前言
簡介
本書是用于機械零件設(shè)計課程的教材，通常在大多數(shù)機械工程專業(yè)大三使用。學(xué)習(xí)本課程的先修課程包括靜力學(xué)和動力學(xué)，以及與材料強度相關(guān)的基礎(chǔ)課程。本書的目的是為專業(yè)問題提供一種以設(shè)計為重點的新的講解方法，在難度上適用于低-高年級的機械工程專業(yè)的學(xué)生。撰寫本書的一個主要目的是使其易于閱讀，讓學(xué)生有興趣學(xué)習(xí)這些相對枯燥的專業(yè)內(nèi)容。
本書在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上做了改進，并且在所提供的方法和技術(shù)上充分利用了計算機輔助分析的優(yōu)勢。本書強調(diào)設(shè)計、綜合以及分析， 給出了詳細且獨立完整的例題、案例研究和求解技術(shù)。所有的插圖采用雙色繪制。在每章里提供了簡短的習(xí)題，在適當?shù)奈恢脛t給出了較長的非結(jié)構(gòu)化的設(shè)計項目任務(wù)作為作業(yè)。
本書不依賴于任何特定的計算機程序，與例題和案例研究對應(yīng)的所有計算機文件均用幾種不同的語言（Mathcad, MATLAB, Excel和TK Solver） 編寫，它們可在本書網(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。
本書嘗試對工程力學(xué)中的失效理論和分析的內(nèi)容進行全面深入的介紹，還在很大程度上比本門學(xué)科的其他大多數(shù)教材更強調(diào)專業(yè)綜合與設(shè)計方面的內(nèi)容。書中指出了各種零件設(shè)計所需分析方法的通用性，并強調(diào)計算機輔助工程在這類問題的設(shè)計和分析中的應(yīng)用方法。作者對本門課程應(yīng)用的方法是基于其50年的機械工程設(shè)計實踐經(jīng)驗，無論是在工業(yè)界工作還是作為工業(yè)顧問，其間作者也在大學(xué)教授了40年的機械工程設(shè)計。
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個授課視頻，這些視頻是作者在伍斯特理工學(xué)院現(xiàn)場上課時錄制的。 學(xué)生可以觀看這些視頻，以增強對本書主題的理解。
● 網(wǎng)站上提供了8個簡短的視頻，作者在其中演示了應(yīng)力分析的各種原理，并展示了常見機械零件（例如彈簧、齒輪和軸承）的示例。
● 網(wǎng)站上還提供了6個視頻，展示了實際運行中的機器。
● 添加了80多個習(xí)題，其中許多使用國際單位制（SI）。
● 提供了指向所有視頻的二維碼和可下載內(nèi)容的鏈接�？傆嬘�37個視頻，所有這些都在書中進行了標記，并提供了其網(wǎng)址，用戶可以下載它們。
● 隨書附帶的由作者編寫的程序已經(jīng)過完全重寫，以改善其界面和可用性，并且與最新的操作系統(tǒng)和計算機兼容。程序鏈接和Dynacam已被完全重寫，得到很大改進，程序列表已更新。這些計算機程序會經(jīng)常修訂以添加功能和增強功能。 安裝后，可以從開始菜單更新程序。 用戶應(yīng)及時檢查更新。
● 任何使用印刷版本書的教師或?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，作者將向他們發(fā)送密碼以訪問一個受保護的站點，他們可以在該站點下載最新版本的計算機程序、鏈接、Dynacam和Matrix，所有視頻以及下載索引中列出的所有文件。請注意，作者本人會親自審核每一個訪問請求，并僅批準那些根據(jù)說明進行了完全、正確填寫的請求。作者要求完整的信息，并且只接受大學(xué)的電子郵件地址。在線教程和評估程序使您可以集成動態(tài)作業(yè)，對習(xí)題的計算部分和個人反饋進行自動評分。 MasteringTMEngineering可以讓您輕松地基于逐項作業(yè)或單個學(xué)生的詳細工作跟蹤整個班級的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。有關(guān)更多信息，請訪問http://www.masteringengineering�眂om。
理念
這通常是第一門向機械工程專業(yè)學(xué)生提出挑戰(zhàn)性設(shè)計問題而不是簡單求解問題的課程，不過，這門課程涉及的設(shè)計類型是詳細設(shè)計，還僅僅是整個設(shè)計過程中的一部分。在詳細設(shè)計時，待設(shè)計裝置的一般構(gòu)造、應(yīng)用，甚至整體形狀在一開始通常是知道的，我們不是要發(fā)明一個新的裝置，只是確定一個待定機器零件的形狀、大小和材料，使它在預(yù)期的載荷和環(huán)境條件下工作時不會失效。
傳統(tǒng)講授零件課程的方法強調(diào)單個機器部件或零件的設(shè)計，如齒輪、彈簧、軸等。對此方法的一種批評是： 有時針對零件的課程（或教材）很容易成為一本菜譜，只是收集零散的主題，卻無法幫助學(xué)生解決在現(xiàn)有菜譜 中找不到的其他問題，這種風(fēng)險確實存在。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，讓我們設(shè)計彈簧；星期五我們將設(shè)計齒輪。 如果發(fā)生這種情況，學(xué)生可能會受到誤導(dǎo)，因為這樣就不一定需要學(xué)生了解如何實際應(yīng)用基礎(chǔ)理論來解決設(shè)計問題。
但是，本課程涉及的許多典型機器零件為基礎(chǔ)理論提供了極好的范例。從這個角度看，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很好的工具。例如，在討論預(yù)緊螺栓時，可以把金屬薄墊片抗疲勞載荷作為一個完美的工具引出預(yù)應(yīng)力的概念。學(xué)生可能沒機會在實踐中被要求設(shè)計預(yù)緊螺栓，但他或她可能從這段學(xué)習(xí)經(jīng)歷獲得對預(yù)應(yīng)力的理解。設(shè)計承受隨時間變化載荷的斜齒輪給學(xué)生提供了一個理解組合應(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，針對零件的設(shè)計方法也是一種有效且可靠的方法。也就是說，課程內(nèi)容不應(yīng)該退化成