機械設計（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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機械設計由物理、微積分、工程數學、材料科學、機械製造學、機構學、工程力學、流體力學、熱傳學…等等許多基礎學科組閤而成，是機械工程領域中的一門核心課程。藉由學習機械設計，讀者可以更深刻的體會以往所學的各門基礎學科的真正意義與應用，更能進一步結閤理論與實務工程問題。

　　機械設計之相關書籍相當多，然而大部分皆過於講究理論，容易讓數理程度較弱的讀者學習起來十分吃力，産生缺乏學習興趣的現象，進而失去機械設計之實務性與變化性所衍生之樂趣。

　　本書為作者群及編修者依多年教學經驗編寫、修訂，避免艱澀、繁雜的論述，增加工程實例，對於技職體係大專院校【機械設計】課程是一本好教易學的教科書。

　　本書各章習題均可在熟練例題後自行演練，不提供解答。自學讀者選購前請留意，齣版社與銷售單位均無法提供習題解答。
 

科技前沿與工程實踐：現代機械係統設計與優化 本書聚焦於當前機械工程領域最前沿的研究成果與最具實踐價值的工程方法，旨在為讀者提供一套係統、深入、麵嚮未來挑戰的機械係統設計與優化理論框架和實用工具箱。 本書內容橫跨材料科學、先進製造、智能控製以及係統可靠性工程等多個交叉學科，全麵涵蓋瞭從概念設計到實際運行的全生命周期管理。 --- 第一部分：新材料與結構設計的新範式 本部分深入探討瞭在極端工況和輕量化需求下，新型功能材料在機械結構中的應用與挑戰。 第一章：高性能復閤材料在動態載荷下的行為分析 本章詳細介紹瞭碳縴維增強復閤材料（CFRP）、金屬基復閤材料（MMC）以及陶瓷基復閤材料（CMC）的微觀結構、宏觀力學性能及失效模式。重點分析瞭層閤闆的鋪層設計對剛度、強度和抗疲勞性能的影響。通過有限元分析（FEA）軟件的案例演示，闡述瞭如何精確模擬衝擊載荷下復閤材料的基體開裂、縴維拔齣及分層現象，並提齣瞭損傷容限設計（Damage Tolerance Design） 的評估流程。此外，探討瞭增材製造（AM）技術在復雜幾何形狀復閤結構件一體化成型中的潛力與局限性。 第二章：拓撲優化驅動的結構減重與性能提升 本章係統梳理瞭經典拓撲優化理論（如密度法、水平集法）的數學基礎和數值實現。超越傳統的應力約束，本章重點講解瞭如何將多物理場耦閤（熱-力-電磁）引入拓撲優化目標函數。具體內容包括：基於生物啓發算法（如分形優化）的空間結構設計、考慮製造約束（如最小壁厚、拔模斜度）的拓撲優化後處理技術，以及如何利用高精度3D打印技術實現優化結果的快速原型製造與驗證。 第三章：智能錶麵工程與極端環境適應性 本章聚焦於提高機械零部件錶麵功能性以應對苛刻工況。深入分析瞭超滑材料塗層（如類金剛石DLC膜）的摩擦學機理，以及如何通過激光熔覆技術在基材錶麵構建梯度功能結構。探討瞭在超低溫（深空、極地）和超高溫（燃氣輪機、核反應堆）環境下，特種閤金和熱障塗層（TBCs）的服役性能、氧化腐蝕機製及壽命預測模型。 --- 第二部分：先進製造工藝與數字化集成 本部分著眼於工業4.0背景下，先進製造技術如何重塑機械産品的設計與生産流程。 第四章：增材製造中的殘餘應力控製與後處理技術 增材製造（特彆是金屬選區激光熔化SLM和電子束熔化EBM）在復雜零件製造中的應用日益廣泛，但殘餘應力是製約其可靠性的關鍵因素。本章詳細剖析瞭熔池的快速凝固過程與熱梯度如何導緻殘餘應力的産生和分布。內容涵蓋：基於過程參數的應力預測模型、原位監測技術（如原位熱成像與聲發射）的應用，以及針對高精度零部件的熱等靜壓（HIP） 和激光衝擊強化（LSP） 等後處理工藝的優化策略。 第五章：精密成形技術與微納尺度製造 本章討論瞭模具設計與成形過程的耦閤優化。針對精密衝壓和冷/熱鍛，引入瞭基於材料本構模型的正嚮/反嚮工程，以確保最終産品的尺寸精度和微觀組織均勻性。在微納尺度方麵，詳細介紹瞭微電鑄（LIGA） 和光刻技術在製造微機電係統（MEMS）組件中的應用，並探討瞭錶麵粗糙度和潤滑界麵在微尺度摩擦學中的影響。 第六章：數字孿生與製造過程的實時優化 本章闡述瞭如何構建機械係統的數字孿生（Digital Twin） 模型，該模型不僅包括幾何和物理模型，還集成瞭實時傳感器數據和曆史運行數據。重點介紹瞭基於貝葉斯更新的預測性維護算法，如何通過孿生體模擬不同操作情景（如負載波動、環境變化），實時調整生産設備的運行參數（如焊接電流、機床進給速度），以確保産品質量的一緻性和生産效率的最大化。 --- 第三部分：係統動力學、控製與可靠性工程 本部分深入機械係統的動態行為分析、智能化控製策略以及全生命周期的可靠性保障。 第七章：非綫性振動控製與主動降噪技術 本章超越瞭傳統的綫性係統建模，著重於復雜機械係統（如高速轉子、柔性機械臂）的非綫性動力學分析。內容包括： बलों夫-陳/霍夫曼（Bloch-Chetaev）穩定性判據在復雜係統中的應用、周期性激勵下的共振現象分析。在控製方麵，詳細介紹瞭摩擦阻尼器、磁懸浮軸承等主動/半主動裝置的應用，並探討瞭隨機共振效應在特定傳感器設計中的利用。 第八章：復雜機構的運動學與靈巧操作 本章探討瞭高自由度並聯機構、柔順機構以及軟體機器人的運動學建模與控製。重點關注基於閉環反求的運動規劃，如何有效避免奇異點並優化軌跡的平滑性。對於柔順機構，分析瞭其在非綫性柔順性下的力反饋控製策略，並介紹瞭基於形狀記憶閤金（SMA）或電活性聚閤物（EAP） 的驅動係統設計。 第九章：基於概率模型的機械係統可靠性評估 本章采用現代可靠性工程方法，評估復雜機械係統的壽命。內容涵蓋：Weibull分布的參數估計與壽命預測、FMEA/FMECA（失效模式與影響/後果分析）的定量化擴展。核心內容是可靠性-冗餘設計的優化問題，引入馬爾可夫鏈濛特卡洛（MCMC）方法，對多狀態、多失效模式的係統進行高精度、高置信度的剩餘壽命預測，為資産管理提供決策支持。 --- 第四部分：人機交互與工程倫理 本部分關注機械係統在實際使用環境中，如何實現安全、高效的人機協作以及麵嚮可持續發展的工程設計。 第十章：人機工程學在工作站設計中的應用 本章將傳統的人體測量學與現代認知負荷理論相結閤。詳細分析瞭工作負荷評估（如NASA-TLX量錶） 在操作界麵設計中的應用，確保復雜機械設備的操作界麵符閤人類的感知和反應規律。探討瞭可穿戴設備（如外骨骼、增強現實頭盔） 如何集成到維護和操作流程中，以提升人機協作的效率與安全性。 第十一章：麵嚮可持續性的綠色機械設計 本章倡導全生命周期視角下的環境友好型設計。內容包括：材料選擇的LCA（生命周期評估）方法，如何量化材料提取、製造、使用和報廢迴收過程中的能耗與環境影響。重點講解瞭易拆解性（Design for Disassembly, DfD） 和材料可迴收性指標在早期概念設計階段的權重分配，並展示瞭如何通過優化傳動鏈效率來降低設備運行階段的能耗。 --- 本書適閤對象： 機械工程、材料科學、航空航天工程等相關專業的高年級本科生及研究生。 從事高端裝備設計、先進製造工藝開發、係統集成與可靠性分析的工程師及研究人員。 希望瞭解未來機械技術發展趨勢的工程技術人員。 本書強調理論深度與工程實踐的緊密結閤，大量案例分析均來源於最新的行業應用和前沿研究項目，力求為讀者構建一個全麵、動態的現代機械設計知識體係。

Chapter 01　緒論
1-1　機械
1-2　功、能與效率
1-3　設計的意義與步驟
1-4　設計的考慮因素
1-5　法規與標準
1-6　單位係統
1-7　功率
1-8　量之精確度與取捨
1-9　尺寸之定義和標準

Chapter 02　應力與應變分析
2-1　正交應力
2-2　正交剪應力
2-3　扭轉剪應力
2-4　彎麯應力
2-5　垂直應剪力
2-6　平麵應力
2-7　三軸嚮應力
2-8　彈性變形時之應變
2-9　圓筒的應力
2-10　壓入與收縮配閤
2-11　承受彎麯力矩之彎麯元件
2-12　熱應力與應變

Chapter 03　撓度與剛性
3-1　彈簧率
3-2　簡單負荷構件之撓度計算
3-3　樑的撓度
3-4　應變能
3-5　卡式定理及其運用
3-6　柱之設計

Chapter 04　材料規格及選用
4-1　機械元件之材料及規格之錶示法
4-2　材料選用之原則

Chapter 05　靜強度設計
5-1　靜強度、靜負荷及安全因數
5-2　復閤應力破壞理論
5-3　延性材料與脆性材料的破壞
5-4　應力集中與靜負荷
5-5　破壞力學簡介
5-6　應力腐蝕

Chapter 06　疲勞強度設計
6-1　高循環疲勞與S-N圖
6-2　耐久限的修正因數
6-3　變動應力下的疲勞強度
6-4　扭轉疲勞強度
6-5　閤併負荷所造成之疲勞破壞
6-6　疲勞負荷的有限壽命
6-7　纍積疲勞損傷
6-8　錶麵強度
　
Chapter 07　軸
7-1　概述
7-2　僅承受彎麯負荷的軸
7-3　僅承受扭轉負荷的軸
7-4　同時承受彎麯及扭轉負荷的軸
7-5　軸之疲勞負荷
7-6　軸之臨界速率
7-7　軸設計原則

Chapter 08　螺紋、扣件及連接元件設計
8-1　螺紋種類
8-2　螺紋的構造和功能
8-3　螺鏇的定義與標準
8-4　螺鏇之力學
8-5　螺釘及螺帽之種類及用途
8-6　扣件之種類、規格、用途

Chapter 09　永久性的接閤－熔接與鉚接
9-1　熔接
9-2　熔接符號
9-3　對接與填角熔接－承受對稱負荷
9-4　偏心負荷
9-5　熔接接頭的強度
9-6　變動負荷的設計
9-7　鉚接
9-8　受偏心負荷之鉚接
　　
Chapter 10　彈簧
10-1　彈簧的用途與分類
10-2　負荷－撓度的關係與能量的儲存
10-3　螺鏇彈簧之應力與撓度
10-4　壓縮彈簧
10-5　拉伸彈簧
10-6　彈簧材料
10-7　螺鏇彈簧的設計
10-8　變動負荷時之設計
10-9　扭轉彈簧
10-10　葉片彈簧

Chapter 11　滾動軸承
11-1　滾動軸承類型
11-2　滾動軸承的標稱號碼
11-3　滾動軸承的承載能力和壽命
11-4　滾動軸承的潤滑與密封
11-5　滾動軸承的安裝
11-6　手冊及型號的選用

Chapter 12　潤滑與滑動軸承
12-1　潤滑與滑動軸承
12-2　潤滑油
12-3　潤滑油供油方式
12-4　流體動壓潤滑原理
12-5　流體動壓潤滑軸承的設計
12-6　滑動軸承的熱平衡
12-7　滑動軸承的構造
12-8　軸承材料
12-9　軸承參數的選擇
12-10　邊界潤滑軸承的設計
12-11　流體靜壓潤滑軸承簡介

Chapter 13　正齒輪
13-1　齒輪之分類
13-2　齒形麯綫
13-3　漸開綫齒形嚙閤的性質
13-4　齒輪的術語
13-5　接觸比
13-6　輪齒的乾涉
13-7　標準齒輪製
13-8　齒輪係之速率比
13-9　齒輪的破壞模式
13-10　正齒輪作用力的分析
13-11　輪齒之應力－Lewis方程式的應用
13-12　齒輪齒麵之錶麵耐久性
13-13　齒輪材料

Chapter 14　聯結器、離閤器與剎車
14-1　概述
14-2　剛性聯結器
14-3　撓性聯結器
14-4　聯結器的選用
14-5　離閤器的作用
14-6　嚙閤離閤器
14-7　摩擦式離閤器
14-8　其他離閤器簡介
14-9　剎車的作用
14-10　閘塊剎車
14-11　帶狀剎車
14-12　內張式剎車
14-13　卡鉗圓盤剎車
14-14　熱量的生成

附錄
附錄A　截麵之幾何性質
附錄B　固體之幾何性質
附錄C　理論應力集中因數Kt
附錄D　參考數據錶格
 

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這本書的案例分析部分，是我非常看重的一個亮點。很多理論知識，如果脫離瞭實際應用，就會顯得空洞乏味。但《機械設計（第二版）》在這方麵做得非常齣色，它提供瞭大量真實世界的案例，來闡釋書中的理論和方法。我印象深刻的是，在講解某個零件的設計時，書中就列舉瞭兩種不同的設計方案，然後詳細分析瞭它們的受力情況、加工工藝以及經濟性，最後得齣瞭一個最優的結論。這種分析方式，讓我能夠清晰地看到，理論知識是如何轉化為實際工程應用的，以及在實際設計中需要考慮的各種因素。我常常會花很多時間去研究這些案例，因為它們就像一個個鮮活的“手術刀”，幫助我剖析復雜的工程問題。通過這些案例，我不僅學會瞭書本上的知識，更重要的是，我學會瞭如何去思考，如何去分析，如何去解決工程實踐中遇到的各種挑戰。這種實操性的指導，對於一個想要成為閤格工程師的人來說，是彌足珍貴的。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，一本好的工程技術書籍，它的語言風格是至關重要的。《機械設計（第二版）》在這方麵做得非常齣色。它所使用的語言，既專業又不失嚴謹，同時又非常易於理解。我不是那種對每一個字都摳到極緻的讀者，我更看重的是能否通過文字，準確地把握作者想要傳達的知識和思想。這本書的作者，似乎非常懂得如何用最恰當的詞語來描述復雜的工程問題。他們避免瞭那些過於晦澀難懂的專業術語，或者說，即使使用瞭，也會在上下文中有非常清晰的解釋。我記得我在閱讀某些章節的時候，感覺就像在聽一位經驗豐富的工程師在娓娓道來，他會從原理講到應用，從理論講到實踐，讓你在學習的過程中，不僅知其然，更能知其所以然。它不會讓你覺得是在啃一本枯燥的字典，而是仿佛在與一位良師益友對話，一起探索機械設計的奧秘。這種親切又專業的語言風格，讓我能夠全身心地投入到學習中，而不是被語言本身所睏擾。這一點，對於初學者來說尤為重要，它能夠有效地降低學習門檻，激發學習興趣。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版方式，我不得不說，真的很用心。很多教科書，你拿到手的時候，常常是一團亂麻，知識點堆積在一起，讓人無從下手。但《機械設計（第二版）》不一樣，它非常有條理。每一章的開篇，都會有一個清晰的目錄，讓你知道這一章要講什麼。然後，它會把知識點拆分成一個個小節，每個小節都有一個明確的標題，讓你知道正在學習的具體內容。更棒的是，它在講解概念的時候，不是那種乾巴巴的文字堆砌，而是穿插著大量的例子和圖示。我特彆喜歡它在講解一些復雜概念時，會用一些生動的類比，就像老師在課堂上講課一樣，瞬間就把抽象的概念具象化瞭。舉個例子，我在學習某個連接件的設計時，書中就用瞭一個非常形象的比喻，讓我一下子就理解瞭它受力的方式以及為什麼需要特定的設計。這種“潤物細無聲”的教學方式，比那些長篇大論的理論闡述要有效得多。而且，它還會在每個章節的結尾，給齣一些小結，幫你迴顧一下本章的重點，這對於鞏固記憶非常有幫助。我常常會在復習的時候，直接跳到章節結尾的小結部分，快速地瀏覽一下，就能把整章的知識點串聯起來。這種設計，真的非常體貼，充分考慮到瞭讀者在學習過程中的各種需求。

评分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排，我覺得非常符閤學習的邏輯性。它不是那種跳躍式的講解，而是循序漸進，層層遞進。從最基礎的概念講起，然後逐步深入到更復雜的理論和設計方法。我記得我在學習一些連續的章節時，感覺就像在爬樓梯，每一步都踏實穩健，很容易就能到達新的高度。它不會讓你感到突兀，也不會讓你在某個環節突然卡住。而且，它在章節之間的銜接上也做得非常自然，一個章節的內容往往是下一個章節的基礎，這樣就形成瞭一個完整的知識體係。我尤其喜歡它在引入新的主題之前，會先迴顧一下相關的舊知識，讓你能夠溫故而知新，更好地理解新內容。這種結構化的學習方式，對於我這種需要係統性學習知識的人來說，是至關重要的。它讓我在學習過程中，始終能夠保持清晰的思路，不至於迷失在海量的信息中。

评分☆☆☆☆☆

這本書在知識點的拓展性方麵，也做得相當不錯。它不僅僅停留在書本知識的錶麵，還會時不時地引導讀者去思考更深層次的問題，或者提及相關的拓展閱讀。 我記得在講解某個計算方法時，書中就提到瞭它的局限性，並且建議讀者可以去查閱更專業的文獻來瞭解更全麵的解決方案。這種“拋磚引玉”的方式，非常有助於培養讀者的自主學習能力和探索精神。我喜歡這樣的書籍，它不會把你當成一個被動的接受者，而是鼓勵你去主動地探索和發現。它就像一位經驗豐富的嚮導，在你指齣一條主要道路的同時，也會告訴你一些隱藏的小徑，讓你有機會發現更精彩的風景。這種拓展性的設計，讓我在學習的過程中，不僅僅是為瞭應付考試，更是為瞭真正地理解和掌握機械設計的精髓。

评分☆☆☆☆☆

這本書的更新和修訂，從“第二版”這個標記上就可以看齣，它不是一本陳舊的書籍。 很多工程技術領域，發展非常迅速，如果一本教科書長期不更新，就很容易變得過時。《機械設計（第二版）》能夠推陳齣新，說明它緊跟時代發展的步伐，融入瞭最新的技術和理念。我雖然還沒有深入研究每一項改動，但從書本的整體風格和提及的一些新材料、新工藝來看，它確實在努力地將最新的科技進展體現在教學內容中。這對於我們這些希望學習最新知識的讀者來說，是非常重要的。我曾經也買過一些老版本的書，雖然基礎原理還在，但很多實際應用已經發生瞭很大的變化。而一本及時更新的書籍，能夠讓你站在巨人的肩膀上，學習到更前沿的知識，避免走彎路。所以，“第二版”這個標簽，對我來說，就是一個重要的品質保證。

评分☆☆☆☆☆

這本書在圖錶和公式的應用上，我感覺處理得非常到位。機械設計本身就是一個非常依賴圖形和數學的學科，而《機械設計（第二版）》在這方麵做得相當專業。 我覺得，好的圖錶不僅僅是把文字內容圖形化，更重要的是它能夠幫助讀者更直觀地理解抽象的概念。這本書中的圖錶，清晰、準確，而且設計得非常閤理，每一個標注都恰到好處，不會讓你産生歧義。而且，在公式的運用上，它也做得非常嚴謹，每一個公式的齣現都會伴隨著清晰的推導過程和變量的定義。我特彆喜歡它在講解一些關鍵公式時，會附帶一個小的例題，讓你能夠立刻將公式應用到實際問題中去，加深理解。有些教科書，公式齣現得莫名其妙，讓你摸不著頭腦，但這本書不是這樣，它會讓你明白，每一個公式是如何從基本原理推導齣來的，以及在什麼情況下可以使用。這種嚴謹的科學態度，讓我在學習過程中，充滿瞭信心。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，嗯，有點樸實無華，但又透露著一種紮實的專業感。我一直覺得，一本好的教科書，它的外觀就應該傳遞齣“靠譜”二字，而《機械設計（第二版）》恰好做到瞭這一點。翻開書頁，紙張的質感也挺不錯的，不是那種廉價的滑溜溜的紙，摸起來有種溫潤的觸感，這對需要長時間閱讀的學生來說，是很重要的考量。字體的大小、行距的疏密都恰到好處，不會讓人覺得壓抑，也不會覺得空泛。我尤其欣賞的是，書中的插圖和圖錶，清晰度極高，而且標注得非常詳細，每一個細節都照顧到瞭，像是工程師在手把手地教你一樣。我記得我還在讀大學的時候，拿到一本設計類的書，如果裏麵的圖畫得模糊不清，那簡直是噩夢，恨不得自己拿尺子一點點地勾勒齣來。這本《機械設計（第二版）》就完全避免瞭這種睏擾，我甚至覺得，有時候光是看圖，就能領悟不少東西。而且，它並沒有為瞭追求花哨而添加一些與內容無關的裝飾，一切都圍繞著“清晰傳達知識”這個核心，這一點在我看來，是專業書籍應有的態度。我作為一個過來人，深知一本好書能夠讓你事半功倍，節省下無數摸索的時間，而這本書，從外觀到內涵，都讓我感覺，它是一個值得信賴的夥伴，能夠陪伴我度過枯燥但又充實的學習過程。

评分☆☆☆☆☆

這本書的實用價值，對我來說是最直接的感受。我購買一本關於機械設計的書，最終的目的還是在於它能夠幫助我在實際工作中解決問題。 《機械設計（第二版）》在這方麵，做得非常實在。書中所講解的原理、方法和計算，都緊密結閤實際工程應用。我曾經在遇到某個設計難題時，會翻閱這本書，然後發現書中恰好有相關的案例或講解，能夠為我提供思路和參考。這種“用得上”的書籍，纔是真正的好書。它不是那種隻會紙上談兵的書，而是能夠讓你在麵對實際工程挑戰時，有據可依，有章可循。我甚至覺得，對於一些年輕的設計工程師來說，這本書就像一本“秘籍”，能夠幫助他們快速地成長。它所包含的知識，都是經過時間和實踐檢驗的，非常可靠。擁有這樣一本實用性強的參考書，對我來說，是一種安心，也是一種強大的助力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度，我感覺把握得恰到好處。它不像某些過於簡略的教材，隻蜻蜓點水般地帶過一些基礎概念，也沒有像某些過於深入的書籍那樣，讓讀者望而卻步，仿佛置身於一個龐大而復雜的知識迷宮。 《機械設計（第二版）》在內容的取捨上，做得非常平衡。它既涵蓋瞭機械設計中最核心、最基礎的原理和方法，又在一些關鍵領域進行瞭深入的探討。我尤其欣賞的是，它在講解某個設計原則或計算方法時，會提供清晰的推導過程，讓你理解其背後的邏輯，而不是簡單地告訴你一個公式。這種“授人以漁”的教學方式，讓我受益匪淺。我記得我在學習一些受力分析和材料力學相關的章節時，書中的講解就非常到位，既有理論的高度，又有實際應用的指導。而且，它在討論一些經典的設計問題時，也會給齣不同的解決方案以及各自的優缺點，讓我能夠從更宏觀的角度去理解機械設計的復雜性和多樣性。這種深度，既能夠滿足專業學習的需求，又不至於讓普通讀者感到 overwhelming。