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周湛学 著

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店铺： 北京图书大厦旗舰店

出版社： 化学工业

ISBN：9787122316234

商品编码：29907107238

出版时间：2018-06-01

基本信息

商品名称： 图解机器的奥秘-机器是怎样工作的?	出版社： 化学工业出版社	出版时间：2018-06-01
作者：周湛学	译者：	开本： 16开
定价： 69.80	页数：	印次： 1
ISBN号：9787122316233	商品类型：图书	版次： 1

机械的奇迹：驱动我们世界的无形力量 一部深入探索现代机械原理、设计哲学与工程实践的恢弘巨著 --- 引言：静默的革命者 我们生活在一个被机械深深塑造的世界里。从清晨唤醒你的闹钟，到驱动城市运转的电力系统，再到承载人类探索精神的航天器，无一不是建立在对机械原理的深刻理解之上。然而，这些复杂、精密的设备是如何从最初的简单杠杆和轮轴发展到如今能够自我学习、高度自动化的智能系统的？它们内部的齿轮如何咬合，能量如何传递，又是哪些工程智慧将理论转化为触手可及的现实？ 《机械的奇迹：驱动我们世界的无形力量》并非一本枯燥的教科书，而是一场带领读者穿越时空、揭示机械设计核心奥秘的深度旅程。本书旨在破除技术壁垒，以极其直观和系统的视角，剖析驱动我们现代文明的各项基础与前沿机械技术。 --- 第一部分：从基础原理到核心动力 本部分聚焦于机械学的基石，追溯人类对运动和力的最初认知，并将其系统化为现代工程的语言。 第一章：运动的几何学与力的分解 本章深入探讨了牛顿三大定律在实际机械系统中的应用，重点阐述了力矩、摩擦力（静摩擦与动摩擦的精细化处理）、以及应力与应变的平衡分析。我们将通过大量的案例研究，展示如何使用矢量分析精确预测复杂结构在不同负载下的表现。特别是对于“非线性系统”中的能量耗散和振动抑制，提供了独到的解析方法。 第二章：传动系统的艺术——能量的有效传递 齿轮、皮带、链条和蜗杆——这些看似简单的部件构成了机械系统的心脏。本章详细拆解了不同类型的齿轮传动（斜齿、人字齿、锥齿轮）的啮合特性、传动比的精确计算以及背隙（Backlash）的控制技术。重点将放在“无级变速器（CVT）”和“谐波减速器”的内部结构解析，揭示它们如何在有限的空间内实现巨大的减速比和高扭矩输出。此外，对润滑学在减少摩擦、延长寿命中的关键作用进行了专项讨论。 第三章：活塞的呼吸与旋转的奥秘——内燃机的高级解析 超越基础的“吸、压、爆、排”四冲程模型，本部分深入探讨了现代高性能内燃机的热力学优化。内容涵盖了可变气门正时（VVT）系统的动态控制逻辑、涡轮增压与机械增压的效率曲线对比、以及均质压燃（HCCI）等前沿燃烧技术的工程挑战与实现路径。对于柴油机的高压共轨技术，我们解析了其对燃油雾化和排放控制的决定性影响。 第四章：流体力学的魔力——泵、阀与流体动力学 液体和气体是许多关键机械系统的介质。本章详细分析了离心泵、轴流泵和往复泵的工作原理，重点在于如何通过叶轮几何形状来管理“汽蚀现象”——这个严重制约流体机械性能的头号敌人。同时，对伺服阀和比例阀在精密液压系统中的响应速度和精度控制进行了深入的探讨，解释了为何液压系统能在重型工程机械中占据不可替代的地位。 --- 第二部分：从材料到结构——构建持久的机械实体 一个优秀的机械设计，其寿命和可靠性取决于材料的选择与结构布局的智慧。 第五章：材料科学的边界——机械性能的极限探索 本章超越传统的钢和铝，聚焦于高熵合金、碳纤维增强复合材料（CFRP）以及形状记忆合金（SMA）在动态载荷环境下的性能表现。我们详细对比了疲劳极限、蠕变特性和断裂韧性，并引入了“损伤容限设计”的概念，解释工程师如何在保证安全的前提下，最大化材料的性能潜力。 第六章：结构设计的稳健之道 本部分着重于如何通过结构布局来分散载荷和控制形变。涵盖了有限元分析（FEA）在复杂几何体中的应用，特别是如何识别和消除“应力集中点”。内容包括悬臂梁的优化设计、框架结构的桁架化处理，以及如何通过预应力技术来提升构件的抗疲劳能力。 第七章：振动、噪声与平稳运行的追求 振动是机械系统的“慢性病”。本章深入分析了机械振动的分类（自由振动与强迫振动），并详细介绍了隔振技术（如粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器TMD）的选型与安装策略。对于高速旋转机械（如涡轮机和主轴），我们探讨了动态平衡的精密校准方法，以确保设备能在极高转速下保持近乎完美的平稳性。 --- 第三部分：自动化与未来趋势——智能机械的蓝图 现代机械的演进方向已经指向了更高的集成度和自主性。 第八章：反馈控制的神经系统 本章揭示了机械系统如何实现精确控制。我们细致解析了PID（比例-积分-微分）控制器的调谐艺术，以及如何应用于伺服电机系统以实现对位置、速度和扭矩的闭环控制。内容还包括了现代传感器技术（如光电编码器、霍尔效应传感器）在实时状态监测中的作用。 第九章：机器人学与运动规划的逻辑 本部分转向了复杂多自由度系统的控制。我们研究了机器人运动学中的“雅可比矩阵”如何桥接关节空间与笛卡尔空间，使得精确的轨迹规划成为可能。同时，探讨了碰撞检测算法和基于力矩控制的灵巧操作，这些是实现复杂装配任务的关键所在。 第十章：预测性维护与数字孪生 机械的未来在于预测而非维修。本章介绍了状态监测（Condition Monitoring）技术，特别是如何利用声学信号、热成像和振动频谱分析来“听诊”机器的健康状况。最后，我们展望了“数字孪生（Digital Twin）”的概念，解释了如何通过高保真度的虚拟模型来模拟和优化真实世界的机械操作，从而实现零停机时间的运行目标。 --- 结语：重新认识身边的世界 《机械的奇迹》旨在培养读者一种“机械的眼光”——一种能够穿透外壳，理解内部运动逻辑的能力。通过理解这些看似枯燥的原理和精密的计算，我们将能更深刻地体会到，我们所依赖的每一个现代工具，都是人类智慧和对自然法则的深刻洞察的结晶。本书相信，掌握了机械的奥秘，便掌握了理解和塑造未来的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本《图解机器的奥秘——机器是怎样工作的？》简直是打开了我对身边世界认知的一扇新大门！我一直以为机器就是冰冷的金属和复杂的线路，但在翻阅这本书的瞬间，我感觉自己仿佛置身于一个生机勃勃的机械王国。它不仅仅是简单地罗列各种机器的名称和功能，而是深入浅出地剖析了那些我们习以为常的机械装置背后的原理。从最简单的杠杆原理，到复杂的内燃机工作流程，再到我们日常使用的电动机如何将电能转化为动能，书中的图解都做得极其精妙，色彩鲜艳，线条流畅，每一个部件都仿佛被赋予了生命，让我能够清晰地看到它们是如何协同工作，完成各自的任务。尤其让我印象深刻的是关于齿轮传动的章节，我以前只知道它们可以改变速度和方向，但这本书用生动的插图和通俗易懂的文字，让我明白了不同大小、不同齿数的齿轮组合如何实现如此精妙的传动比，以及它们在手表、汽车变速箱等精密仪器中的关键作用。阅读的过程就像是在进行一场奇妙的探险，每翻一页，都仿佛解开了一个新的谜团，对那些曾经让我感到神秘莫测的机械运作有了豁然开朗的理解。我甚至开始忍不住观察家里的电器，试图用书里学到的知识去推测它们内部的运作方式，这让我对科技的敬畏之心又增添了几分。

评分☆☆☆☆☆

我一直是个对机械原理充满好奇的人，但很多科技类书籍往往太过晦涩难懂，让我望而却步。直到我偶然间看到了《图解机器的奥秘——机器是怎样工作的？》，我才真正体会到什么叫做“寓教于乐”。这本书的魅力在于它将抽象的机械概念具象化，用大篇幅的精美插图来展示机器的内部构造和工作过程，让原本枯燥的技术知识变得生动有趣。我尤其喜欢书中对“能量转换”这个主题的解读，它不仅仅局限于简单的电能、动能的转化，还深入到热能、化学能等多种形式的能量在机器运转中所扮演的角色，以及它们之间是如何相互作用的。例如，书中对蒸汽机的讲解，详尽地描绘了水受热变成蒸汽，蒸汽膨胀推动活塞，再通过连杆和曲轴将直线运动转化为旋转运动的过程，整个过程的演示图简直是艺术品，让我能直观地感受到力量的传递和转化。此外，书中还涉及了许多现代科技的基石，比如半导体是如何工作的，虽然涉及一些电子学知识，但通过形象的图示和类比，也变得相对容易理解。阅读这本书的过程，就像是在玩一个大型的拼图游戏，每一块拼图都是一个机械部件或原理，当它们组合在一起时，整个机器的运作逻辑便跃然纸上，让人忍不住惊叹于人类智慧的结晶。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工程学充满憧憬的学生，一直想找到一本能够系统性地梳理机械原理的书籍。《图解机器的奥秘——机器是怎样工作的？》这本书，无疑是我近期阅读中最大的收获。它的图文并茂的呈现方式，为我打开了全新的学习视角。我特别喜欢书中关于“自动化与控制”的章节，它不仅仅是罗列了各种传感器和执行器，而是生动地解释了它们是如何通过反馈机制，实现机器的自主运行和精准控制的。书中以工业机器人为例，详细演示了其机械臂如何根据传感器接收到的信息，进行精确的轨迹规划和动作执行，这让我对现代工业的自动化水平有了更直观的认识。此外，书中还探讨了“人机交互”的设计理念，虽然不是直接讲机械本身，但它让我意识到，机器的最终目的是服务于人，因此，易用性和安全性也是机械设计中不可忽视的重要环节。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于一个大型的机械实验室，亲手触摸每一个部件，感受它们的力量和精妙，这种沉浸式的学习体验，远比枯燥的理论讲解来得更深刻。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对历史和科技发展有着浓厚兴趣的读者，《图解机器的奥秘——机器是怎样工作的？》这本书，带给我了一种独特的历史与科学交融的阅读体验。它不仅仅停留在对当前机器运作原理的解读，更巧妙地穿插了许多机械发展的历史脉络。我特别欣赏书中对于“经典机械的演变”的梳理，从最早的简单工具，到工业革命时期的蒸汽机，再到如今的精密机械，书中用精美的插图展示了这些里程碑式的发明是如何一步步推动人类文明进程的。例如，书中对早期印刷机的介绍，让我看到了机械的力量如何改变了知识的传播方式，而对纺织机械的演变展示，则让我理解了工业革命是如何深刻地改变了社会结构。这本书让我明白，我们今天所享受的便利，是无数代工程师和发明家智慧与汗水的结晶。阅读这本书，就像是在与历史对话，感受着机械世界从朴素到复杂，从笨拙到灵巧的壮丽演变，让我对科技的未来充满了更多期待。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都对机械驱动的世界充满了好奇，却苦于没有找到一本能够真正触及我内心深处的那本书。《图解机器的奥秘——机器是怎样工作的？》这本书，真的就像是为我量身定做的。它的编排逻辑非常清晰，从最基础的机械原理开始，层层递进，直至复杂的现代机械系统。我最欣赏的是它对于“效率”的探讨，书中并没有简单地告诉我们机器能做什么，而是深入分析了不同设计如何影响机器的效率，以及工程师们如何通过优化结构和材料来提高能源的利用率。比如，在讲解不同类型的泵时，书中不仅展示了它们的结构，还详细对比了它们在输送不同流体时的效率差异，以及背后的流体力学原理。这让我对“省时省力”这个概念有了更深刻的理解，不再仅仅停留在字面意义上。此外，书中对“材料科学”与“机械性能”的结合也做了精彩的阐述，让我明白了为什么有些机器由钢铁制成，而有些则需要高科技复合材料，这背后涉及到强度、韧性、耐磨性等诸多因素。这本书不仅仅是关于“怎么做”，更是关于“为什么这么做”，它引导我去思考，去探究，去发现机械背后的智慧和匠心。