Ball and Roller Bearings

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出版者:
作者:Brandlein, Johannes; Brandlein, J.; Brandlein
出品人:
页数:642
译者:
出版时间:1999-4
价格:0
装帧:
isbn号码:9780471984528
丛书系列:
图书标签:
  • 机械
  • 轴承
  • 滚珠轴承
  • 滚柱轴承
  • 机械工程
  • 机械设计
  • 摩擦学
  • 材料科学
  • 工业设备
  • 精密制造
  • 轴承应用
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具体描述

This book is the third edition of the standard work for all engineers concerned with rolling bearings - in design and development; in production and operation; in maintenance and repair; in purchasing and materials management. Fully revised, features new to this edition include:

* coverage of the new 'adjusted life' calculation, which takes into account the endurance strength of rolling bearings in relation to factors such as the cleanliness of the lubricant and the design of the bearing housing using the flow of force

* expanded chapter on lubrication

The information in this book will help bearing engineers make real-life improvements to the capacity and operational reliability of bearings in vehicles, machines, equipment and plants, saving on both time and costs. This book is an essential reference to the fundamental correlations of bearing engineering, and to all aspects of bearing design and technology.

现代机械传动系统的核心:深层探析与应用优化 本书聚焦于当代机械工程领域中,从微观结构到宏观系统集成,对滚动与滑动接触理论、摩擦学、润滑科学以及先进制造技术在旋转机械中的关键应用进行全面而深入的剖析。 它旨在为机械设计工程师、材料科学家、设备维护专家以及从事高速精密传动研究的高级学生,提供一套系统化、前沿性的知识框架与实践指导。 --- 第一部分:接触力学与摩擦学基础重构 本部分从根本上探讨了旋转机械中,运动副界面所发生的复杂物理化学过程。内容超越了传统的欧拉-弹载荷理论,深入到非赫兹接触(Non-Hertzian Contact)的复杂性。 1. 表面形貌与微观接触分析: 详细阐述了在实际制造公差和服役磨损下,接触表面(如滚道与滚动体)的真实接触面积是如何形成和演变的。引入了先进的分形几何模型来精确描述表面粗糙度对接触应力分布的影响,并结合有限元分析(FEA)模拟了局部应力集中点的演化路径。分析了不同表面处理技术(如珩磨、抛光、激光纹理化)对接触性能的实质性影响。 2. 摩擦机理的深度剖析: 本书系统区分了不同工况下的摩擦机制——从纯粹的粘滞滑移摩擦到边界润滑下的剪切-拉拔作用。重点讨论了“第三体”(如污染物、磨粒、氧化物)在界面间的运动学和动力学行为,这些“第三体”如何显著地改变了摩擦系数和磨损速率。此外,还涵盖了高速旋转条件下,由油膜剪切和空气阻力构成的复杂阻力模型。 3. 润滑膜的形成与失效临界点: 深入研究了弹性流体润滑(EHL)理论的局限性及扩展应用。通过求解雷诺方程的非牛顿流体修正形式,揭示了在高剪切速率和高压环境下,润滑剂粘度和剪切变稀的特性。关键内容包括: 混合润滑区(Mixed Lubrication)的判定标准: 如何利用接触电位或声发射技术实时监测从流体润滑向边界润滑转变的临界载荷和速度。 润滑剂降解路径: 分析了热氧化、剪切断链以及极压添加剂消耗对润滑膜稳定性的长期影响。 --- 第二部分:材料科学与制造工艺的集成优化 本章将焦点从界面力学转移到构成旋转系统的关键组件的服役可靠性。 1. 高性能材料的演化: 详尽考察了现代旋转元件所采用的先进材料体系,包括但不限于: 陶瓷基复合材料(CMC): 在高温、高转速和腐蚀环境下的性能优势与挑战。 先进渗碳钢与渗氮钢: 深度解析了表面硬化层(Case Depth)的微观结构,特别是残余奥氏体和碳/氮的再分配如何影响疲劳寿命。 新型轴承钢(如高氮钢): 探讨了氮元素对晶界腐蚀敏感性和抗剥落性的双重影响。 2. 疲劳寿命的预测与控制: 本书引入了多尺度疲劳模型,将宏观应力循环与微观空洞成核、扩展过程相结合。重点讨论了: 表面接触疲劳(剥落): 分析了初始亚表面夹杂物(Inclusion)作为裂纹源的统计分布模型(如R5模型和Weibull分布的改进)。 滚子疲劳(Rolling Contact Fatigue, RCF): 针对特定载荷路径(如偏心载荷)下的裂纹扩展速率预测方法,并介绍了基于损伤累积的寿命更新算法。 3. 超精密加工与残余应力管理: 强调了制造过程对最终性能的决定性作用。详细描述了电解加工(ECM)、磁流变抛光(MRF)等先进技术如何精确控制接触表面的微观几何结构(RMS Roughness与Skewness),以及热处理和后处理(如滚压、喷丸)对表面残余应力场的精确调控,以最大化接触疲劳抗力。 --- 第三部分:系统集成与故障诊断工程 本部分将理论和材料知识应用于实际的机械系统设计、运行监控和维护策略中。 1. 复杂系统中的载荷分配与热管理: 针对多排接触系统(如大型齿轮箱、精密机床主轴),研究了柔性体动力学对载荷均匀性的影响。分析了由于热膨胀和安装误差导致的预紧力/径向载荷的动态再分配。建立了耦合了摩擦生热、流体导热和结构传导的热-力耦合模型,用于预测系统运行中的热漂移和刚度变化。 2. 状态监测与剩余寿命评估(RUL): 重点介绍了现代基于传感器技术的状态监测方案。 振动分析的高级应用: 不再局限于FFT分析,而是深入探讨了基于包络解调技术(Envelope Analysis)对微弱冲击信号的识别,以及利用时频分析(如小波变换)来监测早期疲劳裂纹的萌生。 油液分析的演进: 介绍了基于激光诱导击穿光谱(LIBS)和磁性探针对磨损颗粒的元素识别和尺寸计数,用以区分正常磨损、腐蚀和灾难性失效的早期迹象。 数据驱动的寿命预测: 探讨了如何利用机器学习模型(如LSTM和Transformer网络)整合多源传感器数据,对系统的剩余安全工作时间进行概率性预测。 3. 极端工况下的设计策略: 最后,本书讨论了在太空、深海或核工业等极端环境下,旋转系统如何应对真空、超低温、高辐射或高腐蚀性介质的挑战。这包括对特种润滑剂(如固体润滑剂、离子液体)的筛选标准和应用限制的详细评估。 --- 结论: 本书构建了一个跨越材料、力学、热学和信息工程的综合平台,为读者提供了一套从分子到系统的、解决现代高速精密旋转机械可靠性难题的全新视角和实用工具集。它不仅是理论参考,更是工程实践中的前沿指导手册。

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读后感

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用户评价

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从一个资深行业观察者的角度来看,这本书的价值在于它对“未来趋势”的洞察力。它不仅仅回顾了经典理论,更重要的是,它探讨了当前技术边界在哪里,以及下一步可能的发展方向。比如,作者对新型复合材料在极端环境下的应用潜力进行了预测性的讨论,并大胆地提出了对当前主流设计范式的挑战。这种前瞻性让这本书避免了沦为一本“历史文献”的命运,而更像是一份面向未来的路线图。阅读这些内容时,我能感受到作者对机械工程领域未来图景的深刻关怀与热切期望。它激励着工程师们,不要满足于已有的成就,而是要持续探索材料科学、制造工艺与理论力学的交叉前沿。这本书,无疑为下一代机械设计和维护标准树立了一个极高的标杆。

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这本书的封面设计简洁却带着一种古典的韵味,封面上只有几个精心排布的线条和柔和的色调,让人一下就能感受到它蕴含着某种深厚的机械美学。我本来对手册类的书籍有些抵触,总觉得它们枯燥乏味,但这本书的排版却出乎意料地令人舒适。字体选择优雅,间距恰到好处,即便是初次接触这类专业主题的读者,也不会感到压迫感。我特别喜欢它在图示上的处理——那些剖面图和爆炸图,简直是艺术品级别的呈现。它们不仅仅是功能的展示,更像是对精密工程的致敬。我花了很长时间去研究其中关于材料疲劳和润滑理论的插图,那些细微的纹理和阴影过渡,让那些抽象的力学概念变得触手可及。翻阅时,指尖拂过微哑的光滑纸张,每一次翻页都是一种享受,它成功地将一本技术手册提升到了值得珍藏的工艺品层面,这一点对于我这种注重阅读体验的人来说,是至关重要的加分项。

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我是在一个相对嘈杂的环境下开始阅读这本著作的,本来担心自己难以集中精神,但这本书的叙事节奏把握得极好,有一种稳定人心的力量。作者的行文风格非常沉稳、逻辑清晰,如同在引导你穿过一条设计精密的隧道。他很少使用花哨的辞藻,但每一个技术点的铺陈都像是精心铺设的轨道,确保你的思维能够平稳、准确地抵达终点。当我读到关于轴承游隙对系统动态响应影响的章节时,我发现自己完全沉浸在了那些复杂的微分方程中,仿佛能够“听见”机器在不同转速下细微的振动变化。这种沉浸式的阅读体验,正是优秀技术书籍的标志——它不仅传授知识,更重要的是塑造了一种严谨的分析思维模式,让人在合上书本后,依然能用这种清晰的逻辑去审视身边的工程问题。

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这本书对于解决实际工程中的“疑难杂症”提供了极具价值的参考。我之前在某个项目中遇到过一个棘手的振动抑制问题,当时尝试了多种方案都效果甚微。当我查阅这本书中关于“预紧力对高频振动抑制的非线性影响”那一节时,作者提出的一个基于特定负载分布的优化策略,恰好击中了问题的关键。这种理论与实践的无缝对接令人印象深刻。它不是那种只停留在纸面上的完美模型,而是充分考虑了制造公差、安装误差等现实因素对最终性能的影响。书中列举的几个案例分析,虽然背景各不相同,但其背后的解决思路却具有极强的普适性,让我明白,许多看似是新问题的故障,往往只是基础原理在特定组合下的复杂表现。可以说,这本书是工具箱里的“瑞士军刀”,在关键时刻能提供出人意料的解决方案。

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这本书的内容深度远超我的预期,它没有停留在基础的“是什么”层面,而是大刀阔斧地深入到了“为什么”和“如何优化”的境地。阅读过程中,我常常需要停下来,回味作者对摩擦系数变化曲线的分析。他对于不同工况下,例如极端温度和高负载环境,轴承性能衰减模型的建立和预测,展现了扎实的理论功底和丰富的实践经验。尤其是关于“接触应力”那几章,作者引入了几种不同的解析方法,并对每种方法的适用范围和局限性进行了坦率的比较。这种不偏不倚、多角度审视问题的态度,让我这个自认为对机械原理有所了解的人,都感到醍醐灌顶。它更像是一部高阶工程师的思考笔记,而不是教科书的简单复述,它挑战了我们对传统计算方法的固有认知,引导读者去思考更深层次的系统集成和长期可靠性问题。

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