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出版者:电子工业出版社

作者:李华德 编

出品人:

页数:390

译者:

出版时间:2006-12

价格:34.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787121032288

丛书系列:

图书标签:

• 自动化
• 电气
• 电力拖动
• 电机控制
• 驱动系统
• 电力电子
• 自动化
• 工业控制
• 控制工程
• 变频器
• 伺服系统
• 新能源

现代机械设计原理与实践 第一章 绪论：工程设计的基础与演进 本章首先界定了现代机械设计的核心范畴，强调其不仅仅是部件的简单组装，而是涉及多学科知识的系统化集成过程。我们将追溯机械设计理论自工业革命以来的发展脉络，重点阐述当前设计理念如何从传统的经验驱动型向以性能、可靠性、可制造性和可持续性为导向的现代工程方法转变。深入分析了工程创新在推动社会进步中的作用，并初步引入了计算机辅助工程（CAE）在设计流程中的关键地位。 第二章 材料科学在机械设计中的应用 材料是构建一切机械系统的基石。本章将详细探讨结构材料的分类、性能表征及其在不同载荷条件下的响应机制。重点内容包括：金属材料（如高强度钢、铝合金、钛合金）的微观结构、热处理对性能的影响；高分子材料和复合材料（如碳纤维增强塑料、工程塑料）在轻量化和特殊环境应用中的独特优势。此外，还将深入剖析材料的疲劳、蠕变和断裂力学基础，指导设计者如何基于服役环境选择最合适的材料，并进行可靠性评估。 第三章 机械传动系统的理论与设计 机械传动系统是实现动力传递和运动转换的核心。本章首先全面解析了齿轮传动的设计规范，包括直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆的几何参数计算、强度校核（齿根弯曲强度、齿面接触强度）以及润滑与冷却策略。随后，对带传动和链传动进行了深入的受力分析，讨论了预紧力的确定和寿命评估。特别辟出一节，专门讨论了无级变速机构（如液力偶合器、机械式无级变速器）的工作原理及其在动态载荷下的性能优化。 第四章 运动与机构学基础 机构学是机械设计的理论核心。本章从运动学的角度分析平面机构和空间机构的运动规律。详细介绍了平面连杆机构的类型、结构分析以及运动轨迹的设计方法，包括对曲柄摇杆机构、双曲柄机构的特殊分析。机构的综合设计部分，着重讲解了位置、速度和加速度的图解法与解析法，并引入了柔顺机构（Compliant Mechanisms）的概念，探索柔性铰链在实现精密运动控制中的潜力。 第五章 机械连接与紧固技术 机械连接是保证系统完整性和可靠性的关键环节。本章系统地介绍了静连接（如铆接、焊接）和可拆卸连接（如螺纹连接、键连接、花键连接）的设计与计算。螺纹连接的设计部分，详述了螺栓预紧力的计算、松动预防措施，以及在交变载荷下螺栓的疲劳寿命预测模型。对于焊接连接，则结合了不同焊缝类型（角焊缝、坡口焊缝）的强度评估标准，强调了焊后热处理对残余应力的影响。 第六章 轴系的设计、校核与动态特性分析 轴是承受弯矩和扭矩的主要构件。本章首先根据静载荷和变载荷设计轴的直径，并根据强度要求进行校核。重点讨论了轴的疲劳强度分析，引入了许用应力法和修正系数法。此外，深入讲解了轴承的选型、安装与润滑技术，特别是滚动轴承的寿命计算模型（L10寿命）。最后，本章引入了机械系统动力学，对临界转速和振动特性进行初步分析，为消除共振隐患提供设计依据。 第七章 弹性力学基础与静力学分析 本章为更高级的结构分析奠定基础。从连续介质力学出发，阐述了应力、应变的概念及其本构关系（胡克定律的推广）。重点分析了梁的弯曲、扭转、剪切的应力分布，并讲解了复合材料和非均匀截面的应力集中问题。针对实际工程中的复杂受力情况，系统介绍了能量法、截面法在求解静定和超静定结构中的应用，并探讨了接触应力的分析方法，这对于摩擦副和轴承区域的设计至关重要。 第八章 可靠性与寿命预测工程 现代机械设计必须具备量化的可靠性指标。本章详细介绍了概率论在工程中的应用，包括 Weibull 分布、正态分布等失效概率模型。重点阐述了机械部件的疲劳失效机制，并详细讲解了 S-N 曲线的构建与使用。针对随机载荷情况，引入了 Miner 累积损伤理论，用于预测复杂载荷历史下的构件寿命。本章旨在提供一套从设计输入到寿命验证的完整可靠性工程方法论。 第九章 机械系统的动态响应与控制接口 本章关注机械系统在工作过程中的动态行为。首先回顾了单自由度和多自由度系统的自由振动分析，推导了特征值问题，并探讨了如何通过改变刚度或质量分布来避开危险的共振频率。接着，引入了阻尼效应（粘滞阻尼、库仑阻尼）对系统响应的影响。此外，鉴于现代机械的集成化趋势，本章也探讨了如何将机械设计与外部传感器和执行器的集成，为后续的机电一体化设计提供必要的理论准备。 第十章 可制造性、装配性与经济性评估（DFM/DFA） 优秀的设计必须是可制造和可装配的。本章全面介绍了面向制造的设计（DFM）原则，包括对铸造、锻造、切削加工的限制性要求。重点讨论了装配性设计（DFA），分析了装配序列的优化、防错（Poka-Yoke）措施的应用，以及如何通过标准化零件选择来降低制造成本。最后，结合全生命周期成本（LCC）的概念，对不同设计方案的经济效益进行量化比较和评估，实现技术与经济的统一优化。

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总而言之，这是一本极具价值的电力拖动控制领域参考书。它不仅适合作为高等院校相关专业的教材，更可以作为工程技术人员的案头必备。书中内容的深度和广度，以及理论与实践的完美结合，使得它在同类书籍中脱颖而出。我从中获得的知识和启发，远远超出了我对一本书的期望。它为我打开了理解和掌握复杂电力拖动控制系统的大门，也为我未来的学习和工作指明了方向。我毫不犹豫地向所有对电力拖动控制系统感兴趣的读者推荐这本书，相信你一定会和我一样，从中获益良多。

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这本书的语言表达非常清晰流畅，即使是面对一些非常专业的技术术语，作者也能通过生动的比喻和形象的描述，将其讲解得通俗易懂。我特别欣赏作者在讲解一些抽象概念时，所采用的类比手法。例如，在解释力矩控制和速度控制之间的关系时，作者将其比作“踩油门”和“方向盘”的关系，形象地说明了它们各自的作用和相互配合的重要性。这种富有文学色彩的表达方式，不仅让阅读过程充满乐趣，更重要的是，能够帮助读者在脑海中建立起直观的物理模型，从而更深刻地理解和掌握相关的知识。

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这本书的价值体现在其强大的理论深度和广泛的应用前景上。作者在书中对电力拖动控制系统的最新发展趋势进行了探讨，例如，对人工智能在电机控制中的应用，以及对新能源驱动技术的前沿研究都给予了关注。这使得本书不仅是一本扎实的教科书，更是一扇通往未来技术前沿的窗口。我从中了解到了很多之前闻所未闻的概念和技术，例如，基于模型的预测控制在电力拖动中的应用，以及边缘计算在智能驱动系统中的潜力。这对于我来说，无疑是极具启发性的，让我对这个行业的发展有了更宏观的认识，也激发了我进一步探索的动力。

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这是一本让人爱不释手的技术专著，通篇洋溢着作者对电力拖动控制领域深厚的理解和扎实的功底。初读之下，便被其严谨的逻辑体系和清晰的阐述方式所吸引。书中对电机模型、驱动原理的介绍，如同抽丝剥茧般，将复杂的概念层层剖析，直至浅显易懂。我特别欣赏作者在介绍各种控制策略时，并非简单罗列公式，而是深入浅出地讲解了其背后的物理意义和工程应用。例如，在谈及矢量控制时，作者不仅详细推导了数学模型，更通过生动的类比和图示，帮助读者理解电流和磁场的解耦控制如何实现更精确、更平稳的转矩输出。这对于初学者来说，无疑是一剂强心针，能够有效降低学习门槛，建立起对电力拖动控制系统的整体认知。

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这本书的深度和广度都令人印象深刻，它不仅仅是停留在理论层面，而是紧密结合了实际工程中的应用。作者在书中探讨了多种不同类型的电力拖动系统，从最基础的直流电机驱动，到现代广泛应用的交流变频调速系统，再到伺服驱动和新能源汽车中的复杂驱动技术，都有着详尽的论述。特别值得一提的是，书中对于不同系统在实际应用中可能遇到的挑战，如系统鲁棒性、动态响应、节能优化等问题，都给出了相应的解决方案和设计思路。例如，在讨论工业生产线中的应用时，作者详细分析了不同负载特性对电机选型和控制策略的影响，并给出了具体的计算方法和设计步骤，这对于一线工程师来说，具有极高的参考价值。

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在阅读这本书的过程中，我常常会停下来思考作者提出的每一个观点。他对于电力拖动控制系统的每一个组成部分，无论是电机本身，还是功率变换器，抑或是控制算法，都有着非常深入的理解。书中对各种控制方法的比较分析，尤其让我受益匪浅。作者没有简单地指出哪种方法“更好”，而是详细阐述了各种方法的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。例如，他对于PID控制、模糊控制、神经网络控制等多种控制策略的对比分析，就帮助我更清晰地认识到，选择合适的控制方法需要综合考虑系统的动态性能、鲁棒性、计算复杂度以及硬件成本等多种因素。

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这是一本非常“接地气”的技术书籍，它没有空谈理论，而是将大量的篇幅放在了解决实际工程问题上。作者在书中提供了许多典型的应用案例，从工业生产中的自动化设备，到交通运输领域的牵引系统，再到家用电器的节能驱动，都进行了详细的分析。他不仅解释了这些应用场景的特点和需求，更重要的是，提供了针对性的解决方案和设计原则。例如，在介绍风力发电系统中如何优化控制以提高能量捕获效率时，作者给出了具体的算法和参数整定方法，这对于有志于从事新能源领域研究或开发的读者来说，具有极高的实践指导意义。

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我一直对电力拖动系统的工作原理感到好奇，尤其是当看到各种大型设备能够如此精确地运转时，总会思考其背后的奥秘。这本书恰好满足了我的求知欲，并且远超我的预期。作者的写作风格非常注重理论与实践的结合，他不会回避复杂的数学推导，但又总能在关键时刻回归到直观的物理现象。我特别喜欢他对于瞬态过程的分析，比如电机启动、停止、负载突变时的电流和速度变化，书中都有详尽的图表和解释，让我能够清晰地看到控制系统是如何应对这些变化的。这种深入剖析式的讲解，使得我对整个系统的动态行为有了更深刻的理解，也为我未来在相关领域进行深入研究打下了坚实的基础。

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从这本书中，我不仅学到了电力拖动控制系统的理论知识，更重要的是，培养了一种严谨的工程思维。作者在书中反复强调了设计过程中需要考虑的各种细节，例如，参数辨识的准确性、滤波器的选择、抗干扰措施的设计等等。他用大量的实例证明了，一个看似微小的设计疏忽，都可能导致整个系统的性能大打折扣，甚至出现安全隐患。这种对细节的关注，以及对整个系统生命周期的考量，正是优秀工程师所应该具备的素养。读完这本书，我感觉自己对工程设计有了一个更全面的认识，也更加理解了“细节决定成败”这句话的含义。

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不得不说，这本书的排版和图示设计也非常出色，极大地提升了阅读体验。清晰的章节划分、合理的段落布局，以及恰到好处的图表和公式，都让复杂的知识点变得易于理解和记忆。作者善于运用图示来辅助文字的讲解，例如，他用流程图清晰地展示了不同控制算法的实现逻辑，用波形图直观地表现了系统参数的变化趋势，这些都极大地增强了知识的直观性。对于我这样的读者来说，一本好的技术书籍，除了内容本身优秀之外，其呈现方式同样至关重要。这本书在这方面做得非常到位，让人在阅读过程中不会感到枯燥和疲惫，反而会越读越有兴趣。

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