分子材料:光电功能化合物 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:上海科学技术出版社

作者:游效曾

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-10-01

价格:52.0

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isbn号码:9787532358977

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《精妙机械：齿轮与传动的艺术》 概述 《精妙机械：齿轮与传动的艺术》是一部深入探讨机械工程核心组成部分——齿轮和传动系统——的百科全书式著作。本书不仅追溯了这些古老而又至关重要的工程发明的历史演进，更以其详尽的数学原理、工程设计以及在现代工业中的广泛应用，为读者呈现了一幅宏大而精密的机械世界图景。本书的重点在于揭示齿轮和传动系统如何通过巧妙的设计和物理定律，实现力量的传递、速度的改变、方向的转换以及精确的运动控制。从简单的机械手表到复杂的航空发动机，齿轮和传动无处不在，它们是现代文明运转不可或缺的基石。 历史渊源与发展 本书的开篇将带领读者穿越时空，追溯齿轮与传动的起源。从古希腊时期阿基米德关于轮子与杠杆的早期构想，到罗马时期机械师关于水力驱动机械的精妙设计，再到中世纪修道院中钟表的出现，每一个历史节点都印证着人类对高效动力传递的不懈追求。书中将详细介绍中国古代的齿轮机械，如汉代的浑天仪，以及它们在天文观测和计时方面的贡献。随后，我们将进入工业革命时期，齿轮技术迎来了飞跃式的发展。瓦特蒸汽机的出现，对高效、可靠的齿轮传动提出了前所未有的需求，促使了齿轮加工工艺的革新和齿形理论的研究。从最初的木制齿轮到铸铁、钢制齿轮，再到精密加工和合金材料的应用，齿轮的材料、制造和设计不断进步，为工业化生产提供了强大的技术支撑。书中还会探讨齿轮理论发展的关键人物和里程碑式的发明，例如埃德蒙·兰彻斯特对准双曲线齿轮的贡献，以及亨利·盖特曼对渐开线齿轮标准化的推动。 核心原理与理论 本书的精髓在于对齿轮与传动系统背后的科学原理进行深入剖析。我们将从最基础的几何学和物理学出发，解释齿轮啮合的根本原理——共轭曲线。书中将详尽阐述渐开线和摆线齿廓的数学模型，分析它们的特性，以及为何渐开线齿轮因其加工简便和稳定性而成为工业界的主流。读者将了解如何通过齿数、模数、压力角等参数来定义一个齿轮，以及这些参数如何影响齿轮的强度、传动比和运行平稳性。 传动比的计算是齿轮系统设计的核心之一，本书将通过大量的实例讲解，如何根据齿轮的尺寸和数量计算出不同组合下的传动比，并进一步解释它在变速、增扭或减扭等应用中的重要性。除了基本的两轮传动，本书还将深入探讨多级齿轮传动、行星齿轮传动、蜗杆蜗轮传动等复杂系统的原理。例如，行星齿轮传动为何能在紧凑的体积内实现极大的传动比和多种传动方式，以及它们在汽车变速箱等领域的神奇应用。 此外，摩擦、磨损和润滑是影响齿轮系统效率和寿命的关键因素。本书将详细介绍齿轮啮合过程中产生的摩擦力，以及润滑剂如何减少摩擦、降低磨损、散热和防锈。读者将了解到不同类型的润滑剂（油、脂、固体润滑剂）及其适用场景，以及润滑方式（浸油润滑、压力润滑、滴油润滑）的选择依据。 齿轮类型与设计 《精妙机械》将系统性地介绍各种主要的齿轮类型，并对其设计特点、适用范围和优缺点进行详细论述。 直齿圆柱齿轮： 这是最基础、最常见的齿轮类型，用于平行轴之间的动力传递。书中将分析其制造工艺、受力特点以及在各种简单机械中的应用。 斜齿圆柱齿轮： 与直齿齿轮相比，斜齿齿轮具有更高的承载能力和更平稳的传动，但会产生轴向力。本书将解释斜齿的设计原理，以及如何通过改变螺旋角来优化性能。 锥齿轮： 用于相交轴之间的动力传递。书中将深入讲解锥齿轮的几何形状、制造挑战以及在汽车差速器等结构中的关键作用。 蜗杆蜗轮传动： 用于大传动比和相交轴之间（通常是90度）的动力传递。本书将分析蜗杆蜗轮传动的特点，如自锁性，以及其在起重设备、食品机械等领域的应用。 齿轮齿条： 将旋转运动转化为直线运动，广泛应用于机床、汽车转向系统等。书中将阐述其工作原理和设计考量。 特殊齿轮： 除了上述主流类型，本书还将简要介绍一些特殊功能的齿轮，例如准双曲面齿轮（在汽车后桥驱动桥中应用广泛）、摆线齿轮（在减速机中常见）等，并分析它们独特的性能优势。 在设计部分，本书将提供一套系统的齿轮设计流程，涵盖载荷计算、材料选择、齿形优化、强度校核等环节。读者将了解如何根据工作条件、传动比、效率要求和经济性原则，设计出满足各项性能指标的齿轮。同时，本书还将介绍现代齿轮设计中常用的软件工具和仿真分析方法，如有限元分析（FEA），以帮助读者进行更精确的设计和验证。 制造工艺与材料 齿轮的性能很大程度上取决于其制造工艺和所用材料。《精妙机械》将详细介绍现代齿轮制造的主要技术。 切齿加工： 包括滚齿、插齿、铣齿等方法，以及不同方法的原理、优缺点和适用范围。 磨齿加工： 用于提高齿轮的精度和表面质量，确保其在高速、高载荷下的平稳运行。书中将介绍外圆磨齿、成形磨齿、展成磨齿等技术。 热处理： 淬火、回火、渗碳、氮化等热处理工艺对提高齿轮的硬度、耐磨性和强度的重要性。 表面处理： 如磷化、镀层等，用于增强齿轮的防锈能力和减少摩擦。 在材料选择方面，本书将梳理各种用于制造齿轮的金属材料，从传统的碳钢、合金钢，到现代的高强度钢、不锈钢、甚至某些特种合金。书中将分析不同材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以及成本效益，帮助读者理解为何在不同的应用场景下会选择特定的材料。此外，对于一些高性能齿轮，书中还会探讨复合材料和陶瓷材料在齿轮领域的潜在应用。 应用领域与前沿发展 《精妙机械》将以丰富的案例，生动展现齿轮与传动系统在现代工业和日常生活中的广泛应用。 汽车工业： 变速器（手动、自动、CVT、DCT）、差速器、转向系统、发动机正时系统等，齿轮技术是汽车动力总成和传动系统的核心。 航空航天： 飞机发动机的涡轮、起落架传动、飞控系统等，对齿轮的轻量化、高强度和可靠性提出了极高的要求。 工业机械： 机床、印刷机械、包装机械、纺织机械、机器人、风力发电机等，几乎所有动力驱动的机械设备都离不开齿轮和传动。 能源领域： 水力发电、火力发电、核能发电以及新能源（如风力、太阳能）中的传动装置。 精密仪器： 手表、相机、医疗设备、科学仪器等，对传动精度和稳定性有着极致的要求。 日常生活： 家用电器（洗衣机、冰箱）、电动工具、自行车等，齿轮技术为我们的生活提供了便利。 最后，本书还将展望齿轮与传动技术的未来发展方向。包括： 智能化与集成化： 智能传动系统，能够感知运行状态、自主诊断故障，并与整机控制系统深度集成。 新材料与新工艺： 纳米材料、3D打印技术在齿轮制造中的应用，以及更高性能、更轻量化材料的开发。 高效与节能： 减少传动损耗，提高能量利用效率，以应对日益严峻的能源和环境挑战。 微型化与超精密化： 微机电系统（MEMS）中的微型齿轮，以及在高端制造中对超高精度传动的需求。 静音与减振： 开发更低噪音、更少振动的齿轮系统，以提升用户体验和设备性能。 《精妙机械：齿轮与传动的艺术》旨在为工程师、设计师、学生以及对机械工程充满好奇的读者提供一个全面、深入的学习平台。它不仅仅是一本技术手册，更是一部颂扬人类智慧和创造力的史诗，展现了在微观层面如何通过精密的几何学和物理定律，构建起宏大的工业世界。

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我特地留意了书中对新材料的引用情况，这一点我非常看重，因为它反映了一本科学著作的时效性。总的来说，作者对近十年来涌现出的新型分子骨架，比如非富勒烯受体材料（NFAs）在有机太阳能电池中的突破性进展，介绍得相当及时和到位。详细描述了它们在吸收光谱拓宽和能级匹配上的优势。但是，在讨论到更具前瞻性的领域，例如利用人工智能或机器学习辅助分子设计时，内容就显得有些保守了。书中提到这方面的潜力，但缺乏具体的案例展示，似乎更偏爱于传统化学合成和表征方法的阐述。这可以理解，毕竟化学合成的确定性更高，但作为一名关注未来科研趋势的读者，我希望看到更多关于“计算辅助”如何影响下一代光电分子筛选与优化的讨论，哪怕只是一个基于现有数据的初步模型构建。

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这本书的装帧设计很有意思，封面采用了深邃的靛蓝色调，上面点缀着一些抽象的光学图案，让人一眼就能联想到高精尖的科技感。内页纸张的质感也相当不错，印刷清晰，即使是那些复杂的分子结构图和能级图，看起来也赏心悦目。不过，光靠好看是没用的，我更关注的是它的内容深度。我原本是抱着学习一些基础光电材料制备工艺的目的来的，结果发现这本书的侧重点似乎更偏向于理论推导和前沿基础研究。书中花了大量的篇幅去阐述如何通过精细调控分子的电子结构来实现特定的光吸收或发射特性，这对于我这种更偏向于应用和实验操作的人来说，显得有些“高屋建瓴”了。我期待能看到更多关于薄膜沉积、溶液加工等实际操作的细节，或者至少是具体的案例分析，比如某种染料敏化太阳能电池的实际性能优化路径，但这本书在这方面提供的直接指导相对较少。它更像是一本为博士生或研究员准备的理论工具书，而非一本面向初学者的应用指南。

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这本书的章节编排给我一种“散点式”的感觉，信息量极大，但缺乏明确的主线贯穿始终。比如，书中有一章专门讨论了有机发光二极管（OLED）中的效率滚降问题，分析得极其透彻，从三线态激子的猝灭到电荷俘获陷阱的形成都有详尽论述。但紧接着下一章，笔锋一转，又深入探讨了基于π共轭聚合物的场效应晶体管（OFET）的载流子迁移率限制因素，内容跳跃性较大。我发现自己很难将不同功能材料（比如用于光伏的材料和用于传感的材料）之间的共性或区别建立起一个清晰的整体概念。如果能有一个总览性的框架，将所有功能化合物按照其核心作用机制进行分类，或许会更有助于读者建立系统的知识网络。现在读完，感觉脑子里装满了无数精美的“知识碎片”，却缺少一根强韧的线将它们串联起来。

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阅读这本书的过程，简直就像是进行一场跨越多个学科领域的思维马拉松。作者的叙事逻辑非常严密，从最基础的量子化学原理出发，逐步构建起对有机半导体材料电荷传输机制的理解。最让我印象深刻的是关于“激子动力学”那一章，作者用一种近乎诗意的笔触，描述了光子如何被吸收，能量如何从激发态转移，最终如何转化为电荷或光。那种层层递进的推演，让人不得不佩服其知识体系的完整性。然而，这种深度也带来了不小的挑战。书中频繁出现的数学公式和复杂的能带结构图，要求读者必须具备扎实的物理和化学背景才能跟上思路。我好几次不得不停下来，翻阅其他参考书来回顾微扰理论和晶体场理论，才能真正理解作者想要表达的核心观点。对于我这种自学入门的读者来说，这本书的门槛设置得相当高，可能需要多次反复阅读才能领会其精髓。

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这本书的行文风格非常正式和严谨，学术味道极浓。每一个论断都辅以大量的实验数据或理论计算结果作为支撑，很少有浮夸或夸大的表述，这使得它具备极高的参考价值。但这种严谨性在某些方面也牺牲了可读性。对于很多刚接触这个领域的学生来说，书中充斥着大量的专业术语和缩写（如HOMO/LUMO、PLQY、TADF等），而且很多缩写在首次出现时并没有给出明确的上下文解释，需要读者频繁地查阅附录或者依靠已有的知识储备。坦白说，如果我不是已经通过其他渠道接触过一部分基础概念，这本书的开篇可能会让我望而却步。它更像是一位领域内泰斗对同行或高阶学生的“内部交流”，而非面向更广泛读者的科普读物。优点在于其信息的精确度和深度无懈可击，缺点则在于其对读者背景知识的预设要求过高。

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