本書(shū)針對(duì)那些剛剛開(kāi)始從事機(jī)械工程設(shè)計(jì)的學(xué)生,核心內(nèi)容就是將工程實(shí)際中的組件規(guī)范與相應(yīng)概念的基本發(fā)展?fàn)顩r相融合,引領(lǐng)學(xué)生逐漸熟悉工程組件的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及決策依據(jù)。因此,對(duì)于將學(xué)生逐步培養(yǎng)成工程設(shè)計(jì)師的這一轉(zhuǎn)化過(guò)程,這本書(shū)具有必不可少的、不可替代的參考價(jià)值。本書(shū)的寫(xiě)作宗旨如下所述:涵蓋關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的全部基礎(chǔ)知識(shí)。包括設(shè)計(jì)過(guò)程、工程力學(xué)和工程材料、動(dòng)載荷和靜載荷作用下零部件失效形式的預(yù)防和常用機(jī)械零部件的主要特征。
本書(shū)針對(duì)那些剛剛開(kāi)始學(xué)習(xí)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的學(xué)生,核心內(nèi)容就是將工程實(shí)際中的零件設(shè)計(jì)規(guī)范與相應(yīng)概念的基本發(fā)展?fàn)顩r相融合,引領(lǐng)學(xué)生逐漸熟悉零件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及選用依據(jù)。因此,對(duì)于實(shí)現(xiàn)將學(xué)生逐步培養(yǎng)成設(shè)計(jì)工程師的目標(biāo),本書(shū)具有不可替代的作用。本書(shū)的寫(xiě)作宗旨如下:
·涵蓋關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的全部基礎(chǔ)知識(shí),包括設(shè)計(jì)過(guò)程,工程力學(xué)和工程材料,動(dòng)載荷和靜載荷作用下零部件失效形式的預(yù)防,及常用機(jī)械零部件的主要特征。
·針對(duì)研究?jī)?nèi)容提供廣泛應(yīng)用的工程實(shí)例及相應(yīng)解決方案。
·鼓勵(lì)、培養(yǎng)學(xué)生將設(shè)計(jì)和分析結(jié)合在一起,將基本概念和工程實(shí)踐中的零件設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)合在一起。
本書(shū)第10版對(duì)如下內(nèi)容進(jìn)行了修訂和改進(jìn):
·新增加第20章“幾何尺寸和公差”。該章是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要主題。絕大多數(shù)制造企業(yè)在機(jī)器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制過(guò)程中將尺寸和公差(GD&T)做為精確描述零件和裝配體的一種標(biāo)準(zhǔn)化手段,但令人遺憾的是,許多機(jī)械工程師尚未充分地借助尺寸和公差的相關(guān)定義和概念來(lái)解讀圖樣。
當(dāng)幾何尺寸和公差在制造業(yè)日益盛行之時(shí),許多工程院校正在逐步淘汰復(fù)雜的制圖課程,傾向于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué),后者隨后轉(zhuǎn)變?yōu)槿S(3D)實(shí)體建模。在這種建模過(guò)程中,零件采用理想化尺寸構(gòu)建。然而,在采用三維尺寸創(chuàng)建完美零件的這一能力培養(yǎng)過(guò)程中,往往缺少?gòu)纳a(chǎn)和質(zhì)檢的角度來(lái)唯一和精確地描述零件的思想,這實(shí)在是令人感到惋惜!
要充分理解和掌握幾何尺寸和公差方面的知識(shí),就必須經(jīng)過(guò)完整系統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)或培訓(xùn)。一些工程師也許會(huì)從嚴(yán)格的培訓(xùn)計(jì)劃中獲益,然而所有的機(jī)械工程師都必須熟悉尺寸和公差方面的基本定義和概念。本書(shū)第20章的內(nèi)容旨在為所有的機(jī)械設(shè)計(jì)師提供此方面必備的基礎(chǔ)知識(shí)。
在一門(mén)課程中,教材附加章節(jié)的講授會(huì)受到學(xué)時(shí)限制,為此,本書(shū)以適合學(xué)生自學(xué)的方式來(lái)編排附加章節(jié)。每章后面均附有習(xí)題,這些習(xí)題旨在檢查學(xué)生對(duì)一些基本概念的理解程度。教師可以將附加章節(jié)作為一項(xiàng)課后作業(yè)提供給學(xué)生,同時(shí)給予少量講解或課后討論,當(dāng)然,每章中也提供了大量?jī)?nèi)容用于擴(kuò)展討論和演示。
·在第1章“機(jī)械工程設(shè)計(jì)導(dǎo)論”中,在設(shè)計(jì)實(shí)踐方面做了擴(kuò)充。對(duì)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行了進(jìn)一步闡述,同時(shí),也對(duì)設(shè)計(jì)要素中的可靠度和失效概率間存在的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系進(jìn)行了描述。這與上一版中將設(shè)計(jì)過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)學(xué)要素作為后一章內(nèi)容加以描述有所不同!俺叽绾凸睢边@一節(jié)的內(nèi)容也進(jìn)行了擴(kuò)充,著重闡明對(duì)產(chǎn)品的尺寸和公差的確定是機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中至關(guān)重要的一部分內(nèi)容。
·新版中去除了上一版中“統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算”一章的內(nèi)容。此章內(nèi)容中與新版保持一致的相關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)已包括在新版中有關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)章節(jié)中。同樣,新版中刪去了包含在上一版第6章“變載荷作用下的疲勞失效”中有關(guān)隨機(jī)方法這一節(jié)內(nèi)容,這樣做的原因是基于讀者反饋和作者的深入考慮:該節(jié)包含了過(guò)多的內(nèi)容和數(shù)據(jù),這對(duì)解決那些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)問(wèn)題反而無(wú)益。
在第11章“滾動(dòng)軸承”中,將韋布爾概率分布引入到軸承壽命計(jì)算過(guò)程中。
為了更好地與工程實(shí)際銜接,新版對(duì)每章后的習(xí)題進(jìn)行了重新檢查,以確保這些習(xí)題都已得到清晰描述。差不多一半的習(xí)題設(shè)計(jì)用于解決工程實(shí)際問(wèn)題,新版的習(xí)題中也配置了許多開(kāi)放性的題目以供讀者去探索和設(shè)計(jì)。
新版將繼續(xù)彰顯麥格勞一希爾與工程銜接的教育特色——提供作業(yè)布置和評(píng)價(jià)平臺(tái),借助此平臺(tái)教師可輕松實(shí)現(xiàn)在線作業(yè)、測(cè)驗(yàn)和測(cè)試。學(xué)生們則可根據(jù)自己的進(jìn)度安排進(jìn)行在線學(xué)習(xí)以獲得重要的技能鍛煉機(jī)會(huì)。遺憾的是,使用本引進(jìn)教材的國(guó)內(nèi)讀者,暫時(shí)無(wú)法進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。
麥格勞-希爾的LearnSmart是一個(gè)可以幫助學(xué)生快速高效學(xué)習(xí)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。學(xué)生可借助此系統(tǒng)獲得更多的知識(shí)以走向更大的成功。通過(guò)解答一系列自適應(yīng)性問(wèn)題,LearnSmart能準(zhǔn)確獲知每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,并為每個(gè)學(xué)生定制個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃,教師亦可通過(guò)該系統(tǒng)獲知學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。因此,可將該系統(tǒng)視為一個(gè)按等級(jí)分配作業(yè)的內(nèi)在評(píng)價(jià)系統(tǒng)。讀者可咨詢當(dāng)?shù)氐柠湼駝冢栦N售代表獲得重要信息,也可通過(guò)訪問(wèn)網(wǎng)址:www. mhleamsmart. com觀看該系統(tǒng)演示。同樣的,國(guó)內(nèi)讀者暫時(shí)也享受不到本項(xiàng)服務(wù)。
借助智能自適應(yīng)引擎LearnSmart,麥格勞一希爾的SmaItBook將為該系統(tǒng)的使用者提供絕無(wú)僅有的可持續(xù)性閱讀體驗(yàn)。SmaItBook把學(xué)生已掌握的知識(shí)和尚未掌握的知識(shí)區(qū)分開(kāi)來(lái),不斷地夯實(shí)學(xué)生可能遺忘的基本概念,并為每個(gè)學(xué)生定制個(gè)性化的閱讀內(nèi)容。使用SmartBook,可將閱讀過(guò)程由被動(dòng)的體驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋(gè)充滿活力的、令人振奮的過(guò)程。在這一過(guò)程中,學(xué)生將掌握更多的重要知識(shí),為走人課堂做好充分的準(zhǔn)備。SmartBook包括功能強(qiáng)大的報(bào)告,這些報(bào)告囊括了學(xué)生學(xué)習(xí)所需的特定題目和學(xué)習(xí)目標(biāo)。借助這些報(bào)告,教師可以洞察學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的掌握情況,感受班級(jí)動(dòng)態(tài),提高課堂利用率,與學(xué)生單獨(dú)互動(dòng)并對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行評(píng)估。
SmartBook是如何工作的?每一個(gè)SmartBook包括四個(gè)組件:預(yù)覽、閱讀、練習(xí)和鞏固練習(xí)。首先,通過(guò)預(yù)覽每章內(nèi)容和關(guān)鍵學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)生們學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。接下來(lái),根據(jù)SmartBook持續(xù)提供的自適應(yīng)診斷結(jié)果,學(xué)生們被導(dǎo)引到他們需要練習(xí)的主題進(jìn)行閱讀和練習(xí),直到SmartBook引導(dǎo)他們進(jìn)入鞏固練習(xí)階段,該階段針對(duì)學(xué)生可能忘記的重要內(nèi)容進(jìn)行加強(qiáng)練習(xí),以保證重要的概念已被學(xué)生掌握和牢記。
使用該功能可以幫助讀者輕松實(shí)現(xiàn)章節(jié)重排、多資源內(nèi)容銜接和快速上傳讀者自行編寫(xiě)的教學(xué)大綱、講義等內(nèi)容?梢越柚鶦reate查找成千上萬(wàn)本麥格勞一希爾的相關(guān)教材,編排適合自己風(fēng)格的教材。該功能甚至可以通過(guò)挑選封面和在封面上添加署名、學(xué)校和課程信息的方式實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教材展現(xiàn)。
教師可在網(wǎng)( www. mcgra、vhillcreate. com)上體驗(yàn)麥格勞.希爾Create'rM下的個(gè)性化教學(xué)定制過(guò)程。
在網(wǎng)站中( www. mhhe. com/shigley)還可看到如下媒體產(chǎn)品信息:
學(xué)生輔助學(xué)習(xí)內(nèi)容·機(jī)械設(shè)計(jì)師工程基礎(chǔ)( FE)考試題目。為學(xué)生提供交互性的習(xí)題及答案,這些題目以自測(cè)題的形式提供給學(xué)生,為參加FE考試做好充分準(zhǔn)備。
教師輔助教學(xué)內(nèi)容·解題手冊(cè)。該手冊(cè)向教師提供每章課后非設(shè)計(jì)類題目的習(xí)題答案。
·PowerPoint幻燈片。這些幻燈片涵蓋課程大綱內(nèi)容,包括本書(shū)中列出的所有的圖、表和方程。
教師可在這些幻燈片的基礎(chǔ)上開(kāi)展課堂講解。
·C.0.S.M.0.S。這是一個(gè)完整的在線組織式解題手冊(cè)系統(tǒng)。教師可使用該系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)作業(yè)的布置、小測(cè)驗(yàn)以及使用每章課后習(xí)題進(jìn)行考試。
當(dāng)然,本項(xiàng)服務(wù)僅在美國(guó)本土提供,其他教材引進(jìn)國(guó)家暫時(shí)無(wú)法體驗(yàn)。
本書(shū)第10版出版之際,作者謹(jǐn)向50年來(lái)一直致力于本書(shū)第10版及前9版出版工作的所有人員致以誠(chéng)摯的謝意!本書(shū)第10版編寫(xiě)過(guò)程中,加州州立大學(xué)的Peter J.Schuster完成了本書(shū)的擴(kuò)展部分,高科技制造有限公司的Glenn Traner完成了本書(shū)第20章的繪圖工作,西英格蘭大學(xué)的Jedrzej Galecki完成了原版書(shū)封面CAD模型的設(shè)計(jì)工作。參與本書(shū)審閱的全體人員包括亞利桑那州的Kenneth Huebner、艾奧瓦州的Gloria Stams、麥吉爾大學(xué)的Tim Lee、密爾沃基工學(xué)院的Robert Rizza、密西西比州立大學(xué)Richard Patton、羅切斯特理工學(xué)院的Stephen Boedo、伊利諾伊大學(xué)的Om Agrawal、得克薩斯州農(nóng)工大學(xué)的Arun Srinivasa、阿爾伯塔大學(xué)的Jason Carey.匹茲堡大學(xué)的Patrick Smolinski和弗吉尼亞理工大學(xué)的Denni。Hong,以及為本書(shū)在中國(guó)順利出版而進(jìn)行注釋工作的天津大學(xué)朱殿華。在此,作者對(duì)上述人員在參與本書(shū)出版過(guò)程中所做出的卓有成效的工作致以特別感謝!
前言
符號(hào)說(shuō)明
第 1部分基礎(chǔ)知識(shí)2
第1章機(jī)械工程設(shè)汁學(xué)論 3
1- 1設(shè)計(jì)4
1- 2機(jī)械工程設(shè)計(jì)5
1- 3設(shè)計(jì)過(guò)程中的名詞術(shù)語(yǔ)5
1- 4設(shè)計(jì)工具及資源8
1- 5設(shè)計(jì)工程師的職業(yè)責(zé)任10
1- 6標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范12
1- 7經(jīng)濟(jì)性13
1-8安全性和產(chǎn)品責(zé)任 15
1-9應(yīng)力及強(qiáng)度16
1-10不確定性16
1-11設(shè)計(jì)因子和安全系數(shù)18
1-12可靠性和失效概率20
1-13可靠性設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)因子24
1-14尺寸和公差27
1-15單位31
1-16計(jì)算和有效數(shù)字32
1-17設(shè)計(jì)方案的關(guān)聯(lián)性33
1-18動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)計(jì)案例34
習(xí)題36
第2章材料41
第3章載荷和應(yīng)力分析85
第4章變形和剛度161
第2部分失效預(yù)防226
第6章載荷條件下的疲勞失敗273
第3部分機(jī)械零件設(shè)計(jì)350
第7章軸及軸上零件351
第8章螺紋連接、緊固件和可拆連接的設(shè)計(jì)401
第9章焊接、粘接等不可拆連接設(shè)計(jì)467
第10章彈簧509
第11章滾動(dòng)軸承561
第12章潤(rùn)滑和支承軸承609
第13章齒輪665
第14章直齒輪和斜齒輪725
第15章錐齒輪和蝸輪蝸桿777
第16章離合器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器和飛輪817
第17章柔性機(jī)構(gòu)871
第18章傳動(dòng)案例分析925
第4部分專題研究
第19章有限元分析945
第20章集合尺寸和公差969
附錄