机械结构设计：技巧与禁忌 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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潘承怡，向敬忠 著

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• 机械设计
• 机械结构
• 工程设计
• 设计技巧
• 设计禁忌
• 结构分析
• 机械工程
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• CAM
• 装配设计

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122164490

版次：1

商品编码：11245484

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-06-01

页数：327

正文语种：中文

编辑推荐

　　

　　《机械结构设计：技巧与禁忌》可为从事机械设计的工程技术人员提供帮助，也可供高等院校相关专业师生学习参考。

内容简介

　　《机械结构设计：技巧与禁忌》从技巧与禁忌两个方面分析了各种常用机械结构在设计过程中需要注意的问题以及容剔巳的错误。主要内容包括：螺旋副、转动副、移动副、杆类构件、盘类构件、轴类构件、键、花键、销及其他连接、机架、减速器、联轴器与离合器、弹簧和密封等。《机械结构设计：技巧与禁忌》吸取了大量工程实践的精华，列举了丰富的结构实例，通过对这些实例进行正误对比、较好较差对比等解析，为读者阐述了机械结构设计的基本方法和一般技巧。《机械结构设计：技巧与禁忌》尽量选用具有普遍性和通用性的结构，实用性强，便于读者在实际工作过程中参考。

目录

绪论
0.1 机械结构设计的概念与步骤
0.1.1 机械结构设计的概念
0.1.2 机械结构设计的步骤
0.2 机械结构设计的基本要求
0.2.1 功能要求
0.2.2 使用要求
0.2.3 结构工艺性要求
0.2.4 人机学要求
0.3 机械结构设计的发展方向

第1章 螺旋副的结构设计技巧与禁忌
1.1 螺纹连接结构设计技巧与禁忌
1.1.1 螺纹的形成及类型选择技巧与禁忌
1.1.2 螺纹连接主要类型设计技巧与禁忌
1.1.3 螺纹连接防松结构设计技巧与禁忌
1.1.4 螺栓组连接的结构设计技巧与禁忌
1.2 螺旋传动结构设计技巧与禁忌
1.2.1 螺旋传动的分类与基本形式
1.2.2 传力螺旋传动结构设计技巧与禁忌
1.2.3 传导螺旋传动结构设计技巧与禁忌
1.2.4 调整螺旋传动结构设计技巧与禁忌

第2章 转动副的结构设计技巧与禁忌
2.1滑动轴承结构设计技巧与禁忌
2.1.1滑动轴承的主要结构形式
2.1.2 滑动轴承支撑结构应受力合理
2.1.3 滑动轴承的固定
2.1.4 滑动轴承的安装与拆卸
2.1.5 滑动轴承的调整
2.1.6 滑动轴承的供油
2.1.7 防止阶梯磨损
2.2 滚动轴承结构设计技巧与禁忌
2.2.1 滚动轴承的主要结构类型及选用原则
2.2.2 滚动轴承类型的选择
2.2.3 滚动轴承轴系支承固定形式
2.2.4 滚动轴承的配置
2.2.5 滚动轴承游隙及轴上零件位置的调整
2.2.6 滚动轴承的配合
2.2.7 滚动轴承的装拆
2.2.8 滚动轴承的润滑与密封

第3章 移动副的结构设计技巧与禁忌
3.1 滑动摩擦导轨结构设计技巧与禁忌
3.1.1 滑动摩擦导轨的类型及结构
3.1.2 滑动摩擦导轨的结构设计技巧与禁忌
3.2 滚动摩擦导轨结构设计技巧与禁忌
3.2.1 滚动摩擦导轨的类型及结构
3.2.2 滚动摩擦导轨的结构设计技巧与禁忌

第4章 杆类构件的结构设计技巧与禁忌
4.1 连杆结构设计技巧与禁忌
4.1.1 连杆的结构
4.1.2 连杆的结构设计技巧与禁忌
4.2 推拉杆结构设计技巧与禁忌
4.2.1 推拉杆的结构
4.2.2 推拉杆的结构设计技巧与禁忌
4.3 摆杆结构设计技巧与禁忌
4.3.1 摆杆的结构
4.3.2 摆杆的结构设计技巧与禁忌

第5章 盘类构件的结构设计技巧与禁忌
5.1 齿轮结构设计技巧与禁忌
5.1.1 齿轮类型与传动形式选择技巧与禁忌
5.1.2 齿轮的结构设计技巧与禁忌
5.2 蜗轮结构设计技巧与禁忌
5.2.1 蜗轮的结构形式
5.2.2 蜗轮的结构设计技巧与禁忌
5.3 带轮结构设计技巧与禁忌
5.3.1 带轮的类型与结构
5.3.2 带轮的结构设计技巧与禁忌
5.4 链轮结构设计技巧与禁忌
5.4.1 链轮的结构形式
5.4.2 链轮的结构设计技巧与禁忌
5.5 盘形凸轮结构设计技巧与禁忌
5.5.1 凸轮的分类
5.5.2 盘形凸轮的结构设计技巧与禁忌
5.6 棘轮结构设计技巧与禁忌
5.6.1 棘轮的结构形式
5.6.2 棘轮的结构设计技巧与禁忌
5.7 槽轮结构设计技巧与禁忌
5.7.1 槽轮的结构形式
5.7.2 槽轮的结构设计技巧与禁忌
5.8 不完全齿轮结构设计技巧与禁忌
5.8.1 不完全齿轮的结构形式
5.8.2 不完全齿轮的结构设计技巧与禁忌

第6章 轴类构件的结构设计技巧与禁忌
6.1 轴结构设计原则
6.2 轴结构设计技巧与禁忌
6.2.1 符合力学要求的轴上零件布置
6.2.2 合理确定轴上零件的装配方案
6.2.3 轴上零件的定位与固定
6.2.4 轴的结构工艺性
6.2.5 提高轴的疲劳强度
6.2.6 符合力学要求的轴结构设计
6.2.7 轴的刚度与轴上零件布置
6.2.8 轴的刚度与轴上零件结构

第7章 键、花键、销及其它连接结构设计技巧与禁忌
7.1 键连接结构设计技巧与禁忌
7.1.1 键连接的类型与结构形式
7.1.2 键连接的结构设计技巧与禁忌
7.2 花键连接结构设计技巧与禁忌
7.2.1 花键连接的类型与结构形式
7.2.2 花键连接的结构设计技巧与禁忌
7.3 销连接结构设计技巧与禁忌
7.3.1 销连接的类型与结构形式
7.3.2 销连接的结构设计技巧与禁忌
7.4 过盈连接结构设计技巧与禁忌
7.4.1 过盈连接的结构形式
7.4.2 过盈连接的结构设计技巧与禁忌
7.5 焊接结构设计技巧与禁忌
7.5.1 焊接的特点和结构形式
7.5.2 焊接的结构设计技巧与禁忌
7.6 胶接结构设计技巧与禁忌
7.6.1 胶接的特点和结构形式
7.6.2 胶接的结构设计技巧与禁忌
7.7 铆接结构设计技巧与禁忌
7.7.1 铆接的特点和结构形式
7.7.2 铆接的结构设计技巧与禁忌

第8章 机架的结构设计技巧与禁忌
8.1 机架的分类和设计原则及要点
8.1.1 机架的分类
8.1.2 机架结构设计原则
8.1.3 机架结构设计要点
8.2 机架结构设计技巧与禁忌
8.2.1 铸造机架结构设计基本原则
8.2.2 铸造机架结构设计技巧与禁忌
8.2.3 焊接机架结构设计基本原则
8.2.4 焊接机架结构设计技巧与禁忌

第9章 减速器的结构设计技巧与禁忌
9.1 常用减速器的形式、特点及应用
9.2 常用减速器形式选择技巧与禁忌
9.2.1 圆柱齿轮减速器形式选择技巧与禁忌
9.2.2 圆锥�苍仓�齿轮减速器形式选择技巧与禁忌
9.2.3 蜗杆及蜗杆�渤萋旨跛倨餍问窖≡窦记捎虢�忌
9.2.4 减速器与电动机一体便于安装调整
9.2.5 减速器形式选择其它有关问题
9.3 减速器传动比分配技巧与禁忌
9.3.1 单级减速器传动比的选择
9.3.2 两级和两级以上减速器传动比分配
9.4 减速器结构设计技巧与禁忌
9.4.1 减速器的箱体应具有足够的刚度
9.4.2 箱体结构要具有良好的工艺性
9.4.3 减速器润滑的设计技巧与禁忌
9.4.4 减速器分箱面的设计技巧与禁忌
9.4.5 窥视孔与通气器的设计技巧与禁忌
9.4.6 起吊装置的设计技巧与禁忌
9.4.7 放油装置的设计技巧与禁忌

第10章 联轴器与离合器的结构设计技巧与禁忌
10.1 联轴器结构设计技巧与禁忌
10.1.1 联轴器的类型及结构形式
10.1.2 联轴器的类型选择技巧与禁忌
10.1.3 联轴器的位置设计技巧与禁忌
10.1.4 联轴器的结构设计技巧与禁忌
10.2 离合器结构设计技巧与禁忌
10.2.1 离合器的类型及结构形式
10.2.2离合器的类型选择技巧与禁忌
10.2.3 离合器的位置设计技巧与禁忌

第11章 弹簧的结构设计技巧与禁忌
11.1 弹簧的类型和结构
11.2 弹簧结构设计技巧与禁忌
11.2.1 圆柱螺旋弹簧结构设计技巧与禁忌
11.2.2 游丝结构设计技巧与禁忌
11.2.3 片簧结构设计技巧与禁忌
11.2.4 环形弹簧结构设计技巧与禁忌
11.2.5 碟形弹簧结构设计技巧与禁忌
11.2.6 橡胶弹簧结构设计技巧与禁忌

第12章 密封的结构设计技巧与禁忌
12.1 密封的结构类型
12.2 毡圈密封结构设计技巧与禁忌
12.3 唇形密封圈密封结构设计技巧与禁忌
12.4 O形密封圈密封结构设计技巧与禁忌
12.5 迷宫密封结构设计技巧与禁忌

参考文献

前言/序言

　　机械结构设计是机械产品设计和开发的必要支撑。随着科学技术的飞速发展，一方面，人们对机械结构设计有了越来越高的要求，对性能优异的机械结构的需求日益增长；另一方面，在当今科技日新月异的发展形势下，只掌握一般的常规结构设计已不能满足工作要求。机械结构是复杂多样的，初学者往往缺少经验，稍不注意就容易犯一些不易被发现的错误，即便是有经验的多年从业者也可能设计出性能不是最佳的结构，这些都将给工作造成不良后果。因此，对机械设计人员而言，掌握机械结构设计的常用技巧和常见禁忌非常必要。为了帮助机械从业人员更好地做好机械产品的设计和开发，我们编写了此书。
　　本书介绍了常用机械的一般结构，从技巧与禁忌两方面分析了各种常用机械结构在设计过程中需要注意的问题，以及容易犯的错误。本书吸取了大量工程实践的精华，列举了大量结构实例，以机械结构改善前后的对比图例、正确和错误的对比图例、较好和较差的对比图例等，使读者获得更多启示，帮助读者在短时间内快速掌握机械结构设计的基本方法和一般技巧，避免设计出不良结构和禁忌结构，从而提高设计质量，减少错误的发生。本书内容包括螺旋副（主要是螺纹连接和螺旋传动）、转动副（主要是滑动轴承和滚动轴承）、移动副（主要是导轨）、杆类构件（包括连杆、推拉杆和摆杆）、盘类构件（包括齿轮、蜗轮、带轮、链轮、盘形凸轮、棘轮、槽轮和不完全齿轮）、轴类构件（主要是直轴）、键、花键、销及其它连接（包括过盈连接、焊接、胶接和铆接）、机架、减速器、联轴器与离合器、弹簧和密封等常用机械结构，尽量选用具有普遍性和通用性的结构，使读者能够在自身工作中进行参考和类比。
　　本书是作者总结多年教学经验和科研成果，并在广泛收集资料的基础上编写的，适合广大机械工程技术人员和机械专业高等院校师生阅读。
　　本书由潘承怡、向敬忠共同编写完成，由潘承怡负责统稿。
　　由于作者水平所限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。

铸就永恒：结构设计的艺术与科学 一部深入探究材料、力学与美学的工程学著作 内容概述： 本书并非专注于特定的机械设计手册或标准规范的解读，而是将视角拔高，聚焦于“结构设计”这一核心工程思维的建立与深化。我们探讨的不是“如何画图”的技巧，而是“为何如此设计”的哲学。通过对历史上经典结构的剖析与当代前沿设计的案例研究，本书旨在培养读者对结构行为的直观理解、对潜在失效模式的预见能力，以及在多重约束条件下实现创新性、可靠性与经济性完美平衡的综合素养。 全书结构分为五个核心部分，层层递进，构建起一个完整的结构设计认知体系： --- 第一部分：结构认知的基石——从本构关系到宏观表现 本部分着重于打牢理论基础，但侧重于如何将抽象的理论转化为工程师的直觉。 1. 材料的“性格”与行为预测： 我们超越了简单的屈服强度和弹性模量。深入探讨了材料在不同尺度、不同加载速率下的真实表现。例如，如何理解疲劳的微观起源，以及蠕变对长期承载结构寿命的决定性影响。重点分析了复合材料、增材制造（3D打印）材料在结构应用中的非传统力学行为，以及如何在新材料特性不完全清晰的情况下，建立保守而有效的安全判据。 2. 几何对力流的塑形： 结构设计本质上是对力流的引导与控制。本章详细分析了界面、连接点、孔洞、截面突变等几何特征如何成为应力集中点，以及如何通过巧妙的圆角、渐变过渡和拓扑优化来“抚平”应力波。探讨了壳体、梁、柱、拱等基本构件在实际复杂受力下的真实受力状态，而非教科书中的理想化模型。 3. 稳定性：无形中的巨大威胁： 稳定性分析是结构安全的隐形门槛。本书细致区分了屈曲（Buckling）与失稳（Collapse）的机制差异。特别关注了薄壁结构、细长杆件以及复杂约束边界条件下的临界载荷计算与估算方法。探讨了如何通过预应力、增加侧向支撑或改变截面惯性矩的分布，从根本上抵抗失稳的风险。 --- 第二部分：设计的约束与权衡——效率、可靠性与生命周期 本部分将理论实践化，探讨设计决策背后的综合考量。 4. 结构效率的量化： 结构设计的目标不仅是“不坏”，更是“以最少的材料做最多的功”。本章引入了应力重量比、刚度重量比等指标，并展示了如何利用拓扑优化（Topological Optimization）的原理来指导直觉设计，而非仅仅依赖软件的计算结果。讨论了在满足刚度要求优先于强度要求时，设计策略如何彻底转变。 5. 载荷谱的构建与极端事件分析： 真实世界的载荷是动态、随机且不可预测的。本书强调了如何从工程经验和运行数据中提取出最具代表性的载荷工况谱。深入讨论了罕见事件（如地震、超载、热冲击）的概率评估，以及在冗余设计、失效保护（Fail-Safe）和损伤容限（Damage Tolerance）设计哲学之间的取舍。 6. 制造工艺对最终性能的锁定： 结构设计必须在蓝图阶段就考虑制造的可行性与经济性。本章对比了传统切削、铸造、焊接与现代增材制造（AM）对材料微观结构和残余应力的影响。强调了“设计公差”的实际意义——一个在图纸上完美的结构，在实际制造公差下可能变得脆弱不堪。 --- 第三部分：动态世界中的结构响应 本部分聚焦于时间变量对结构性能的影响，这是静态分析无法触及的领域。 7. 振动与模态分析的工程应用： 不仅仅是计算固有频率，更关键的是如何理解固有频率与工作频率的耦合关系。详细分析了共振的破坏机制，并提供了在设计早期阶段避免或抑制有害振动的系统性方法，例如通过改变质量分布、增加阻尼元件或采用非对称约束。 8. 冲击与高频载荷的能量管理： 在碰撞、爆炸或快速启停等工况下，材料表现出惯性效应。本章探讨了如何利用材料的吸能特性（如吸能格架、溃缩区设计）和结构的延展性来吸收和耗散冲击能量，保护核心部件。 9. 疲劳——累计损伤的阴影： 疲劳是机械结构最常见的失效模式。本书深入探讨了应力循环次数、平均应力效应（如Goodman、Soderberg图解的现代应用）以及裂纹萌生与扩展的机制。核心在于教会读者如何设定合理的寿命目标，并设计出能够有效避免高应力集中和应力循环的几何形状。 --- 第四部分：结构可靠性的高级范式 超越传统的安全系数（Factor of Safety），迈向基于概率的可靠性评估。 10. 概率与不确定性量化： 认识到输入参数（材料强度、载荷大小）本身就是随机变量。引入可靠性指标（Reliability Index）和性能函数，指导工程师在确定性设计与概率性评估之间找到平衡点，尤其适用于高价值、长寿命或高风险系统（如航空航天、核电）。 11. 结构健康监测（SHM）的接口设计： 现代结构设计越来越需要集成感知能力。本章探讨了如何预留传感器安装位置、布线路径，以及如何设计结构本身以便于无损检测（NDT），使结构在服役过程中能自我报告其损伤状态。 --- 第五部分：跨界思维与结构美学 12. 结构形态的演化与仿生学： 结构设计的高级境界是找到自然界早已验证的、高度优化的形式。通过对骨骼、树木、蜂巢等自然结构的分析，揭示其背后的力学原理，并将其应用于人造结构设计中，实现轻量化和高刚度的统一。 13. 结构形式与功能的融合： 结构不仅仅是承载体，它也定义了产品的外观和使用体验。探讨如何将结构本身转化为美学元素，使功能性的需求（如散热、维护通道、强度分布）自然地凝结成具有辨识度的设计语言。 本书旨在引导读者从“工程师的工具箱”中走出来，掌握“结构大师”的思维模式，无论面对何种工程挑战，都能构建出既坚固可靠、又富有创新性的结构解决方案。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一个更偏向理论研究的背景，所以在接触到这类强调实践经验的书籍时，我通常会抱持一种观望态度。然而，这本书成功地架起了理论与实践之间的鸿沟。让我印象最深的是它对“可制造性”的探讨，很多精妙的结构设计在理论上完美无缺，但一旦进入加工环节就成了噩梦。这本书明确指出了，在概念设计阶段就必须考虑机加工的便利性、装配的容错性。它详细对比了铸造、锻造、钣金、CNC加工这几种工艺对结构件几何形状的限制和要求，并提供了很多规避这些限制的“变通”方案。比如，如何通过合理的倒角和圆角设计，既满足强度要求，又能避免在CNC铣削时产生振刀和过切。这种对工艺流程的深刻理解，使得书中的设计方案都具备了极强的落地性。阅读过程中，我感觉就像请了一位经验丰富的工艺工程师随时在旁边指导，很多过去困扰我的“为什么我的模型做出来总是不对劲”的问题，都在这里找到了答案。这本书的价值在于，它教会我们如何“设计出能被制造出来的东西”，而不是“设计出图纸上的完美结构”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是在朋友的极力推荐下才买的这本书，他当时只说了一句：“这本书能让你少走五年弯路。” 我带着一丝怀疑的态度打开了它，结果却发现，它真的是一本“真材实料”的干货集锦。与其他市面上那些堆砌概念的书籍不同，这本书的重点似乎完全放在了“实操性”上。书中对常见连接方式的优缺点分析，细致到螺栓预紧力对疲劳寿命的影响，以及焊接件的残余应力控制，这些细节的深度挖掘，让我这个有点经验的设计师都感到受益匪浅。我尤其关注了其中关于“结构优化”的章节，作者没有盲目推崇有限元分析（FEA），而是强调在FEA之前，必须先建立正确的物理模型和边界条件假设，否则再复杂的计算也只是浪费时间。书中给出的一个设计小技巧——如何通过改变受力路径来规避应力集中点——简直是神来之笔，我立刻尝试将这个技巧应用到我手头的项目中，效果立竿见影。这本书的语言风格很直接，甚至带着一点点“老工程师”的犀利，它毫不留情地指出了那些新手常犯的、看似微小实则致命的错误。读完这本书，我感觉自己对“设计意图”的理解又上升了一个层次，不再满足于“能用就行”，而是追求“高效、可靠、可制造”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排非常独特，它没有采用传统的“基础理论-进阶应用”的线性结构，反而更像是一本“设计事故手册与经验宝典”的合集。它以一种近乎讲故事的方式，串联起各种不同类型的机械系统设计挑战。比如，关于动平衡和振动抑制那一章，作者没有直接给出现成的公式，而是从一个高速旋转设备失控的事故谈起，逐步解析了惯性力、离心力、固有频率等概念是如何相互作用导致灾难性后果的。这种“先看到问题，再回溯原理”的叙述逻辑，极大地激发了读者的求知欲。我发现自己对动态特性分析的兴趣空前高涨，因为我明白了它与实际运行可靠性的直接关联。此外，书中对于“人机工程学”在结构设计中的融入也进行了精彩的论述，比如如何设计操作手柄的曲率、如何布局检修孔位以方便维护，这些细节的关注体现了作者对产品全生命周期的深刻洞察。这本书的整体气质非常务实，它不追求高深莫测的理论，而是聚焦于如何让机械结构“活得更好，用得更久”，对于实际从事结构设计工作的工程师来说，无疑是一剂强心针和及时的提醒。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，那种金属质感的灰色调和简洁的几何线条，一下子就抓住了我的眼球。我原本以为这会是一本非常枯燥的教科书，充满了公式和理论推导，但翻开第一页，我就发现自己错了。作者在开篇就非常巧妙地引入了一个实际的工程案例，通过这个案例来引出设计中的一些核心理念，这种叙事方式让人很容易代入，感觉自己不是在学习，而是在参与一场真实的工程项目。比如，书中对于材料选择的讨论，不是简单地罗列各种材料的性能参数，而是结合具体的工作环境——高低温、高应力、腐蚀性介质——来分析为什么选择A而不是B，这种“情境化教学”的处理方式，极大地提升了阅读的趣味性。更让我欣赏的是，作者并没有停留在理论层面，而是深入到图纸细节的处理上，比如标注规范的选取、公差配合的实际考量，这些都是初学者在学校里很难接触到的“野路子”，但却是工程师日常工作中必须面对的难题。这本书的排版也非常出色，图文并茂，许多关键的设计原则都配上了清晰的剖视图和爆炸图，让人一目了然。我特别喜欢其中关于“鲁棒性设计”的那一章，它没有用晦涩的术语，而是用生活中的例子来解释如何设计出“怎么用都不会坏”的结构，这种接地气的表达方式，真的非常加分。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识密度高得惊人，我不得不采取“慢读”策略，甚至需要边读边做笔记，有些章节我来回看了三四遍才敢自信地说理解了其中的精髓。我最欣赏的一点是它对“设计哲学”的探讨，这超越了单纯的工程技术范畴。例如，作者在讨论结构冗余度时，不仅仅从安全系数的角度出发，还引入了“成本、重量、可维护性”之间的权衡艺术。他似乎在用一种近乎哲学的视角，引导读者思考：在有限的资源下，最优解究竟是什么？书中对比了两种完全不同的机械设备设计思路——一种是追求极致的轻量化，另一种是强调极致的耐用性——并详细分析了每种思路背后的商业逻辑和技术风险。这种宏观视野的培养，对于想要成为结构设计领域专家的读者来说，是无价之宝。此外，书中对于“失效分析”的案例剖析也极其到位，不是简单地描述结构断裂了，而是深入到断裂面的微观形貌、载荷历史、环境因素等多个维度进行综合判断，这种严谨的科学态度，让我对结构可靠性有了全新的认识。

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速度快，效率高

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印刷质量一般，感觉不值这些钱，看后再评价吧！

评分☆☆☆☆☆

这是单位买的书，不关我啥事

评分☆☆☆☆☆

很专业，有指导性意义。

评分☆☆☆☆☆

速度快，效率高

评分☆☆☆☆☆

印刷质量一般，感觉不值这些钱，看后再评价吧！

评分☆☆☆☆☆

学到了很多，以后做设计就可以避免出现类似的错误了

评分☆☆☆☆☆

不错挺好的东西。

评分☆☆☆☆☆

书籍也不错,公司员工用的