前言
簡(jiǎn)介
本書(shū)是用于機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程的教材，通常在大多數(shù)機(jī)械工程專業(yè)大三使用。學(xué)習(xí)本課程的先修課程包括靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，以及與材料強(qiáng)度相關(guān)的基礎(chǔ)課程。本書(shū)的目的是為專業(yè)問(wèn)題提供一種以設(shè)計(jì)為重點(diǎn)的新的講解方法，在難度上適用于低-高年級(jí)的機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生。撰寫本書(shū)的一個(gè)主要目的是使其易于閱讀，讓學(xué)生有興趣學(xué)習(xí)這些相對(duì)枯燥的專業(yè)內(nèi)容。
本書(shū)在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，并且在所提供的方法和技術(shù)上充分利用了計(jì)算機(jī)輔助分析的優(yōu)勢(shì)。本書(shū)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、綜合以及分析， 給出了詳細(xì)且獨(dú)立完整的例題、案例研究和求解技術(shù)。所有的插圖采用雙色繪制。在每章里提供了簡(jiǎn)短的習(xí)題，在適當(dāng)?shù)奈恢脛t給出了較長(zhǎng)的非結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)作為作業(yè)。
本書(shū)不依賴于任何特定的計(jì)算機(jī)程序，與例題和案例研究對(duì)應(yīng)的所有計(jì)算機(jī)文件均用幾種不同的語(yǔ)言（Mathcad, MATLAB, Excel和TK Solver） 編寫，它們可在本書(shū)網(wǎng)站http://www�眕earsonhighered.com/nortonHYPERLINK"http://www.pearsonhighered�眂om/norton"上查到。網(wǎng)站上還提供了作者編寫的一些其他程序的執(zhí)行文件， 其中包括矩陣求解器(MATRIX.exe)，在網(wǎng)站上給出了網(wǎng)站內(nèi)容索引。
本書(shū)嘗試對(duì)工程力學(xué)中的失效理論和分析的內(nèi)容進(jìn)行全面深入的介紹，還在很大程度上比本門學(xué)科的其他大多數(shù)教材更強(qiáng)調(diào)專業(yè)綜合與設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。書(shū)中指出了各種零件設(shè)計(jì)所需分析方法的通用性，并強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助工程在這類問(wèn)題的設(shè)計(jì)和分析中的應(yīng)用方法。作者對(duì)本門課程應(yīng)用的方法是基于其50年的機(jī)械工程設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，無(wú)論是在工業(yè)界工作還是作為工業(yè)顧問(wèn)，其間作者也在大學(xué)教授了40年的機(jī)械工程設(shè)計(jì)。
第6版有哪些新內(nèi)容？
● 網(wǎng)站上提供了有關(guān)大多數(shù)章節(jié)主題的21個(gè)授課視頻，這些視頻是作者在伍斯特理工學(xué)院現(xiàn)場(chǎng)上課時(shí)錄制的。 學(xué)生可以觀看這些視頻，以增強(qiáng)對(duì)本書(shū)主題的理解。
● 網(wǎng)站上提供了8個(gè)簡(jiǎn)短的視頻，作者在其中演示了應(yīng)力分析的各種原理，并展示了常見(jiàn)機(jī)械零件（例如彈簧、齒輪和軸承）的示例。
● 網(wǎng)站上還提供了6個(gè)視頻，展示了實(shí)際運(yùn)行中的機(jī)器。
● 添加了80多個(gè)習(xí)題，其中許多使用國(guó)際單位制（SI）。
● 提供了指向所有視頻的二維碼和可下載內(nèi)容的鏈接�？傆�(jì)有37個(gè)視頻，所有這些都在書(shū)中進(jìn)行了標(biāo)記，并提供了其網(wǎng)址，用戶可以下載它們。
● 隨書(shū)附帶的由作者編寫的程序已經(jīng)過(guò)完全重寫，以改善其界面和可用性，并且與最新的操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)兼容。程序鏈接和Dynacam已被完全重寫，得到很大改進(jìn)，程序列表已更新。這些計(jì)算機(jī)程序會(huì)經(jīng)常修訂以添加功能和增強(qiáng)功能。 安裝后，可以從開(kāi)始菜單更新程序。 用戶應(yīng)及時(shí)檢查更新。
● 任何使用印刷版本書(shū)的教師或?qū)W生都可以以學(xué)生或教師的身份，在作者的網(wǎng)站http://www.designofmachinery.com上注冊(cè)，作者將向他們發(fā)送密碼以訪問(wèn)一個(gè)受保護(hù)的站點(diǎn)，他們可以在該站點(diǎn)下載最新版本的計(jì)算機(jī)程序、鏈接、Dynacam和Matrix，所有視頻以及下載索引中列出的所有文件。請(qǐng)注意，作者本人會(huì)親自審核每一個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求，并僅批準(zhǔn)那些根據(jù)說(shuō)明進(jìn)行了完全、正確填寫的請(qǐng)求。作者要求完整的信息，并且只接受大學(xué)的電子郵件地址。在線教程和評(píng)估程序使您可以集成動(dòng)態(tài)作業(yè)，對(duì)習(xí)題的計(jì)算部分和個(gè)人反饋進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分。 MasteringTMEngineering可以讓您輕松地基于逐項(xiàng)作業(yè)或單個(gè)學(xué)生的詳細(xì)工作跟蹤整個(gè)班級(jí)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。有關(guān)更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)http://www.masteringengineering�眂om。
理念
這通常是第一門向機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生提出挑戰(zhàn)性設(shè)計(jì)問(wèn)題而不是簡(jiǎn)單求解問(wèn)題的課程，不過(guò)，這門課程涉及的設(shè)計(jì)類型是詳細(xì)設(shè)計(jì)，還僅僅是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一部分。在詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，待設(shè)計(jì)裝置的一般構(gòu)造、應(yīng)用，甚至整體形狀在一開(kāi)始通常是知道的，我們不是要發(fā)明一個(gè)新的裝置，只是確定一個(gè)待定機(jī)器零件的形狀、大小和材料，使它在預(yù)期的載荷和環(huán)境條件下工作時(shí)不會(huì)失效。
傳統(tǒng)講授零件課程的方法強(qiáng)調(diào)單個(gè)機(jī)器部件或零件的設(shè)計(jì)，如齒輪、彈簧、軸等。對(duì)此方法的一種批評(píng)是： 有時(shí)針對(duì)零件的課程（或教材）很容易成為一本菜譜，只是收集零散的主題，卻無(wú)法幫助學(xué)生解決在現(xiàn)有菜譜 中找不到的其他問(wèn)題，這種風(fēng)險(xiǎn)確實(shí)存在。在這種情況下，教師（或作者） 比較容易讓課程（或教材）退化成這種模式：嗯，今天是星期二，讓我們?cè)O(shè)計(jì)彈簧；星期五我們將設(shè)計(jì)齒輪。 如果發(fā)生這種情況，學(xué)生可能會(huì)受到誤導(dǎo)，因?yàn)檫@樣就不一定需要學(xué)生了解如何實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)理論來(lái)解決設(shè)計(jì)問(wèn)題。
但是，本課程涉及的許多典型機(jī)器零件為基礎(chǔ)理論提供了極好的范例。從這個(gè)角度看，它們能夠成為幫助學(xué)生理解復(fù)雜和重要工程理論的一個(gè)很好的工具。例如，在討論預(yù)緊螺栓時(shí)，可以把金屬薄墊片抗疲勞載荷作為一個(gè)完美的工具引出預(yù)應(yīng)力的概念。學(xué)生可能沒(méi)機(jī)會(huì)在實(shí)踐中被要求設(shè)計(jì)預(yù)緊螺栓，但他或她可能從這段學(xué)習(xí)經(jīng)歷獲得對(duì)預(yù)應(yīng)力的理解。設(shè)計(jì)承受隨時(shí)間變化載荷的斜齒輪給學(xué)生提供了一個(gè)理解組合應(yīng)力、赫茲應(yīng)力和疲勞失效的極好的工具。因此，只要教材所采取的方法足夠普適，針對(duì)零件的設(shè)計(jì)方法也是一種有效且可靠的方法。也就是說(shuō)，課程內(nèi)容不應(yīng)該退化成