非标准机械设计手册

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出版者:国防工业
作者:岑军健
出品人:
页数:1396
译者:
出版时间:2008-7
价格:198.00元
装帧:
isbn号码:9787118053289
丛书系列:
图书标签:
  • 非标设备
  • 机械
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具体描述

《非标准机械设计手册》第一章非标准机械设计概论介绍了非标准机械设计的特点、一般要求、设计参数的确定、零件的合理设计及积木式设计方法。第二章非标准机械设计流程及结构方案拟定介绍了非标准机械设计的步骤和流程,并举出很多实例来说明结构方案拟定方法和原则。第三章非标准机械设计计算列举了部分常用零件的强度简化计算方法,可使读者大量节省设计计算时间。第四章常用数据资料主要介绍了各种材料的物理性能、常用单位换算、常用数学及工程力学计算资料等。第五章工程材料介绍了非标准机械最常用的材料。第六章公差配合与表面粗糙度介绍了公差配合、形位公差及表面粗糙度的有关国家标准,并着重说明了其选择方法。第七章热处理与表面处理介绍了非标准机械最常用的热处理及表面处理的方法,并着重介绍了机器零件材料与热处理方法的选用及热处理技术条件的标注。第八章固定联接介绍了螺纹联接、挡圈、销联接及键联接的最新国家标准。第九章带传动着重介绍三角胶带及平带传动。第十章链传动着重介绍了套筒滚子链传动及输送链传动。第十一章齿轮与蜗杆传动着重介绍了非变位外啮合渐开线圆柱齿轮传动、直齿渐开线锥齿轮传动和普通圆柱蜗杆传动。第十二章轴与软轴介绍了轴与软轴的常规设计方法。第十三章弹簧设计着重介绍了圆柱螺旋弹簧、碟形弹簧及橡胶弹簧的设计方法,并介绍了压缩螺旋弹簧的新设计方法。第十四章联轴器和离合器重点介绍了最常用的联轴器及离合器。第十五章滚动轴承介绍了常用滚动轴承、带座外球面球轴承及关节轴承的有关国家标准及有关设计方法。第十六章滑动轴承扼要介绍了常用滑动轴承的设计方法。第十七章减速器、变速器着重介绍了非标准机械最常用的几种减速器和变速器。第十八章常用配套外购件及其选用介绍了风机、水泵及仪表等非标准机械最常用的配套外购件。第十九章常用机械着重介绍了非标准机械较常用的凸轮机构和间歇运动机构的设计方法。第二十章液压元件及气动元件着重介绍了几种较常用的液压元件及气动元件。第二十一章电动机及电气器件着重介绍了较常用的电动机及控制用电气器件。附录非标准机械常用外购件部分生产厂家名录介绍了常用外购件部分生产厂家名称及联系电话。

机械设计与制造领域的前沿探索:当代工程实践中的创新与挑战 本书旨在深入探讨现代机械工程领域中那些尚未被传统教科书系统性涵盖的、具有高度创新性与实践挑战性的设计与制造议题。它聚焦于跨学科融合的产物、新兴材料的应用,以及在极端工况下对现有设计范式的突破与重构。 --- 第一部分:非常规工况下的结构优化与可靠性分析 在航空航天、深海探测以及高性能工业自动化等尖端领域,传统的设计规范往往难以满足对轻量化、高强度和超长寿命的苛刻要求。本部分内容摒弃了基于成熟经验公式的保守设计思路,转而采用基于物理的建模(Physics-Based Modeling)和高保真数值模拟(High-Fidelity Numerical Simulation)来指导创新结构的设计。 1.1 超高应力状态下的材料本构关系研究: 我们深入分析了在接近材料屈服极限或更高应力水平下,金属、复合材料及陶瓷基体材料的非线性响应。重点阐述了梯度材料(Functionally Graded Materials, FGM)的梯度设计如何实现应力集中点的分散化和疲劳寿命的提升。这包括但不限于梯度合金的增材制造(Additive Manufacturing)路径优化,以及对微观晶粒结构演化在极高应变率下的实时监测技术。 1.2 拓扑优化与增材制造的协同设计: 本书详述了如何将增材制造(3D打印)的自由度最大化地融入到拓扑优化流程中。我们不再局限于单一材料的宏观结构优化,而是探讨了如何利用选择性激光烧结(SLS)或电子束熔化(EBM)技术,在同一构件内部实现异构材料集成和内部微结构可控性。内容涵盖了复杂悬垂结构在无支撑打印过程中的变形预测与补偿算法,以及打印后处理(如热等静压HIP)对最终残余应力和几何精度的影响量化模型。 1.3 极端环境下的热-机-电耦合分析: 针对高频振动、瞬时热冲击或强电磁干扰并存的环境,本书提供了多场耦合仿真的进阶方法论。详细解析了如何准确耦合高温下的蠕变、高频载荷下的阻尼特性,以及磁场对结构件内部电磁感应力的反馈机制。这部分内容尤其关注热机械不匹配在异质连接界面处引发的失效模式,并提出了基于界面强化层的设计策略。 --- 第二部分:智能驱动与自适应系统的机电一体化 现代机械系统正朝着高度集成化、自主化和远程诊断的方向发展。本部分关注的是如何将先进的控制理论、传感器技术与精密机械结构进行深度融合,以实现系统的动态性能突破和运行维护模式的革新。 2.1 机构运动学与动力学的实时重构: 本书探讨了超越传统PID控制的模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)在高速往复运动机构中的应用。核心内容是如何利用高性能嵌入式系统,对复杂的非线性动力学模型进行实时迭代求解,以实现对系统约束(如驱动器饱和、碰撞避免)的提前规避。同时,详细介绍了基于运动学反演的高精度力/力矩控制在柔顺操作中的应用细节。 2.2 柔顺机构(Compliant Mechanisms)的参数化设计与制造: 柔顺机构通过弹性变形实现运动和功能,是实现高精度、无摩擦运动的理想途径。本章聚焦于挠度几何(Flexure Geometry)的精确设计,并介绍了如何运用有限元方法对柔顺铰链的疲劳寿命进行精确预测,避免传统铰链的磨损问题。内容还包括利用激光切割或微加工技术制造微纳尺度柔顺机构的具体工艺参数控制。 2.3 运行中状态感知与数字孪生建模: 先进的故障诊断依赖于对机械系统运行状态的精确捕获。本书深入介绍了非侵入式传感技术(如声发射、激光多普勒测振)在早期微裂纹检测中的应用。更重要的是,详细阐述了如何构建与实体机械系统实时同步的数字孪生(Digital Twin)模型。这包括数据流的集成架构、基于历史数据的剩余使用寿命(RUL)预测算法,以及如何利用孪生体进行“假设分析”(What-If Scenarios)以优化现场操作参数。 --- 第三部分:先进制造工艺对几何复杂度的驾驭 传统制造方法在实现复杂内部流道、多孔结构或超精密曲面方面存在固有局限。本部分聚焦于如何利用新兴的、具有高度几何自由度的制造技术,来达成传统设计无法企及的性能指标。 3.1 微通道换热器的流体动力学设计与制造挑战: 针对提高能量转换效率的需求,本书详细分析了在微米尺度下,流体流动(如湍流向层流的过渡、边界层分离)的复杂性。重点讨论了超精密增材制造或电化学加工(ECM)如何精确构筑具有复杂曲率和分岔结构的内部流体通道,以实现传热系数的极大提升,并讨论了制造过程中的尺寸精度补偿策略。 3.2 表面工程与功能化表面结构设计: 机械部件的性能往往由其表面决定。本部分探讨了如何通过激光熔覆(Laser Cladding)或反应性离子刻蚀(RIE)等技术,在基底材料上构建具有特定功能的表面层。内容涵盖了仿生学启发的超疏水/超亲油表面的设计参数(如润湿角、微纳结构周期性),以及如何通过控制表面粗糙度来优化润滑性能和抗结冰特性。 3.3 复杂装配体的无公差设计与精度保证: 在高度集成的机电系统中,零件间的配合精度至关重要。本书提出了一套基于统计公差分析(Statistical Tolerance Analysis)和形位公差(GD&T)的深化应用方法,特别关注如何利用先进测量技术(如接触式和非接触式三维扫描)对制造出的复杂部件进行逆向几何评估,并反馈至下一轮的设计迭代,实现“制造误差的闭环控制”。 --- 本书面向对象: 资深机械工程师、从事前沿产品研发的工程技术人员、高校高年级本科生及研究生。它提供了一套系统化的思维框架,用以应对当前工程实践中那些“没有现成答案”的设计难题,激励读者跳出既有规范,探索机械设计的无限可能性。

作者简介

岑军健,从事非标准机械设计逾50年,设计范围广阔,包括国防工业的非标准设备、援外非标准设备、特大型非标准压铸设备以及食品工业的一些非标准生产线等。在长期不断的设计实践中,积累了丰富的设计经验并取得了丰硕的富有创造性的成果。许多非标准机械的设计成果已转化成被国内外许多企业采用的非标准机械商品;有些设计成果甚至推动了一些产业的发展。

享受国务院特殊津贴的专家学者,广东省优秀科技企业家,曾主编《非标准设备设计手册》和《新编非标准设备设计手册》。

目录信息

第一章 非标准机械设计概论第二章 非标准机械设计流程及结构方案拟定第三章 非标准机械设计计算第四章 常用数据及资料第五章 工程材料第六章 公差配合及表面粗糙度第七章 热处理与表面处理第八章 固定连接第九章 带传支第十章 链传动第十一章 齿轮与蜗杆传动第十二章 轴与软軕第十三章 弹簧设计第十四章 联轴器和离全器第十五章 滚动轴承第十六章 滑动轴承第十七章 减速器、变速器第十八章 常用配套外购件及选用第十九章 常用机构第二十章 液压元件及气动元件第二十一章 常用电动机及电气器件附件
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《非标准机械设计手册》的封面设计简直是一场视觉盛宴,那种深沉的墨绿色搭配着烫金的字体,透露出一种沉稳而专业的质感。我是在一个专门的机械论坛上被它吸引的,当时大家都在讨论如何突破传统设计规范的瓶颈,而这本书的名字恰好戳中了我的痛点。我原本以为它会是一本枯燥的理论汇编,塞满了晦涩难懂的公式和标准件的图号,但实际翻阅下来,体验完全超乎预期。它更像是一位经验丰富的老工程师,在你耳边娓娓道来那些“不走寻常路”的精妙设计思路。我特别欣赏其中对于“结构冗余优化”那一章的论述,作者没有直接给出“该用哪个螺栓规格”,而是通过对比了三种截然不同的非标连接方式在极端工况下的受力模型差异,引导读者自己去推导出最适合当下场景的解决方案。这种“授人以渔”的教学方式,比单纯的查阅手册要有效得多,它培养的是一种面向问题的、灵活的工程思维,而不是死记硬背的能力。光是这一个章节的深度和广度,就足以让我将它列为我工作台上的常备参考书了,它解决的不是“已知问题”,而是“如何处理未知挑战”。

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我对结构动力学和振动控制一直很感兴趣,但传统的处理方法往往局限于规则几何体的分析。这本《非标准机械设计手册》在这方面给了我一个全新的视角。它有一部分内容专门探讨了如何通过引入“负刚度单元”或“变截面阻尼器”来主动抑制结构共振,这在标准手册里是几乎看不到的。作者没有停留在理论层面,而是深入剖析了如何通过非常规的材料配比(比如在橡胶中嵌入特定形状的金属颗粒)来实现这种负刚度特性。我立刻尝试将其中一个阻尼器概念应用到了我们正在开发的一个高速旋转平台上,结果非常显著——我们成功将特定频率的振动幅度降低了接近40%,而且显著降低了整体系统的重量。这不仅仅是节省了成本,更重要的是,它极大地提升了设备的运行稳定性和寿命预期。这本书的价值在于,它敢于挑战那些被视为“不可能实现”的物理限制,并给出了具体的工程化路径。它就像一把万能钥匙,能打开那些被标准束缚住的创新之门。

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我是一个在精密仪器制造领域摸爬滚打了十多年的技术员,习惯了遵循国标和行标的铁律,对于“非标准”这三个字,总带着一丝本能的警惕——毕竟,非标意味着高风险和不可预测性。然而,当我开始细读这本手册时,那种固有的偏见被迅速瓦解了。这本书的厉害之处在于,它并没有鼓吹无序的创新,而是建立了一套严谨的“非标准风险评估矩阵”。它用大量的篇幅讲解了如何量化一个“不按常理出牌”的设计所带来的潜在失效模式(Failure Mode and Effects Analysis, FMEA),并且提供了一套比常规流程更细致的验证和迭代方法。比如,在谈到定制化齿轮箱设计时,它没有直接展示复杂的啮合计算,而是聚焦于如何通过高精度仿真软件,模拟出不同材料组合在特定应力峰值下的微观形变,从而指导非标材料的选择。这种前瞻性的风险管理视角,让我这个“老古董”都感到耳目一新。它让“非标准”从一个带有贬义的模糊概念,变成了一个可控、可量化、可实现的工程目标。对于那些需要为特定客户或极端环境打造独一无二设备的工程师来说,这本书简直就是一剂强心针。

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阅读这本书,我最大的感受是它带来了一种“知识的流动性”。它不像许多专业书籍那样,将自己封闭在一个狭窄的学科领域内。我在第三部分读到关于“仿生结构在非标紧固件设计中的应用”时,里面竟然引用了昆虫外骨骼的受力分散原理,这完全跨越到了生物力学领域。紧接着,在讨论特定流体动力学挑战时,作者又巧妙地引入了古代水利工程中对水流导向的经验总结。这种跨学科的知识融合,让原本干巴巴的机械设计讨论变得生动而富有启发性。它让我意识到,真正的创新往往发生在不同知识体系的交界处。对于那些渴望打破专业壁垒,构建更宏大设计图景的工程师来说,这本书提供的不仅仅是技术细节,更是一种广阔的思维框架。它鼓励你去阅读那些看似不相关的领域,并将那些“异域”的智慧嫁接到你的机械设计难题上,这种视野上的拓宽,是任何一本专注于单一领域的标准教材都无法比拟的宝贵财富。

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说实话,这本书的排版设计简直是反主流的,我第一眼拿到手,差点以为是某个小众出版社的试印本。它大量采用了手绘草图和现场照片,而不是那种工业CAD制图的冷硬线条。这种“粗粝感”反而让我觉得无比亲切。印象最深的是关于“异形结构件的快速原型制造”那一节,作者竟然贴出了一张他在车间里用纸板和胶带搭出复杂曲面结构的原始照片,然后才引出后面的有限元分析模型。这种从物理现实到数字模型的过渡,极大地拉近了理论与实践的距离。很多教科书只会给你一个完美的数学模型,但现实是,结构件的第一个草图往往是画在餐巾纸上的。这本书捕捉到了这种工程活动的真实面貌。它不是在教你如何“完美地”设计,而是在教你如何“有效地”迭代设计。对于初入职场的年轻工程师,这本书能帮助他们迅速跨越“纸上谈兵”和“动手实践”之间的那道鸿沟,让他们明白,伟大的设计往往始于一个大胆而略显笨拙的想法。

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瞎整理一些机械手册的内容就想出书,一点都不懂非标设计。

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