀具寿命的影响。引入了误差树原理，分析了工序间误差的累积与补偿方法。 2. 增材制造（3D打印）技术： 作为前沿技术，本书对选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术进行了深入剖析。重点讨论了增材制造带来的设计自由度（拓扑优化结构应用），以及成形件的残余应力、孔隙率和后续热处理对最终性能的影响。 3. 模具设计与成形工艺： 针对批量生产，本章讲解了铸造（砂型、金属型、压铸）、锻造和冲压工艺的原理。以冲压为例，详细分析了材料的流动、回弹补偿、以及复杂零件多工位级进模的设计原则。 4. 表面工程与精加工： 探讨了如何通过表面改性来提升零件的耐磨性、抗腐蚀性和疲劳强度。内容包括热喷涂、渗碳、渗氮等热化学处理，以及研磨、抛光等精加工工艺，以达到极高的表面粗糙度和尺寸精度要求。 三、本书特色与教学方法 1. 理论与实践紧密结合： 每章均配有丰富的工程实例，取材于航空、汽车、精密仪器等行业，展示了如何将抽象的数学模型应用于解决真实的工程难题。 2. 计算工具的应用指导： 提供了使用主流工程软件（如SolidWorks, ANSYS等）进行零部件建模、应力分析和工艺仿真（如CAE）的基本流程和注意事项。 3. 跨学科融合： 强调了设计（Design for Manufacturing, DFM）与分析（Design for Analysis, DFA）的一体化思维，培养读者从宏观系统角度思考问题的能力。 4. 标准化与规范性： 内容严格遵循国家和国际相关标准（如ISO、GB），确保读者所学知识的通用性和权威性。 通过系统学习本书，读者将能够全面掌握现代机械产品从概念设计到最终制造的全流程知识体系，具备独立完成复杂机械装置设计与工艺优化的能力。

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