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出版者:上海华东理工大学

作者:潘红良，郝俊文主

出品人:

页数:279

译者:

出版时间:2006-7

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787562818984

丛书系列:

图书标签:

• 过程设备
• 机械设计
• 过程设备
• 化工设备
• 机械工程
• 设备选型
• 强度计算
• 密封技术
• 传热设计
• 流体机械
• 防腐材料

机械原理与应用：解构现代工业的骨骼与脉络 这本书并非一本单纯的工具手册，它是一次深入工业心脏的探索之旅，旨在揭示驱动我们现代世界运行的那些无形而又至关重要的机械原理。它将带领读者穿越复杂的技术迷宫，去理解那些塑造了从日常生活用品到庞大工业体系的根本性设计思想。 一、 基础动力之源：力学与材料的对话 任何精密的机械系统，其根基都牢牢建立在经典力学之上。本书将首先为您铺陈开一个清晰的力学知识框架。我们会从牛顿运动定律出发，层层递进，深入探讨各种力（如拉力、压力、剪切力、扭矩）的产生、传递与作用。读者将理解，每一个齿轮的转动，每一次活塞的往复，都遵循着精确的物理法则。 然而，纯粹的力学计算不足以支撑起宏伟的工程。材料的属性——它们的强度、刚度、韧性、耐磨性、抗腐蚀性——决定了机械部件的最终形态与寿命。本书将详细介绍各种常用工程材料的微观结构与宏观性能之间的关联。我们会剖析金属合金的晶体结构如何影响其延展性和强度，高分子材料在特定温度和压力下的变形特性，以及陶瓷材料的脆性与高硬度。理解材料的“语言”，是赋予机械以生命的第一步。 应力与应变分析： 深入理解材料在载荷作用下的内部受力状态（应力）及其发生的形变（应变）。我们将探讨各种应力形式，如拉伸、压缩、弯曲、扭转和剪切，以及它们如何影响材料的稳定性。通过应力-应变曲线，读者将学习如何判断材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等关键参数，为设计提供可靠的数据依据。 疲劳与断裂力学： 机械部件并非仅仅承受一次性的载荷，循环载荷下的疲劳是导致失效的常见原因。本书将阐述疲劳的发生机制，介绍S-N曲线（应力-寿命曲线），并讲解如何通过改进设计、选择材料或采用表面处理技术来提高部件的抗疲劳性能。同时，我们会触及断裂力学的基本概念，解释裂纹的萌生、扩展与失稳断裂过程，使读者对材料在极端情况下的行为有所预判。 摩擦与磨损： 机械运动过程中，摩擦与磨损几乎不可避免。它们不仅会损耗能量，降低效率，更会加速部件的失效。本书将详细讨论不同类型的摩擦（滑动摩擦、滚动摩擦），以及磨损的几种主要形式（磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损）。在此基础上，我们将介绍润滑技术、表面涂层、材料选择等多种减少摩擦和磨损的有效手段，这对于延长机械寿命、提高系统可靠性至关重要。 二、 机械传动之链：能量的精准传递与变换 一旦理解了基础的力学与材料原理，我们便可以着手构建能够传递和变换能量的机械系统。本书将围绕各类机械传动装置展开详尽的论述，它们是实现机器功能的核心。 齿轮传动系统： 齿轮是工业中最普遍的传动元件。我们将从最基础的渐开线齿轮啮合原理出发，逐步深入到各种齿轮类型（直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆）的设计计算与应用。读者将学习如何根据传动比、功率、转速等需求，精确选择齿轮的模数、齿数、压力角等参数，并理解齿轮强度计算的要点。 带传动与链传动： 这两种柔性传动方式以其传动平稳、结构简单、安装方便等优点，在许多场合得到广泛应用。本书将分析三角带、平带、同步带等不同类型带的受力特性与传动效率，探讨其张紧方式与寿命影响因素。对于链传动，我们将深入研究链条的类型、节距、强度计算，以及链轮的设计与安装要点。 轴与联轴器： 轴是传递扭矩的关键构件，承受弯曲、扭转等多种应力。我们将学习轴的设计原则，包括材料选择、刚度校核、强度校核、疲劳校核等。联轴器则承担着连接不同旋转部件的任务，本书将介绍刚性联轴器、弹性联轴器、万向联轴器等多种类型，分析它们的结构特点、适用范围及选择依据。 轴承： 轴承是支撑旋转轴并允许其自由转动的关键部件，直接影响到机械的运行精度和寿命。本书将系统介绍滚动轴承（球轴承、滚子轴承）和滑动轴承的结构、工作原理、类型划分（向心、推力、角接触等），以及轴承的寿命计算、选择与安装注意事项。 三、 运动的控制与变换：凸轮、连杆与机构的智慧 机械的意义不仅在于传递动力，更在于实现精确的运动控制与变换。本书将引领读者走进机械机构的奇妙世界，理解如何通过巧妙的几何组合，将一种运动形式转化为另一种。 凸轮机构： 凸轮机构能够实现复杂的、非线性的运动规律，常用于自动化设备、发动机配气系统等。我们将深入解析各种凸轮轮廓（盘形凸轮、圆柱凸轮）的生成原理，分析其从动件的运动特性（速度、加速度），并介绍如何进行凸轮机构的设计与校核，以避免冲击和振动。 连杆机构： 四连杆机构、曲柄滑块机构、齿轮齿条机构等是实现平面连线运动转换的经典机构。本书将通过详细的图示和数学推导，阐述这些机构的运动规律、自由度分析，以及如何在特定应用场景下进行设计与优化。 机械手的自由度与轨迹规划： 随着机器人技术的飞速发展，对多自由度机械臂的理解也变得尤为重要。本书将介绍机器人的自由度概念，讲解如何利用逆运动学求解，实现末端执行器在空间中的精确轨迹控制。 四、 润滑、密封与减震：保障机械稳定运行的守护者 再精密的机械，也需要在适宜的环境下运行。本书将关注那些看似细微却至关重要的辅助技术，它们是保障机械设备长期稳定、高效运行的基石。 润滑技术： 润滑是减少摩擦、磨损，并带走热量、防止腐蚀的关键。我们将深入探讨润滑油的种类、性能（粘度、闪点、倾点、清洁度等），以及润滑方式（油浴润滑、飞溅润滑、压力润滑、滴油润滑等）。理解润滑的机理，是选择合适润滑剂和润滑方式的前提。 密封技术： 密封的作用在于阻止流体（液体或气体）的泄漏，或防止外部污染物侵入。本书将介绍各种类型的密封件，如油封、O型圈、机械密封、填料密封等，分析它们的结构特点、适用条件，以及选择与安装的关键要点。 减震与降噪： 机械运行产生的振动和噪声不仅会影响工作环境，还会加速部件疲劳，降低精度。我们将介绍减震器的种类（弹簧减震器、橡胶减震器、液压减震器等），阐述振动传播的原理，并提供减震与降噪的设计思路和工程实践。 五、 系统集成与可靠性设计：从零部件到完整机械的升华 本书的最终目标，是将分散的机械原理、传动部件、机构设计整合起来，构建出功能完善、性能可靠的整体机械系统。 模块化设计与标准化： 介绍如何运用模块化设计思想，将复杂机械分解为功能独立的模块，提高设计效率和可维护性。同时，强调标准化零部件在设计中的重要性，以及如何正确选用和应用标准件。 可靠性工程基础： 探讨机械系统可靠性的概念，介绍失效模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）等方法，以及如何通过冗余设计、容错设计等手段提高系统的整体可靠性。 装配、调试与维护： 简要介绍机械设备的装配工艺、调试流程，以及日常维护保养的重要性，强调这些环节对保证设备长期稳定运行的决定性作用。 这本书的目标读者是所有对机械原理与应用感兴趣的人，无论是机械工程专业的学生，还是渴望深入理解工业设备运作的工程师、技术人员，乃至对身边机械充满好奇心的爱好者。通过阅读本书，您将不再仅仅看到冰冷的金属部件，而是能洞察到其中蕴含的科学智慧，理解它们是如何协同工作，共同构建起我们现代工业文明的坚实基础。这本书，就是一把钥匙，它将开启您理解机械世界的大门。

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这本书的理论深度似乎未能与现代工程软件的应用水平同步。在探讨诸如管道应力分析或结构疲劳寿命预测时，作者似乎更倾向于介绍那些经典的、基于解析解的传统计算方法。虽然这些方法具有基础教育意义，但它们往往简化了真实的物理边界条件，难以准确捕捉真实世界中复杂的载荷分布和非线性材料行为。我本希望这本书能够包含一些关于如何将FEA（有限元分析）结果融入设计决策的具体案例，或者至少讨论一下如何设置合适的载荷工况以匹配实际操作中的瞬态变化。例如，当设计一个输送高粘度浆料的反应釜时，搅拌器的动态不平衡力、底部的沉降效应如何通过数值模拟来精确评估？这本书对此类软件工具与设计思维的结合点，只是一笔带过，显得过于陈旧。它提供的是一个理论的“骨架”，但缺乏用现代“血肉”——即先进的仿真和优化技术——来充实这个骨架的指导。

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这本书，坦率地说，并没有在我期待的那个方向上深入。我本以为它会像一本精密的机械蓝图，带我走进那些庞大、复杂过程设备内部的每一个螺栓、每一个轴承的精妙设计之中。然而，我发现它更像是一本宽泛的工程概论，花了大篇幅去介绍流程工业的整体背景、设备分类的宏观划分，以及一些非常基础的材料力学原理的复述。对于一个真正想学习“机械设计”核心技术的人来说，比如探讨特定工况下如何选择最优的密封件、如何精确计算搅拌器的扭矩和叶片角度以优化混合效率，这本书提供的细节少得可怜。它像一位经验丰富但有点健忘的导师，站在高处指点江山，却不肯弯下腰来展示那些繁复的计算步骤和工程实践中的“陷阱”。我花了很大精力去寻找关于压力容器的疲劳分析或者泵的汽蚀现象的深入讨论，结果几乎是白费功夫。它给了我知识的轮廓，却吝啬于提供骨架和肌肉。因此，对于寻求实战技能提升的工程师而言，这本书的作用更像是快速入门的索引，而非解决实际问题的工具箱。

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这本书的排版和插图质量，坦白说，让我感到十分失望。对于一本涉及“机械设计”的专业书籍，视觉辅助是至关重要的，读者需要清晰的截面图、爆炸图以及各种连接件的特写来辅助理解复杂的内部结构。然而，这本书中的插图往往是低分辨率的线条图，很多关键部位的标注模糊不清，甚至有些图表的数据标签小得难以辨认。更糟糕的是，在讨论到某些关键的动态设备——比如离心压缩机——的设计原理时，它依赖于大段的文字描述来解释转子动力学和轴承支撑的复杂性，而不是提供直观的三维模型或详细的装配图。这极大地阻碍了对设备内部几何关系和运动学原理的理解。我不得不花费大量时间去查阅外部资料，寻找那些高清的、专业的工业设计图纸，才能真正将书中的概念在脑海中构建起来。如果这本书的出版商能在制图标准和视觉呈现上投入更多精力，它的价值至少能提升一个档次。

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当我翻开这本《过程设备机械设计》时，我期待的是那种能够让人沉浸其中的、充满专业术语和严谨图表的阅读体验，仿佛能闻到机油和金属打磨的气味。但这本书的叙述风格，却出乎我的意料地偏向理论推导和历史沿革。它似乎更热衷于讨论不同设计规范的演变，或者某项经典设计理念背后的数学逻辑，而不是聚焦于当代最前沿的设备优化策略。例如，关于热交换器，它花了大量篇幅解释传热学的基本方程，但对于目前工业界广泛采用的管束布局优化、或者如何利用CFD（计算流体力学）模拟来改进换热效率的具体案例分析，则着墨不多。这种处理方式使得阅读过程有些枯燥，感觉像是在重温大学基础课本，缺乏将理论与现代工业制造能力相结合的火花。它似乎刻意回避了那些充满争议或需要权衡取舍的工程决策点，导致我读完后，对“如何设计一个在特定高压高温环境下能稳定运行的反应釜”这个问题，依然没有得到一个清晰的、可操作的指导路径。

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我对这本书中处理“可靠性与维护”章节的方式感到非常不解。在现代工业生产中，设备的停机时间意味着巨大的经济损失，因此，从设计之初就融入可维护性和故障预测能力是极其重要的课题。然而，这本书对待这一环节的处理方式非常敷衍。它提到了定期的检查点和预防性维护的概念，但对于如何通过传感器布局、模块化设计来增强设备的远程诊断能力，或者如何应用FMEA（故障模式与影响分析）来系统地改进设计，几乎没有涉及。它仿佛停留在上个世纪的“制造出来就完事了”的阶段。我期待看到的是如何设计易于更换的易损件，如何优化管道布局以方便阀门操作，以及如何应用数字化孪生技术辅助设备的全生命周期管理。这些现代工程实践中不可或缺的内容，在这本书里几乎被完全忽略了，使得这本书在指导面向未来、注重全生命周期管理的工程师方面显得力不从心。

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