机械设计基础(第二版)

机械设计基础(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

陈晓南,杨培林,陈钢 等 编
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出版社: 科学出版社
ISBN:9787030344496
版次:2
商品编码:12005386
包装:平装
丛书名: 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 ,
开本:16开
出版时间:2012-06-01
用纸:胶版纸
页数:390
字数:624000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《机械设计基础(第二版)》以培养学生基本的机械设计能力和现代设计意识为目的,根据编者多年来的教学经验,对机械原理、机械设计课程的基本内容进行整合,以实用为原则,适当删去部分内容,增加结构设计内容,以及现代设计理念和现代设计方法方面的知识。《机械设计基础(第二版)》共18章,分为四篇。第一篇导论,主要介绍关于机械和机械设计的基本概念;第二篇机械设计基础知识,主要介绍机械运动设计、机械零部件工作能力设计和结构设计的基础知识;第三篇机构与机械传动,主要介绍常用的机构和机械传动及其设计,以及机械动力学的基础知识;第四篇连接件和轴系零部件,主要介绍螺纹连接、联轴器、离合器、轴和轴承的设计与选用。
  《机械设计基础(第二版)》可作为高等院校机械类各专业的教材,也可作为相近专业有关课程的参考用书,并可供有关工程技术人员参考。

目录

第二版前言
第一版前言
第一篇 导论
第1章 绪论
1.1 机械的组成
1.2 本课程的内容、性质和任务
第2章 机械设计概述
2.1 概述
2.2 机器的功能分析及功能原理设计
2.3 机械设计的基本要求和程序
2.4 机械设计中的常用设计方法
思考题与习题

第二篇 机械设计基础知识
第3章 机械运动设计与分析基础
3.1 概述
3.2 机构的组成
3.3 平面机构运动简图
3.4 平面机构的自由度计算
3.5 平面机构的速度瞬心
思考题与习题
第4章 机械零部件工作能力设计计算基础
4.1 概述
4.2 作用在零件上的载荷
4.3 机械零件中的应力
4.4 机械零件的工作能力设计及材料选用原则
4.5 机械零件的强度和刚度
4.6 机械零件的振动稳定性
4.7 摩擦、磨损和润滑简介
思考题与习题
第5章 机械零部件结构设计基础
5.1 概述
5.2 结构设计方法
5.3 结构设计应考虑的因素
思考题与习题

第三篇 机构与机械传动
第6章 平面连杆机构
6.1 概述
6.2 平面连杆机构的基本形式及演化
6.3 平面四杆机构的基本特性
6.4 平面连杆机构的运动设计
思考题与习题
第7章 凸轮机构
7.1 概述
7.2 凸轮机构的类型和应用
7.3 从动件的几种常用运动规律
7.4 盘形凸轮轮廓曲线的设计
7.5 凸轮机构的基本尺寸设计
思考题与习题
第8章 齿轮传动
8.1 概述
8.2 齿廓啮合基本定律
8.3 渐开线齿廓
8.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮及其啮合传动
8.5 渐开线齿轮的加工方法及齿轮变位的概念
8.6 齿轮传动的失效形式、设计准则及材料选择
8.7 齿轮传动的计算载荷
8.8 直齿圆柱齿轮的强度计算
8.9 渐开线斜齿圆柱齿轮传动
8.1 0锥齿轮传动
8.1 1齿轮的结构
思考题与习题
第9章 蜗杆传动
9.1 概述
9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数与几何尺寸计算
9.3 蜗杆传动的工作情况分析
9.4 蜗杆传动设计
……
第四篇 连接件和轴系零部件
参考文献

精彩书摘

  《机械设计基础(第二版)》:
  可行性报告的主要内容有:产品开发的必要性和市场调查情况;国内、外类似产品的发展水平;新开发产品预期能达到的水平及经济效益;设计与制造中需解决的关键问题;新技术、新工艺、新材料、新结构的采用;投资费用及进度计划等。在以上分析的基础上进一步明确设计任务的全面要求及细节,形成设计任务书。设计任务书大体上应包括机器功能及经济性的估计、基本使用要求、完成设计任务的预计期限等。
  2)运动系统方案设计
  运动系统方案设计就是根据所要求的机器功能,构思机器的工作原理,并用原理方案图或机构运动简图(参见第3章)来表示。
  运动系统方案设计阶段首先要对机器的功能进行分析,确定机器的总功能并将其分解成若干个分功能。在功能分析的基础上,进行功能原理设计,经过评价决策,得到一个较为满意的原理方案。
  运动系统方案设计是机械设计中的重要环节,也是整个设计的关键所在。运动系统方案是否合理是机器性能好坏的先天性的决定因素,所以必须对机器的运动系统方案设计予以高度重视。
  3)技术设计
  技术设计的主要工作是将原理方案具体化为机器及零部件的合理结构。技术设计应完成机器的零部件设计及总体设计,并且绘制全套的总体装配图、部件装配图和零件工作图,编制相应的技术文件。
  技术设计首先根据原理方案初步设计机器的整体结构及各零部件的结构形状,通过必要的设计计算及装配草图设计,最终确定机器的整体结构及各零件的结构尺寸及材料。装配草图设计应注意协调各零件的结构和尺寸,避免零件之间出现冲突或干涉,同时还应全面考虑所设计零部件的结构工艺性。
  在以上设计的基础上,再进行机器的总体设计,最后绘出总装配图。总体设计应从人机工程学、包装、运输、环境保护等角度全面考虑机器的总体布局,并根据工业设计原理对机器的外观造型、色彩进行设计,达到“宜人”的效果。
  根据总体装配图,设计部件装配图和零件工作图,绘出全部生产用图纸。编写设计计算说明书、使用说明书、标准件明细表及有关的工艺文件。
  4)试制、生产及销售
  经过加工、安装及调试,制造出产品样机并进行样机试验及鉴定,然后组织批量生产和销售。在样机制造、试验及鉴定中可发现设计存在的问题,同时用户在使用过程中也会对产品提出意见或建议。设计人员应根据这些问题、意见或建议,对设计进行修改,进一步完善产品设计。
  经过上述四个阶段,即完成了机器设计的全过程。需要注意的是:上述各阶段的设计内容及设计步骤是相互联系、彼此影响的。具体设计过程往往是在各阶段、各步骤之间不断反复、交叉进行的过程,是一个“设计一评价一再设计(修改)”、逐步完善与优化的过程,决不能理解为一个简单的顺序过程。
  ……

前言/序言

  本书自2007年出版以来,已印刷7次,得到广大读者的认可。
  尽管在第一版的使用过程中,已先后对个别有疏漏的地方做了相应的修改。但是,近几年来的教学实践表明,仍有许多地方需要做进一步修改。同时,随着教学改革的发展,也有许多内容需要完善、补充。为此,作者对本书进行了全面修订,以第二版与读者见面。希望通过这次修订,能使本书在质量方面有进一步的提高,得到多的读者的认可。
  这次修订的主要工作有:
  1.对在教学实践中明显感到编排不太合适的地方,进行了重新编写。主要是第9章。
  2.在介绍机构设计的第13章中,适当地增加了一些有关联的设计知识,以充实必要的内容。
  3.对书中有些提法、措辞不够严谨或者表述过于累赘的地方,进行了修改、删节。
  4.更换了个别插图;更正了原书文字、插图及计算中的疏漏。
  由于作者水平和时间所限,书中误漏之处在所难免,殷切希望各位同仁、广大读者批评指正。
《工程图学与三维建模基础》 引言 在现代工程领域,无论是宏观的桥梁建筑,还是精密的微电子器件,其设计过程都离不开严谨的图纸表达和精确的三维模型构建。工程图学作为连接设计思想与实际制造的桥梁,是工程师必备的核心技能之一。它不仅仅是简单的绘图,更是理解、分析和交流工程信息的关键语言。而随着计算机技术的发展,三维建模技术更是极大地提升了设计效率、优化了设计流程,并为虚拟仿真和快速原型制造提供了可能。《工程图学与三维建模基础》正是为了系统地传授这一关键学科体系而编写。本书旨在为机械、土木、航空航天、工业设计等各工程类专业的学生以及从事相关工作的工程师提供一个坚实的基础。通过对本书的学习,读者将能够掌握工程图学的基本原理、规范和方法,并能熟练运用现代三维建模软件进行设计实践,从而有效地将概念转化为可实现的工程方案。 第一部分:工程图学基础 工程图学是工程技术人员进行设计、制造、检验和交流的重要技术语言。本部分将深入剖析其核心要素,确保读者能够准确无误地理解和表达工程信息。 第一章 几何投影基础 本章将从最基本的投影原理出发,引导读者理解如何将三维实体投影到二维平面上,形成各种视图。我们将详细阐述以下内容: 投影法概述: 介绍正投影、斜投影等基本概念,以及它们在工程图纸中的应用场景。 三视图: 重点讲解主视图、俯视图、左视图的形成原理,以及它们之间的对应关系。深入分析视图的选择原则,确保能够全面、清晰地表达物体的真实形状。 基本几何体的三视图绘制: 通过对点、直线、平面、柱体、锥体、球体等基本几何体的三视图绘制练习,帮助读者建立三维空间想象能力,并掌握视图的组合规律。 复合视图与特殊视图: 介绍斜视图、剖视图、局部视图等,以及它们在表达复杂形状和内部结构时的重要性。例如,我们将讲解如何通过斜视图准确表示倾斜的平面,以及如何通过不同类型的剖视图清晰地展示物体的内部构造。 视图的尺寸标注: 学习视图尺寸标注的基本规则和方法,包括尺寸界线、尺寸线、尺寸数字的绘制,以及各种尺寸标注的类型(如直径、半径、角度、斜度等)。强调标注的完整性、准确性和清晰性,确保制造和检验的顺利进行。 第二章 轴测图 轴测图是一种介于中心投影和正投影之间的一种特殊投影。它能比较直观地反映物体的三维形态,因此在产品说明书、宣传图册以及工程草图中有广泛的应用。 轴测图的基本原理: 解释轴测投影的形成过程,以及轴测线、轴测系数的概念。 等轴测图、斜二测图: 详细介绍不同轴测图的绘制方法,包括轴测轴的倾斜角度、投影系数的选择,以及如何根据三视图绘制轴测图。 轴测图的绘制步骤与技巧: 提供系统性的绘制步骤,并结合实例讲解绘制过程中需要注意的关键点和常用技巧,例如如何处理曲面和圆的轴测投影。 第三章 零件图 零件图是表达单个机械零件形状、尺寸、技术要求和材料等信息的图样,是机械产品制造和装配的基础。 零件图的组成要素: 阐述零件图必须包含的要素,如视图、尺寸、技术要求(表面粗糙度、公差、配合、形位公差、表面处理等)、材料牌号、毛坯尺寸及图号等。 尺寸标注原则与方法: 深入讲解零件尺寸标注的依据和原则,包括功能尺寸、工艺尺寸、结构尺寸的概念,以及如何根据零件的加工工艺和配合要求进行标注。 技术要求的表达: 详细介绍各种技术要求的标注方法,如表面粗糙度符号、公差带代号、配合代号、形位公差符号及其注写规则。这些要求直接影响零件的性能和装配质量。 毛坯的确定与表达: 讲解如何根据零件的形状、尺寸和加工工艺来确定毛坯的类型(如铸件、锻件、型材、标准件等),并在零件图上准确表达毛坯的形状和尺寸。 常用零件图的绘制: 通过对轴、盘、板、支架等典型零件的绘制练习,巩固所学知识,培养实际绘图能力。 第四章 机械零件的视图表达 机械零件的形状复杂多样,视图的选择和组合是准确表达其结构的关键。 基本视图的合理选择: 讲解如何根据零件的结构特点,选择最能反映其主要形状和结构特征的主视图、俯视图和侧视图。 剖视图的应用: 深入分析各种剖视图(全剖、半剖、阶梯剖、旋转剖、局部剖等)的适用场合和绘制要求。特别强调剖面符号的绘制和剖面线的方向。 重叠部分的视图表达: 针对某些视图中可能出现的重叠部分,讲解如何通过省略、断开或局部视图等方式进行清晰表达。 特殊视图的运用: 介绍局部放大图、移出断面图等,以及它们在表达细节、简化图面方面的作用。 第五章 螺纹与紧固件的表达 螺纹是机械传动和连接中最常见的结构之一,其准确的表达是机械设计和制造的重要环节。 螺纹的基本知识: 介绍螺纹的类型(普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、燕尾螺纹等)、要素(公称直径、螺距、牙型角、旋向等)和旋合方式。 螺纹在图纸上的表示方法: 详细讲解不同螺纹在图纸上的简化画法和规定画法,包括外螺纹和内螺纹的牙顶线、牙底线、螺距线等。 常用螺纹紧固件的图示: 学习螺钉、螺栓、螺母、垫圈等常用紧固件在图纸上的标准画法。 螺纹连接的画法: 掌握螺纹连接(如螺栓连接、螺钉连接、螺柱连接)在图纸上的组合画法,包括视图、尺寸标注和技术要求。 第六章 渐开线齿轮与轴测图 齿轮是传递运动和动力的重要零件,其视图表达需要遵循一定的规范。 渐开线齿轮的基本要素: 介绍齿轮的模数、压力角、齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径等关键参数。 齿轮的视图表示: 讲解齿轮在图纸上的标准画法,包括主视图、侧视图以及齿轮的剖视图。 齿轮技术要求: 介绍齿轮精度等级、表面粗糙度、齿面硬度等技术要求的标注方法。 齿轮传动的组合画法: 学习单个齿轮、齿轮副以及齿轮箱等部件的图纸表达。 第七章 焊接与铆接的表达 焊接和铆接是常用的机械连接方法,其在图纸上的表达需要遵循特定的符号和规范。 焊接符号: 学习各种焊接接头(角焊缝、坡口焊缝、塞焊缝等)的表示方法,包括焊缝类型、尺寸、焊接工艺方法等。 焊接工艺说明: 掌握在图纸上标注焊接工艺要求(如焊前预热、焊后热处理等)的方法。 铆接符号: 介绍铆钉的类型、铆接接头的画法以及铆接工艺要求。 焊接与铆接件的图样绘制: 通过实例讲解焊接结构件和铆接件的图样绘制,以及相关的技术要求。 第八章 机械零件的标准件与常用件 标准件和常用件是机械设计中大量使用的具有标准化尺寸和结构的零件,如轴承、联轴器、键、销等。 标准件与常用件的分类与特点: 介绍各类标准件和常用件的定义、分类以及它们在机械设计中的作用。 标准件在图纸上的表示方法: 学习标准件在图纸上的简化画法、代号标注以及尺寸的引用。 常用件的设计考虑: 讨论在选择和使用标准件和常用件时需要考虑的因素,如尺寸配合、强度、刚度等。 第二部分:三维建模与设计 三维建模技术是现代工程设计不可或缺的工具,它极大地提升了设计的效率、可视化程度以及可维护性。本部分将引导读者掌握现代三维建模软件的应用。 第九章 三维建模基础 本章将介绍三维建模的基本概念、常用操作以及参数化建模的思想。 三维建模软件介绍: 简要介绍当前主流的三维CAD软件(如SolidWorks, AutoCAD, CATIA, Pro/ENGINEER等)及其特点。 工作环境与基本操作: 熟悉选定的三维建模软件的界面布局、导航操作(如旋转、缩放、平移)以及常用视图。 草图绘制: 学习二维草图的绘制原理,包括点、线、圆、弧、样条曲线等基本几何元素的创建,以及尺寸约束、几何约束(如平行、垂直、同心、相等)的应用。 参数化建模理念: 理解参数化建模的优势,即通过尺寸和约束来驱动模型的几何形状,从而实现设计的灵活性和可修改性。 基本实体建模: 掌握通过拉伸、旋转、扫描、放样等基本操作创建三维实体。例如,通过草图的拉伸生成实体,通过旋转草图生成回转体。 第十章 曲面建模基础 曲面建模在设计汽车、飞机、家电等具有复杂外形的产品时尤为重要。 曲面类型与特点: 介绍曲面类型,如自由曲面、曲面片、曲面造型等。 曲面创建方法: 学习通过拉伸、旋转、扫描、放样、边界混合等方法创建曲面。 曲面编辑与修剪: 掌握曲面的延伸、修剪、缝合、填充等操作,以构建复杂曲面造型。 曲面质量分析: 介绍曲面分析工具,如曲率分析、斑马纹分析,以评估曲面的平滑度和连续性。 第十一章 装配建模 装配建模是将多个零件组合在一起,形成一个完整的机械产品或机构的过程。 装配结构树: 理解装配结构树的作用,以及如何组织和管理装配体中的零部件。 零件的配合: 学习使用各种配合工具(如同心、重合、距离、角度、约束等)将零件放置在正确的位置和方向。 装配体的约束关系: 掌握如何通过各种约束来定义零件之间的相对位置和运动关系。 爆炸图与动画: 学习创建零件爆炸图,以清晰展示装配体的内部结构,并制作简单的装配动画,用于演示机构的运动。 第十二章 工程图的生成与管理 从三维模型中自动生成工程图是三维CAD软件的核心功能之一,它极大地提高了制图效率。 模型与工程图的关联: 理解三维模型与二维工程图之间的关联性,即工程图是基于三维模型的。 工程图的创建: 学习如何从三维模型生成工程图,并选择所需的视图、剖视图、局部视图等。 视图的放置与尺寸标注: 掌握在工程图纸中放置视图、进行尺寸标注、添加技术要求等操作。 明细表与BOM(物料清单)的生成: 学习自动生成零部件明细表和物料清单,以及如何编辑和管理这些信息。 图框与标题栏的填写: 了解图框和标题栏的组成,以及如何填写完整的设计信息。 第十三章 有限元分析(FEA)基础 本章将介绍有限元分析的基本概念和应用,让读者了解如何利用计算机模拟来评估设计的力学性能。 有限元分析概述: 介绍有限元分析的基本原理,即如何将连续体离散化为有限个单元,并通过求解器得到近似解。 模型准备: 讲解在进行有限元分析前,需要对三维模型进行的准备工作,包括网格划分、材料属性定义、边界条件施加等。 载荷与约束的施加: 学习如何在模型上施加各种载荷(如力、压力、温度)和约束(如固定约束、位移约束)。 结果的解读与分析: 掌握如何查看和分析有限元分析结果,如应力分布、位移云图、应变云图等,并根据结果评估设计的合理性。 设计优化: 讨论如何根据有限元分析结果对设计进行优化,以提高产品的性能和可靠性。 结论 《工程图学与三维建模基础》系统地介绍了工程图学的基本原理、表达方法以及现代三维建模技术。通过理论学习与实践操作相结合,读者将能够掌握将工程概念转化为精确图纸和三维模型的能力,并初步了解如何利用计算机辅助工程(CAE)工具来验证和优化设计。这些知识和技能是每一个有志于投身工程技术领域的学习者和从业者不可或缺的宝贵财富。本书的编写力求清晰易懂,循序渐进,希望能为读者在工程设计的道路上打下坚实的基础,激发更深入的学习和探索。

用户评价

评分

这本书给我最大的改变,就是让我对“细节决定成败”有了更深刻的体会。在讲解机械设计时,它会特别强调每一个参数、每一个连接方式的重要性,以及它们对整个机械性能的影响。有时候,一个小小的设计缺陷,就可能导致整个系统的瘫痪。这种对细节的极致追求,让我认识到,工程技术之所以能够不断进步,正是源于无数工程师对每一个细节的反复打磨和优化。这本书,让我看到了工程的“匠心”。

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读完《机械设计基础(第二版)》,我感觉自己好像打开了一扇新的大门。以前我只关注事物的功能,现在我开始关注它的“结构”和“原理”。比如,我以前只知道空调能制冷,但现在,我能大致理解它的压缩机、冷凝器、蒸发器是如何协同工作的。这本书让我明白,很多我们习以为常的科技产品,背后都有着复杂而精密的机械设计。它不是那种让你看完就能立刻变成工程师的书,但它一定能让你对机械工程有一个扎实的基础认知。

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我最喜欢这本书的一点,就是它在讲解复杂概念时,会非常耐心地拆解,并且使用大量的图示来辅助说明。我曾经在学习其他一些技术书籍时,遇到过非常晦涩难懂的公式和图表,但这本书的设计,让我感觉它始终在考虑读者的接受能力。它不会跳跃式地讲解,而是循序渐进,让你能够一步步地跟上思路。即使遇到一些需要数学计算的部分,它也会提前铺垫好所需的数学基础,或者在讲解时给出清晰的推导过程,让我这个数学不太好的人也能勉强跟上。

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坦白说,我一开始买这本书,是出于一种“实用主义”的考量。我总觉得,学点机械知识,以后生活中总能用得上。虽然我现在还没发现有什么“立竿见影”的应用场景,但这本书带给我的那种“理解力”的提升,却是实实在在的。它让我能够更清晰地理解一些技术说明,甚至能和我那些做工程的朋友们聊上几句,虽然我还是个小白,但至少能听懂一些“行话”了。而且,学习过程中那种不断解决问题的乐趣,也是一种非常宝贵的收获。

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天哪,我最近终于把《机械设计基础(第二版)》这本书啃完了,真的,有一种解脱感,但更多的是一种充实感。我不是学机械的,纯属个人兴趣,想对身边那些“铁疙瘩”背后的原理有所了解。这本书一开始给我的感觉就是,它好像在用一种非常耐心的方式,把我这个完全的门外汉一点点地往里“拽”。它没有上来就丢一堆公式和图表,而是先讲了一些非常基础的、可以说是“常识性”的概念,比如什么是力,什么是运动,什么是材料的强度。然后,它会用很多生活中的例子来解释这些抽象的概念,这一点我特别喜欢。比如讲到受力分析的时候,它会拿一把椅子、一个简单的杠杆来举例,让我一下子就能明白,原来那些看起来很复杂的力学原理,就藏在我们的日常生活中。

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这本书让我最深刻的感受是,机械设计并非高高在上,而是与我们的生活息息相关。它不仅仅是关于那些大型的工业设备,也包括我们日常使用的各种小工具、家用电器。通过阅读这本书,我开始以一种全新的视角去审视这些物品,理解它们是如何被设计出来,又是如何克服各种工程挑战的。这种“生活中的工程学”的视角,让我觉得学习机械设计不再是枯燥的任务,而是一场有趣的探索。

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这本书带给我的最大惊喜,就是它在我脑海里构建了一个初步的“机械世界观”。以前觉得机械就是一些死板的零件堆砌在一起,但现在我意识到,每一个零件,每一个连接,每一个运动的背后,都蕴含着精妙的设计和严谨的计算。它让我开始留意身边的机械设备,比如电梯的运行、自行车的传动,甚至是家里的冰箱,我都会忍不住去想,它们内部是怎么工作的,需要考虑哪些因素才能保证安全可靠。这本书不仅仅是教我知识,更重要的是,它改变了我看待世界的方式,让我对工业制造和工程技术有了更深的敬意。

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这本书最让我印象深刻的一点,是它对于“严谨性”的强调。在讲解每一个设计原则、每一个计算公式的时候,它都会反复强调其背后的物理定律和工程常识。这一点对于我这个初学者来说非常重要,因为它能帮助我建立起正确的认知框架,不至于被一些似是而非的说法误导。我记得有一次,我看到一个地方讲到材料的疲劳强度,它用了很多篇幅去解释为什么会发生疲劳,以及如何避免,而不是简单地给出一个公式。这种深入浅出的讲解方式,让我对这些概念有了更深刻的理解。

评分

我承认,一开始对这本书是有些畏惧的,毕竟“机械设计”听起来就非常专业。但当我翻开第一页,看到那些清晰的插图和通俗易懂的文字时,我的顾虑就消散了很多。这本书的排版真的很好,图文并茂,每个概念的解释都配有相应的插图,让你不会感到枯燥。我尤其喜欢它在讲解一些关键理论时,会先从问题的提出开始,然后一步步引导读者去思考,最后得出结论。这种“引导式”的学习方法,让我感觉自己不是在被动接受知识,而是在主动探索。有时候,我甚至会合上书,自己先思考一下,然后再对照书中的解释,这种感觉非常有成就感。

评分

这本书最让我受益匪浅的地方,在于它建立了我对“可靠性”和“安全性”的重视。在讲解每一个设计细节时,它都会强调这些因素的重要性,以及如何通过合理的设计来保证机械的稳定运行和使用安全。我以前可能不太在意这些,但读完这本书,我才意识到,一个看似简单的机械装置,背后可能需要考虑无数种可能出现的故障和风险。这种严谨的设计思维,也潜移默化地影响了我对其他事物的看法。

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