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出版者:化学工业出版社

作者:周明衡主编

出品人:

页数:517

译者:

出版时间:2001-1

价格:72.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502529093

丛书系列:

图书标签:

• 联轴器
• 机械设计
• 机械工程
• 工业设备
• 传动
• 选型
• 手册
• 工程技术
• 机械零部件
• 工业自动化

《精密机械设计与制造中的连接技术》 概述 《精密机械设计与制造中的连接技术》是一部旨在为工程师、技术人员及相关领域研究者提供全面、深入的连接技术理论与实践指导的专著。本书聚焦于现代精密机械制造对连接方式提出的严苛要求，系统阐述了各种连接技术的设计原理、材料选择、制造工艺、性能评估以及应用案例，力求帮助读者掌握优化连接方案、提升产品可靠性与性能的关键知识。本书内容涵盖了从基础的机械连接件到先进的焊接、粘接、以及新兴的3D打印连接技术，并深入探讨了在极端工况下连接的可靠性与耐久性问题。 内容详述 第一部分：连接技术基础与分类 本部分为全书奠定坚实的理论基础，首先对机械连接的本质、功能及重要性进行阐述。我们将连接技术定义为实现两个或多个零部件之间可分离或不可分离的机械结合，确保载荷传递、相对定位及功能实现的必要手段。接着，本书将连接技术进行系统分类，主要依据连接的性质、工作原理、应用领域等维度。 按连接性质划分： 可分离连接： 指能够不损伤零件本身而多次拆卸和装配的连接方式，如螺纹连接、键连接、销连接、夹紧连接等。本书将详细介绍各类可分离连接件的设计准则、失效模式、以及如何根据载荷、精度要求和使用环境进行选择。 不可分离连接： 指一旦连接，通常需要破坏连接件或被连接件才能实现分离的连接方式，如焊接、铆接、粘接、钎焊等。本书将重点分析这些连接方式的工艺过程、材料匹配性、以及对被连接件性能的影响。 按工作原理划分： 挤压连接： 通过使连接件或被连接件发生塑性变形，从而形成紧密接触并传递载荷的连接，例如过盈配合连接。 摩擦连接： 利用连接件之间的摩擦力来传递载荷，如螺栓连接中的预紧力产生的摩擦。 咬合连接： 通过连接件之间的几何形状相互约束而形成的连接，如键槽连接、齿轮啮合。 分子间作用力连接： 利用材料本身的分子间作用力实现连接，例如粘接。 冶金结合连接： 通过加热或添加填充材料，使被连接材料之间形成连续的冶金结构，例如焊接和钎焊。 按应用领域划分： 通用机械连接： 广泛应用于各类机械设备中的基础连接。 精密仪器连接： 对精度、刚度、微动性能有极高要求的连接。 航空航天连接： 对可靠性、轻量化、抗疲劳性能有极端要求的连接。 汽车工业连接： 强调生产效率、成本控制、振动噪音抑制等。 生物医学工程连接： 要求生物相容性、微创性、高精度等。 第二部分：可分离连接技术详解 本部分深入探讨各类可分离连接的设计与应用。 螺纹连接： 基本原理与类型： 详细介绍标准螺纹（如公制、英制）的几何参数、牙型、精度等级，以及特殊螺纹（如梯形螺纹、锯齿螺纹）的特点与应用。 设计计算： 涵盖螺栓连接的强度计算（按公称直径、应力面积）、预紧力设计与控制、以及疲劳强度分析。重点讲解螺纹副的磨损、松动机制及防止措施（如锁紧垫圈、开口销、自锁螺母）。 材料选择与表面处理： 分析不同强度等级的螺栓材料（如高强度钢、不锈钢、钛合金）的选择原则，以及防腐蚀、防卡死等表面处理工艺的应用。 典型应用： 实例分析在结构件固定、设备装配、精密仪器调校等场景下的螺纹连接设计。 键与花键连接： 原理与分类： 讲解键连接（如普通键、半圆键、楔键、切向键）和花键连接（如直齿花键、渐成花键）的工作原理，侧重于载荷传递方式与受力特点。 设计计算与精度要求： 介绍键和键槽的强度计算、配合公差的选择、以及对旋转精度和径向跳动的要求。 制造工艺： 探讨键槽的加工方法（如铣削、磨削），以及对加工精度和表面质量的要求。 应用实例： 分析在传动轴与轮毂、齿轮与轴等部位的连接设计。 销连接： 类型与功能： 介绍圆柱销、圆锥销、开口销、槽销等不同类型销的特点，以及它们在定位、防转、保险等方面的作用。 设计与计算： 讲解销的受力分析、强度计算、以及孔的加工精度要求。 失效模式： 分析销的剪切、弯曲、压溃等失效原因。 应用场景： 探讨在销轴连接、铰链连接、限位装置中的应用。 过盈配合连接： 原理与计算： 深入分析过盈量对连接强度的影响，讲解轴和孔的尺寸公差、配合性质（如基孔制、基轴制）的选择，以及过盈量的计算公式。 装配与拆卸： 介绍加热、冷却、液压等装配方法，以及拆卸过程中的注意事项。 材料与应用： 讨论不同材料（如钢、铜、铝）在过盈配合中的行为，以及在轴承座、齿轮与轴等部位的应用。 第三部分：不可分离连接技术详解 本部分聚焦于各种永久性连接技术的原理、工艺与应用。 焊接技术： 基本原理与分类： 详细介绍电弧焊（如焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊）、电阻焊（如点焊、缝焊）、气体火焰焊、激光焊、电子束焊等主流焊接方法。 焊接过程与材料： 分析不同焊接方法对母材的要求、焊条/焊丝的选择、焊剂/保护气的作用。 焊接接头与缺陷： 讲解对接接头、角接接头、搭接接头等常见接头形式，以及焊接变形、内应力、气孔、裂纹等常见缺陷的成因与控制。 质量检验与评估： 介绍焊缝的外观检查、无损检测（如X射线、超声波、磁粉、渗透探伤）以及力学性能测试。 精密焊接应用： 重点关注在精密仪器、传感器、微电子封装等领域对焊接精度、热影响区控制、以及材料兼容性的要求。 铆接技术： 原理与类型： 介绍冷铆、热铆、抽芯铆钉等不同类型的铆接方法，以及它们在连接钢结构、铝合金件等方面的应用。 铆接过程与工艺： 分析铆钉的选择、铆接孔的设计、以及铆接设备与工艺参数。 失效分析： 讲解铆钉的剪切、拉伸、以及铆接头的疲劳性能。 现代应用： 讨论在汽车轻量化、航空器制造等领域对铆接技术的改进与应用。 粘接技术： 胶粘剂的分类与性能： 详细介绍环氧树脂胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、氰基丙烯酸酯胶等不同类型胶粘剂的化学成分、固化机理、以及力学、热学、化学性能。 表面处理： 强调表面清洁、粗化、活化等预处理的重要性，以及对粘接强度的影响。 粘接设计与计算： 讲解搭接剪切、搭接拉伸、直剪等不同应力状态下的粘接强度计算，以及胶层厚度、搭接长度等设计参数的优化。 可靠性与寿命预测： 分析粘接接头的湿热老化、紫外线老化、疲劳等性能，并介绍寿命预测方法。 精密粘接应用： 探讨在光学元件固定、微机电系统（MEMS）封装、医疗器械组装等领域对高强度、高精度、耐环境性粘接的需求。 钎焊技术： 原理与分类： 介绍软钎焊（焊锡）和硬钎焊（焊料熔点高于450℃）的基本原理，以及不同钎焊方法（如火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊）。 钎料与助剂： 分析不同钎料（如锡铅合金、银基钎料、铜基钎料）的成分与性能，以及助剂（焊剂）的作用。 接头设计与工艺： 讲解搭接接头、套接接头等设计，以及钎焊工艺参数的控制。 应用： 探讨在电子元器件焊接、管道连接、真空密封等领域的应用。 第四部分：新兴连接技术与未来发展 本部分关注当前和未来连接技术的发展趋势。 3D打印（增材制造）中的连接： 一体化成型： 探讨3D打印技术如何实现复杂结构的整体制造，从而减少甚至消除传统意义上的连接需求。 3D打印连接件： 分析使用3D打印技术制造定制化、高性能连接件（如螺栓、铆钉）的可能性，以及材料选择与性能评估。 金属3D打印接头的特点： 讨论金属3D打印在构建高性能焊接或钎焊接头方面的潜力。 纳米连接技术： 分子层面连接： 介绍基于分子自组装、范德华力、氢键等原理的纳米尺度连接技术。 应用前景： 探讨在微纳电子、生物材料、催化剂等领域的潜在应用。 智能化与自适应连接： 传感与反馈： 讨论集成传感器监测连接状态（如应力、温度、松动），并实现实时反馈和调整的智能连接技术。 自修复连接： 介绍含有自修复材料的连接技术，能够应对微小损伤，延长使用寿命。 绿色与可持续连接： 环保材料与工艺： 关注低能耗、无污染的连接方法，以及可回收、生物降解连接材料的开发。 接头寿命与维护： 强调设计长寿命、易于维护的连接，减少资源消耗。 第五部分：连接可靠性与寿命分析 本部分从理论和实践层面深入探讨连接的可靠性与寿命问题。 失效模式与机理： 全面分析连接件在不同载荷（静载、动载、冲击载）、温度、腐蚀环境下的各种失效模式，如断裂、疲劳、蠕变、应力腐蚀开裂、磨损、松动等，并阐述其物理和化学机理。 可靠性设计原则： 介绍基于概率论的可靠性设计方法，包括冗余设计、安全系数的选择、以及基于失效模式的可靠性设计。 寿命预测与评估： 讲解基于经验公式、有限元分析（FEA）、断裂力学、以及加速寿命试验等方法进行连接寿命预测。 试验验证与环境模拟： 强调通过各种力学试验（拉伸、压缩、弯曲、扭转、疲劳）、环境试验（高温、低温、湿热、盐雾、振动）来验证连接设计的可靠性。 第六部分：案例研究与实践指南 本部分通过大量的实际工程案例，将理论知识应用于实践。 不同行业连接技术应用分析： 选取航空航天、汽车、能源、电子、医疗等典型行业的关键连接应用，深入剖析其设计挑战、解决方案和技术创新。 疑难问题解答： 针对工程师在实际工作中可能遇到的常见难题，提供分析方法和解决思路。 设计选型流程： 提供一套系统化的连接设计选型流程，指导读者从需求分析到最终方案确定的各个环节。 行业标准与规范： 介绍国内外与连接技术相关的关键标准和规范，帮助读者遵循行业最佳实践。 结论 《精密机械设计与制造中的连接技术》力求成为一本集理论深度、技术广度、实践指导性于一体的权威参考书籍。本书内容严谨，论述清晰，图文并茂，旨在赋能广大工程技术人员，在瞬息万变的精密机械制造领域，精准、可靠地解决连接问题，推动产品性能的持续提升与技术创新。

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从纯粹的学术研究角度来看，这本书在联轴器动态特性分析方面做得相当深入，这一点非常吸引我。它不仅仅停留在静力学的范畴，而是深入探讨了扭转振动、临界转速的计算方法，并且结合有限元分析（FEA）的原理，解释了复杂载荷下联轴器内部应力分布的实际情况。我特别关注了关于“柔性与刚性匹配”那一章，作者引用了多个权威的振动学模型，详细推导了如何通过调整联轴器的刚度来避开系统固有频率。对于我正在进行的某个高速精密传动项目来说，这部分内容提供了坚实的理论支撑。当然，我也注意到，对于一些前沿的磁耦合或流体静力学联轴器的介绍相对比较简略，可能受限于篇幅或出版时间，这部分内容在更新迭代极快的领域略显保守。但瑕不掩 দুর্গ，它在传统机械联轴器领域的理论深度和广度，足以让任何严肃的工程师受益匪浅。

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我是一名长期在设备维护岗位上工作的技术人员，我们车间里各种老旧设备用的联轴器五花八门，很多还是几十年前的老型号，资料早就找不到了。拿到这本手册后，简直像捡到了一个宝藏。它对各种老式和新型联轴器的结构剖析得极其透彻，尤其是那些涉及到铸造和锻造工艺的细节，描述得非常到位。我特别欣赏它在故障诊断方面的论述。书中列举了大量现场可能出现的联轴器失效模式，比如齿牙磨损、膜片断裂、橡胶元件老化等，并配有相应的失效照片和原因分析。这比我们只能依靠经验去判断要科学得多。上周我们一台泵的联轴器出现周期性异响，我就是对照书中的“异响类型与可能原因”对照表，很快定位到了是轴承间隙过大导致的，处理起来效率大大提高。这本书的编排逻辑非常符合现场工程师的工作流程，需要什么信息，翻到相应的章节，通常都能找到直接的答案，这对于高强度、快节奏的维护工作来说，是极大的便利。

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这本书简直是为我这种机械设计新手量身定做的！我之前对各种联轴器的了解仅限于书本上的概念图，一到实际应用就抓瞎。这本书的优点就在于它的系统性和实践性。它不像一些教科书那样干巴巴地堆砌公式，而是非常注重工程实际中的考量。比如，它详细分析了不同工况下（高扭矩、高转速、对中不良等）各种联轴器的优缺点，甚至连安装和维护的注意事项都写得清清楚楚。我记得有一次在设计一个变速箱输出联轴器时，我被弹性元件的疲劳寿命问题困扰了很久，这本书里专门开辟了一个章节讲解了不同弹性材料的疲劳特性曲线和寿命预测方法，让我豁然开朗。里面的插图和表格也非常精美，数据翔实，直接就能用于参考。要说缺点嘛，可能对于那些已经经验丰富的老工程师来说，前半部分的基础理论可能略显冗余，但对于我们这些需要从头学起的来说，这种由浅入深的学习路径简直太友好了。总的来说，这是一本值得放在工具箱里随时翻阅的实战手册，而不是束之高阁的理论大部头。

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如果让我以一个项目经理的身份来评估这本书的商业价值和指导性，我会说它是一部极具前瞻性的采购参考指南。在项目招投标和设备选型阶段，时间和准确性是关键。这本书提供了一套非常标准化的选型流程，从确定输入功率、工作介质、到负载特性曲线的建立，每一步都有明确的验收标准和计算依据。这极大地减少了我们在初级技术评估阶段的沟通成本和返工率。更重要的是，它对不同制造商标注的联轴器的“可替代性”分析非常客观，帮助我们避免了对单一供应商的过度依赖，保证了供应链的灵活性。对于成本控制而言，书中对不同联轴器在全生命周期（LCC）中的维护成本预测也很有参考价值。虽然它不是一本直接告诉我们“购买哪一款”的书，但它给予我们“如何科学地评估和决策”的能力，这对于项目成功至关重要。这本书提升的不仅是技术人员的专业度，更是整个项目团队的决策质量。

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这本书的装帧和排版设计实在令人赞叹，尽管内容非常专业，但阅读体验却非常舒适。纸张的质量很好，即便是经常翻阅也不会轻易损坏。最让我印象深刻的是其图文并茂的处理方式。很多复杂的联轴器内部结构图，用三维爆炸图的形式展现得清晰明了，几乎不需要额外的文字解释就能理解其啮合或连接原理。此外，书中的“案例分析”部分非常精彩，它选取了不同行业（如冶金、化工、电力）的典型应用场景，展示了设计人员是如何一步步筛选、计算、确定最终选型的全过程。我尤其喜欢它对“特殊工况”的处理，比如高海拔低温环境、强腐蚀介质环境下的选材建议，这些都是标准选型表里找不到的“经验之谈”。这本书的价值在于它成功地将冰冷的技术数据与鲜活的工程实践连接了起来，读起来一点也不枯燥，反而充满了解决实际问题的成就感。

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