机电一体化技术导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:刘杰

出品人:

页数:10238

译者:

出版时间:2006-10

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030179876

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 机电一体化
• 自动化
• 控制工程
• 机械工程
• 电气工程
• 传感器技术
• 驱动技术
• 单片机
• 工业机器人
• 智能制造

机械设计与制造基础 第一章 绪论 本章旨在为读者构建一个坚实的机械设计与制造领域的基础认知框架。我们将从宏观角度审视现代工业体系中机械设备所扮演的核心角色，阐述机械工程学作为一门跨学科技术领域的本质。重点讨论机械产品从概念构思到实际投入使用的完整生命周期，包括需求分析、概念设计、详细设计、制造、装配、测试与维护等关键阶段。通过引入工程伦理、可持续性设计等前沿理念，引导读者树立科学严谨、负责任的工程思维。内容将涵盖经典力学在工程中的应用基础，例如材料力学和工程热力学等基础学科的简要回顾，明确它们对后续设计计算的支撑作用。 第二章 机械工程材料 本章深入探讨支撑现代机械结构与功能实现的核心物质基础——工程材料。我们将系统介绍金属材料（如钢铁、铝合金、铜合金）的微观结构、主要力学性能（强度、硬度、韧性、疲劳极限）及其热处理工艺对性能的影响。非金属材料方面，重点讲解高分子材料（塑料、橡胶）的特性及其在工程中的应用场景，同时涉及陶瓷材料在极端环境下的独特优势。此外，功能材料，例如导电材料、绝缘材料和特种合金，也将被纳入讨论范围，旨在帮助读者理解如何根据特定的载荷条件、工作环境和成本约束，科学地选择最适宜的工程材料。材料的选择与匹配是机械可靠性的基石。 第三章 机械制图与工程表达 本章聚焦于机械设计过程中至关重要的信息传递工具——工程图样。详细阐述国家标准（如GB/T）规定的视图绘制规范，包括主视图、俯视图、侧视图的投影关系，以及剖视图、断面图、局部放大图的表达方法。尺寸标注的原则、方法和公差配合系统的引入是本章的重中之重。我们将深入讲解几何尺寸和公差（GD&T）的概念，理解其在确保零件互换性和装配精度方面的核心价值。此外，零件图、装配图的阅读与绘制技巧，以及计算机辅助绘图（如2D CAD软件的应用基础）也将作为实践环节进行介绍，确保读者能够准确无误地表达设计意图。 第四章 机械零件设计基础 本章作为核心设计模块的起点，系统性地介绍构成通用机械系统的基本单元——机械零件。主要内容包括： 1. 联接件设计： 螺纹联接（静力学分析、预紧力的计算）、键联接、销联接和过盈配合的静力与疲劳强度校核。 2. 轴类零件设计： 结构设计原则、应力分析（弯曲、扭转、组合应力）和疲劳强度校核方法，重点关注轴的强度许用应力确定。 3. 滑动与滚动轴承： 滚动轴承的类型、代号、寿命计算（基本额定动载荷与额定寿命的关系）、润滑方式的选择与设计。滑动轴承的结构、材料选择及油膜理论基础的初步介绍。 本章强调基于可靠性指标和失效模式的强度校核，区分静力强度和疲劳强度设计准则。 第五章 传动装置设计 本章聚焦于能量与运动的有效传递系统。 1. 齿轮传动： 详细介绍直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的几何参数、强度计算（齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度）。阐述齿轮的制造精度等级及其对工作性能的影响。 2. 带传动与链传动： 阐述V带、平带的特性、传动比的确定、初拉力计算以及中心距的选择。链传动的啮合特性、节距、导向机构及其在小中心距场合的优势分析。 3. 蜗轮蜗杆传动： 结构特点、传动比的计算、效率分析以及自锁现象的探讨。 本章将结合实际应用案例，指导读者进行多级传动装置的总体方案设计和主要参数的优化。 第六章 机械系统运动与动力学分析 本章从动态角度审视机械系统的运行特性。首先，介绍机构运动学的基本概念，包括位置、速度、加速度的分析方法，重点关注平面连杆机构（如曲柄摇杆机构）的瞬心法和速度多边形法分析。随后，进入机构动力学范畴，阐述静力学、活力学、惯性力分析的概念。引入冲下运动的平稳性、速度波动对传动质量的影响，以及飞轮在均化能量波动中的作用。此外，还将初步探讨振动基础知识，如机械系统的自由振动与强迫振动，以及机械设计中应如何采取措施减振降噪。 第七章 制造工艺基础与切削原理 本章衔接设计与制造的桥梁，介绍机械加工的基础知识。重点阐述车削、铣削、刨削、钻削等主要加工方法的工艺特点、适用范围和基本参数选择（切削速度、进给量、背吃刀量）。深入讲解切削过程中的力、热和刀具磨损机理，理解刀具的几何角度对加工质量和效率的影响。同时，简要介绍铸造、锻压和焊接等成形工艺的基本原理及其在零件毛坯制造中的地位。本章旨在培养学生对“可制造性”的初步认识。 第八章 自动化与控制基础（简述） 鉴于机电一体化技术的基础性，本章将对现代机械系统中的电子、电气与控制元件进行概述。介绍传感器（如位移、速度、力传感器）的基本原理和选型原则，阐明执行器（如直流电机、步进电机、液压/气动元件）的工作特性。简要介绍反馈控制回路的基本构成（开环与闭环），以及PLC（可编程逻辑控制器）在简单顺序控制中的应用概貌，为后续深入学习控制理论奠定直观的感性认识。 第九章 机械可靠性与现代设计方法 本章探讨如何将工程实践提升至科学决策层面。介绍机械系统可靠性的基本概念，包括失效率、平均无故障时间（MTBF）和可靠度函数。阐述失效模式与影响分析（FMEA）作为一种前瞻性风险评估方法的应用流程。此外，将简要介绍现代机械设计中常用的数值分析工具，如有限元分析（FEA）在复杂结构应力分析中的应用前景，以及设计优化、参数化建模等前沿设计理念的初步介绍，强调设计过程的系统化与迭代性。

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作为一名对实际应用感兴趣的读者，我对书中关于“驱动技术”的部分尤其赞赏。从传统的直流电机、交流电机，到后来更先进的伺服电机和步进电机，书中不仅介绍了它们的结构和工作原理，还详细阐述了它们在不同应用场景下的选择依据和控制方法。我记得在读到关于电机调速的部分时，书中详细解释了PWM（脉冲宽度调制）技术，以及它如何实现电机的平滑调速，这对我理解电动工具、无人机等设备的精细控制有了全新的认识。这本书让我不再满足于“知道有这个东西”，而是开始思考“它为什么这样工作”以及“如何让它更好地工作”。

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What I found particularly engaging about this book is its ability to foster a sense of curiosity and encourage further exploration. The author skillfully weaves in discussions about emerging trends and future possibilities within mechatronics, such as artificial intelligence in control systems and the Internet of Things. This forward-looking perspective is inspiring and makes me eager to delve deeper into specific areas. The book's comprehensive nature makes it an excellent starting point for anyone looking to build a career or simply gain a deeper understanding of this dynamic field. It has certainly sparked my interest in exploring advanced topics and potential research avenues.

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这本书不仅仅是知识的堆砌，更重要的是它培养了我对机电一体化技术“系统思维”的理解。我开始意识到，机电一体化并非是机械、电子、信息技术这几个学科的简单相加，而是它们之间相互协作、相互促进的有机整体。书中关于反馈控制的讲解，让我深刻理解了“闭环系统”的含义，以及它是如何保证系统稳定性和精确性的。例如，在讲解机器人路径规划时，它会结合传感器数据、运动学模型和控制算法，一步步揭示了机器人如何精确地完成复杂任务。这种“从感知到决策再到执行”的流程，贯穿了机电一体化技术的始终，这本书让我得以窥见其精妙之处。

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这本书的编排结构非常合理，它就像一个精心设计的学习路径图。从最基础的机械传动、电气控制理论，到后来复杂的微处理器技术、嵌入式系统和计算机控制，每一步的衔接都显得自然而流畅。我之前对某些概念可能存在模糊的认识，但在阅读这本书的过程中，随着知识体系的不断完善，这些模糊感逐渐消失。作者并没有回避技术中的难点，而是用通俗易懂的语言进行解释，并且常常辅以图表和示意图，这对于我这样非专业背景的读者来说，简直是救星。我尤其欣赏其中关于PLC（可编程逻辑控制器）的章节，它让我明白了工业自动化控制的核心是什么，以及它是如何被编程和应用的，这对我理解现代工厂的运作模式提供了关键的视角。

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The depth and breadth of coverage in this book are truly commendable. It goes beyond the surface level, providing a solid foundation in the underlying principles that drive mechatronic systems. I appreciated the detailed explanation of control theory, including concepts like PID control, and how it's applied to achieve desired system performance. The book doesn't shy away from the mathematical aspects but presents them in a clear and logical manner, making them accessible. Furthermore, the inclusion of case studies and examples from various industries, such as automotive, aerospace, and manufacturing, allowed me to see the versatility and impact of mechatronics in the real world. It's a comprehensive resource that caters to both learning and reference.

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This book has fundamentally changed how I perceive everyday technology. Before reading it, I saw machines as isolated entities. Now, I see the intricate interplay of mechanical precision, electronic intelligence, and sophisticated control that makes them work. The sections on robotics, detailing kinematics, dynamics, and control strategies, were particularly fascinating. It provided a clear understanding of how robots are designed, programmed, and made to perform tasks with such accuracy. The book’s ability to demystify complex engineering concepts and present them in an approachable manner is truly a testament to the author’s expertise.

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这本书成功地 bridging the gap between theoretical knowledge and practical application for me. It’s not just about understanding the concepts, but also about appreciating how these concepts are translated into tangible solutions. The way it explains the integration of sensors, microcontrollers, and actuators in a system, like in a robotic arm or a CNC machine, is incredibly insightful. I was particularly impressed with the section on data acquisition and signal processing, which is crucial for any intelligent system. The book managed to break down complex topics like digital signal processing in a way that even a beginner could grasp the fundamental ideas. This practical perspective is what makes the book truly valuable.

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The clarity of the language and the logical progression of topics within this book are exceptional. Each chapter builds upon the previous ones, creating a cohesive learning experience. I found the explanations of embedded systems and microcontrollers to be particularly enlightening. Understanding how these small, powerful devices are the "brains" of many mechatronic systems, controlling everything from simple appliances to complex industrial machinery, was a significant takeaway for me. The book’s approach to explaining the architecture of these systems and the programming paradigms used is invaluable for grasping the essence of mechatronic design.

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The practical examples and illustrations in this book are incredibly helpful in solidifying understanding. It’s not just theoretical; it provides concrete instances of how mechatronic principles are applied in the real world. The chapter on human-machine interfaces, for example, offered a great insight into how we interact with intelligent systems and the design considerations involved in creating intuitive and effective interfaces. This holistic approach, covering everything from the fundamental components to the user experience, makes this book a truly comprehensive guide to the field of mechatronics. It has equipped me with a robust understanding and a desire to learn more.

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这本书以其清晰的脉络和循序渐进的讲解，为我打开了机电一体化技术的大门。作为一名对自动化和智能化生产充满好奇的读者，我一直想系统地了解这个跨学科领域。这本书恰好满足了我的需求。它并没有直接给我一堆复杂的公式和抽象的概念，而是从机电一体化产生的历史背景、核心组成部分入手，逐步深入。我特别喜欢它在介绍传感器和执行器时，不仅阐述了它们的工作原理，还列举了许多现实生活中的应用案例，比如工业机器人手臂的精确控制，智能家居中的自动门窗，甚至是汽车的电子稳定系统。这些生动的例子让我能够直观地理解理论知识，并感受到机电一体化技术是如何渗透到我们生活的方方面面的。

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