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出版者:高等教育

作者:秦曾煌 編

出品人:

頁數:381

译者:

出版時間:1999-9

價格:23.40元

裝幀:

isbn號碼:9787040074215

叢書系列:

圖書標籤:

• 專業書
• 電工學
• 電路分析
• 電力係統
• 電磁場
• 電氣設備
• 基礎電子學
• 高職教材
• 工程教育
• 專業課程
• 理論與實踐

機械設計基礎：理論與實踐的深度融閤 圖書簡介 《機械設計基礎》是一本旨在為工程技術人員和高等院校學生提供全麵、深入且貼近實際工程應用的機械設計理論與方法指導的專著。本書立足於經典力學原理，係統闡述瞭機械零部件的設計、選擇、校核以及復雜機械係統的集成與優化，內容覆蓋麵廣，理論推導嚴謹，實踐案例豐富，力求成為讀者手中一本兼具教材的深度與手冊的實用性的參考工具書。 第一部分：機械設計理論基石與材料科學 本書首先構建瞭紮實的理論基礎。在靜力學與動力學基礎部分，詳細解析瞭構件在不同載荷條件下的受力分析方法，包括應力集中、疲勞強度理論（如S-N麯綫分析、Miner準則在纍積損傷評估中的應用），以及如何利用有限元分析（FEA）的初步概念對復雜結構進行應力分布的定性判斷。我們著重強調瞭可靠性設計的思想，不僅僅滿足於強度校核，更要引入概率論和可靠性指標（如$R$值、失效率$lambda$）來評估機械係統的長期運行能力。 在機械材料基礎章節，本書跳齣瞭簡單的材料性能羅列，深入探討瞭材料微觀結構（晶體結構、位錯運動）如何影響宏觀力學性能。重點講解瞭工程中常用鋼材（碳素鋼、閤金鋼）的熱處理工藝（淬火、迴火、正火）及其對材料強韌性的具體影響。此外，對於非金屬材料（高分子材料、復閤材料）在機械設計中的應用場景、蠕變和鬆弛現象的分析，也給予瞭足夠的篇幅，確保讀者能夠根據工作環境的溫度、介質等因素做齣恰當的材料選擇。 第二部分：核心零部件的精確設計與優化 機械係統由一係列核心零部件構成，《機械設計基礎》對這些關鍵單元進行瞭詳盡的講解和設計流程的梳理。 1. 聯接件設計： 螺紋聯接： 詳細分析瞭螺紋的自鎖條件、預緊力的計算與控製，尤其側重於振動和衝擊載荷下的防鬆技術（如雙螺母法、開口銷、粘接劑的應用）。對於高精度和高載荷場閤的螺栓預緊力測量方法（如扭矩法、轉角法、伸長量法）進行瞭步驟化的描述。 鍵、銷與過盈配閤： 係統闡述瞭平鍵、花鍵的強度計算、幾何尺寸的確定，並深入探討瞭圓柱度和錐度配閤在傳遞扭矩中的作用，以及如何通過公差與配閤理論來確保裝配的互換性和緊密性。 2. 傳動裝置設計： 齒輪傳動： 這是本書的重點之一。從漸開綫的基本幾何特性齣發，推導瞭標準直齒圓柱齒輪的強度計算公式（包括齒根彎麯強度和齒麵接觸疲勞強度），並擴展至斜齒輪和人字齒輪在軸嚮載荷和噪聲控製方麵的設計考量。特彆介紹瞭齒輪的修形技術（如頂隙、側隙的調整）在提高承載能力和減少衝擊方麵的實踐意義。 帶傳動與鏈傳動： 對V帶、同步帶的正確選型、包角、張緊力計算進行瞭細緻的分析。鏈傳動部分則重點討論瞭鏈條的節距選擇、導嚮裝置的設計，以及如何通過鏈輪的齒數比來優化傳動效率和壽命。 3. 軸與軸承係統： 軸的設計： 區分瞭傳動軸、心軸和轉軸，詳細介紹瞭組閤載荷下的剛度校核、疲勞強度校核的步驟，並強調瞭軸的截麵優化以減小應力集中。 滾動軸承與滑動軸承： 對滾動軸承的動態和靜力學壽命計算（$ ext{L}_{10}$壽命）進行瞭詳盡的講解，並根據載荷性質、轉速、潤滑條件選擇閤適的軸承類型和潤滑方式。滑動軸承部分，則深入探討瞭流體潤滑理論（如雷諾方程的簡化應用），以及在邊界潤滑條件下的設計對策。 第三部分：機構運動分析與潤滑、密封技術 運動學與動力學分析： 本部分旨在教授讀者如何將抽象的機構運動轉化為可量化的設計參數。除瞭傳統的圖解法和解析法外，本書引入瞭矢量法和瞬心法在復雜多連杆機構速度分析中的應用。針對衝擊和振動問題，講解瞭係統的固有頻率、主振型概念，以及隔振器（如彈簧、橡膠墊）的選擇與安裝位置的優化，旨在降低設備運行中的動態響應。 潤滑與密封技術： 潤滑是機械壽命的保障。本書不僅描述瞭潤滑油的粘度、添加劑等性能指標，更側重於介紹潤滑係統的設計，包括油浴潤滑、強製循環潤滑、滴油潤滑的適用場景和係統布局。密封技術方麵，詳細區分瞭動密封（如填料密封、唇形密封）和靜密封（如墊片、O型圈）的選擇原則，並針對高溫、高壓或腐蝕性介質工況下的密封失效機理進行瞭案例分析。 第四部分：集成化設計與現代工具應用 本書的最後部分將理論知識迴歸到實際的係統集成層麵。 係統集成與裝配設計： 講解瞭零部件的相對位置、空間協調性、乾涉檢查的重要性。重點介紹瞭人機工程學在操作界麵、維護通道設計中的體現，以及可製造性設計（DFM）的理念，指導讀者在設計階段就考慮加工、裝配和檢測的便利性，從而降低製造成本。 現代輔助設計工具概述： 雖然本書側重於基礎理論，但也簡要介紹瞭現代工程師如何利用計算機輔助設計（CAD）進行三維建模，以及如何利用計算機輔助工程（CAE）工具（如結構分析、模態分析）來驗證設計方案的有效性。 總結與展望 《機械設計基礎》力求以嚴謹的工程思維，引導讀者從“為什麼會壞”到“如何設計得更可靠”的轉變。全書結構清晰，邏輯遞進，通過大量的工程實例和習題，確保讀者不僅掌握瞭設計規範和計算方法，更培養瞭麵對實際復雜問題時，進行係統性、多因素權衡的工程判斷能力。本書適用於機械工程、機電一體化、車輛工程等相關專業的本科生、研究生，以及需要係統性提升機械設計技能的工程技術人員。

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與其他厚重的技術書籍相比，這本書在**測試與測量方法**這一塊的篇幅和深度給我留下瞭深刻印象。通常，教材會一帶而過如何測量，但《電工學（下）》花瞭相當大的篇幅講解瞭**高精度電流互感器（CT）的負荷誤差分析**以及**電壓互感器（PT）的過電壓保護校核**。這部分內容對於從事繼電保護和計量儀錶行業的人來說，具有極高的實用價值。作者深入探討瞭磁飽和對CT測量的影響，並給齣瞭飽和麯綫的預測模型，這在很多標準手冊裏都找不到如此直觀的解析。此外，書中關於**諧波測量**的章節，不僅僅停留在傅裏葉分析的數學推導，還結閤瞭現代電力質量分析儀器的采樣原理，討論瞭窗口效應和柵欄效應，這對於理解為什麼我們在現場采集的數據有時會與理論值有齣入，提供瞭非常清晰的解釋。這本書的價值在於，它不僅教你“是什麼”，更教你“為什麼會這樣”，以及“如何準確地知道它現在是什麼狀態”。

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這本書的封麵設計，說實話，初看之下就給人一種專業而嚴謹的感覺，厚厚的篇幅也暗示著內容的深度。我記得我是在一個極其需要提升我對高壓電器係統理解的階段買下的。這本書的排版非常清晰，圖文並茂的解析方式，尤其是在處理復雜的電路拓撲結構時，這一點顯得尤為重要。我特彆欣賞作者在講解**電力電子器件的動態特性**那部分的處理。他們沒有僅僅停留在理論公式的羅列，而是結閤瞭實際的波形圖和參數變化趨勢，這使得那些原本晦澀難懂的開關損耗和熱管理問題變得可視化。比如，書中對IGBT和MOSFET在不同工作頻率下的效率麯綫分析，簡直是教科書級彆的精準。我花瞭不少時間去對比書中的案例和我們實驗室使用的産品手冊，發現書中的模型具有極高的參考價值，足以作為設計初期參數選定的基準。不過，略感遺憾的是，對於一些前沿的**寬禁帶半導體（如SiC）**在電力電子中的最新應用進展，內容似乎略顯保守，更新速度稍跟不上行業發展的步伐，但瑕不掩瑜，對於打下堅實基礎而言，這絕對是一流的資料。

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我拿到這本《電工學（下）》的時候，正值我準備參加一個國傢級的技術競賽，需要對**電機控製**的底層算法有透徹的理解。這本書在交流電機驅動方麵的論述，簡直就是為我這種“實戰派”量身定做的。尤其是它對**矢量控製（Field-Oriented Control, FOC）**的闡述，從Clarke變換、Park變換的數學推導，到如何在高頻脈衝下實現磁場定嚮，邏輯鏈條異常完整。我印象最深的是作者引入的**滑模控製（Sliding Mode Control, SMC）**在電機位置伺服中的應用章節。它沒有迴避SMC的固有缺陷——抖振問題，而是提齣瞭好幾種改進方案，並配有仿真對比圖，這體現瞭作者極強的工程經驗。我甚至能感覺到，作者在撰寫這部分時，可能剛剛結束瞭一個復雜的項目。閱讀過程中，我感覺不是在“讀”一本教材，而是在聽一位經驗豐富的老工程師講解他的“獨門秘籍”。這本書的習題設計也很有水平，後半部分的計算題往往需要綜閤運用前麵好幾個章節的知識點，極大地鍛煉瞭我的綜閤分析能力，成功幫助我在比賽中拿到瞭一個不錯的名次。

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說實話，剛翻開這本書的時候，我對它的期望其實是比較低的，畢竟“電工學”這個名字聽起來總有點過時，像是上世紀的經典。但翻閱到關於**電力係統穩定性和暫態分析**的部分時，我徹底改觀瞭。作者處理**故障分析**的角度非常獨特。他們沒有采用過於簡化的理論模型，而是基於實際電網的阻抗匹配和動態響應來構建方程組。書中對**次暫態電流**和**暫態電流**的計算流程描述得極其細緻，每一步的物理意義都解釋到位。我記得有一張圖，清晰地展示瞭三相不對稱短路時，係統電壓波形如何受到阻尼係數的影響而衰減，這種圖示化教學在其他教材中是很少見的。我用它來復習我大學時期的電力係統分析課程，發現這本書的深度完全超越瞭當時的教學要求，更像是一本研究生階段的參考書。對我這樣一個已經工作幾年，但需要在理論上進行“迴爐重造”的人來說，它提供瞭一個非常堅實且與時俱進的理論框架。

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這本書的閱讀體驗是漸進式的，前半部分鋪墊瞭大量的**電磁場基礎和基本元件特性**，為後麵復雜的係統集成做瞭必要的知識儲備。其中關於**變壓器和感應電機的等效電路**建模那一章，我個人認為堪稱精品。作者很早就引入瞭**漏磁導、勵磁支路**的實際意義，而不是僅僅作為一個數學上的連接點。我尤其喜歡作者在講解**變壓器分接頭（Tap Changer）**對電壓調節影響時的描述，他把一個看似簡單的機械操作，與電網的無功功率平衡緊密聯係起來，讓讀者理解瞭為什麼在實際運行中，調節分接頭是如此關鍵。這種將理論與現場操作緊密結閤的敘事方式，極大地提升瞭閱讀的趣味性和實用性。雖然書中對某些新興材料的介紹篇幅較短，但它對經典設備工作原理的深入挖掘，足以讓任何一個想深入瞭解電力設備“心髒”是如何跳動的讀者感到滿足。這本書的知識密度非常高，需要反復研讀，但每一次重讀都會有新的領悟。

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