具体描述
《高等学校机械基础课程系列教材•机械基础设计实践》是配合机械基础系列课程的课程设计——设计实践环节而编写的。全书共分三篇：第一篇为设计方法与内容，包括绪论、机械运动与机构选型、机构系统及其运动方案设计、机械结构设计、结构设计实例——减速器的设计、编写设计说明书和准备答辩、设计题目等七章；第二篇为机械设计常用标准和规范，包括常用数据资料和一般标准规范、工程材料、极限与配合、几何公差和表面结构、齿轮及蜗杆传动精度、螺纹和紧固件、键连接及销连接、滚动轴承、联轴器、润滑与密封、电动机等十章。第三篇为参考图例。
好的，这是一份为您的图书《机械基础设计实践》撰写的，不包含该书内容的详细图书简介： --- 《齿轮传动系统优化设计与应用》 内容提要 本书聚焦于现代机械设计领域中至关重要的齿轮传动系统。它不仅深入剖析了经典齿轮理论的最新发展，更侧重于将这些理论应用于实际工程问题的解决方案。全书以“优化”和“应用”为核心驱动力，旨在为工程师和高级技师提供一套系统化、可操作的设计与分析工具。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础的齿轮几何学到复杂的载荷分析、失效模式预测及现代制造工艺的全面讨论。特别强调的是，本书探讨了如何利用先进的仿真技术（如有限元分析和多体动力学仿真）来指导齿轮系统的设计决策，以提高传动效率、降低噪音和振动，并显著延长使用寿命。 核心章节与内容深度解析 第一部分：齿轮基础理论的深化与扩展 (1-3章) 本部分旨在巩固读者对齿轮传动的基本认知，但更侧重于引入高精度制造和高载荷工况下的特殊考虑。 第一章：精密齿轮几何学与啮合分析的进阶 非标准齿轮的生成与修正： 详细讲解根切、变位、变顶隙等修正方法如何解决干涉和强度问题。引入齿形系数和承载系数的精确计算模型，并对比ISO标准与AGMA标准在系数选取上的差异。 接触理论与局部应力分析： 阐述赫兹接触应力在齿轮副上的应用，重点分析齿面接触疲劳（点蚀）的起源和扩展机制。引入接触比的概念，探讨如何通过优化齿形参数来增加有效接触面积。 斜齿轮与人字齿轮的轴向力管理： 深入分析斜齿轮的轴向推力计算及其对轴承寿命的影响，提供轴承选型和定位的最佳实践。对人字齿轮的特殊制造和装配精度要求进行了详细的案例分析。 第二章：齿轮材料的冶金学与热处理优化 高性能齿轮材料选择矩阵： 对比合金钢（如18CrNiMo7-6, 20CrMnTi）、渗碳钢和先进粉末冶金材料在不同应用场景下的适用性。侧重于材料的疲劳极限、抗点蚀能力与残余应力分布的关系。 先进热处理工艺控制： 详细解读渗碳、氮化、感应淬火等工艺对齿轮表面硬度、有效硬化层深度以及心部韧性的影响。重点阐述低氧渗碳技术在减少表面脱碳层和提高抗疲劳性能方面的作用。 齿面强化技术： 探讨滚压、喷丸强化等后处理工艺对残余压应力的引入，并量化其对疲劳寿命的提升效果。 第三章：齿轮箱的结构集成与动态特性 箱体刚度与误差传递： 分析齿轮箱壳体刚度对齿向偏差和啮合误差的影响。引入有限元模态分析，以预测箱体在工作转速下的共振点。 润滑系统的设计与流体力学： 深入探讨润滑剂的粘温特性、油膜厚度计算（基于埃特里油膜理论），以及齿轮啮合区流体动力学效应。介绍雾化润滑与压力循环润滑系统的选型准则。 装配精度对性能的影响： 建立轴承中心距误差、轴的径向跳动与齿侧间隙之间的量化模型，指导装配公差的制定。 第二部分：高级载荷分析与寿命预测 (4-6章) 本部分着重于将理论模型转化为可预测的工程结果，特别关注动态载荷和疲劳寿命评估。 第四章：齿轮动态载荷的识别与建模 啮合激励与振动源： 解析齿轮啮合过程中产生的周期性激振力。引入时变啮合刚度模型，用于精确计算动载荷系数。 扭振耦合动力学： 针对高功率密度传动系统，建立考虑轴系扭转柔性、齿轮副刚度和阻尼的多自由度扭振模型。使用Runge-Kutta方法进行瞬态响应分析。 冲击载荷与瞬态分析： 分析启动、制动及快速换挡工况下的冲击载荷特性，指导齿轮的弯曲疲劳寿命设计。 第五章：接触疲劳与弯曲疲劳的寿命精确评估 损伤累积模型： 采用Miner线性累积准则和非线性累积模型，对复杂变载荷工况下的齿轮寿命进行预测。 累积损伤的修正系数： 详细讨论载荷谱、表面粗糙度、温度和润滑状态对疲劳系数（如 $K_Heta$, $K_v$）的修正作用。 断裂力学在齿根疲劳中的应用： 基于裂纹扩展理论，评估齿根微小缺陷在循环载荷作用下的扩展速率，为维修间隔和剩余寿命评估提供依据。 第六章：高精度齿轮的误差源追踪与补偿 误差的系统分类与量化： 将齿轮制造误差分为几何误差（如齿距累积误差、径向跳动）和表面误差（如粗糙度、波纹度）。 误差的传递与叠加： 建立从机床参数到最终装配误差的传递链模型，重点分析二次误差（如热变形、弹性变形）对啮合性能的二次影响。 误差补偿设计： 介绍齿形修形（Profile Modification）和齿向修形（Lead Modification）如何通过补偿系统误差来优化载荷分布，使载荷均匀度达到最优。 第三部分：现代设计方法与应用案例 (7-9章) 本部分面向工程实践，介绍如何整合现代设计工具，解决实际的复杂工程挑战。 第七章：齿轮传动系统的多目标优化设计 帕累托前沿探索： 将效率、噪音水平、重量和成本作为相互冲突的目标函数，运用NSGA-II等进化算法进行多目标优化设计。 参数化建模与自动化迭代： 利用参数化CAD工具（如Creo或SolidWorks）与优化求解器（如MATLAB或Python）接口，实现从需求输入到最优几何参数输出的全流程自动化设计。 灵敏度分析： 评估关键设计参数（如变位系数、轴承游隙）的微小变动对系统整体性能的影响，确定设计的鲁棒性边界。 第八章：先进制造工艺的挑战与应对 数控磨削与齿面精加工： 深入研究高精度磨削过程中的热影响区（HAZ）控制，以及对齿面微观结构的影响。 增材制造（3D打印）在齿轮箱中的应用潜力： 探讨金属增材制造技术（如SLM）在制造复杂内部结构（如冷却通道或轻量化晶格结构）方面的优势，以及由此带来的冶金性能挑战和后处理要求。 在线质量检测技术： 介绍基于机器视觉和激光测量的齿轮几何误差在线检测方法，以及如何将检测数据反馈至生产过程进行闭环控制。 第九章：实际工程应用案例研究 高速航空发动机齿轮箱设计： 分析极端转速下的温升控制、偏载情况下的接触疲劳预防，以及对轻量化结构的结构拓扑优化。 重型矿山机械齿轮系统的可靠性提升： 针对低频大扭矩冲击工况，研究如何通过增大齿根厚度、采用表面强化和优化润滑策略来延长寿命。 电动汽车（EV）减速器传动噪声控制： 结合NVH（噪声、振动与平顺性）分析，详细介绍如何通过高精度修形和箱体阻尼材料来满足日益严苛的静音要求。 读者对象 本书适合机械工程、车辆工程、动力传动与控制等专业的本科高年级学生、研究生，以及从事传动系统设计、分析、测试和维护的研发工程师与技术人员。 ---
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