前言
簡介
本書是用于機械零件設計課程的教材，通常在大多數(shù)機械工程專業(yè)大三使用。學習本課程的先修課程包括靜力學和動力學，以及與材料強度相關的基礎課程。本書的目的是為專業(yè)問題提供一種以設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)的學生。撰寫本書的一個主要目的是使其易于閱讀，讓學生有興趣學習這些相對枯燥的專業(yè)內容。
本書在現(xiàn)有教材的基礎上做了改進，并且在所提供的方法和技術上充分利用了計算機輔助分析的優(yōu)勢。本書強調設計、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。所有的插圖采用雙色繪制。在每章里提供了簡短的習題，在適當?shù)奈恢脛t給出了較長的非結構化的設計項目任務作為作業(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)站內容索引。
本書嘗試對工程力學中的失效理論和分析的內容進行全面深入的介紹，還在很大程度上比本門學科的其他大多數(shù)教材更強調專業(yè)綜合與設計方面的內容。書中指出了各種零件設計所需分析方法的通用性，并強調計算機輔助工程在這類問題的設計和分析中的應用方法。作者對本門課程應用的方法是基于其50年的機械工程設計實踐經(jīng)驗，無論是在工業(yè)界工作還是作為工業(yè)顧問，其間作者也在大學教授了40年的機械工程設計。
第6版有哪些新內容？
● 網(wǎng)站上提供了有關大多數(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院現(xiàn)場上課時錄制的。 學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容的鏈接。總計有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。 用戶應及時檢查更新。
● 任何使用印刷版本書的教師或學生都可以以學生或教師的身份，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)或單個學生的詳細工作跟蹤整個班級的學習表現(xiàn)。有關更多信息，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)學生提出挑戰(zhàn)性設計問題而不是簡單求解問題的課程，不過，這門課程涉及的設計類型是詳細設計，還僅僅是整個設計過程中的一部分。在詳細設計時，待設計裝置的一般構造、應用，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單個機器部件或零件的設計，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，卻無法幫助學生解決在現(xiàn)有菜譜 中找不到的其他問題，這種風險確實存在。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，讓我們設計彈簧；星期五我們將設計齒輪。 如果發(fā)生這種情況，學生可能會受到誤導，因為這樣就不一定需要學生了解如何實際應用基礎理論來解決設計問題。
但是，本課程涉及的許多典型機器零件為基礎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生理解復雜和重要工程理論的一個很好的工具。例如，在討論預緊螺栓時，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應力的概念。學生可能沒機會在實踐中被要求設計預緊螺栓，但他或她可能從這段學習經(jīng)歷獲得對預應力的理解。設計承受隨時間變化載荷的斜齒輪給學生提供了一個理解組合應力、赫茲應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，針對零件的設計方法也是一種有效且可靠的方法。也就是說，課程內容不應該退化成