LEGO Technic 不插電創意集｜簡易機器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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五十川芳仁

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机械原理与结构设计：构建世界的工具箱 图书简介 本书深入探索机械领域的基础理论、核心组件以及实际应用，旨在为读者提供一个扎实且富有启发性的学习路径，从宏观的系统认知到微观的零件交互，全面解析现代机械工程的精妙之处。内容聚焦于经典机械原理的剖析、结构设计的优化方法以及新材料在工程中的应用，力求让读者不仅理解“如何工作”，更能洞察“为何如此设计”。 第一部分：机械系统的基础认知 第一章：力学基础与运动分析 本章构建起理解机械运作的物理学基石。我们从牛顿运动定律出发，详细探讨了静力学与动力学的基本概念。重点解析了力的分解与合成、力矩的平衡条件，以及惯性、质量、加速度之间的定量关系。在运动学部分，内容涵盖了直线运动、旋转运动以及复合运动的描述，为后续的机构分析奠定数学基础。特别引入了“虚拟功原理”和“达朗贝尔原理”，为更复杂的动力学分析提供有力的分析工具。理解这些基础，是设计任何稳定可靠机械系统的先决条件。 第二章：材料科学与结构强度 机械系统的可靠性直接取决于其构成材料的性能。本章系统介绍了工程中最常用的金属、聚合物、陶瓷以及复合材料的特性。深入剖析了材料的力学性能，如弹性、塑性、韧性、硬度以及疲劳极限。我们详细讨论了应力与应变的关系，介绍胡克定律的适用范围，并扩展到材料失效的模式，如屈服、断裂和蠕变。此外，本章还涵盖了热处理工艺对材料性能的改变，以及如何根据载荷条件和工作环境选择最合适的工程材料。 第三章：摩擦、润滑与能量耗散 摩擦是机械运动中不可避免的现象，它既是驱动力（如摩擦轮），也是能量损耗的主要来源。本章全面分析了静摩擦和动摩擦的规律，并引入了库仑摩擦模型。重点讲解了润滑学的基本原理，包括流体润滑、边界润滑和混合润滑机制。我们探讨了润滑剂的粘度、极性和添加剂的作用，以及轴承（滑动轴承与滚动轴承）的设计如何最大限度地减少摩擦和磨损。能量耗散的分析，帮助读者理解系统效率的瓶颈所在。 第二部分：核心机械元件与机构设计 第四章：连接件与传动机构 连接是构建复杂机械体的关键。本章细致讲解了永久性连接（如焊接、铆接）和可拆卸连接（如螺纹连接、键、销）的设计规范与强度校核。螺纹连接的自锁性、预紧力的计算是重点内容。在传动部分，本章深入研究了齿轮传动系统，包括直齿圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆的几何设计、强度计算和啮合理论。此外，链传动和带传动的应用场景、速比选择和张紧方法也得到了详细阐述。 第五章：机构运动学与动力学分析 本部分是机械设计的核心。我们将运动学分解为位置分析、速度分析和加速度分析。通过图解法和解析法（如瞬心法、速度多边形法），读者将学会精确确定机构中各部件的运动规律。随后，动力学分析将引入惯性力、离心力与科里奥利力的概念，并应用拉格朗日方程对复杂机构进行动力学建模。本章还专门探讨了机械振动问题，包括自由振动、受迫振动及其阻尼效应，为提高系统平稳性提供理论指导。 第六章：机构的综合应用：凸轮与间歇机构 凸轮机构因其能够实现复杂的、非均匀的周期性运动而被广泛应用于自动化设备中。本章详细介绍了凸轮轮廓的设计方法，包括遵循的运动规律（如等速、等加速、简谐、摆线等），并分析了推程机构的冲击问题和导向设计。此外，间歇运动机构，如棘轮棘爪机构、齿轮间歇机构（马耳他机构）的设计原理和运动特性，是理解自动化节拍控制的关键。 第三部分：系统集成与现代设计方法 第七章：液压与气动传动系统 液压和气动系统在工业自动化中扮演着执行器的重要角色。本章阐述了流体力学的基础，特别是伯努利方程在流动控制中的应用。重点讲解了液压泵、马达、阀门（如方向阀、溢流阀、节流阀）的结构与工作原理。气动系统的优势（如清洁、快速）和局限性也被分析。系统性地展示了如何根据负载需求、工作压力和响应速度来设计和布局一个完整的液压或气动回路，并讨论了密封技术在保证系统效率中的作用。 第八章：机械系统的动态稳定性与控制 现代机械系统往往需要精确的速度和位置控制。本章探讨了机械系统的稳定性问题，特别是关于转子动力学，分析了临界转速、不平衡激励和轴承支撑对系统振动的影响。接着，我们将焦点转向控制理论在机械系统中的应用，介绍了PID控制器的基本结构和参数整定方法。通过分析反馈机制如何修正系统误差，读者可以理解如何将一个被动机械装置转化为一个可精确调控的智能系统。 第九章：计算机辅助工程与优化设计 在现代工程实践中，计算机辅助工具是不可或缺的。本章介绍了有限元分析（FEA）的基本思想，说明了如何将复杂的连续体问题离散化为有限元模型，从而精确预测结构在不同载荷下的应力分布和变形情况。此外，本章还涵盖了设计优化技术的应用，如目标函数设定、约束条件的定义，以及如何利用迭代算法来寻找满足多重性能指标（强度、重量、成本）的最优解。 附录：工程制图标准与公差配合 附录提供了国际和国内通用的机械工程制图规范，包括视图、剖视图、断面图的绘制规则。重点详细解释了尺寸公差、形位公差（Geometric Dimensioning and Tolerancing, GD&T）的标注方法，以及标准配合系统的选择原则，这是确保零部件在装配过程中能够互换和实现预期功能的关键。 本书结构严谨，内容深度与广度兼备，适合机械工程、自动化、车辆工程等相关专业的学生、工程师以及热衷于深入理解机械设计原理的爱好者阅读。通过对这些经典理论和现代技术的系统学习，读者将能够构建起一套完整的机械设计思维框架。

评分☆☆☆☆☆

我最近剛好在找一些能讓小朋友遠離3C產品，又能激發他們邏輯思考能力的教具或書籍，這本《LEGO Technic 不插電創意集》簡直是雪中送炭。裡面的範例看起來都像是從生活中的機械延伸出來的，像是滑輪組、曲柄機構等等，這些都是我們日常生活中經常會接觸到的基礎物理應用。更棒的是，它強調的是「創意」和「動手做」，而不是死板板地複製書上的模型。我猜測，書中提供的設計藍圖，應該只是個起點，真正的樂趣在於讀者如何根據自己的理解去調整、改良，甚至創造出完全屬於自己的機械裝置。這種開放式的引導，對於培養孩子的創造力和解決問題的能力，有著潛移默化的巨大幫助。我已經開始期待週末帶著家裡的樂高箱，和孩子一起鑽研書裡的這些巧妙設計了，絕對比盯著螢幕有意義得多。

评分☆☆☆☆☆

說實話，市面上很多強調STEM教育的書籍，內容往往流於表面，圖文並茂但實作性不高。但這本《LEGO Technic 不插電創意集》給我的感覺完全不同，它彷彿帶著讀者走進了一個專屬於機械迷的秘密基地。它鼓勵的不是單向的吸收知識，而是一種雙向的互動與實驗。書中展示的許多結構，乍看之下很簡單，但背後卻蘊含著結構力學和運動學的基本原理。我個人非常欣賞那種「嘗試錯誤」的過程，因為樂高搭建的特性就是可以無限次地拆解重組，這完美契合了科學實驗的精神。如果能將書中的概念和手邊現有的Technic零件結合，我想光是探索書上建議的幾十種組合，就能度過好幾個充實的下午。這本書的價值不在於提供標準答案，而在於提供啟發靈感的工具箱。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版風格給人一種既專業又親切的感覺，完全不像傳統的技術手冊那樣嚴肅得讓人難以親近。色彩運用和線條勾勒都非常到位，既能凸顯機械結構的關鍵部分，又不會讓整體畫面顯得雜亂無章。對於我這種平時工作比較忙碌，偶爾想找點樂子放鬆腦袋的人來說，這本書簡直是心靈SPA。我不需要複雜的電子元件，不需要程式碼，只需要專注於齒輪的轉速比、軸的穩定性，以及連桿的行程長短，就能感受到一種純粹的、源自於結構美學的滿足感。它成功地喚醒了我對機械構造那份最初的好奇心，讓我知道，即便是看似簡單的積木，也能構成複雜而迷人的動態世界。這種回歸本質的探索樂趣，是現代許多複雜玩具難以比擬的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封面設計實在太吸引人了，那種充滿機械感又帶著一點點童趣的風格，立刻就讓我這個從小玩樂高長大的老骨頭眼睛一亮。光是看著那些齒輪、軸承和連桿的組合方式，就讓人忍不住想動手試試看。書裡呈現出來的機械概念，不是那種死板板的教科書式講解，而是用非常直觀的方式把物理原理融入到搭建的過程中，感覺就像是個充滿創意的遊戲，而不是枯燥的學習。我特別欣賞作者在編排上很有層次感，從最基礎的結構開始引導，慢慢地進入到更複雜的連動機構，這種循序漸進的引導方式，對於初學者來說非常友善，完全不會有「看不懂」的壓力。而且，它強調的是「不插電」，這點真的很棒，完全回歸到機械結構本身的魅力，讓人更專注於觀察和思考如何用最少的零件創造出最大的功能性。光是想像著把這些零件組裝起來，看著它們因為連動而產生運動，那種成就感是無可比擬的。

评分☆☆☆☆☆

從一個資深模型玩家的角度來看，這本書的內容深度和廣度都拿捏得恰到好處。Technic系列一直以來都以其高擬真度和複雜的傳動系統聞名，但要如何將這些複雜的機構用「不插電」的方式呈現出其精妙之處，是個挑戰。這本書顯然成功地達到了這個目標。它不只是教你「怎麼做」，更重要的是讓你理解「為什麼這樣做會動」。書中的圖解清晰度非常高，即使是多層次的結構組合，也能透過精確的視角和標註，讓人一目瞭然。我特別注意到幾組關於摩擦力應用和能量傳遞的設計，它們的精巧程度，簡直可以媲美一些入門級的工程學小實驗。對於想深入了解機械原理的同好來說，這本書無疑是一個非常實用且有趣的參考資料庫，光是研究那些零件之間的咬合關係，就足夠讓人津津樂道好一陣子了。