《机械设计》是根据教育部高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革精神、结合具体改革实践,将机械原理和机械设计两门课程内容进行整合提高而编写的。
《机械设计》共20章,内容有:机械设计总论(主要阐述机械的组成,平面机构的组成原理和结构分析、运动分析、力分析,机械的工作能力准则,材料和结构,摩擦、磨损、润滑与密封,以及机械设计的过程与基本要求等机械设计共性问题);常用机构和通用零部件的工作原理、结构、特点和设计计算方法;机械的运转及其速度波动的调节,机械的平衡;机械系统方案设计与分析,机械的发展和创新设计。书末附有思考题与习题316道。
《机械设计》适用于高等学校机械类专业本科机械原理和机械设计两门课程的教学,可以合并设课,也可以分别开课。《机械设计》还可作为有关专业师生和工程技术人员的参考书。
第1章 机械设计总论
1—1 机械的组成
1—2 本课程研讨的内容和目的
1—3 机械运动简图及机构的自由度
1—4 平面机构的组成原理和结构分析
1—5 平面机构的运动分析
1—6 平面机构的力分析
1—7 机械应满足的基本要求及其设计
1—8 机械设计中的工作能力准则及强度问题
1—9 机件的材料和结构
1—10 机械中的摩擦、磨损、润滑与密封
第2章 连杆传动
2—1 连杆传动的组成、应用及特点
2—2 铰链四杆机构的基本形式及其特性
2—3 铰链四杆机构的尺寸关系及其演化形式
2—4 平面四杆机构设计
2—5 连杆传动的结构与多杆机构简介
第3章 凸轮传动
3—1 凸轮传动的组成、应用和类型
3—2 从动件的常用运动规律及其选择
3—3 用作图法设计凸轮轮廓曲线
3—4 用解析法设计凸轮轮廓曲线
3—5 凸轮机构基本尺寸的确定
3—6 凸轮传动的材料、结构和强度校核
3—7 高速凸轮机构简介
第4章 棘轮、槽轮和其他步进传动
4—1 棘轮步进传动
4—2 槽轮步进传动
4—3 其他步进传动
第5章 螺旋传动
5—1 螺纹
5—2 螺旋传动的类型和应用
5—3 滑动螺旋传动
5—4 滚珠螺旋传动及静压螺旋传动简介
第6章 齿轮传动
6—1 概述
6—2 齿廓啮合的基本定律
6—3 渐开线齿廓
6—4 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及基本尺寸
6—5 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合和连续传动的条件
6—6 渐开线直齿圆柱齿轮的加工及精度
6—7 轮齿的失效、设计准则及齿轮材料
6—8 直齿圆柱齿轮传动的强度计算.
6—9 斜齿圆柱齿轮传动
6—10 锥齿轮传动
6—11 齿轮结构
6—12 齿轮传动的润滑和效率
6—13 变位齿轮传动
6—14 圆弧齿轮传动简介
第7章 蜗杆传动
7—1 概述
7—2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
7—3 蜗杆传动的运动分析和受力分析
7—4 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
7—5 蜗杆传动的强度计算
7—6 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
7—7 新型蜗杆传动简介
第8章 链传动
8—1 链传动的组成、特点和应用
8—2 链条和链轮
8—3 链传动的运动特性和受力分析
8—4 滚子链传动的失效分析和设计计算
8—5 链传动的布置和润滑
第9章 带传动
9—1 带传动的组成、特点和应用
9—2 带传动的类型
9—3 V带和V带轮
9—4 带传动的受力分析和应力分析
9—5 带传动的弹性滑动和打滑
9—6 普通V带传动的设计计算
9—7 V带传动的张紧与布置
9—8 同步带传动简介
第10章 轮系、减速器及机械无级变速传动
10—1 轮系的应用及分类
10—2 定轴轮系及其传动比
10—3 周转轮系及其传动比
10—4 混合轮系及其传动比
10—5 行星轮系各轮齿数和行星轮数目的确定
10一6 几种特殊形式的行星传动简介
10—7 减速器
10—8 摩擦轮传动和机械无级变速传动
第11章 联接
11—1 螺纹联接
11—2 键联接、花键联接和成形联接
11—3 销联接
11—4 铆接、焊接和黏接
11—5 过盈联接
第12章 轴
12—1 轴的功用和分类
12—2 轴的材料
12—3 轴的结构设计
12—4 轴的强度计算
12—5 轴的刚度计算
12—6 轴的振动及振动稳定性的概念
第13章 滑动轴承
13—1 概述
13—2 滑动轴承的结构形式
13—3 轴瓦(轴套)结构和轴承材料
13—4 滑动轴承的润滑
13—5 混合摩擦滑动轴承计算
13—6 液体动压润滑的形成及其基本方程
13—7 液体动压向心滑动轴承的计算
13—8 其他滑动轴承简介
第14章 滚动轴承
14—1 滚动轴承的构造、类型及代号
14—2 滚动轴承的失效形式和承载能力计算
14—3 滚动轴承的组合设计
14—4 滚动轴承和滑动轴承的比较及其选择
第15章 联轴器、离合器和制动器
15—1 联轴器
15—2 离合器
15—3 制动器
第16章 弹簧、机架和导轨
16—1 弹簧
16—2 机架
16—3 导轨
第17章 机器的运转及其速度波动的调节
17—1 概述
17—2 机械系统的等效动力学模型
17—3 机械系统的运动方程及其求解
17—4 周期性速度波动及其调节
17—5 飞轮设计
17—6 飞轮设计的实例及讨论
17—7 非周期性的速度波动
第18章 机械的平衡
18—1 概述
18—2 转子的平衡
18—3 机架上的平衡
第19章 机械系统总体方案设计与分析综述
19—1 机械系统的组成及其总体方案设计
19—2 机构选型及组合
19—3 执行系统方案设计
19—4 动力系统原动机的选用
19—5 传动系统方案设计
19—6 操纵与控制系统简介
19—7 机械系统设计方案评价
19—8 机械系统方案设计与分析举例
第20章 机械的发展与创新设计
20—1 机械发展与创新概述
20一2 机械创新设计综述
20—3 创新思维、创新原理与创新技法
20—4 功能原理创新
20—5 机构创新
20—6 机械结构的改进与创新
20—7 机械现代设计与机电一体化
思考题与习题
主要参考书目
这本书最让我惊艳的地方在于其对机械机构运动学和动力学分析的深入剖析。作者在讲解机构自由度、速度瞬心法、加速度分析等方面,运用了大量的图示和数学推导,使得抽象的概念变得可视化,也让复杂的计算过程变得易于理解。我特别喜欢其中关于曲柄滑块机构、齿轮机构等典型机构的运动分析,作者通过逐步分解,演示了如何计算机构中各构件的速度和加速度,并指出了可能存在的干涉和碰撞问题。这对于设计出平稳、高效的机械系统至关重要。此外,书中关于振动分析的章节也给了我很大的启发。作者从最基本的单自由度系统出发,逐步引入多自由度系统和阻尼振动的概念,并给出了求解振动方程的方法。这对于理解机械设备的共振现象以及如何采取减振措施,具有重要的指导意义。我尝试着按照书中的方法,对一个简单的机械臂进行了运动学和动力学仿真分析,结果与书中的理论分析高度吻合,这极大地增强了我对所学知识的信心。这本书的讲解风格非常严谨,逻辑性强,但又不失生动性,大量的图表和案例贯穿其中,让原本枯燥的理论知识变得鲜活起来,也让我对机械设计这门学科产生了更浓厚的兴趣。
评分这本书的内容非常丰富,涵盖了从基础理论到前沿技术的方方面面。作者在讲解机械传动时,对于各种传动方式的原理、特点、优缺点以及应用场合都进行了详细的介绍。我特别欣赏书中关于蜗杆蜗轮传动和行星齿轮传动的章节,这些内容在实际工程中具有重要的应用价值,但往往也比较复杂。作者通过清晰的图示和严谨的推导,将这些复杂的概念变得易于理解。此外,书中还对液压传动和气压传动进行了详细的介绍,这让我对动力传输的不同方式有了更全面的认识。我从中学习到了如何根据不同的功率需求、传动精度以及工作环境,选择最合适的传动方案。书中还对机械系统的可靠性设计和故障诊断进行了介绍,这对于提高机械设备的稳定性和延长其使用寿命具有重要的指导意义。总而言之,这本书是一本非常全面、深入的机械设计教材,对于机械工程专业的学生和工程师来说,都具有极高的参考价值。
评分作为一名即将步入工程实践的学生,这本《高等院校机械工程系列教材:机械设计》无疑是我的“救星”。书中对于零件设计的讲解,从最基础的轴承、齿轮到复杂的传动装置,都力求全面和深入。我尤其欣赏作者在讲解齿轮设计时,不仅仅停留在齿轮的几何参数和强度计算,还扩展到了齿轮的失效形式、材料选择、润滑以及精度等级的考虑,这些都是在实际工程中不可或缺的知识。我曾尝试着利用书中提供的图表和公式,设计一个简单的减速器,整个过程都得到了书中的详细指导,从选择齿轮类型、计算传动比,到进行强度和刚度校核,再到考虑润滑和密封,每一步都清晰明了。书中还特别强调了标准化和系列化的重要性,这对于提高设计效率和降低制造成本具有重要的现实意义。我从中学习到了如何查找和使用各种标准件,如何进行组件化设计,以及如何考虑可制造性和可维修性。这本书的语言风格非常务实,侧重于解决实际工程问题,并鼓励读者运用所学知识进行创新设计。我相信,在今后的工作学习中,这本书将成为我不可或缺的参考手册。
评分我必须承认,在阅读这本书之前,我对机械设计的一些概念理解得比较模糊。但随着阅读的深入,我逐渐对其有了清晰的认识。书中在介绍各种机构时,不仅给出了其结构和运动原理,还对其优缺点、适用范围以及常见的改进方案进行了详细的阐述。我尤其喜欢书中关于机器人手臂设计的章节,作者从机械臂的自由度、末端执行器的选择,到驱动方式、传感器配置,都进行了深入的讲解,并且列举了多个实际的机器人设计案例。这让我对机器人设计这一个复杂而又充满吸引力的领域有了初步的了解。此外,书中对于人机工程学的考虑也给我留下了深刻的印象。作者强调了在设计过程中要充分考虑操作人员的舒适性、安全性以及效率,并给出了一些具体的设计指南和原则。这让我认识到,一个好的机械设计不仅仅是技术上的完美,更需要人文关怀的融入。这本书让我受益匪浅,不仅学到了机械设计的理论知识,更培养了我从多角度、多层面思考问题的能力。
评分这本书对我而言,更像是一次深入机械设计殿堂的探索之旅。作者在材料力学的章节中,对于各种应力状态的讲解,从单一应力到复合应力,再到应力集中和疲劳分析,都做到了细致入微。我尤其对其中关于许用应力法和安全系数法的对比分析印象深刻,它清晰地阐述了两种设计方法的适用场景和优缺点,这在工程实践中是需要反复权衡的关键点。当我读到关于联结件的章节时,关于各种连接形式的强度计算和可靠性分析,作者的阐述是极其严谨的。以螺纹联接为例,不仅讲解了螺纹的几何参数、强度计算,还深入探讨了预紧力对连接可靠性的影响,以及防松措施的设计。这本书中的例题设计非常贴合实际工程,涵盖了从简单零件到复杂组件的设计流程,每一道例题的解答都详尽而清晰,包含了完整的计算过程、图纸绘制要点以及设计说明,这让我能够真正理解理论知识如何转化为实际的工程设计。书末的附录部分,更是提供了许多国家标准和行业规范的参考,这对于希望在实际工作中运用所学知识的读者来说,无疑是一份宝贵的资源。我从中学习到了如何根据不同的载荷条件、工作环境以及经济性要求,选择最合适的材料和设计方案,这种系统性的思维训练,是任何一本零散的资料都无法比拟的。
评分这本书给我最大的感受是其内容的系统性和深度。作者在讲解每一个知识点时,都力求追根溯源,并将其置于整个机械设计体系中进行阐释。例如,在谈到润滑与密封时,作者并没有孤立地讲解各种润滑剂和密封件的类型,而是从摩擦、磨损、流体动力学等基础理论出发,解释了它们在机械系统中的作用和重要性,并详细介绍了不同工况下润滑和密封方案的选择原则。这让我对机械设计的理解不再停留在“零件”层面,而是上升到了“系统”的维度。书中对于弹性力学和塑性力学的引入,也为理解材料的变形和破坏提供了更深层次的理论支持。我特别喜欢书中关于疲劳强度和断裂韧性的讲解,这对于设计承受交变载荷的机械部件至关重要。通过书中提供的案例分析,我学会了如何评估零件在长期服役过程中的可靠性,以及如何采取措施来延长其使用寿命。此外,书中还对机械系统的可靠性设计和寿命预测进行了介绍,这使得这本书不仅仅是一本关于“如何设计”的教材,更是一本关于“如何设计得更好、更可靠”的指南。
评分拿到这本《高等院校机械工程系列教材:机械设计》时,我首先被它厚实的封面和沉甸甸的重量所吸引。翻开目录,密密麻麻的章节标题立刻展现出其内容的广博与系统性。从基础的机械零件设计,如螺纹、键、销、齿轮、轴等,到更复杂的机构运动学与动力学分析,再到最后的机械系统集成与优化,这本书几乎涵盖了机械设计领域的方方面面。在阅读过程中,我尤其欣赏作者在讲解每个概念时所采用的循序渐进的逻辑。例如,在介绍轴的设计时,作者并没有直接抛出复杂的计算公式,而是先从轴的受力情况、失效模式入手,然后逐步引入应力分析、强度计算、刚度计算,最后才给出具体的例题和设计步骤。这种由浅入深、层层递进的讲解方式,使得即使是初学者也能较好地理解并掌握相关的知识。书中的插图和表格也十分精美,不仅直观地展示了机械零件的构造和工作原理,还提供了大量实用的数据和规范,大大提高了学习效率。我特别喜欢其中关于材料选择和热处理章节的讲解,它不仅列举了各种常用工程材料的性能特点,还详细阐述了不同热处理工艺对材料性能的影响,这对于实际工程设计至关重要。总而言之,这本书无疑是一本非常扎实的机械设计入门和进阶教材,为我后续深入学习和实际应用打下了坚实的基础。
评分这本书的章节安排十分合理,逻辑清晰,循序渐进。作者在讲解每个知识点时,都力求做到通俗易懂,并辅以大量的插图和实例。我尤其喜欢书中关于轴承选型和安装的章节。作者详细介绍了各种类型轴承的结构、工作原理、性能特点以及适用范围,并给出了详细的选型计算方法和安装注意事项。这对于保证机械设备的正常运行和延长其使用寿命至关重要。此外,书中还对弹簧的设计进行了详细的讲解,包括各种弹簧的类型、受力特点、设计计算方法以及材料选择等。我从中学习到了如何根据不同的载荷和变形要求,设计出合适的弹簧。这本书的语言风格非常严谨,但又不失生动性,大量的图表和案例贯穿其中,让原本枯燥的理论知识变得鲜活起来,也让我对机械设计这门学科产生了更浓厚的兴趣。
评分这本书的特色在于它将理论知识与实践应用紧密结合。作者在讲解每一个概念时,都会配以大量的工程实例,这些实例来源于实际生产和科研项目,具有很强的代表性。我尤其对书中关于有限元分析在机械设计中的应用的章节印象深刻。作者并没有深究复杂的有限元理论,而是侧重于介绍有限元分析的基本流程、常用软件的使用方法以及结果的判读技巧。通过书中的示例,我学会了如何利用有限元软件对零件进行应力、应变和变形的分析,并根据分析结果优化设计方案。这极大地提高了设计的效率和精度。此外,书中还强调了计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)在现代机械设计中的作用,并提供了一些关于如何利用这些工具进行参数化设计、模态分析和工艺规划的指导。这让我认识到,在当今科技飞速发展的时代,掌握先进的设计工具是机械工程师必备的技能。这本书就像一位经验丰富的导师,不仅传授我知识,更教会我如何将知识应用于解决实际问题。
评分这本书最大的亮点在于其前瞻性和实用性。作者在讲解机械设计的基础知识的同时,还关注了最新的技术发展和行业趋势。例如,在介绍材料科学时,书中就引入了先进复合材料、智能材料等内容,并对其在机械设计中的应用前景进行了展望。在讲解自动化和智能化时,书中就提到了物联网、大数据、人工智能等技术在机械设计中的应用,并给出了相关的案例分析。这让我认识到,机械设计不再是传统的“制造”,而是与信息技术、人工智能等领域深度融合的交叉学科。这本书不仅为我打下了坚实的机械设计基础,更让我对未来的发展方向有了清晰的认识。我从中学习到了如何运用最新的技术和理念来解决实际工程问题,并不断进行创新和突破。这本书的价值不仅仅体现在其知识的深度和广度,更在于其能够激发读者的学习兴趣和创新思维,为培养新一代的机械工程师提供了有力的支撑。
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