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出版者:电力出版社

作者:

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:2007-8

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787508360539

丛书系列:

图书标签:

• 机电控制
• 电气工程
• 自动化
• 控制工程
• 电机
• 传感器
• PLC
• 单片机
• 工业控制
• 机器人

机械之舞：现代制造中的动力与精妙 一、 序章：从蒸汽到智能的飞跃 本书旨在深入探索现代工业体系中，驱动万物运转的核心原理——机械动力学与精密传动技术。我们不聚焦于“机电控制”这一交叉学科的系统集成层面，而是将目光投向机械本体的物理极限、材料科学的革新，以及纯粹的力学设计智慧。 自工业革命以来，人类对“力量的驾驭”从未停止探索。蒸汽机的轰鸣是力量的宣告，而现代的工业母机，其每一次精确的往复、旋转或直线运动，都凝聚着跨越世纪的工程学结晶。本书将机械视为一个独立的、充满生命力的系统，剖析其内部的能量转换、运动的精确性以及面对极端工况时的可靠性。 二、 传动系统的精妙构造：效率与磨损的博弈 在所有机械装置中，传动系统是力量得以传递和形式得以改变的关键枢纽。本卷将详细解析机械传动中几大支柱技术的深层设计哲学： 1. 齿轮系的艺术与科学： 齿轮，作为最古老的机械元件之一，其设计远非简单的齿数匹配。我们将深入探讨渐开线理论在实际应用中的修正与优化，包括变位齿轮如何有效解决根切问题，提高承载能力。针对高精度要求场合，如精密仪器和航空航天设备，我们将分析圆弧齿轮、摆线齿轮等非常规齿形的应用场景，它们如何在减小啮合误差、降低噪音的同时，确保扭矩的稳定输出。材料的选择同样至关重要——从渗碳淬火钢到粉末冶金材料，每一种选择都是对疲劳极限和接触应力的审慎考量。 2. 带与链的柔性力量： 同步带驱动与链传动，是中低速、长距离动力传输的常用手段。本书将详细分析同步带的纤维芯材（如芳纶、玻璃纤维）张力对啮合精度的影响，以及如何通过优化带齿型（如梯形、圆弧形）来适应不同负载的冲击。对于链传动，我们将侧重于链节距、滚子直径的选择原则，以及链条在工作过程中侧向刚度不足的问题如何通过导向机构加以补偿。动态对中性、润滑剂的粘温特性对链条寿命的决定性影响，也将被纳入详尽的分析范围。 3. 摩擦驱动与无级变速： 从经典的比森驱动器（V-belt drive）到现代的摩擦式无级变速器（CVT），摩擦力是实现动力调控的原始手段。我们不仅研究摩擦材料的选择——从橡胶复合材料到金属摩擦片——更关注摩擦系数的动态变化。在CVT中，推盘与钢球/钢带之间的接触压力如何通过液压系统精确控制，以实现在不同转速比下的最高效率，这是对流体力学与接触力学应用的完美展示。 三、 运动的约束与优化：轴系与轴承的哲学 机械的运动必须被约束在预定的路径上，这依赖于轴系和轴承的协同工作。 1. 轴系的设计与平衡： 轴的设计是一个力学与结构强度的权衡过程。本书将详细解析转子动力学的基础，包括临界转速的计算、动平衡的必要性及其测试方法（如单面平衡、双面平衡）。对于高速旋转设备，轴的挠度、模态振型分析是确保长期稳定运行的基石。我们将探讨不同联轴器（如弹性膜片联轴器、万向联轴器）在补偿轴系不对中、吸收冲击方面的功能差异。 2. 轴承的摩擦学： 轴承是机械中的“关节”，其性能直接决定了设备的能耗和寿命。我们将超越简单的滚动轴承与滑动轴承分类，深入探究：滚动轴承的寿命评估（L10寿命理论）、滚道和滚动体的接触应力分布；滑动轴承的油膜理论（雷诺方程的简化应用），特别是边界润滑与全液体润滑状态的判据。对于极端环境（如真空、超低温），陶瓷轴承和自润滑材料的性能表现将是重点考察对象。 四、 机构学的深度挖掘：连杆与凸轮的周期律 在自动化设备和机床中，复杂的周期性运动往往依赖于纯粹的机械结构来实现，这正是机构学的魅力所在。 1. 连杆机构的运动合成： 四连杆机构是实现平面运动转换的基础。本书将使用运动轨迹学和瞬心法，详细解析曲柄摇杆、双曲柄等典型机构的运动特性。对于更复杂的曲线轨迹要求，我们将探讨曲面凸轮机构和空间连杆机构（如球面四杆机构）的设计方法，重点在于如何通过数学模型来确保末端执行器的平稳过渡，避免运动中断或冲击。 2. 凸轮机构的动力学挑战： 凸轮机构以其结构紧凑和运动灵活著称。然而，高速运转时凸轮与从动件之间的冲击是主要的设计难点。我们将分析凸轮廓线的设计——如余弦加速度曲线、多项式曲线——如何用于优化加减速过程，以最小化振动。同时，保持轮廓的曲率变化率的连续性，确保接触应力的均匀分布，是延长凸轮机构寿命的关键。 五、 材料的潜力与极限：机械的物质基础 机械的性能最终受限于其所使用的材料。本书的最后一部分，将关注那些赋予机械以耐久性和强度的工程材料。 1. 结构钢与特种合金： 我们探讨高强度钢在冷作硬化后的性能提升，以及奥氏体不锈钢在耐腐蚀与强度之间的平衡。对于承受极端温度和载荷的部件（如涡轮叶片、高压容器），镍基、钛基高温合金的微观组织对蠕变性能的影响将进行深入论述。 2. 表面工程技术： 机械零件的失效往往始于表面。本书将对比传统的热处理（如渗碳、氮化）与现代的表面涂层技术（如PVD/CVD）。特别是类金刚石涂层（DLC）在降低摩擦系数和提高表面硬度方面的应用，如何为精密机械的寿命带来质的飞跃。 结语：力学之美的永恒追求 机械系统的构建，是人类对自然法则的深刻理解与精妙运用。本书希望读者能够透过纷繁复杂的现代技术表象，重新认识并欣赏纯粹的力学设计所蕴含的智慧与美感——那是基于严谨计算、材料科学以及对能量守恒的无限敬畏所铸就的工程奇迹。

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