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isbn號碼:9787894925800

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機械設計基礎與實踐：從理論到應用的全麵指南 圖書名稱：機械設計基礎與實踐 圖書簡介： 本冊《機械設計基礎與實踐》旨在為工程技術人員、機械設計專業學生以及相關領域研究人員提供一套全麵、深入且兼具實踐指導性的學習資源。本書摒棄瞭過於抽象和理論化的冗餘闡述，專注於核心機械原理的清晰講解、關鍵設計方法的細緻剖析以及在實際工程問題中的應用策略。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭現代機械設計所需掌握的全部基礎知識和進階技能，力求實現理論與實踐的無縫對接。 第一部分：機械設計理論基石 本部分聚焦於構建堅實的理論基礎，這是進行任何有效機械設計的前提。 第一章：工程材料的選型與性能分析 本章深入探討瞭機械設備中最常用的金屬材料、非金屬材料及其復閤材料的性能特點。詳細分析瞭材料的力學性能（如強度、塑性、韌性、疲勞極限）、物理性能及化學穩定性在不同工作環境下的錶現。重點講解瞭材料選擇的原則——如何根據載荷類型、工作溫度、腐蝕環境和成本效益進行優化決策。此外，還涵蓋瞭熱處理和錶麵強化技術對材料性能的顯著影響，為後續的強度分析奠定瞭基礎。 第二章：機械傳動係統的原理與優化 傳動係統是機械的心髒。本章係統闡述瞭各類常用傳動機構的工作原理、優缺點及適用範圍。 齒輪傳動： 詳細解析瞭標準直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、人字齒輪的幾何參數計算、誤差對傳動精度和壽命的影響。著重介紹瞭齒輪的強度計算，包括彎麯強度和接觸疲勞強度校核，並引入瞭齒輪的設計手冊查閱與軟件輔助設計流程。 帶傳動與鏈傳動： 對帶傳動中的彈性滑動、包角、初拉力設定進行瞭詳盡論述。鏈傳動部分則側重於鏈節距、傳動比的確定以及鏈條的潤滑與張緊控製。 蝸杆蝸輪傳動： 深入分析瞭其自鎖性産生的條件、傳動效率的損失原因以及蝸輪的製造精度要求。 第三部分：機械零部件的強度與可靠性分析 本部分是機械設計計算的核心。本書強調基於可靠性指標而非傳統的安全係數進行設計。 第三章：靜力學強度分析與失效預防 本章詳細介紹瞭各種載荷下的應力分析方法，包括拉伸、壓縮、剪切、彎麯及扭轉。重點在於復雜應力狀態下的等效應力計算，引入瞭馮·米塞斯（Von Mises）和最大剪應力（Tresca）理論。對於連接件，如螺栓連接、鍵、銷的強度校核與預緊力的設定被細緻講解，強調瞭螺紋連接的抗疲勞能力提升措施。 第四章：疲勞強度與壽命預測 疲勞是機械零部件最常見的失效模式。本章係統講解瞭疲勞載荷的分類（脈動、交變、隨機載荷），並詳細介紹瞭S-N麯綫的建立與應用。核心內容包括：基準強度、錶麵狀態、尺寸效應、平均應力修正（如Goodman、Soderberg準則）。對於衝擊和衝擊載荷，本章引入瞭斷裂力學初步概念，指導讀者進行抗衝擊設計。 第五章：連接、密封與潤滑技術 連接技術： 焊接結構的設計規範、焊縫的強度計算與無損檢測方法。鉚接與膠接在現代工程中的應用場景分析。 動態密封： 對鏇轉軸與往復運動軸的密封技術進行瞭分類對比，如填料密封、唇形密封（油封）、迷宮密封。重點講解瞭密封件的材料兼容性、工作壓力與綫速度的匹配原則。 潤滑理論： 闡述瞭邊界潤滑、液體潤滑的機理，並詳細介紹瞭潤滑劑的選擇標準（粘度指數、閃點、清潔度）以及潤滑方式（油浴潤滑、強製循環潤滑、脂潤滑）的設計要點。 第三部分：運動控製與機構設計 本部分關注如何將理論運動轉化為實際的機械動作。 第六章：平麵連杆機構的設計與綜閤 本章從運動學和動力學角度分析瞭四連杆機構的特性。重點教授瞭機構的運動分析方法（圖解法、解析法），並詳細介紹瞭利用速度多邊形和加速度多邊形進行速度和加速度分析的實用技巧。機構綜閤方麵，著重講解瞭功能導嚮的設計思路，如：如何通過麯柄搖杆機構實現所需的運動規律。 第七章：凸輪機構的設計與製造公差 凸輪機構是實現非圓周運動的關鍵。本章詳細講解瞭標準輪廓（周裏圓、擺綫、迴擺輪廓）的設計與計算。特彆強調瞭設計中必須考慮的滾子與凸輪的接觸應力（赫茲接觸應力）以及凸輪的柔順性設計（避免衝擊），並討論瞭製造精度對凸輪運動誤差的影響。 第八章：彈性元件與振動控製 本章討論瞭用於儲存能量和吸收衝擊的彈性元件。 彈簧設計： 螺鏇抗扭彈簧和螺鏇抗拉彈簧的設計計算，包括材料選擇、綫徑確定、臨界應力校核及疲勞壽命評估。 機械振動基礎： 簡要介紹瞭單自由度係統的自由振動和受迫振動特性。重點在於機械係統中的共振現象辨識及其對係統穩定性的危害，並介紹瞭基本的隔振和減振措施。 第四部分：係統集成與現代設計方法 本部分引導讀者將分散的知識點融閤成一個完整的、可製造的機械係統。 第九章：機械係統的可靠性工程與維護設計 係統可靠性指標（平均無故障時間MTBF、可靠度函數）的計算。重點講解瞭從設計源頭提高係統可靠性的方法，如冗餘設計、容錯設計。同時，探討瞭可維護性設計（Design for Maintainability, DfM）原則，例如：易於拆卸的連接件選擇、關鍵部件的在綫監測點設置。 第十章：計算機輔助工程（CAE）在設計中的應用 本章側重於實際應用，介紹如何利用現代軟件工具加速設計與驗證過程。詳細闡述瞭有限元分析（FEA）在復雜應力集中區域的建模與求解流程，包括網格劃分的質量控製。此外，還介紹瞭運動仿真（MBD）軟件在機構運動乾涉檢查和動力學性能評估中的應用，強調瞭仿真結果的工程解釋能力。 本書的特色在於大量的工程實例穿插在理論講解之後，每一個設計步驟都附有實際的參數化計算示例，確保讀者能夠將書本知識直接轉化為工程實踐能力。本書旨在培養具備紮實理論基礎、精通現代設計工具，並能獨立解決復雜機械工程問題的設計工程師。

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