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出版者:

作者:潘楚濱 編

出品人:

頁數:179

译者:

出版時間:2010-6

價格:22.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111286363

叢書系列:

圖書標籤:

• 液壓傳動
• 氣壓傳動
• 流體動力
• 機械工程
• 自動化
• 工業控製
• 液壓係統
• 氣動係統
• 傳動技術
• 工程技術

《現代機械設計基礎：結構、材料與製造工藝》 圖書簡介 本書旨在為機械工程及相關專業師生和工程技術人員提供一本全麵、深入、實用的現代機械設計基礎教材。本書的編寫嚴格遵循當前工業界對機械産品設計的新要求，聚焦於機械結構優化、先進材料應用以及高效製造工藝集成，力求構建一套與時俱進的設計理論與實踐體係。 全書共分為七大部分，涵蓋瞭從基礎理論到具體應用的全過程，內容深度適中，理論與工程實踐緊密結閤。 --- 第一部分：機械設計的基本理論與方法 本部分是全書的基石，側重於建立係統的設計思維框架和分析工具。 1. 緒論與設計過程概述： 詳細闡述瞭現代機械設計在智能製造、綠色製造背景下的新趨勢與挑戰。重點介紹瞭基於需求定義、概念設計、方案論證到詳細設計的全生命周期管理流程，強調人機工程學和可靠性設計在早期階段的介入。 2. 機械係統建模與分析： 深入講解瞭經典的運動學、動力學分析方法，並引入瞭現代工程分析的常用工具。內容包括剛體運動、約束分析、機構運動誤差的傳播與分配，以及疲勞分析的基礎模型（如S-N麯綫、E-N麯綫的建立與應用）。特彆加強瞭有限元方法（FEM）在結構強度和剛度分析中的基礎應用，包括網格劃分、邊界條件設置和結果判讀的標準。 3. 工程材料的力學行為與選擇： 這一章是本書的重點之一。它超越瞭傳統材料力學的範疇，聚焦於工程應用中的材料行為。 材料行為： 詳述瞭高熵閤金、復閤材料（如碳縴維增強聚閤物CFRP）的宏觀力學性能，以及材料在極端環境（高溫、高壓、腐蝕）下的蠕變、鬆弛和斷裂韌性。 失效分析基礎： 詳細解析瞭疲勞斷裂、接觸疲勞（點蝕、剝落）和摩擦磨損的微觀機製，並給齣瞭預防性設計措施。 材料選擇決策： 引入瞭基於性能指數和成本約束的多目標決策方法，指導工程師如何在多種備選材料中做齣最優選擇。 --- 第二部分：機械零部件的強度與可靠性設計 本部分聚焦於確保機械結構在預期工況下長期穩定工作的關鍵技術。 4. 構件的靜強度與剛度設計： 係統迴顧瞭基於許用應力法和基於彈性力學原理的應力集中分析。著重介紹瞭基於斷裂力學的裂紋擴展和臨界尺寸的計算方法。對於軸、梁、闆殼等基本受力構件，給齣瞭先進的優化設計流程，如拓撲優化在輕量化設計中的應用。 5. 機械零部件的疲勞壽命設計： 深入講解瞭纍積損傷理論，包括Miner法則的局限性與改進。針對隨機載荷工況，介紹瞭譜分析技術和高周疲勞（HCF）及低周疲勞（LCF）的設計規範。同時，闡述瞭殘餘應力對疲勞性能的積極影響及其在製造過程中的引入（如滾壓、噴丸強化）。 6. 可靠性與壽命預測： 引入瞭概率設計思想。講解瞭隨機變量在工程參數中的體現，並介紹瞭Weibull分布在壽命數據分析中的應用。設計目標不再是“永不失效”，而是“在規定時間內以指定概率不失效”，重點闡述瞭可靠性分配和冗餘設計的基本原則。 --- 第三部分：連接技術與裝配設計 本部分關注的是如何通過可靠的連接方式集成各個功能部件。 7. 螺紋連接與緊固件設計： 除瞭傳統的靜載荷下的預緊力計算，本章詳細討論瞭螺紋在交變載荷下的防鬆動設計（如使用自鎖元件、膠粘劑），以及高溫或低溫環境對預緊力的影響。引入瞭螺栓預緊力的動態監測技術。 8. 焊接、膠接與鉚接： 重點分析瞭異種材料連接的挑戰。焊接部分側重於熱影響區（HAZ）的冶金變化和殘餘應力控製；膠接部分則深入探討瞭錶麵處理技術對膠接強度的決定性作用。 9. 過盈配閤與鍵、銷連接： 基於公差與配閤理論，詳細分析瞭過盈配閤在傳遞扭矩和承受衝擊載荷中的應用，並給齣瞭避免軸與轂在工作過程中發生相對運動（如蠕變和點蝕）的設計準則。 --- 第四部分：運動與傳動機構設計 本部分專注於實現特定運動規律的機械係統設計。 10. 機構的運動分析與綜閤： 側重於新型機構的設計，如麯柄搖杆機構的運動精度優化，以及平麵多連杆機構的位形綜閤方法（如位置、軌跡、速度綜閤）。強調瞭零自由度機構和約束運動機構的穩定性分析。 11. 凸輪機構設計與優化： 詳細介紹瞭高精度凸輪的加工誤差分析和補償。針對高速應用，引入瞭柔順凸輪（Flexure-based Cams）的設計理念，以減小接觸衝擊和振動。 12. 摩擦與潤滑基礎： 雖然不涉及流體傳動，但本章詳細論述瞭機械摩擦學原理。涵蓋瞭邊界潤滑、混閤潤滑區的接觸力學，以及乾摩擦和自潤滑材料（如PTFE、MoS2復閤材料）的應用。 --- 第五部分：現代製造工藝與設計集成（DFM/DFA） 本部分是連接設計與生産的關鍵橋梁。 13. 零件成形工藝的選擇與控製： 詳細對比瞭鑄造（砂型、精密鑄造）、鍛壓（模鍛、自由鍛）和塑性加工（深衝、輥壓）對零件最終性能的影響。重點分析瞭鑄造缺陷（如縮孔、氣孔）的産生機理及設計規避策略。 14. 機械加工與錶麵完整性： 探討瞭切削加工中刀具磨損、切削力、顫振對零件精度和錶麵殘餘應力的影響。對數控（NC）編程中的路徑規劃策略進行瞭分析，以優化加工效率和錶麵質量。 15. 設計的製造與裝配性（DFM/DFA）： 引入瞭模塊化設計思想，指導工程師如何通過標準化和簡化零件種類來降低製造成本和裝配難度。討論瞭柔性製造係統（FMS）對零件設計特徵的具體要求。 --- 第六部分：機械係統的振動與控製基礎 本部分為機械係統的動態性能設計提供理論支持。 16. 機械振動基礎： 分析瞭單自由度、多自由度係統的固有頻率、振型和響應。重點討論瞭通過改變結構剛度、質量分布或增加阻尼來實現目標特性的設計方法。 17. 減振降噪技術： 介紹瞭主動與被動減振措施。被動減振包括使用隔振器和阻尼器（如粘滯阻尼器、金屬阻尼器）。主動減振部分引入瞭利用傳感器和執行器對係統振動進行實時乾預的基本概念。 --- 第七部分：機械係統集成與優化設計案例 本部分通過實際案例展示如何整閤前述所有知識點。 18. 典型機械係統的集成設計： 選取瞭高精度機床工作颱、大型工業機器人關節模塊等案例，展示如何從材料選擇、結構受力分析到公差配閤分配的完整設計流程。強調在多學科交叉背景下，設計迭代和係統級優化的重要性。 本書不僅教授“如何設計”，更強調“為何這樣設計”的工程哲學，培養讀者運用係統思維解決復雜機械問題的能力。每一章末尾均附有啓發性的工程習題，供讀者深入思考與練習。

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說實話，我一開始對學習“液壓與氣壓傳動”這類偏重機械原理的課程有些抵觸情緒，總覺得那套復雜的管路和符號看不懂，更彆提那些充滿希臘字母的公式瞭。然而，這本書的排版和圖示設計徹底顛覆瞭我的看法。每一個液壓迴路圖都清晰明瞭，每一個元件符號的引入都伴隨著其工作原理的動畫式解釋（雖然是靜態圖片，但設計感很強）。作者的敘事節奏掌握得非常到位，像是與一位經驗豐富的老專傢麵對麵交流。他並沒有急於展示復雜的伺服液壓係統，而是花瞭大量的篇幅來解釋壓力、流量和功用之間的內在聯係。這種由簡到繁、由錶及裏的教學方法，極大地降低瞭我的學習門檻。氣動部分，作者還巧妙地結閤瞭電氣控製元件（如電磁閥），展示瞭機電一體化控製的雛形，這對我未來學習機器人技術非常有幫助。這本書讓我明白瞭，流體傳動並非隻是簡單的“推和拉”，而是一種充滿智慧和美感的力與能的傳遞藝術。

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我對工業自動化領域的研究已經有相當長的時間瞭，手頭也積纍瞭不少關於機電控製和PLC編程的資料，但總感覺在底層動力傳輸這一環有所欠缺，而《液壓與氣壓傳動》恰好填補瞭這一空白。這本書的深度遠超齣瞭普通入門教材的範疇，它更像是一本麵嚮工程師的工具書。我特彆欣賞它對係統故障診斷和維護的詳盡論述。書中並非隻是羅列瞭可能齣現的故障現象，而是深入挖掘瞭導緻這些現象的根本原因，比如油液汙染、密封件老化、控製閥的卡滯等，並提供瞭係統化的排查步驟。這種實戰導嚮的寫作風格，對於一綫工程師來說具有不可替代的價值。特彆是關於能量效率的章節，作者從熱力學和流體力學的角度分析瞭係統中的能量損失環節，這對於追求綠色製造和節能減排的現代工業而言至關重要。我甚至根據書中的建議，重新審視瞭我們車間裏幾颱老舊設備的迴路設計，發現確實存在可以優化的空間。這本書的價值，在於它將理論推導與工程實踐的邊界模糊化瞭。

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我是一名從事設備維護工作的技術員，每天麵對的挑戰是如何快速定位和修復現場突發的流體動力係統故障。過去，我們主要依靠經驗和試錯法，效率低下。《液壓與氣壓傳動》這本書對我們這類實操人員來說，簡直是雪中送炭。它用一種非常務實的口吻，將那些晦澀難懂的“壓力波動”、“流量脈動”等現象，轉化成瞭可以被量化和監測的指標。我尤其喜歡書中關於油液清潔度標準和在綫監測技術的那一章，它提供瞭明確的操作指南，告訴我們如何通過油液狀態預判潛在故障。書中對不同類型密封件在不同介質和溫度下的適用性分析，也直接指導瞭我們在維修備件采購時的決策。這本書的價值不在於教我們設計一個全新的係統，而在於教會我們如何更好地理解、運行和維護現有的係統，讓它們始終保持在最佳工作狀態。它把抽象的流體力學知識，成功地“翻譯”成瞭可執行的維護規範，這是很多理論書籍無法企及的。

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這本《液壓與氣壓傳動》真是讓我大開眼界。作為一名剛剛踏入機械設計領域的新人，我對流體動力係統的認識還停留在非常基礎的層麵。這本書的結構安排得極其閤理，從最基本的流體力學原理講起，循序漸進地引入液壓與氣壓係統的元件和迴路設計。尤其讓我印象深刻的是作者在講解過程中，總是能將理論知識與實際應用緊密結閤。比如，在討論液壓泵的選型時，書中不僅詳細分析瞭不同類型泵的性能麯綫，還列舉瞭多個工業現場的案例，讓我能直觀地理解為什麼在特定工況下要選擇容積式泵而非其他形式。氣壓傳動部分同樣齣色，它清晰地剖析瞭氣源處理設備的重要性，這在很多教科書中往往被一帶而過，但這本書卻強調瞭過濾、調壓和潤滑對係統穩定性的關鍵作用。閱讀過程中，我發現作者的文字功底非常紮實，既有嚴謹的科學論述，又不乏生動的比喻，使得原本可能枯燥的專業術語變得易於理解。這本書無疑是自學和工程實踐的絕佳參考書，它為我構建瞭一個紮實的流體傳動基礎框架。

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這本書的專業性毋庸置疑，但更讓我贊賞的是它體現齣的嚴謹的學術態度和廣闊的視野。它不僅僅局限於介紹當前主流的技術，還對前沿發展趨勢進行瞭探討。例如，書中對比例控製和伺服控製在液壓係統中的應用進行瞭深入的比較分析，特彆是對反饋機製的建立和穩定性分析，其深度已經接近研究生級彆的專業文獻。我發現，對於一些關鍵參數的計算，如緩衝環節的設計，書中提供的計算模型和修正係數，遠比我以前參考的任何手冊都要詳細和可靠。在氣動部分，作者還涉及瞭對真空技術在某些特殊應用中的潛力分析，這拓展瞭我對氣體力學的應用邊界的認知。我敢說，對於那些希望在流體動力領域深耕的專業人士，這本書絕對是案頭常備的工具書，它提供的知識深度和廣度，足以支撐起復雜工程項目的技術選型和理論論證。它不是那種讀完就束之高閣的書，而是需要反復研讀、隨時查閱的寶典。

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