机构与机械零件

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出版者:中央广播电视大学出版社
作者:祖英纯
出品人:
页数:333
译者:
出版时间:2005-9
价格:38.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787304031695
丛书系列:
图书标签:
  • 机械设计
  • 机械零件
  • 机构学
  • 机械原理
  • 工程机械
  • 制造工程
  • 机械工程
  • 设计手册
  • 工业工程
  • 机械制图
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具体描述

《机构与机械零件》具有如下特点:(1)《机构与机械零件》的内容包括机械原理和机械零件两部分内容,主体为机械零件,机械原理内容的多少由机械零件需要而定,贯彻了少而精的原则,使教材更符合实际的需求。(2)《机构与机械零件》为高级技校及职业技术学院用书,培养目标为技术应用型人才,所以本教材的基本理论要加强,删减了理论性较强的内容及复杂的计算,而突出了实用性较强的内容及一般的计算。(3)《机构与机械零件》采用了国际单位制,采用了最新国家颁布的新标准。(4)习题的内容着重于对概念、基本理论问题的理解,高难度的计算题不多,加强了基础应用理论知识及解决实际问题的训练。

机构与机械零件:技术革新与工程实践的深度解析 本书旨在为机械工程、设计制造以及相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供一本全面而深入的参考手册。它超越了基础理论的简单罗列,聚焦于现代工程实践中机构设计与机械零件选型的核心挑战、前沿技术和优化策略。全书结构严谨,逻辑清晰,内容涵盖了从基础运动学到复杂系统动态性能分析的广阔范围,同时紧密结合最新的材料科学和智能制造技术。 第一部分:机构运动学与动力学基础的深化 本部分内容是对传统机构学原理的拓展与深化,侧重于现代分析工具的应用和复杂机构的建模。 1. 空间机构运动分析的进阶 我们将详细探讨空间六自由度机构(如Stewart平台、RPS/RRRRP等复杂并联机构)的运动学和静力学建模。内容包括先进的微分运动学、瞬时运动中心(ICR)在三维空间中的扩展应用,以及利用迭代算法解决逆运动学中多解问题的实用方法。特别地,本书引入了基于四元数和旋转矢量(Rodrigues参数)的空间姿态描述,以克服欧拉角和泰勒展开在高精度控制中存在的奇异性问题。 2. 柔性机构与变结构机构 有别于传统上对刚体机构的理想化处理,本章深入研究了柔性铰链机构(Flexure Mechanisms)的设计。详细分析了材料弹性变形在实现高精度无摩擦运动中的作用,并提供了基于有限元方法(FEM)预测柔性铰链疲劳寿命和固有频率的精确流程。此外,对变结构机构(如可重构机构和形态可变机构)的拓扑优化方法进行了详尽阐述,重点关注其在模块化机器人和自适应工具设计中的应用。 3. 机构的动态特性与振动抑制 本章核心在于机构系统的高频动态响应分析。内容涵盖了多自由度系统的拉格朗日方程推导、含间隙和摩擦的非线性动力学建模。我们将重点剖析高速运转机构中因惯性力、离心力导致的高频振动源,并介绍主动和被动减振技术,例如采用磁悬浮轴承、自适应阻尼器和响应面法(RSM)优化机构质量分布以实现动态平衡。 第二部分:关键机械零件的现代设计与寿命预测 本部分从结构可靠性和材料性能的角度,对承载和传动中的核心机械零件进行系统性的优化设计指导。 1. 滚动轴承与滑动轴承的精密选型与寿命管理 本书对轴承的选型不再停留在ISO或ABMA标准表格的引用,而是侧重于复杂工况下的寿命预测模型。详细分析了变载荷、变转速工况下的Hertz接触理论修正,以及接触疲劳(点蚀)的概率模型。对于滑动轴承,重点讲解了油膜的建立与失稳(油楔效应、边界润滑),并介绍了新型自润滑复合材料在极端温度和高真空环境中的应用案例。 2. 齿轮传动系统的效率与噪声控制 齿轮设计部分着重于高精度、高功率密度传动。内容包括齿形系数的非对称优化、齿根弯曲强度的高级校核方法,以及齿轮副啮合误差对传动误差系数(Transmission Error Coefficient, TEC)的影响分析。针对噪声问题,本书详细介绍了齿廓修形(Profile Modification)和齿侧间隙优化在降低啮合噪声中的作用,并结合声发射技术(AE)实现齿轮早期损伤的在线监测。 3. 联轴器与连接件的扭转刚度与冲击吸收 本章探讨了弹性联轴器和刚性联轴器的匹配原则。对于弹性元件(如膜片、爪型联轴器),关键在于计算其非线性扭转特性和瞬态冲击吸收能力。连接件部分(如螺栓连接)引入了预紧力对连接界面的剪切和拉伸性能的影响分析,并讨论了在交变载荷下连接件的松动机理与预防措施(如使用自锁螺母、粘接剂)。 第三部分:先进材料与智能制造对零件设计的影响 现代工程的进步离不开材料科学和制造工艺的革新。本部分探讨了这些前沿领域如何重塑传统的机械零件设计范式。 1. 增材制造(AM)对零件几何设计的解放 重点分析了选择性激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)技术对复杂结构件(如晶格结构、拓扑优化后的轻量化零件)制造的可行性。本书提供了针对增材制造零件的残余应力分析方法、热影响区(HAZ)的微观结构演变模型,以及后处理(如热等静压HIP)对最终机械性能的提升策略。 2. 智能材料与功能集成 介绍如何将功能性材料集成到机械零件中以实现“零件即系统”的设计理念。具体案例包括利用压电材料实现主动式误差补偿机构、利用形状记忆合金(SMA)实现热驱动的自适应锁紧机构,以及电磁流变液(MRF)在可变刚度阻尼器中的应用。 3. 表面工程与极端环境下的可靠性 表面处理技术不再仅仅是防腐蚀手段,而是提高局部承载能力的关键。内容涵盖了先进的PVD/CVD涂层技术(如类金刚石DLC涂层),分析其与基体的界面结合强度。同时,对在超高温、高腐蚀性介质(如深海、航空发动机环境)中服役的零件,系统阐述了蠕变、应力腐蚀开裂(SCC)的预测模型与寿命评估标准。 结论:面向下一代机械系统的设计哲学 全书最后一部分对当前机构与零件设计所面临的挑战进行了总结,并展望了未来的发展方向,强调“多物理场耦合”、“系统级优化”和“数字孪生”在未来十年内对机械工程领域的颠覆性影响。本书旨在培养读者跳出单一零件思维,以系统论的视角,驾驭复杂工程问题的能力。

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这本《机构与机械零件》与其说是介绍那些精密运转的齿轮、连杆、凸轮,不如说是一次深入骨髓的工业美学探索。作者以一种近乎虔诚的态度,将那些原本冰冷坚硬的金属构件,赋予了生命和灵魂。读这本书,不是在学习如何计算受力或分析运动规律,而是在感受机械心脏的搏动,体味工业文明的筋骨。书中那些关于材料选择的论述,与其说是在讲化学成分和物理性能,不如说是在描绘工匠们对材料“脾气”的理解,如何通过细致入微的观察和反复的实践,让不同的金属在特定环境下展现出最完美的姿态。特别是关于润滑剂的章节,作者并没有停留在简单的粘度、闪点分析,而是深入到分子层面,仿佛在讲述一场微观世界的芭蕾,阐述着不同油膜如何在金属表面跳跃、滑动,维持着机械部件之间的和谐共舞。读到这里,我仿佛能听到齿轮咬合时的低语,感受到轴承旋转时的顺畅。那些关于紧固件的章节,更是将螺丝螺母这些寻常之物,提升到了工程哲学的层面,探讨了何为“咬合”,何为“连接”,何为“稳定”。它们不再是简单的工具,而是承载着力量传递的基石,是无数复杂机械得以稳定运作的沉默英雄。这本书让我重新审视了那些我们习以为常的机械组成部分,它们不再是冰冷的技术说明,而是蕴含着人类智慧和创造力的艺术品。

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《机构与机械零件》这本书,与其说是关于技术,不如说是关于“演进”与“适应”的历史。我从中读出的,不是静态的零件图纸和参数表,而是生命体在环境压力下不断优化的过程。作者在介绍各种机械零件时,往往会追溯其历史演变,比如弹簧是如何从简单的卷曲金属丝,演变成如今形态各异、功能多样的精密部件,每一次的演变都离不开对特定需求的响应和对现有技术的突破。他对材料科学的阐述,也并非是冷冰冰的元素周期表,而是讲述了人类如何从天然材料,逐步掌握冶炼、合金化,乃至创造出具有特定性能的工程材料,这个过程本身就是一部充满智慧的“适应史”。例如,关于轴承的章节,他会介绍早期简单的木质或青铜轴承,再到滚珠轴承、滚子轴承的出现,以及现代陶瓷轴承和磁悬浮轴承的探索,每一次的进步都是为了解决旧有技术的局限,更好地适应更高的速度、更大的载荷和更严苛的环境。读到这里,我仿佛看到了工业革命以来,无数工程师和科学家们,如同自然界的生物一样,在技术演进的“自然选择”中,不断地淘汰落后,拥抱创新。这本书让我感受到了机械工程领域蓬勃的生命力,以及人类在改造世界过程中,永不停歇的探索精神。

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我对《机构与机械零件》的初印象,是抱着学习实用技术的心态翻开的,但很快,我发现它所提供的远不止于此。这本书更像是一本关于“逻辑”与“约束”的哲学读物,只不过它的载体是具体的机械构件。作者在探讨不同机构的运动方式时,并没有简单地罗列各种组合,而是深入分析了每一种运动模式背后的逻辑关系,以及由此产生的约束条件。例如,在介绍连杆机构时,他会详细解释为什么某些连杆组合能够实现特定的直线运动,而另一些则只能产生圆周运动,这背后的数学原理和几何约束被描绘得清晰可见。更令人着迷的是,作者会将这种逻辑分析延伸到材料的选取和加工工艺上。他会阐述为什么某种材料适合制造承受高应力的零件,而另一种则更适合用于需要高精度加工的场合,这其中的逻辑来自于材料的内在属性与外部受力情况的相互匹配。读到关于齿轮啮合的部分,我仿佛看到了一个严谨的数学模型在现实中运转。作者并没有简单地给出齿轮的参数,而是解释了为什么一对齿轮的齿形必须是特定的曲线,以及这种曲线如何保证了平稳的传动和最小的能量损失。这本书让我认识到,每一个机械零件的设计,都是在遵循一套内在的逻辑体系,同时又受到诸多现实约束的制约,而优秀的设计,正是在这些逻辑与约束之间找到最优解。

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这本书《机构与机械零件》带给我的,是一种关于“责任”与“后果”的深刻反思。我并没有从中找到操作指南,反而是在字里行间,看到了每一个机械零件背后,所承载的沉甸甸的责任。作者在讲解零件的失效模式时,并没有回避那些失败的案例,而是通过对失效机理的深入剖析,让我们认识到,设计上的每一个微小疏忽,材料选择上的每一次不当,都可能导致灾难性的后果。比如,他对疲劳断裂的描述,不是简单的力学公式,而是讲述了材料在反复应力作用下,是如何如同生命体一样,逐渐产生“伤痕”,最终崩溃的。这让我联想到建筑工程中的安全标准,任何一个结构构件的强度不足,都可能危及整个建筑物的安全。书中关于公差与配合的讨论,也体现了这种“责任感”。作者会详细解释,为什么零件的尺寸需要精确控制,以及微小的偏差可能引发的连锁反应,比如磨损加剧、效率降低,甚至是整个系统的失效。这让我意识到,机械设计不仅仅是技术问题,更是一种对使用者生命安全和财产负责的职业道德。阅读这本书,让我对那些默默工作的机械零件,产生了前所未有的敬意,它们不仅仅是冰冷的金属,更是承载着无数人劳动成果和使用安全的“责任体”。

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如果说《机构与机械零件》是一本技术手册,那我恐怕要失望了。然而,它却以一种意想不到的方式,打开了我对工业设计背后理念的全新认知。我原以为它会充斥着各种计算公式和制图规范,但事实恰恰相反,这本书更像是一本关于“为什么”的书。作者并没有直接告诉你“怎么做”,而是引导你去思考“为何如此”。比如,在讲解轴承设计时,他花了大量篇幅去阐述不同载荷类型对轴承寿命的影响,以及材料选择如何与运行环境相互作用。这并非简单的参数堆砌,而是对机械系统整体性能的一种深刻洞察。他并非在教你如何画一个轴承,而是在让你理解一个轴承之所以被设计成那样,是为了应对何种挑战。书中关于表面处理的讨论,也不是枯燥的技术流程,而是上升到了如何通过微观纹理的改变,来影响宏观性能,比如降低摩擦、提高耐磨性,甚至是实现某种特殊的视觉效果。这让我联想到汽车的外观设计,那些流畅的线条和棱角分明的造型,并非只是为了美观,很多都与空气动力学和结构强度息息相关。这本书让我看到了机械工程中,艺术与科学的交融,感性与理性的统一。它让我意识到,每一个精密的机械零件,背后都凝聚着无数关于功能、效率、耐久性和美学的考量,它们是技术与审美的完美结合体,是工业文明的无声宣言。

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