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出版者:机械工业出版社

作者:赵先仲 编

出品人:

页数:196

译者:

出版时间:2004-5

价格:18.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111142706

丛书系列:

图书标签:

• 机电系统
• 机电设计
• 机械工程
• 电气工程
• 自动化
• 控制工程
• 系统工程
• 设计方法
• 工业自动化
• 设备选型

《机械原理与应用实例解析》 内容提要： 本书旨在深入剖析现代机械设计与分析领域的核心理论，并结合丰富的工程实践案例，为读者构建起从基础理论到实际应用的完整知识体系。全书内容紧密围绕机械系统的运动学、动力学、强度与刚度分析、摩擦与润滑、以及机械零件的优化设计展开，力求全面、系统且富有深度。 第一章 机械运动学基础： 本章首先回顾了平面机构的运动分析方法，包括瞬心法、速度多边形法在复杂连杆机构速度和加速度求解中的应用。重点阐述了空间机构的运动描述，引入了齐次变换矩阵（Homogeneous Transformation Matrix）的概念，用以精确描述机械臂或多关节系统的位姿（Position and Orientation）。详细介绍了利用旋转四元数（Quaternions）来避免欧拉角（Euler Angles）的万向锁（Gimbal Lock）问题，并探讨了机器人的运动学逆解在实际路径规划中的挑战与应对策略。通过一系列实例，展示了如何利用MATLAB/Simulink进行机构运动仿真与验证。 第二章 机械系统动力学： 动力学分析是理解机械系统动态行为的关键。本章从牛顿-欧拉方程出发，详细推导了刚体动力学方程，并将其应用于多自由度机械系统的建模。重点介绍了拉格朗日方程（Lagrange's Equations）在建立复杂机械系统动力学模型中的优势，尤其是在处理约束系统时。随后，深入讲解了柔性体动力学（Flexible Body Dynamics）的基础，讨论了模态分析（Modal Analysis）在识别系统固有频率和振型中的作用，并探讨了如何通过阻尼设计来抑制振动。本章通过对高速往复机械的动态特性分析，强调了惯性力、离心力对机构寿命和运行平稳性的影响。 第三章 机械零件强度与可靠性设计： 本章是机械设计人员必须掌握的核心内容。它从材料科学的基础知识入手，回顾了工程材料的力学性能，特别是疲劳、蠕变和断裂韧性。详细阐述了各种载荷下的应力分析方法，包括二维和三维问题的解析解与数值解（有限元分析基础）。重点深入研究了静强度、疲劳强度、接触应力（如轮齿、轴承）的设计准则。书中提供了详尽的失效分析案例，如齿轮的弯曲疲劳断裂、轴的扭转疲劳和静力破坏。可靠性设计部分，引入了概率论方法，解释了安全系数的合理取值，并介绍了基于寿命的可靠性评估方法。 第四章 摩擦、磨损与润滑理论： 摩擦和润滑是机械系统效率和寿命的决定性因素。本章系统阐述了宏观摩擦学的基本定律，并深入探讨了微观接触理论，如阿登森（Ader-Johnson）接触模型。对润滑理论进行了详尽的讲解，包括流体动力润滑（Hydrodynamic Lubrication, HDL）的雷诺方程及其在轴承设计中的应用，以及边界润滑和弹性流体动力润滑（Elastohydrodynamic Lubrication, EHL）的适用条件。本章详细分析了不同磨损机制（如磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损）的特征，并提供了提高抗磨损性能的材料选择和表面工程技术（如渗碳、氮化、PVD/CVD涂层）的应用指南。 第五章 机械传动系统的优化设计： 本章聚焦于实现有效动能传递的关键技术。对齿轮传动进行了深入的几何、强度和精度设计，详细分析了非标准齿形、变位齿轮的设计与制造公差要求。对带传动和链传动，重点讨论了张紧机构的设计、寿命预测和包角效应。对于弹性元件，如弹簧，系统介绍了螺旋弹簧和板簧的应力校核与疲劳寿命评估。在轴系设计方面，本书结合了扭转刚度、弯曲强度校核以及关键轴承的选择与安装工艺，确保轴系在动态载荷下的稳定运行。 第六章 现代机械设计方法与仿真技术： 本章面向前沿应用，介绍了当代机械设计中不可或缺的工具和方法。详细介绍了参数化建模和设计自动化流程（Design Automation）。重点讲解了有限元分析（FEA）在复杂结构（如焊接件、复合材料结构）中的应用，包括网格划分策略、边界条件施加的准确性检验以及后处理技术的解读。同时，探讨了多体动力学仿真（MBD）在虚拟样机（Virtual Prototyping）构建中的作用，如何通过MBD来预测机构的振动响应、冲击载荷和能量消耗，从而在进入物理样机制造前完成大部分设计迭代与优化。 附录：标准公差与配合图表、常用材料力学性能表。 本书特点： 1. 理论与实践紧密结合： 每章均配有详细的工程案例分析，使抽象的理论知识更具象化。 2. 注重数值分析基础： 强调现代工程计算工具（如FEA、MBD）的应用原理，而非简单的软件操作指南。 3. 面向复杂系统： 涵盖了从单个零件到复杂多体系统的设计与分析全过程。 本书适合于机械工程、车辆工程、航空航天工程等相关专业的高年级本科生、研究生，以及在机械设计、研发和制造领域工作的工程师作为专业参考书。

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总的来说，这本书在知识体系的构建上展现出了极高的水准和极佳的平衡感。它成功地在理论深度和工程广度之间找到了一个近乎完美的切入点。如果你仅仅想了解机电系统控制的基础概念，这本书或许会显得有些“过重”；但如果你立志于从事实际的系统集成、运动控制算法开发，或者希望对现代自动化设备的设计原理有一个全面且深入的理解，那么它几乎是不可替代的案头参考。它不是那种读完一遍就能“掌握”的速成手册，更像是一部需要反复研读、常翻常新的工具书和思想指南。它的价值在于提供了一种系统的、可迁移的解决问题的思维模式，而不是仅仅传授现成的解决方案。对于有志于在这个领域深耕的读者而言，这无疑是一笔极其宝贵的知识投资。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面那种深沉的墨蓝色调，配上烫金的字体，一下子就抓住了我的眼球。拿到手里沉甸甸的质感，让人感觉这是一本内容扎实、值得细品的专业书籍。内页纸张的选用也很考究，米白色的纸张有效减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳，印刷的清晰度更是无可挑剔，即便是那些复杂的工程图示和密集的公式推导，也能看得一清二楚。作者在排版布局上也下了不少功夫，章节标题的层级划分清晰明了，图表与文字的穿插布局自然流畅，让人在阅读复杂的技术资料时，也能保持一个比较舒适的心流状态。翻开第一章，那引人入胜的引言，似乎在娓娓道来一个关于现代工业集成与智能化的宏大叙事，一下子就勾起了我对后续内容的强烈好奇心。这种对书籍物理形态的重视，无疑为深入学习奠定了良好的心理基础，让人在开始学习之前，就对知识的获取充满了敬意和期待。

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阅读过程中，我发现作者在处理关键概念时，总能展现出一种近乎偏执的严谨性。每一个定义、每一个参数的引入，都有其明确的上下文和依据。这一点在涉及系统动态响应和稳定性分析的章节中体现得尤为明显。那些关于传递函数、伯德图的解析，不仅数学推导过程完整无遗，而且对每一步的物理意义也进行了详尽的解读，确保读者不仅知道“怎么算”，更明白“为什么这么算”。我记得有一处关于PID控制器参数整定方法的论述，书中对比了多种经典整定规则，并针对每种规则可能出现的超调和稳态误差给出了定性的分析，这比许多其他资料仅仅给出公式要深刻得多。这种对细节的深耕细作，让我对书中所传授的知识点产生了极强的信任感，深知这些结论是经得起工程实践检验的“硬通货”。

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我个人感觉这本书的叙事逻辑简直是教科书级别的典范，它没有直接跳入那些令人望而生畏的数学模型和控制算法，而是非常耐心地从最基础的物理原理和系统构成要素讲起。作者像是站在一个经验极其丰富的工程师的角度，一步步引导读者构建起对“机电系统”这个复杂概念的完整认知框架。比如，在讲解执行机构与传感器部分时，他没有简单地罗列参数，而是通过几个精心设计的、贴近实际工业场景的案例分析，来阐述不同类型设备在特定工况下的优缺点和选型思路。这种由浅入深、循序渐进的讲解方式，对于我们这些在校学生来说，极大地降低了理解门槛，避免了那种一上来就被大量术语和公式淹没的挫败感。尤其欣赏的是，书中对理论知识与工程实践的结合点把握得极为精准，总能在介绍完一个核心概念后，立刻引出一个相关的工程应用实例，使得抽象的理论瞬间变得具体而鲜活起来。

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这本书的语言风格，用一个词来形容就是“沉稳且富有洞察力”。它不像某些学术著作那样干巴巴地堆砌术语，而是带有一种老派工程师特有的务实和智慧。作者的行文节奏把握得很好，在需要详细论证的地方，笔墨详尽，毫不含糊；而在总结概括性的观点时，又能做到精炼有力，掷地有声。我特别喜欢那些穿插在正文中的“设计者手记”或“经验之谈”，它们像是作者在教导你这门手艺时，不经意间流露出的行业秘诀，比如如何规避某些常见的电磁干扰陷阱，或者在成本受限的情况下如何进行最优化的方案折衷。这些带有强烈个人烙印和实践沉淀的内容，极大地丰富了书本的层次感，让读者感觉自己不是在阅读一本标准化的教材，而是在接受一位资深前辈的耳提面命，非常受启发。

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