Introduction to Precision Machine Design and Error Assessment pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Mekid, S. 编

出品人:

页数:302

译者:

出版时间:2008-12

价格:$ 153.62

装帧:

isbn号码:9780849378867

丛书系列:

图书标签:

机械设计
精密设计
误差评估
机械工程
设计制造
精度控制
误差分析
可靠性设计
工程测量
机械原理

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具体描述

While ultra precision machines are now achieving sub-nanometer accuracy, unique challenges continue to arise due to their tight specifications. Addressing the challenges involved in the design process, this text explains how to devise an overall design strategy for precision systems and how to identify errors affecting accuracy. It also defines suitable metrology for inspection and performance evaluation. Both a reference for professionals looking to stay abreast of this developing field, as well as a textbook for engineering students, this work reviews design fundamentals, while offering ready access to essential information including current international standards.

好的，下面是一份详细的图书简介，内容围绕着精密机械设计与误差评估这一核心领域展开，但避开了您提供的特定书名所可能涵盖的全部内容，旨在展现一个全面、深入且具有实践指导性的视角。 --- 《现代精密机械系统设计与制造：从理论基础到实际应用》图书简介在当今技术飞速发展的时代，从微米级的半导体制造设备到高精度的航空航天仪器，精密机械系统的性能已成为衡量一个国家高端制造水平的关键指标。本书《现代精密机械系统设计与制造：从理论基础到实际应用》旨在为工程师、研究人员和高年级本科生提供一个全面而深入的指南，涵盖了从系统概念化到最终产品实现的完整流程。我们专注于将深厚的理论知识与前沿的工程实践相结合，着重探讨如何构建出具有卓越可靠性和超高性能的机械系统。核心内容聚焦：突破传统界限的精密工程学本书并非仅仅停留在对传统机械设计原理的简单回顾，而是立足于现代精密制造与控制的交叉前沿。我们深入剖析了精密系统设计中的关键挑战，并提出了系统的解决方案。全书结构围绕四大核心模块展开：第一部分：精密系统的基础理论与建模这一部分为后续的详细设计打下坚实的理论基础。我们首先回顾了材料科学在精密工程中的重要性，特别是对于超高强度、高刚度以及低热膨胀系数材料的选择与应用。系统误差源的溯源与建模：我们详细阐述了影响系统精度的主要因素，包括几何误差、热误差、振动误差和装配误差。重点在于如何建立精确的误差传递模型，而不是仅仅停留在描述性分析。我们引入了基于有限元方法（FEM）的系统刚度分析，以及利用统计学方法对随机误差进行量化评估的流程。动力学与静力学耦合分析：在精密系统中，静刚度与动态响应往往是相互制约的。本书提供了如何进行静/动态性能平衡的优化方法，包括模态分析、瞬态响应预测，以及如何通过结构优化来抑制特定频率范围内的共振现象。特别地，我们探讨了柔顺机构（Compliance Mechanism）的设计理念及其在提高系统自由度和减振降噪方面的独特优势。第二部分：关键精密部件的设计与优化精密系统的性能往往取决于其最基础部件的设计质量。本部分将设计理念细化到具体的关键子系统。高精度导轨与传动系统：详细对比了滚动导轨、滑动导轨、静压导轨以及磁悬浮导轨的适用场景、优缺点及维护要求。我们提供了设计高承载力、低摩擦、高导向精度的滚珠丝杠和线性电机的设计准则，强调了预紧力的精确控制和摩擦力矩的补偿策略。精密驱动与控制接口：讨论了高分辨率编码器、直驱电机（如DDM）的选型与集成。重点在于如何有效隔离驱动系统产生的热量和振动，确保其不对敏感测量或加工区域造成干扰。我们还深入探讨了伺服控制系统在实现纳米级定位精度和高动态响应中的作用，包括先进的反馈控制算法（如前馈控制、自适应控制）的应用。热管理与环境补偿：精密设备对温度波动极为敏感。本部分着重于热膨胀的预测、结构的对称设计原则，以及主动热补偿技术（如热电制冷、温控流体循环系统）的设计细节。第三部分：现代制造工艺与集成技术再好的设计也需要可靠的制造工艺来实现。本书强调了“设计可制造性”（DFM）在精密领域的重要性。超精密加工技术：涵盖了金刚石车削、超精密磨削、精细研磨以及电火花加工（EDM）等关键技术。我们分析了这些工艺对工件表面形貌、残余应力和几何精度的影响，并提供了工艺参数选择的指导。先进连接与装配：探讨了精密设备中的关键连接技术，如激光焊接、键合技术，以及无应力装配的原则。我们特别关注了在洁净室环境下进行的复杂多轴系统装配流程，以及如何利用视觉引导系统进行自动化对中和紧固。表面工程与功能化涂层：分析了为提高耐磨性、降低摩擦系数或实现特殊光学/电学功能而采用的薄膜沉积技术（PVD/CVD）在精密机械部件上的应用。第四部分：性能评估、集成与应用案例本书的最终目标是确保设计能够满足实际的性能指标。计量与误差评估方法：详细介绍了接触式（如三坐标测量机CMM）和非接触式（如激光干涉仪、共聚焦显微镜）的测量技术在精密部件和系统级精度验证中的应用。重点在于不确定度分析和测量系统的系统误差校准。系统集成与优化：论述了如何将光学系统、电子控制系统和机械系统进行有效集成，形成一个协同工作的整体。我们通过具体的案例研究（如高精度数控机床、晶圆级检测设备），演示了如何从初始规格到最终验收的全过程管理。可靠性与寿命预测：针对精密设备在长期运行中可能出现的疲劳、磨损和漂移问题，提供了基于加速寿命试验和数字孪生模型的预测方法。面向读者本书内容深度和广度兼具，适合于机械工程、精密仪器、光电工程、自动化控制等专业的硕士和博士研究生作为教材或参考书，同时也为从事高端装备研发、设计、制造和质量控制的一线工程师提供了实用且前沿的专业参考资料。通过学习本书，读者将能够掌握一套系统的、科学的精密机械系统设计方法论，从而在实际工作中有效应对复杂的技术挑战，推动制造技术的进步。