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　　《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊（原書第5版）》進(jìn)行了全面修訂，并增加了新內(nèi)容，包括1600多張經(jīng)典機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械裝置圖例，用簡潔的語言進(jìn)行注解、關(guān)鍵點(diǎn)提示。本書中的圖例和注解都很有趣又充滿智慧，可以激發(fā)讀者的創(chuàng)造力。每個圖例代表了一種設(shè)計(jì)理念，供設(shè)計(jì)師參考提煉并在新的或改進(jìn)的機(jī)械、機(jī)械電子和機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用。

　　此中文翻譯版為全本，包括內(nèi)容有：機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，運(yùn)動控制系統(tǒng)，固定和移動式機(jī)器人，再生能源生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，連桿驅(qū)動裝置和機(jī)構(gòu)，齒輪裝置、驅(qū)動器和機(jī)構(gòu)，凸輪、槽輪、棘輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)，離合和制動裝置，鎖緊、緊固、夾緊裝置和機(jī)構(gòu)，鏈條和帶傳動裝置及機(jī)構(gòu)，彈簧、螺紋裝置和機(jī)構(gòu)，聯(lián)軸器及其連接，具有特定運(yùn)動的設(shè)備、機(jī)構(gòu)、機(jī)器，包裝、運(yùn)輸、處理、安全機(jī)構(gòu)和機(jī)器，轉(zhuǎn)矩、速度、張緊和限制控制系統(tǒng)，氣動、液動、電動、電子驅(qū)動儀器和控制，三維數(shù)字樣機(jī)和仿真，快速原型，機(jī)械工程的新方向。

　　面對各種各樣的機(jī)械設(shè)計(jì)問題，試圖尋找出新的和不同的解決方案的讀者可以瀏覽本書，參考其中的大量圖例，使一些過去成功的機(jī)械發(fā)明通過改進(jìn)而獲得新的應(yīng)用。

　　作為機(jī)械設(shè)計(jì)師便于使用的技術(shù)參考書，它既可以激發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)械設(shè)計(jì)師的靈感，也可以作為工程類學(xué)生的學(xué)習(xí)參考。

　　這是一本包括了機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械裝置過去、現(xiàn)在和未來的機(jī)械工程參考書的第5版。與大多數(shù)工程類教科書注重用理論和數(shù)學(xué)公式來對獨(dú)特的裝置進(jìn)行表述相比，本書特色是使用清晰的圖示和簡潔的描述。這本書包含了1600多張?jiān)敿?xì)的機(jī)構(gòu)圖，能引起讀者強(qiáng)烈的興趣。希望書中圖例的注解部分能幫助讀者理解相關(guān)領(lǐng)域的一些基本概念，無論這些領(lǐng)域讀者是熟悉，還是不熟悉。
　　書中的機(jī)構(gòu)圖和注解都很簡單、有趣，并且充滿智慧，也許書中的某一部分機(jī)構(gòu)可以激發(fā)讀者的創(chuàng)造力，使讀者將它們提煉后應(yīng)用于新的機(jī)械設(shè)計(jì)中或者重新進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。它們可以提供讀者意想不到的解決方案，因?yàn)樗鼈兺ǔＴ诂F(xiàn)代產(chǎn)品的內(nèi)部無法被觀察到。電子電路和計(jì)算機(jī)的發(fā)展已替代了許多早期機(jī)械結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，它們在減少產(chǎn)品價格的同時還可以提高產(chǎn)品的可靠性和工作效率。
　　盡管如此，許多被替代的機(jī)械零部件依然應(yīng)用在不同的場合，在經(jīng)過尺寸和材料的改變后以不同的結(jié)構(gòu)形式和不同的功能應(yīng)用于其他產(chǎn)品中，取得了良好表現(xiàn)。
　　經(jīng)典的、經(jīng)過時間檢驗(yàn)的機(jī)構(gòu)和機(jī)械裝置似乎逐漸在消失，但其實(shí)它們只是以其他機(jī)構(gòu)形式和應(yīng)用出現(xiàn)。任何相信所有機(jī)構(gòu)可以被電子電路取代的人只需檢視一下自動上弦機(jī)械表、數(shù)碼照相機(jī)、電子穩(wěn)定轎車和巡航系統(tǒng)的復(fù)雜性就會了解這一點(diǎn)。
　　本書用圖例的方式介紹了經(jīng)典機(jī)械裝置和最新的結(jié)合機(jī)械和電子的機(jī)電一體化裝置，是讀者個人技術(shù)書庫必備的圖書，并且提供了一種令人滿意的方式，使讀者快速了解新的知識領(lǐng)域或者快速拾起過去學(xué)過的知識。此外，希望這本書可以激勵讀者通過相關(guān)網(wǎng)站更新感興趣主題的其他知識。
　　這本書哪些部分是新增的？
　　這本書的第5版新增了3章內(nèi)容：第3章固定和移動式機(jī)器人，第4章再生發(fā)電機(jī)構(gòu)和第17章3D數(shù)字樣機(jī)和仿真。第18章快速原型進(jìn)行了更新和全面的修訂，一些新的文獻(xiàn)被增添到第5章至第16章，使其成為本書的核心部分。第13章具有特定運(yùn)動的裝置、機(jī)構(gòu)和機(jī)器添加了5篇新文獻(xiàn)內(nèi)容，也是本書核心的一部分。另外，第19章機(jī)械工程領(lǐng)域新的發(fā)展方向也增加了5篇新文獻(xiàn)內(nèi)容。
　　一些章節(jié)的快速瀏覽
　　第1章是關(guān)于基本的機(jī)械結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，解釋了一些機(jī)構(gòu)的原理，包括斜面、千斤頂、杠桿、連桿、齒輪、滑輪、凸輪和離合器——在現(xiàn)代機(jī)械中的所有零件。另外，還列出了常用的機(jī)械術(shù)語。
　　第2章是關(guān)于運(yùn)動控制的內(nèi)容，用圖和文字介紹了開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)。另外，對組成現(xiàn)代自動機(jī)器人和機(jī)電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵機(jī)械零件、機(jī)電和電子元器件也進(jìn)行了圖文并茂的介紹，它們包括執(zhí)行器、編碼器、伺服電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、電磁閥和轉(zhuǎn)速表。這章也列出了運(yùn)動控制術(shù)語。
　　第3章是關(guān)于機(jī)器人的新探討，包括對固定工業(yè)機(jī)器人和各種移動機(jī)器人的概述。對4種最新工業(yè)機(jī)器人的外形尺寸和主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了圖文并茂的介紹。另外，對7種移動機(jī)器人采用圖示和介紹主要技術(shù)參數(shù)的方式進(jìn)行了描述。它們可以分別在火星、地球、空中和海底工作。本章其他部分講述創(chuàng)新的NASA機(jī)器人，它可以攀爬、爬行、跳行和從懸崖上攀下。另外，本章還列出了普通機(jī)器人術(shù)語。
　　第4章是新增加的部分，描述進(jìn)行無碳再生能源發(fā)電的主要方式，它們本質(zhì)上都是靠機(jī)械來實(shí)現(xiàn)的，依靠風(fēng)能、太陽能和自然界水的流動等免費(fèi)能源來驅(qū)動。本書圖文并茂介紹的例子有風(fēng)力渦輪發(fā)動機(jī)及其工廠，4種不同的太陽能熱電廠的概念，利用潮沙和海浪能源等方式。對這些工廠的上上下下都進(jìn)行了陳述，目的是提醒讀者注意它們所處的位置、工作效率、公眾接受程度、備用能源和與電網(wǎng)的連接。本章還列出了風(fēng)力渦輪機(jī)術(shù)語。
　　第17章也是新添加的內(nèi)容，介紹了計(jì)算機(jī)軟件的最新成果，使在電腦屏幕上進(jìn)行3D新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和舊產(chǎn)品改進(jìn)變?yōu)榭赡?，這些軟件可以對產(chǎn)品虛擬模型用不同顏色的"片或塊"來處理，并重新定義它的尺寸，以便完成機(jī)械設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)本身還包含了制造工藝參數(shù)。通用的仿真軟件可以對一個模型進(jìn)行虛擬機(jī)械和多物理場應(yīng)力分析來驗(yàn)證設(shè)計(jì)和材料選擇的正確性，而不需要制造出一個實(shí)體模型去檢驗(yàn)。本章還列出了CAD/CAE術(shù)語。
　　第18章，是對上一章快速原型部分的進(jìn)一步介紹，用圖文并茂的方式敘述了國3D實(shí)體成型添加和消減過程的創(chuàng)新成果和一些新內(nèi)容。用軟的或硬的材料來進(jìn)行快速原型，以便評判它們的實(shí)用性。當(dāng)其他一些樣品被制造出來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室應(yīng)力測試的時候，快速成型造出的樣品已經(jīng)開始展示了。另外，快速成型的新應(yīng)用有舊機(jī)器替換零件、專業(yè)刀具和鑄造模具的塑性加工。
　　第19章是對機(jī)械工程領(lǐng)域中最新研究成果的匯集和更新。這些成果包括微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的最新發(fā)展，碳的同素異形體和納米管實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)展，以及石墨烯應(yīng)用于透明薄片、強(qiáng)力纖維、電纜、電容器、電池、彈簧和晶體管等產(chǎn)品領(lǐng)域取得的進(jìn)步。其他成果包括正在研究發(fā)展的電子顯微鏡和正在策劃的月球電動車。
　　本書的核心章節(jié)是第5章到第16章，這些章節(jié)珍藏了各行各業(yè)收集到的、經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證了的、經(jīng)典的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械裝置圖與介紹。這些經(jīng)過修訂的珍藏可以為工程師、設(shè)計(jì)師、教師、學(xué)生和對各種機(jī)械感興趣的人提供有價值的參考。新增添的內(nèi)容包括了精密的線性驅(qū)動器、多邊形連接機(jī)構(gòu)、滑動離合器、形狀記憶合金鎖緊裝置和提高海水淡化效率的能量交換器。
　　本書詳細(xì)的索引（中文版略去）可以使讀者很容易找到書中專用機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)械裝置、零件和系統(tǒng)介紹的內(nèi)容。
　　面對客觀現(xiàn)實(shí)的工程選擇
　　可再生能源與礦物燃料發(fā)電
　　在關(guān)于可再生能源發(fā)電的第4章討論了產(chǎn)生無碳電網(wǎng)發(fā)電的三種最可靠機(jī)械方法。風(fēng)力渦輪發(fā)電和聚光太陽能發(fā)電（CST）都是政府部門最適宜的候選發(fā)電方腦式。本書圖文并茂地介紹了這些技術(shù)，并對它們的結(jié)構(gòu)也從上到下地進(jìn)行了敘述。利用海浪和潮沙也可以產(chǎn)生電能，但是這方面的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于風(fēng)能和聚光太陽能發(fā)電。
　　美國政府對建立再生能源發(fā)電廠提供經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助，目的是為了減少大氣層中使全球氣候變暖的二氧化碳（C02）的排放。政府已經(jīng)將使無碳、非水力發(fā)電廠所占的比例從現(xiàn)在的396提高到2020年時的2096作為目標(biāo)。風(fēng)能和聚光太陽能發(fā)電廠最契合這個發(fā)展目標(biāo)，但是很多人擔(dān)心建造這些工廠和淘汰礦物燃料發(fā)電廠，可能危害到電力工業(yè)滿足國家對于低價、便于獲得的電能的日益增長的需要。
　　因?yàn)闊o法將遠(yuǎn)離城市地區(qū)由再生能源產(chǎn)生的過量電力通過電網(wǎng)傳輸?shù)胶碾娏看蟮拇蠖际?，產(chǎn)生再生能源的資源會被過分消耗。當(dāng)沒有了風(fēng)或者太陽落山的時候，這些工廠必須提供備用的發(fā)電或電能來滿足電網(wǎng)的供電需求。這些備用電源包括電池組、在融化的鹽罐中儲存的熱能以及蒸汽發(fā)電機(jī)，但是由于工廠電能輸出和氣候變化因素的影響，最佳備用電源的選擇無法確定。
　　數(shù)字3D與快速原型
　　近年來計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展使在計(jì)算機(jī)上以3D的形式將抽象概念設(shè)計(jì)成為實(shí)體形式的產(chǎn)品成為可能。3D數(shù)字成型或建模的過程可以是一個初始的設(shè)計(jì)或者是從其他資源導(dǎo)入。軟件可以分解3D圖形，在同一個屏幕上分解的3D圖形的形狀、材料和形式在重新裝配或改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)前都是可以改變的。設(shè)計(jì)者可以和其他專家一起合作實(shí)現(xiàn)有效的設(shè)計(jì)。在產(chǎn)品被制造前，其設(shè)計(jì)是很容易進(jìn)行調(diào)整的。
　　虛擬的仿真軟件可以讓3D數(shù)字成型實(shí)現(xiàn)虛擬的一個或多個應(yīng)力測試，結(jié)果以帶顏色的圖形在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來。這些仿真包括機(jī)械和物理應(yīng)力，這些仿真結(jié)果和在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)驗(yàn)的結(jié)果很接近，在很多情況下，實(shí)驗(yàn)可以省略。這將減少制作實(shí)體樣機(jī)所需要的時間和費(fèi)用，也可以加快整個設(shè)計(jì)的過程，縮短上市周期。
　　然而，有許多因素決定了實(shí)體樣機(jī)的必要性。有個實(shí)體樣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是便于檢查，使所有與之相關(guān)的設(shè)計(jì)者和做市場的人員有機(jī)會對它進(jìn)行評價。而且，一些產(chǎn)品需要對實(shí)體樣機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制性實(shí)驗(yàn)，以確保其適合工業(yè)和消費(fèi)者的安全標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榭梢詼p少制作樣機(jī)的成本，快速成型技術(shù)越來越廣泛地得到接受。
　　實(shí)體樣機(jī)可以用蠟、光敏聚合物，甚至是金屬粉末作為原料，但是作為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的實(shí)體或者是實(shí)體的替代零件，可以用激光融化的金屬粉末來制造。在熱處理后它們可以獲得與機(jī)械加工或鑄造零件相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度?？焖俪尚腿Q于CAD圖中的尺寸，這些尺寸使軟件控制快速成型機(jī)器對材料進(jìn)行增加或消減。
　　本書的來源
　　從第4章到第16章的很多圖片和說明最初來自于國內(nèi)外一些50年前或者更多年前的工程期刊。它們最初被選擇和出版可以追溯到20世紀(jì)50年代到60年代麥格勞-希爾教育出版集團(tuán)出版的三本參考書中O Douglas C.Greenwood是當(dāng)時麥格勞-希爾教育出版集團(tuán)《生產(chǎn)工程》期刊的編者。作為后來的這本書第1版的編輯，Nicholas Chironis從那些書中選擇了他認(rèn)為值得保留下來的說明和圖片。他把它們看做是成功設(shè)計(jì)理念的典范，可以被重復(fù)地用于新的或者改進(jìn)的產(chǎn)品中，也是工程師、設(shè)計(jì)師和學(xué)生的寶貴資源。
　　這本書隨后的4版中加入了新的圖片和說明，對舊的內(nèi)容進(jìn)行了必要的重新修訂，一些內(nèi)容被刪除，所有原有的標(biāo)題都重新進(jìn)行了修訂，以便提高可讀性和風(fēng)格的一致性。所有的圖例都是無量綱的，為了適應(yīng)新的應(yīng)用，它們的尺寸都可以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。對于制造商和出版社不再存在的參考文獻(xiàn)進(jìn)行了刪除，但是可用的發(fā)明者的名字進(jìn)行了保留，這對那些希望了解發(fā)明者專利情況的讀者有用。本版書中所有提到的政府、學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室和制造商都有網(wǎng)址，可以去網(wǎng)上查找一些特定問題的進(jìn)一步信息。
　　關(guān)于插圖
　　除了從早期出版物和從實(shí)驗(yàn)室獲得或制造商提供的一些插圖外，本書的其他插圖均是作者用臺式計(jì)算機(jī)畫的。這些圖來源于書、期刊和網(wǎng)站。作者相信清楚的3D或者線框圖，比那些帶有額外和不清楚細(xì)節(jié)的圖片能更快捷有效地交流工程信息。
　　致謝
　　感謝以下公司和機(jī)構(gòu)允許我選用帶有版權(quán)的插圖，并以各種方式提供其他有價值的技術(shù)信息和在準(zhǔn)備本版書時所有有用的信息：
　　BB機(jī)器人，奧本山，密歇根州
　　桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室，桑迪亞公司，阿爾伯克基，新墨西哥州
　　spaceClaim公司，康科德，馬薩諸塞州
　　NeiI Sclater