精密機械設計 美國麻省理工學院優秀用書,精密機械設計領域經典之作 工程技術人員參考書

精密機械設計 美國麻省理工學院優秀用書,精密機械設計領域經典之作 工程技術人員參考書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

AlexanderHSlocum 著
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店鋪: 泰州新華書店圖書專營店
齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111565819
商品編碼:25546210058
包裝:精裝
開本:16
齣版時間:2017-08-01

具體描述


精密機械設計
定價 168.00
齣版社 機械工業齣版社
版次 1
齣版時間 2017年08月
開本 16開
作者 Alexander H. Slocum
裝幀 精裝
頁數 0
字數 0
ISBN編碼 9787111565819



本書既有XJ的基礎理論體係,又特彆重視工程實際,是精密機械領域一部傳授知識、啓迪智慧、激勵創新的經典之作,是美國麻省理工學院公開課程的指定用書。本書將精密機械作為一個各個部件之間相互協作的集成係統,重點放在精密機械零件的機械結構設計及其與傳感器和控製係統集成,以達到係統性能佳;在設計中,強調設計將如何影響整個係統的精 確度、重復性和分辨率;提供瞭許多具有創造性的設計案例。全書共包括10章:D1章精密機械設計概論,D2章精 確度、重復性與分辨率的原理,D3章模擬傳感器,D4章光學傳感器,D5章傳感器的安裝和校準,D6章車削中心幾何誤差與熱誤差,D7章係統設計注意事項,D8章接觸式軸承,D9章非接觸式軸承,D10章驅動與傳動。





傳授知識,啓迪智慧,激勵創新!
美國麻省理工學院、美國國傢科學基金會、橡樹嶺大學聯盟、英國皇傢學會和美國國防部等機構聯閤推薦用書,是麻省理工學院“公開課程”指定教材。

本書亮點:
1.將精密機械作為一個各個部件之間相互協作的集成係統,重點放在精密機械零件的機械結構設計及其與傳感器和控製係統的集成,以達到係統性能J佳;
2.強調設計將如何影響整個係統的精 確度、重復性和分辨率,並提供瞭許多具有創造性的設計案例。





譯者序
原版書前言  
D1章 精密機械設計概論 1  
 1.1 引言 1  
 1.2 經濟學分析基礎 2  
 1.3 項目管理: 理論和實施 9  
 1.4 設計工程師應具備的素質 15  
 1.5 設計案例: 高速加工中心(HSMC) 29  
 1.6 設計案例: 三坐標測量儀 40  
D2章 JQ度、重復性與分辨率的原理 52  
 2.1 引言 52  
 2.2 製訂係統誤差分配 55  
 2.3 準靜態機械誤差 71  
 2.4 動態力引起的誤差 92  
 2.5 設計案例研究: 絲杠調整不D引起的支架直綫度誤差 94  
D3章 模擬傳感器 101  
 3.1 引言 101  
 3.2 非光學傳感器係統 106  
D4章 光學傳感器 141  
 4.1 引言 141  
 4.2 自準直儀 141  
 4.3 光學編碼器 145  
 4.4 光縴傳感器 155  
 4.5 乾涉傳感器 158  
 4.6 激光三角傳感器 183  
 4.7 光電傳感器 184  
 4.8 飛行時間傳感器 189  
 4.9 視覺係統 190  
D5章 傳感器的安裝與校準 194  
 5.1 引言 194  
 5.2 傳感器的定位 194  
 5.3 傳感器的找正 198  
 5.4 傳感器安裝結構設計 199  
 5.5 傳感器安裝環境 202  
 5.6 麯麵間的接觸 203  
 5.7 測量構架 209  
 5.8 傳感器校準 219  
 5.9 傳感器輸齣和定位誤差對精度的影響 222  
 5.10 設計案例研究: 激光遙測係統設計 224  
D6章 車削中心幾何誤差與熱誤差 238  
 6.1 引言 238  
 6.2 SuperslantTM的齊次變換矩陣的建立 242  
 6.3 機床的測量 246  
 6.4 校準測量結果 251  
 6.5 測量誤差補償 259  
 6.6 誤差補償係統的實時實現 261  
 6.7 總結和結論 264  
D7章 係統設計注意事項 266  
 7.1 引言 266  
 7.2 加工注意事項 267  
 7.3 材料 293  
 7.4 結構設計 300  
 7.5 連接設計 322  
 7.6 輔助係統 346  
 7.7 活動連接設計 354  
 7.8 設計案例: 磨削大型離軸光學零件的新型機床 363  
D8章 接觸式軸承 370  
 8.1 引言 370  
 8.2 滑動軸承 374  
 8.3 滾動軸承 391  
 8.4 鏇轉運動的滾動軸承 405  
 8.5 直綫運動的滾動軸承 422  
 8.6 撓性軸承 459  
 8.7 限製軸承熱效應的設計 474  
 8.8 案例分析: 主軸運動誤差測量 478  
D9章 非接觸式軸承 485  
 9.1 引言 485  
 9.2 液體靜壓軸承 485  
 9.3 氣體靜壓軸承 508  
 9.4 磁浮軸承 541  
D10章 驅動與傳動 553  
 10.1 引言 553  
 10.2 元件的動態匹配 553  
 10.3 綫性和鏇轉伺服電動機 562  
 10.4 有限行程電磁緻動器 574  
 10.5 壓電緻動器 577  
 10.6 流體傳動係統 584  
 10.7 鏇轉傳動元件 592  
 10.8 直綫傳動元件 606  
 10.9 設計案例: 通過控製提高軸嚮剛度 640  



《精密機械設計原理與實踐》 內容簡介 本書深入探討瞭精密機械設計的核心理論、關鍵技術與前沿應用。作為一本融閤瞭深厚學術底蘊與工程實踐經驗的著作,它旨在為機械工程師、研發人員以及對精密製造領域懷有濃厚興趣的讀者提供一套係統、全麵且具有指導意義的知識體係。本書的編纂,不僅汲取瞭國際頂尖工程教育機構的先進教學理念,更融入瞭海量工程實例與創新解決方案,力求在理論深度與實際操作性之間取得最佳平衡。 第一部分:精密機械設計的基礎理論 本部分奠定瞭精密機械設計所必需的理論基石。首先,我們從材料科學的視角齣發,詳細闡述瞭各類高性能工程材料的特性及其在精密機械中的應用考量。這包括高強度閤金、工程塑料、陶瓷材料以及復閤材料等,重點分析瞭它們的力學性能、熱學性能、耐磨性、抗腐蝕性等關鍵參數,以及如何根據具體設計需求進行材料選擇與優化。 接著,本書深入剖析瞭機械振動與控製的原理。精密機械對外部乾擾和自身産生的振動極為敏感,因此理解振動的産生機製、傳播途徑以及有效的抑製方法至關重要。我們從動力學方程的建立齣發,講解瞭自由振動、強迫振動、阻尼振動等基本概念,並重點介紹瞭幾種先進的減振降噪技術,如彈性支撐、質量塊調諧、動力吸振器等,並結閤實際應用案例,展示如何通過理論分析與仿真計算來預測和控製振動。 此外,精度分析與誤差補償也是精密機械設計的核心內容。本書詳細介紹瞭誤差的來源,包括製造誤差、裝配誤差、使用誤差以及環境誤差等,並係統闡述瞭多種精度分析方法,如公差分析、尺寸鏈分析、濛特卡洛模擬等。在此基礎上,本書著重探討瞭精度補償的策略,包括主動式補償(如傳感器反饋控製、動態誤差補償)和被動式補償(如剛度優化、結構設計),並給齣瞭大量實際工程中的應用範例,以幫助讀者掌握如何量化和控製機械係統的精度。 第二部分:精密機械設計的關鍵技術 本部分將理論知識轉化為具體的工程實踐技術。 1. 傳動與驅動係統設計: 精密傳動是實現精密運動控製的關鍵。本書詳細介紹瞭各種精密傳動機構,如滾珠絲杠、諧波減速器、行星減減速器、齒輪齒條傳動等,深入分析瞭它們的結構特點、傳動精度、承載能力、效率以及在不同應用場景下的適用性。同時,我們也對高精度伺服電機、步進電機及其驅動器的選擇與匹配進行瞭詳細闡述,並結閤實際案例,探討瞭如何設計高效、高精度且低噪聲的傳動與驅動係統。 2. 軸承與潤滑技術: 軸承是機械係統中承受載荷和實現相對運動的支撐部件,其性能直接影響機械的壽命和精度。本書係統介紹瞭滾動軸承(如球軸承、滾子軸承)和滑動軸承(如油膜軸承、靜壓軸承、動壓軸承)的類型、結構、選型原則、計算方法以及壽命預測。特彆地,我們著重強調瞭在精密機械設計中對軸承的特殊要求,如低摩擦、高剛度、長壽命以及微量運動控製。潤滑技術作為軸承正常工作的保障,本書也進行瞭深入的探討,涵蓋瞭潤滑劑的選擇、潤滑方式(如油潤滑、脂潤滑、乾摩擦)以及潤滑係統的設計。 3. 連接與密封技術: 精密機械的可靠運行離不開有效的連接和密封。本書詳細闡述瞭各種精密連接方式,如螺紋連接、鍵槽連接、銷連接、過盈配閤等,並重點分析瞭它們的強度、剛度、抗鬆動能力以及在精密裝配中的注意事項。密封技術方麵,我們涵蓋瞭靜態密封(如O形圈、墊片)和動態密封(如油封、唇形密封)的原理、材料選擇、設計準則以及失效分析。特彆是在高溫、高壓、腐蝕性環境或需要極低泄漏率的場閤,密封技術的挑戰與解決方案將得到重點闡述。 4. 錶麵工程與微納加工: 隨著科技的進步,機械零件的錶麵質量和微納尺度的製造精度變得越來越重要。本書介紹瞭錶麵處理技術,如電鍍、化學鍍、 PVD/CVD 塗層、熱處理等,它們可以顯著提高零件的硬度、耐磨性、耐腐蝕性等性能。同時,本書也對微納加工技術進行瞭介紹,如微注塑、微機械加工、光刻、蝕刻等,它們是製造微型精密零部件的關鍵。 第三部分:精密機械設計的前沿應用與發展趨勢 本部分展望瞭精密機械設計在現代工業中的應用以及未來的發展方嚮。 1. 智能製造與自動化設備: 精密機械是實現智能製造與自動化設備的核心部件。本書探討瞭精密機械在機器人技術、數控機床、半導體製造設備、醫療器械等領域的應用,分析瞭這些設備對機械設計提齣的新要求,如更高的精度、更快的速度、更強的柔性以及更智能化的控製。 2. 微機電係統(MEMS)與微納技術: MEMS 技術代錶瞭精密機械設計的又一個重要發展方嚮。本書介紹瞭 MEMS 器件的設計、製造和應用,如微傳感器、微執行器、微流控芯片等,並探討瞭其在物聯網、生物醫療、航空航天等領域的巨大潛力。 3. 新材料與新工藝在精密機械設計中的應用: 隨著新材料和新工藝的不斷湧現,精密機械的設計理念和製造手段也在不斷革新。本書將關注如增材製造(3D打印)、先進陶瓷、超材料等在新興精密機械設計中的應用前景,以及它們如何為解決傳統設計瓶頸提供新的可能。 4. 數字化設計與仿真技術: 現代精密機械設計高度依賴於先進的數字化工具。本書強調瞭 CAD/CAE/CAM 技術的應用,特彆是有限元分析(FEA)、計算流體動力學(CFD)、多體動力學仿真等在優化設計、性能預測和故障診斷中的重要作用。 總結 《精密機械設計原理與實踐》不僅是一本理論指導手冊,更是一份實用的工程參考。它緻力於幫助讀者建立紮實的理論基礎,掌握核心技術,並深刻理解精密機械設計在當今及未來科技發展中的關鍵作用。本書的內容嚴謹、結構清晰、圖文並茂,適閤不同層次的讀者閱讀與學習,是每一位緻力於精密機械設計領域的工程師和研究者不可或缺的案頭寶典。

用戶評價

評分

“美國麻省理工學院優秀用書”這個前綴,讓我對這本書的內容深度和嚴謹性充滿瞭信心。想到麻省理工那些蜚聲國際的教授們,他們是如何將最前沿的知識和最紮實的工程實踐融閤在一起,呈現在這本書中的,就讓我倍感期待。我猜想,這本書的編寫風格可能會非常注重邏輯性和條理性,每一個概念的提齣都會有嚴謹的數學推導和理論依據,每一個設計的考量都會有充分的工程分析和實驗驗證。在精密機械設計領域,任何一點微小的疏忽都可能導緻整個係統的失效,因此,對基礎理論的深刻理解和對細節的精確把握至關重要。這本書或許會從力學、材料學、熱力學、振動學等多個學科交叉的角度,來闡述精密機械的設計原理。我尤其好奇書中是否會涉及一些當前新興的精密製造技術,比如3D打印在精密零件製造中的應用,或者微機電係統(MEMS)的設計方法。作為一名渴望不斷進步的工程師,我希望這本書能夠幫助我拓寬視野,瞭解行業發展的最新趨勢,並從中汲取靈感,將新的技術和理念應用到我自己的工作中。

評分

“工程技術人員參考書”的定位,讓我對書中可能包含的實踐性內容充滿瞭期待。我希望這本書能夠為我提供一些在實際工程中常用的設計規範、標準以及計算方法。在精密機械設計領域,許多細節都需要遵循特定的行業標準和國傢標準,例如關於錶麵粗糙度、配閤公差、材料性能等方麵的規定。一本優秀的參考書,應該能夠將這些重要的信息融會貫通,並以易於理解的方式呈現給讀者。我非常希望書中能夠提供一些關於如何進行設計驗證和可靠性評估的方法,例如應力分析、疲勞壽命預測、故障模式與影響分析(FMEA)等。這些對於確保精密機械産品的質量和安全性至關重要。對我而言,一本能夠真正指導我進行工程實踐的書籍,其價值是無法估量的。

評分

這本書的標題“精密機械設計”本身就帶有一種沉甸甸的專業感。它不是那種能夠輕鬆讀完的消遣讀物,而是一部需要投入時間和精力去啃的硬核技術寶典。我特彆留意到“工程技術人員參考書”這一描述,這意味著它並非僅僅停留在理論層麵,而是更側重於實際應用和解決工程問題。在現實的工程實踐中,設計師們常常會遇到各種各樣復雜的難題,例如如何在高負載下保證零件的精度不發生形變,如何在高頻振動環境中維持係統的穩定性,或者如何在有限的空間內實現多種復雜的功能。一本好的參考書,就應該能夠提供清晰的解決方案、可靠的設計方法論,以及豐富的案例分析。我非常期待這本書能在這方麵有所建樹,它應該能夠幫助我理解不同材料的特性在精密設計中的考量,例如金屬閤金、陶瓷、聚閤物等,它們在強度、剛度、熱膨脹係數、耐磨性等方麵的差異將如何影響最終的設計。此外,關於公差分析和尺寸鏈的計算,這些都是精密設計中至關重要的環節,我希望這本書能提供係統性的講解和實用的計算工具。對我而言,掌握這些工具和方法,意味著我能夠更加自信地應對工作中的挑戰,並能夠設計齣更具競爭力的産品。

評分

當我看到“精密機械設計”與“美國麻省理工學院優秀用書”放在一起時,我立刻聯想到瞭一係列與高科技、創新和未來産業相關的畫麵。麻省理工學院在人工智能、機器人、航空航天等前沿領域都扮演著舉足輕重的角色,而精密機械設計是這些領域不可或缺的基礎。我猜測,這本書的內容可能不會局限於傳統的機械設計範疇,而是會融入一些跨學科的知識,例如如何利用先進的傳感器技術來監測和控製精密機械係統的運行,如何通過智能算法來優化設計參數,以實現更高的效率和更低的能耗。我特彆好奇書中是否會介紹一些在極端環境下(例如高溫、低溫、高真空、強輻射等)工作的精密機械的設計挑戰和解決方案。這些都是在航天、核能、深海探測等領域非常關鍵的技術難題。作為一名對未來科技充滿好奇的讀者,我希望這本書能夠讓我看到精密機械設計在推動人類探索未知領域的巨大潛力,並為我打開一扇通往更廣闊工程世界的窗戶。

評分

“精密機械設計”的題目,加上“麻省理工學院優秀用書”的標簽,讓我感覺到這本書的嚴謹性和深度。麻省理工的學術氛圍是齣瞭名的嚴謹,其教材往往是經過反復打磨,內容紮實,邏輯清晰。我預想這本書的語言風格可能會比較學術化,但也正因如此,它所傳達的知識纔會更加可靠和有價值。我期待書中能夠深入探討“精密”的定義和度量,例如在不同的應用場景下,對精度的要求會有哪些差異,以及如何通過材料選擇、結構設計、加工工藝等手段來達到這些精度要求。我尤其希望書中能夠講解一些關於誤差的來源和補償方法,比如熱誤差、振動誤差、安裝誤差等,以及如何通過設計來最小化這些誤差的影響。作為一個希望不斷提升自己工程設計能力的讀者,我深知掌握這些基礎理論和實用方法的重要性,它們是構建可靠、高性能精密機械係統的基石。

評分

從這本書的封麵上,我首先被“精密機械設計”這幾個字吸引住瞭。它承諾的是一種對細節近乎苛刻的追求,是對那些微小尺寸、精確配閤、以及它們如何協同工作以實現宏大功能的深刻理解。而“美國麻省理工學院優秀用書”這個標簽,則瞬間提升瞭它的權威性和學術價值。麻省理工,這個名字本身就代錶著創新、嚴謹和前沿,能被這樣的學府選為教材,這本書的含金量毋庸置疑。我腦海中立刻浮現齣無數需要極緻精度的工業場景:從精密儀器的製造,到航天器部件的組裝,再到微納米技術的應用,這些領域都離不開對精密機械設計的精通。這本書似乎提供瞭一扇窗,讓我得以窺探這些高精尖領域的核心技術和設計理念。我期待它能帶領我走進一個由齒輪、軸承、彈簧、以及各種連接件組成的微觀世界,理解它們是如何被設計、計算、模擬,並最終轉化為現實的精密裝置。它的“經典之作”的定位,也意味著它可能承載著該領域數十年的智慧結晶,包含瞭奠定基礎的理論,也可能觸及瞭突破性的創新。作為一名對工程技術充滿熱情的學習者,我渴望從中汲取養分,理解那些“看不見”卻至關重要的設計原則。它不僅僅是一本書,更像是一份珍貴的工程地圖,指引著我在精密機械設計的廣闊領域中前行。

評分

“工程技術人員參考書”的定位,讓我對接下來的內容充滿瞭實際的期待。我希望這本書能夠提供足夠多的工程實例和計算範例,幫助我理解書中的理論知識是如何在實際工程中應用的。在精密機械設計領域,細節決定成敗,而每一個細節的背後都需要嚴謹的計算和周密的考量。例如,在設計一個精密減速器時,我們需要考慮齒輪的磨損、潤滑、噪音控製,以及如何在高扭矩輸齣下保持低背隙。我非常希望書中能夠深入講解這些關鍵的設計要點,並提供相關的設計圖錶、計算公式和參考數據。此外,對於一些常用的精密機械元器件,如直綫導軌、滾珠絲杠、精密軸承等,我希望書中能夠對其工作原理、選型依據、安裝調試等進行詳細的介紹。這些信息對於我日常的工程設計工作具有直接的指導意義,能夠幫助我快速而準確地完成設計任務。

評分

“精密機械設計領域經典之作”讓我聯想到那些經過時間沉澱,仍然熠熠生輝的書籍。這些著作往往能夠提綱挈領,抓住問題的本質,並提供一種思考問題和解決問題的方式。我希望這本書能夠幫助我建立起一套完整的精密機械設計思維框架,讓我能夠從宏觀到微觀,全麵地考慮設計中的各種因素。例如,在進行一個精密機構的設計時,我需要考慮其功能性、可靠性、耐久性、成本、以及環境適應性等多個方麵。這本書或許能夠提供一些關於如何進行多目標優化設計的指導,以及如何在權衡各種矛盾因素的情況下做齣最佳的設計決策。我特彆期待書中能夠包含一些曆史上著名的精密機械設計案例分析,通過對這些案例的學習,能夠從中汲取經驗教訓,並領悟到那些經過實踐檢驗的設計哲學。

評分

“精密機械設計領域經典之作”這個說法,讓我立刻把它與我一直以來在工程領域所仰慕的那些奠基性的著作聯係起來。這些著作通常具備一套嚴謹的體係,能夠清晰地闡述某一學科的來龍去脈,並提供一套普適性的方法論。我期待這本書能夠為我梳理精密機械設計的核心概念,例如其與其他工程學科(如電子工程、控製工程)的相互作用和融閤。例如,在設計高精度運動平颱時,如何平衡機械結構的剛度和電機的響應速度,如何處理伺服係統的延遲和穩定性問題,這些都需要跨學科的知識。我特彆希望能從書中學習到如何進行係統的建模和仿真,以預測和評估設計的性能。在實際工程中,進行大量的物理實驗往往成本高昂且耗時,而有效的仿真分析能夠極大地提高設計效率和降低風險。我希望這本書能夠提供關於常用仿真軟件的介紹和應用案例,讓我能夠更好地掌握這些強大的工具。

評分

“精密機械設計領域經典之作”這個評價,一下子就把我的期望值拉高瞭。經典,意味著它經過瞭時間的考驗,被無數的工程師所認可和推崇,它可能奠定瞭該領域的基礎理論體係,或者提齣瞭革命性的設計理念。這類書籍往往不僅僅是知識的堆砌,更蘊含著作者在長期的實踐中積纍的智慧和洞察。我設想,這本書的語言可能會相對凝練,但每一句話都充滿瞭分量,需要反復品味纔能真正領會其中的深意。它可能不會迴避那些復雜難懂的數學公式和工程圖紙,而是將其作為理解精密設計本質的必要工具。我特彆期待書中能夠提供一些關於設計流程的指導,例如從概念提齣、方案選型、詳細設計、仿真分析到製造實現的全過程。對於如何進行可靠性設計,如何在高精度要求下進行材料選擇和加工工藝的優化,這些都是我在工作中經常會遇到的難題,我希望這本書能夠提供清晰的指引和實用的建議。它就像一位經驗豐富的老工程師,在嚮我傳授他畢生的絕學。

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