机械设计（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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机械设计由物理、微积分、工程数学、材料科学、机械制造学、机构学、工程力学、流体力学、热传学…等等许多基础学科组合而成，是机械工程领域中的一门核心课程。借由学习机械设计，读者可以更深刻的体会以往所学的各门基础学科的真正意义与应用，更能进一步结合理论与实务工程问题。

　　机械设计之相关书籍相当多，然而大部分皆过于讲究理论，容易让数理程度较弱的读者学习起来十分吃力，产生缺乏学习兴趣的现象，进而失去机械设计之实务性与变化性所衍生之乐趣。

　　本书为作者群及编修者依多年教学经验编写、修订，避免艰涩、繁杂的论述，增加工程实例，对于技职体系大专院校【机械设计】课程是一本好教易学的教科书。

　　本书各章习题均可在熟练例题后自行演练，不提供解答。自学读者选购前请留意，出版社与销售单位均无法提供习题解答。
 

科技前沿与工程实践：现代机械系统设计与优化 本书聚焦于当前机械工程领域最前沿的研究成果与最具实践价值的工程方法，旨在为读者提供一套系统、深入、面向未来挑战的机械系统设计与优化理论框架和实用工具箱。 本书内容横跨材料科学、先进制造、智能控制以及系统可靠性工程等多个交叉学科，全面涵盖了从概念设计到实际运行的全生命周期管理。 --- 第一部分：新材料与结构设计的新范式 本部分深入探讨了在极端工况和轻量化需求下，新型功能材料在机械结构中的应用与挑战。 第一章：高性能复合材料在动态载荷下的行为分析 本章详细介绍了碳纤维增强复合材料（CFRP）、金属基复合材料（MMC）以及陶瓷基复合材料（CMC）的微观结构、宏观力学性能及失效模式。重点分析了层合板的铺层设计对刚度、强度和抗疲劳性能的影响。通过有限元分析（FEA）软件的案例演示，阐述了如何精确模拟冲击载荷下复合材料的基体开裂、纤维拔出及分层现象，并提出了损伤容限设计（Damage Tolerance Design） 的评估流程。此外，探讨了增材制造（AM）技术在复杂几何形状复合结构件一体化成型中的潜力与局限性。 第二章：拓扑优化驱动的结构减重与性能提升 本章系统梳理了经典拓扑优化理论（如密度法、水平集法）的数学基础和数值实现。超越传统的应力约束，本章重点讲解了如何将多物理场耦合（热-力-电磁）引入拓扑优化目标函数。具体内容包括：基于生物启发算法（如分形优化）的空间结构设计、考虑制造约束（如最小壁厚、拔模斜度）的拓扑优化后处理技术，以及如何利用高精度3D打印技术实现优化结果的快速原型制造与验证。 第三章：智能表面工程与极端环境适应性 本章聚焦于提高机械零部件表面功能性以应对苛刻工况。深入分析了超滑材料涂层（如类金刚石DLC膜）的摩擦学机理，以及如何通过激光熔覆技术在基材表面构建梯度功能结构。探讨了在超低温（深空、极地）和超高温（燃气轮机、核反应堆）环境下，特种合金和热障涂层（TBCs）的服役性能、氧化腐蚀机制及寿命预测模型。 --- 第二部分：先进制造工艺与数字化集成 本部分着眼于工业4.0背景下，先进制造技术如何重塑机械产品的设计与生产流程。 第四章：增材制造中的残余应力控制与后处理技术 增材制造（特别是金属选区激光熔化SLM和电子束熔化EBM）在复杂零件制造中的应用日益广泛，但残余应力是制约其可靠性的关键因素。本章详细剖析了熔池的快速凝固过程与热梯度如何导致残余应力的产生和分布。内容涵盖：基于过程参数的应力预测模型、原位监测技术（如原位热成像与声发射）的应用，以及针对高精度零部件的热等静压（HIP） 和激光冲击强化（LSP） 等后处理工艺的优化策略。 第五章：精密成形技术与微纳尺度制造 本章讨论了模具设计与成形过程的耦合优化。针对精密冲压和冷/热锻，引入了基于材料本构模型的正向/反向工程，以确保最终产品的尺寸精度和微观组织均匀性。在微纳尺度方面，详细介绍了微电铸（LIGA） 和光刻技术在制造微机电系统（MEMS）组件中的应用，并探讨了表面粗糙度和润滑界面在微尺度摩擦学中的影响。 第六章：数字孪生与制造过程的实时优化 本章阐述了如何构建机械系统的数字孪生（Digital Twin） 模型，该模型不仅包括几何和物理模型，还集成了实时传感器数据和历史运行数据。重点介绍了基于贝叶斯更新的预测性维护算法，如何通过孪生体模拟不同操作情景（如负载波动、环境变化），实时调整生产设备的运行参数（如焊接电流、机床进给速度），以确保产品质量的一致性和生产效率的最大化。 --- 第三部分：系统动力学、控制与可靠性工程 本部分深入机械系统的动态行为分析、智能化控制策略以及全生命周期的可靠性保障。 第七章：非线性振动控制与主动降噪技术 本章超越了传统的线性系统建模，着重于复杂机械系统（如高速转子、柔性机械臂）的非线性动力学分析。内容包括： बलों夫-陈/霍夫曼（Bloch-Chetaev）稳定性判据在复杂系统中的应用、周期性激励下的共振现象分析。在控制方面，详细介绍了摩擦阻尼器、磁悬浮轴承等主动/半主动装置的应用，并探讨了随机共振效应在特定传感器设计中的利用。 第八章：复杂机构的运动学与灵巧操作 本章探讨了高自由度并联机构、柔顺机构以及软体机器人的运动学建模与控制。重点关注基于闭环反求的运动规划，如何有效避免奇异点并优化轨迹的平滑性。对于柔顺机构，分析了其在非线性柔顺性下的力反馈控制策略，并介绍了基于形状记忆合金（SMA）或电活性聚合物（EAP） 的驱动系统设计。 第九章：基于概率模型的机械系统可靠性评估 本章采用现代可靠性工程方法，评估复杂机械系统的寿命。内容涵盖：Weibull分布的参数估计与寿命预测、FMEA/FMECA（失效模式与影响/后果分析）的定量化扩展。核心内容是可靠性-冗余设计的优化问题，引入马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法，对多状态、多失效模式的系统进行高精度、高置信度的剩余寿命预测，为资产管理提供决策支持。 --- 第四部分：人机交互与工程伦理 本部分关注机械系统在实际使用环境中，如何实现安全、高效的人机协作以及面向可持续发展的工程设计。 第十章：人机工程学在工作站设计中的应用 本章将传统的人体测量学与现代认知负荷理论相结合。详细分析了工作负荷评估（如NASA-TLX量表） 在操作界面设计中的应用，确保复杂机械设备的操作界面符合人类的感知和反应规律。探讨了可穿戴设备（如外骨骼、增强现实头盔） 如何集成到维护和操作流程中，以提升人机协作的效率与安全性。 第十一章：面向可持续性的绿色机械设计 本章倡导全生命周期视角下的环境友好型设计。内容包括：材料选择的LCA（生命周期评估）方法，如何量化材料提取、制造、使用和报废回收过程中的能耗与环境影响。重点讲解了易拆解性（Design for Disassembly, DfD） 和材料可回收性指标在早期概念设计阶段的权重分配，并展示了如何通过优化传动链效率来降低设备运行阶段的能耗。 --- 本书适合对象： 机械工程、材料科学、航空航天工程等相关专业的高年级本科生及研究生。 从事高端装备设计、先进制造工艺开发、系统集成与可靠性分析的工程师及研究人员。 希望了解未来机械技术发展趋势的工程技术人员。 本书强调理论深度与工程实践的紧密结合，大量案例分析均来源于最新的行业应用和前沿研究项目，力求为读者构建一个全面、动态的现代机械设计知识体系。

Chapter 01　绪论
1-1　机械
1-2　功、能与效率
1-3　设计的意义与步骤
1-4　设计的考虑因素
1-5　法规与标准
1-6　单位系统
1-7　功率
1-8　量之精确度与取舍
1-9　尺寸之定义和标准

Chapter 02　应力与应变分析
2-1　正交应力
2-2　正交剪应力
2-3　扭转剪应力
2-4　弯曲应力
2-5　垂直应剪力
2-6　平面应力
2-7　三轴向应力
2-8　弹性变形时之应变
2-9　圆筒的应力
2-10　压入与收缩配合
2-11　承受弯曲力矩之弯曲元件
2-12　热应力与应变

Chapter 03　挠度与刚性
3-1　弹簧率
3-2　简单负荷构件之挠度计算
3-3　樑的挠度
3-4　应变能
3-5　卡式定理及其运用
3-6　柱之设计

Chapter 04　材料规格及选用
4-1　机械元件之材料及规格之表示法
4-2　材料选用之原则

Chapter 05　静强度设计
5-1　静强度、静负荷及安全因数
5-2　复合应力破坏理论
5-3　延性材料与脆性材料的破坏
5-4　应力集中与静负荷
5-5　破坏力学简介
5-6　应力腐蚀

Chapter 06　疲劳强度设计
6-1　高循环疲劳与S-N图
6-2　耐久限的修正因数
6-3　变动应力下的疲劳强度
6-4　扭转疲劳强度
6-5　合併负荷所造成之疲劳破坏
6-6　疲劳负荷的有限寿命
6-7　累积疲劳损伤
6-8　表面强度
　
Chapter 07　轴
7-1　概述
7-2　仅承受弯曲负荷的轴
7-3　仅承受扭转负荷的轴
7-4　同时承受弯曲及扭转负荷的轴
7-5　轴之疲劳负荷
7-6　轴之临界速率
7-7　轴设计原则

Chapter 08　螺纹、扣件及连接元件设计
8-1　螺纹种类
8-2　螺纹的构造和功能
8-3　螺旋的定义与标准
8-4　螺旋之力学
8-5　螺钉及螺帽之种类及用途
8-6　扣件之种类、规格、用途

Chapter 09　永久性的接合－熔接与铆接
9-1　熔接
9-2　熔接符号
9-3　对接与填角熔接－承受对称负荷
9-4　偏心负荷
9-5　熔接接头的强度
9-6　变动负荷的设计
9-7　铆接
9-8　受偏心负荷之铆接
　　
Chapter 10　弹簧
10-1　弹簧的用途与分类
10-2　负荷－挠度的关系与能量的储存
10-3　螺旋弹簧之应力与挠度
10-4　压缩弹簧
10-5　拉伸弹簧
10-6　弹簧材料
10-7　螺旋弹簧的设计
10-8　变动负荷时之设计
10-9　扭转弹簧
10-10　叶片弹簧

Chapter 11　滚动轴承
11-1　滚动轴承类型
11-2　滚动轴承的标称号码
11-3　滚动轴承的承载能力和寿命
11-4　滚动轴承的润滑与密封
11-5　滚动轴承的安装
11-6　手册及型号的选用

Chapter 12　润滑与滑动轴承
12-1　润滑与滑动轴承
12-2　润滑油
12-3　润滑油供油方式
12-4　流体动压润滑原理
12-5　流体动压润滑轴承的设计
12-6　滑动轴承的热平衡
12-7　滑动轴承的构造
12-8　轴承材料
12-9　轴承参数的选择
12-10　边界润滑轴承的设计
12-11　流体静压润滑轴承简介

Chapter 13　正齿轮
13-1　齿轮之分类
13-2　齿形曲线
13-3　渐开线齿形啮合的性质
13-4　齿轮的术语
13-5　接触比
13-6　轮齿的干涉
13-7　标准齿轮制
13-8　齿轮系之速率比
13-9　齿轮的破坏模式
13-10　正齿轮作用力的分析
13-11　轮齿之应力－Lewis方程式的应用
13-12　齿轮齿面之表面耐久性
13-13　齿轮材料

Chapter 14　联结器、离合器与剎车
14-1　概述
14-2　刚性联结器
14-3　挠性联结器
14-4　联结器的选用
14-5　离合器的作用
14-6　啮合离合器
14-7　摩擦式离合器
14-8　其他离合器简介
14-9　剎车的作用
14-10　闸块剎车
14-11　带状剎车
14-12　内张式剎车
14-13　卡钳圆盘剎车
14-14　热量的生成

附录
附录A　截面之几何性质
附录B　固体之几何性质
附录C　理论应力集中因数Kt
附录D　参考数据表格
 

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，嗯，有点朴实无华，但又透露着一种扎实的专业感。我一直觉得，一本好的教科书，它的外观就应该传递出“靠谱”二字，而《机械设计（第二版）》恰好做到了这一点。翻开书页，纸张的质感也挺不错的，不是那种廉价的滑溜溜的纸，摸起来有种温润的触感，这对需要长时间阅读的学生来说，是很重要的考量。字体的大小、行距的疏密都恰到好处，不会让人觉得压抑，也不会觉得空泛。我尤其欣赏的是，书中的插图和图表，清晰度极高，而且标注得非常详细，每一个细节都照顾到了，像是工程师在手把手地教你一样。我记得我还在读大学的时候，拿到一本设计类的书，如果里面的图画得模糊不清，那简直是噩梦，恨不得自己拿尺子一点点地勾勒出来。这本《机械设计（第二版）》就完全避免了这种困扰，我甚至觉得，有时候光是看图，就能领悟不少东西。而且，它并没有为了追求花哨而添加一些与内容无关的装饰，一切都围绕着“清晰传达知识”这个核心，这一点在我看来，是专业书籍应有的态度。我作为一个过来人，深知一本好书能够让你事半功倍，节省下无数摸索的时间，而这本书，从外观到内涵，都让我感觉，它是一个值得信赖的伙伴，能够陪伴我度过枯燥但又充实的学习过程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排，我觉得非常符合学习的逻辑性。它不是那种跳跃式的讲解，而是循序渐进，层层递进。从最基础的概念讲起，然后逐步深入到更复杂的理论和设计方法。我记得我在学习一些连续的章节时，感觉就像在爬楼梯，每一步都踏实稳健，很容易就能到达新的高度。它不会让你感到突兀，也不会让你在某个环节突然卡住。而且，它在章节之间的衔接上也做得非常自然，一个章节的内容往往是下一个章节的基础，这样就形成了一个完整的知识体系。我尤其喜欢它在引入新的主题之前，会先回顾一下相关的旧知识，让你能够温故而知新，更好地理解新内容。这种结构化的学习方式，对于我这种需要系统性学习知识的人来说，是至关重要的。它让我在学习过程中，始终能够保持清晰的思路，不至于迷失在海量的信息中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度，我感觉把握得恰到好处。它不像某些过于简略的教材，只蜻蜓点水般地带过一些基础概念，也没有像某些过于深入的书籍那样，让读者望而却步，仿佛置身于一个庞大而复杂的知识迷宫。 《机械设计（第二版）》在内容的取舍上，做得非常平衡。它既涵盖了机械设计中最核心、最基础的原理和方法，又在一些关键领域进行了深入的探讨。我尤其欣赏的是，它在讲解某个设计原则或计算方法时，会提供清晰的推导过程，让你理解其背后的逻辑，而不是简单地告诉你一个公式。这种“授人以渔”的教学方式，让我受益匪浅。我记得我在学习一些受力分析和材料力学相关的章节时，书中的讲解就非常到位，既有理论的高度，又有实际应用的指导。而且，它在讨论一些经典的设计问题时，也会给出不同的解决方案以及各自的优缺点，让我能够从更宏观的角度去理解机械设计的复杂性和多样性。这种深度，既能够满足专业学习的需求，又不至于让普通读者感到 overwhelming。

评分☆☆☆☆☆

这本书在图表和公式的应用上，我感觉处理得非常到位。机械设计本身就是一个非常依赖图形和数学的学科，而《机械设计（第二版）》在这方面做得相当专业。 我觉得，好的图表不仅仅是把文字内容图形化，更重要的是它能够帮助读者更直观地理解抽象的概念。这本书中的图表，清晰、准确，而且设计得非常合理，每一个标注都恰到好处，不会让你产生歧义。而且，在公式的运用上，它也做得非常严谨，每一个公式的出现都会伴随着清晰的推导过程和变量的定义。我特别喜欢它在讲解一些关键公式时，会附带一个小的例题，让你能够立刻将公式应用到实际问题中去，加深理解。有些教科书，公式出现得莫名其妙，让你摸不着头脑，但这本书不是这样，它会让你明白，每一个公式是如何从基本原理推导出来的，以及在什么情况下可以使用。这种严谨的科学态度，让我在学习过程中，充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书在知识点的拓展性方面，也做得相当不错。它不仅仅停留在书本知识的表面，还会时不时地引导读者去思考更深层次的问题，或者提及相关的拓展阅读。 我记得在讲解某个计算方法时，书中就提到了它的局限性，并且建议读者可以去查阅更专业的文献来了解更全面的解决方案。这种“抛砖引玉”的方式，非常有助于培养读者的自主学习能力和探索精神。我喜欢这样的书籍，它不会把你当成一个被动的接受者，而是鼓励你去主动地探索和发现。它就像一位经验丰富的向导，在你指出一条主要道路的同时，也会告诉你一些隐藏的小径，让你有机会发现更精彩的风景。这种拓展性的设计，让我在学习的过程中，不仅仅是为了应付考试，更是为了真正地理解和掌握机械设计的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例分析部分，是我非常看重的一个亮点。很多理论知识，如果脱离了实际应用，就会显得空洞乏味。但《机械设计（第二版）》在这方面做得非常出色，它提供了大量真实世界的案例，来阐释书中的理论和方法。我印象深刻的是，在讲解某个零件的设计时，书中就列举了两种不同的设计方案，然后详细分析了它们的受力情况、加工工艺以及经济性，最后得出了一个最优的结论。这种分析方式，让我能够清晰地看到，理论知识是如何转化为实际工程应用的，以及在实际设计中需要考虑的各种因素。我常常会花很多时间去研究这些案例，因为它们就像一个个鲜活的“手术刀”，帮助我剖析复杂的工程问题。通过这些案例，我不仅学会了书本上的知识，更重要的是，我学会了如何去思考，如何去分析，如何去解决工程实践中遇到的各种挑战。这种实操性的指导，对于一个想要成为合格工程师的人来说，是弥足珍贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的更新和修订，从“第二版”这个标记上就可以看出，它不是一本陈旧的书籍。 很多工程技术领域，发展非常迅速，如果一本教科书长期不更新，就很容易变得过时。《机械设计（第二版）》能够推陈出新，说明它紧跟时代发展的步伐，融入了最新的技术和理念。我虽然还没有深入研究每一项改动，但从书本的整体风格和提及的一些新材料、新工艺来看，它确实在努力地将最新的科技进展体现在教学内容中。这对于我们这些希望学习最新知识的读者来说，是非常重要的。我曾经也买过一些老版本的书，虽然基础原理还在，但很多实际应用已经发生了很大的变化。而一本及时更新的书籍，能够让你站在巨人的肩膀上，学习到更前沿的知识，避免走弯路。所以，“第二版”这个标签，对我来说，就是一个重要的品质保证。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，一本好的工程技术书籍，它的语言风格是至关重要的。《机械设计（第二版）》在这方面做得非常出色。它所使用的语言，既专业又不失严谨，同时又非常易于理解。我不是那种对每一个字都抠到极致的读者，我更看重的是能否通过文字，准确地把握作者想要传达的知识和思想。这本书的作者，似乎非常懂得如何用最恰当的词语来描述复杂的工程问题。他们避免了那些过于晦涩难懂的专业术语，或者说，即使使用了，也会在上下文中有非常清晰的解释。我记得我在阅读某些章节的时候，感觉就像在听一位经验丰富的工程师在娓娓道来，他会从原理讲到应用，从理论讲到实践，让你在学习的过程中，不仅知其然，更能知其所以然。它不会让你觉得是在啃一本枯燥的字典，而是仿佛在与一位良师益友对话，一起探索机械设计的奥秘。这种亲切又专业的语言风格，让我能够全身心地投入到学习中，而不是被语言本身所困扰。这一点，对于初学者来说尤为重要，它能够有效地降低学习门槛，激发学习兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版方式，我不得不说，真的很用心。很多教科书，你拿到手的时候，常常是一团乱麻，知识点堆积在一起，让人无从下手。但《机械设计（第二版）》不一样，它非常有条理。每一章的开篇，都会有一个清晰的目录，让你知道这一章要讲什么。然后，它会把知识点拆分成一个个小节，每个小节都有一个明确的标题，让你知道正在学习的具体内容。更棒的是，它在讲解概念的时候，不是那种干巴巴的文字堆砌，而是穿插着大量的例子和图示。我特别喜欢它在讲解一些复杂概念时，会用一些生动的类比，就像老师在课堂上讲课一样，瞬间就把抽象的概念具象化了。举个例子，我在学习某个连接件的设计时，书中就用了一个非常形象的比喻，让我一下子就理解了它受力的方式以及为什么需要特定的设计。这种“润物细无声”的教学方式，比那些长篇大论的理论阐述要有效得多。而且，它还会在每个章节的结尾，给出一些小结，帮你回顾一下本章的重点，这对于巩固记忆非常有帮助。我常常会在复习的时候，直接跳到章节结尾的小结部分，快速地浏览一下，就能把整章的知识点串联起来。这种设计，真的非常体贴，充分考虑到了读者在学习过程中的各种需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值，对我来说是最直接的感受。我购买一本关于机械设计的书，最终的目的还是在于它能够帮助我在实际工作中解决问题。 《机械设计（第二版）》在这方面，做得非常实在。书中所讲解的原理、方法和计算，都紧密结合实际工程应用。我曾经在遇到某个设计难题时，会翻阅这本书，然后发现书中恰好有相关的案例或讲解，能够为我提供思路和参考。这种“用得上”的书籍，才是真正的好书。它不是那种只会纸上谈兵的书，而是能够让你在面对实际工程挑战时，有据可依，有章可循。我甚至觉得，对于一些年轻的设计工程师来说，这本书就像一本“秘籍”，能够帮助他们快速地成长。它所包含的知识，都是经过时间和实践检验的，非常可靠。拥有这样一本实用性强的参考书，对我来说，是一种安心，也是一种强大的助力。