机电一体化设计基础

机电一体化设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社
作者:朱喜林
出品人:
页数:283
译者:
出版时间:2004-8-1
价格:26.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787030134899
丛书系列:
图书标签:
  • 机电一体化
  • 机械设计
  • 电气工程
  • 自动化
  • 控制工程
  • 系统集成
  • 设计基础
  • 工程教育
  • 工业自动化
  • 传感器技术
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具体描述

本书在简要介绍机电一体化基本概念、发展状况和产品基本构成基础上,介绍了机电一体化产品的共性关键技术与应用。

《机械设计基础:理论与实践》 内容简介 本书旨在为工程技术人员和高等院校学生提供一套全面、深入的机械设计理论与实践指导。全书内容涵盖了现代机械设计领域的核心知识体系,从材料选择到结构分析,再到动态特性评估,力求构建一个严谨而实用的知识框架。 第一部分:机械设计的基本原理与材料科学 本部分首先确立了机械设计的基本思维模式,强调了功能性、可靠性与经济性的平衡原则。详细阐述了机械系统的工作环境分析方法,包括载荷谱的确定、疲劳极限的评估以及可靠性指标的选取。 材料选择与性能 占据了显著篇幅。我们深入探讨了工程材料的微观结构与宏观力学性能之间的内在联系。重点分析了碳素钢、合金钢、铸铁以及高性能聚合物材料在机械结构中的应用特点。内容细致地覆盖了材料的强度、刚度、韧性、耐磨性以及抗腐蚀性能的测试方法和标准。特别针对现代机械对轻量化和高性能的需求,增加了先进复合材料和智能材料在特定工况下的应用案例分析。我们详细对比了不同热处理工艺(如调质、渗碳、氮化)对零件表面硬度和残余应力的影响机制,为优化零件寿命提供了理论依据。 第二部分:机械零件的强度分析与可靠性设计 这是本书的核心技术章节,旨在教授如何精确地进行零件的强度校核与尺寸设计。 静力学与疲劳分析: 详细介绍了许用应力法、应力集中系数的计算、以及线性和非线性有限元分析(FEA)在静态强度评估中的应用。在疲劳设计方面,本书引入了S-N曲线、应力-寿命法(Stress-Life)和应变-寿命法(Strain-Life)的完整推导过程,并结合Miner线性累积损伤理论,指导工程师进行复杂变载荷下的寿命预测。对于关键承载零件,如轴、齿轮和连接件,提供了基于断裂力学原理的裂纹扩展速率分析方法。 刚度设计与变形控制: 刚度设计不再被视为次要指标。本书通过分析结构在工作状态下的弹性变形、振动特性以及接触应力,指导读者如何控制零件的尺寸公差和形状精度,以满足系统功能要求。对弹性稳定性的分析,如细长轴的欧拉屈曲,进行了详尽的推导和工程应用指导。 连接技术: 铆接、焊接、胶接和螺纹连接是机械系统的基础。本书深入探讨了每种连接形式的受力机理。例如,在螺纹连接中,不仅分析了普通螺栓的预紧力与防松设计,还重点介绍了高强度螺栓和自锁螺母在冲击和振动环境中的应用策略。焊接接头的强度评估结合了无损检测技术,确保了连接的整体可靠性。 第三部分:运动与动力学分析 本部分关注机械系统的运动学特性、动态响应以及振动控制技术。 机构学基础与自由度分析: 从基本平面机构(如凸轮、齿轮系)入手,系统阐述了机构运动的约束关系、速度与加速度分析,并引入了瞬心法和速度多边形法等经典分析工具。对于复杂空间机构,则采用基准变换和扭量分析法进行运动学建模。 机械动力学与振动理论: 详细介绍了单自由度和多自由度系统的自由振动与强迫振动分析。重点讲解了系统的固有频率、阻尼比的确定,以及共振现象的危害与避免措施。书中引入了模态分析的概念,指导读者如何通过实验模态分析来验证和修正有限元模型。对于旋转机械,动平衡的原理、方法(静平衡与动平衡)以及对振动的影响进行了详尽的阐述。 第四部分:关键机械零部件的优化设计 本部分将理论知识应用于具体零件的设计实践,强调结合制造工艺。 轴系设计: 轴的设计流程涵盖了材料选取、初步尺寸估算、强度校核(静强度与疲劳强度)、关键部位的应力集中处理、以及动平衡要求。特别关注了轴承的选型、润滑、密封与安装工艺,并对比了滚动轴承与滑动轴承在不同转速和载荷下的优缺点。 齿轮传动设计: 齿轮部分深入剖析了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆传动的几何尺寸计算、齿面接触强度(点接触疲劳)和齿根弯曲强度(梁式强度)的校核。设计实例中包含了齿轮的精度等级选择和热处理对承载能力的提升作用。 摩擦、磨损与润滑: 系统介绍了摩擦的本质、磨损的类型(磨粒磨损、粘着磨损等)以及抗磨损设计策略。润滑理论部分涵盖了流体动力润滑(埃里油膜理论)和边界润滑的物理化学过程,为选择合适的润滑剂和设计润滑系统提供了科学依据。 第五部分:现代设计方法与制造集成 为了适应现代制造业的需求,本书引入了先进的设计理念。 计算机辅助设计与分析(CAD/CAE): 探讨了参数化建模、特征建模在机械设计中的应用。重点讲解了如何有效地利用商用FEA软件进行结构优化,包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化,以实现在满足性能要求的同时最小化材料用量。 公差与配合: 严格遵循ISO标准,系统讲解了尺寸链的计算、配合制的选择(间隙配合、过渡配合、过盈配合)及其对装配质量和功能实现的影响。强调了形位公差(GD&T)在确保复杂曲面和装配关系中的关键作用。 制造工艺性评估: 每一项设计决策都必须考虑可制造性。本书评估了铸造、锻造、机加工、钣金成形等主要制造工艺对零件结构、精度和成本的约束。例如,分析了拔模斜度、最小壁厚、加工余量等对最终产品质量的影响。 总结 本书内容结构严谨,逻辑清晰,理论推导详尽且贴近工程实际。它不仅是工程技术人员提升专业技能的案头参考,也是相关专业学生深入理解机械设计本质的优秀教材。通过对材料、结构、运动和制造的全面覆盖,本书致力于培养读者从系统角度解决复杂机械设计问题的能力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的排版和图示质量确实不错,这一点必须肯定。图表清晰,公式标注规范,阅读起来眼睛不容易疲劳。但是,内容上的逻辑连贯性却是一个令人头疼的问题。章节之间的跳转有时显得突兀,前一章还在讨论机械结构,下一章突然就跳到了高级的嵌入式编程概念,中间缺乏必要的过渡和衔接。这使得我这个跨学科背景的读者在阅读时,需要不断地在脑海中自行搭建桥梁,这极大地消耗了我的认知资源。特别是在涉及软硬件协同设计的部分,作者似乎默认读者已经对双方的底层逻辑了如指掌。我期待的“基础”书籍,应该是能细致地引导读者,像剥洋葱一样,一层一层揭开机电系统各个子系统的耦合关系,并展示如何在不同层次上进行有效协同。这本书在这方面的叙述,明显缺乏那种循序渐进的教学智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当吸引人,色彩搭配和谐,给人一种专业而又充满活力的感觉。我原本期待它能像它的名字一样,在机电一体化的基础理论和设计理念上提供一些深刻的见解。然而,当我翻开内页时,发现内容似乎更偏向于某个特定领域的应用实例,而不是一个宏观的、适用于所有初学者的基础框架。书中对于核心概念的阐述,比如控制系统的反馈机制,虽然有所涉及,但深度和广度都显得有些不足,更像是对一些已知知识点的简单罗列。尤其是对于一些关键的数学模型和物理原理的推导过程,这本书处理得过于简化,使得读者在没有其他参考资料辅助的情况下,很难真正建立起扎实的理论基础。我花了很大力气去理解其中关于传感器和执行器集成的部分,感觉作者似乎更侧重于“展示成果”而非“解释原理”,这对于我们想要深入学习这门学科的人来说,无疑是一种遗憾。总的来说,这本书在概念的清晰度和深度上,离我心目中“基础”的要求还有一段距离,更像是一本偏向于工程实践手册的入门读物。

评分☆☆☆☆☆

说实话,拿到这本书的时候,我最大的兴趣点在于它是否能提供一套清晰、系统的机电一体化设计思维导图。我希望通过阅读,能够掌握从需求分析到系统集成的完整设计流程,并学习到一些经典的设计范式。但实际阅读下来,这本书给我的感觉是,它在“设计”这个环节的处理上显得有些含糊不清。书中大量的篇幅被用来介绍各种现有的成熟技术和产品规格,而不是引导读者如何从零开始构建一个创新性的解决方案。例如,在谈到系统集成时,它更多地是描述了“A和B可以连接”,却很少深入探讨在不同约束条件下,最优的连接策略和接口设计原则是什么。对于一个渴望提升自己解决复杂工程问题能力的读者来说,这种“知其然不知其所以然”的描述方式让人感到非常困惑。如果这本书能多一些关于设计决策背后的权衡分析,多一些“为什么选择这个方案而不是那个”的深入讨论,它的价值将会大大提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其学术化,充斥着大量专业术语的堆砌,对于一个希望建立直观物理模型和工程直觉的初学者来说,构成了一个不小的阅读障碍。我多次发现,为了理解一个句子,我不得不频繁地查阅名词解释,这严重打断了阅读的流畅性和思维的连贯性。这种过分追求术语的严谨性,反而牺牲了知识的普及性和可理解性。优秀的教材应该像一位耐心的导师,用最恰当的语言将复杂的概念可视化和生活化。然而,这本书更像是一份技术规范的汇编,它告诉你“是什么”,却很少告诉你“为什么会是这样”以及“如何用自己的语言去描述它”。如果作者能适当增加一些生动的类比,或者设计一些动手实践的小实验来佐证理论,这本书的教育效果将会提升好几个档次,使其真正配得上“设计基础”的称号。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷是想了解当代机电一体化领域的前沿趋势和发展方向。毕竟,基础理论的学习也需要与时俱进,了解最新的技术热点如物联网、人工智能在机电系统中的应用是很有必要的。遗憾的是,这本书的内容更新似乎停留在上一个时代。书中所引用的案例和技术标准,大多是几年前的成熟技术,对于当前工业4.0和智能制造所强调的柔性、自适应等方面,提及甚少,或者仅仅是一笔带过。在讨论到软件架构时,关于模块化和面向对象的设计理念,也未能体现出当前主流的工程实践标准。这使得这本书在“面向未来”的指导性上显得力不从心。对于希望通过阅读此书来为自己的职业发展打下坚实未来基础的读者来说,这本书提供的知识视角可能过于陈旧,缺乏对新兴技术和设计范式的预见性指导。

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