圖解507種機械傳動:科技史上最經典、劃時代的機構與裝置發明 (電子書)

圖解507種機械傳動:科技史上最經典、劃時代的機構與裝置發明 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

亨利‧布朗
圖書標籤:
  • 機械傳動
  • 機械設計
  • 工程技術
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具體描述

由機械傳動新技術領頭,
揭開第一次工業革命序幕,
造就生產效率高速起飛的機器時代
揭密科技史上最經典、劃時代的機構與裝置發明

 

傳動就是傳遞動能,讓物件動起來。工業場域廣泛應用機械傳動機構來連結原動力和工作機,
為機械運動的核心環節,其設計優劣與機器性能錶現密切相關。

這本1868年編著完成的機械圖集,由紐約專利事務律師暨《美國藝匠》期刊主編亨利‧布朗
集結18世紀下半葉工業革命以來影響人類生產活動最钜的革命性發明。優異的新機械技術,
大大提升當時的生產質量,不僅帶領紡織、交通運輸、鋼鐵等產業往新的境界發展,城鄉發
展和社會結構更因此改頭換麵。

全書收錄 507 種從基礎、簡單到複雜精巧的機械傳動方式,概要呈現經典機構的原理和具體
運作過程、個別零件的功用及整體目的。正是這些偉大先行者的巧思,現代工業得以突飛猛
進、生生不息。
 

19 世紀流傳至今的機械設計寶典、涵蓋逾35 項重大專利成就
    蒐羅工業革命百年間推進量產、省力、精密度,改變社會形貌的創新技術,
    例如柯特左輪手槍、奧提斯升降機止動機構

多種動力類型,範例兼具技術與歷史層麵代錶性
    包括動力、水力、流體靜力、氣動式、蒸汽引擎、輾軋與齒輪、
    衝壓、鐘錶及各式當時最新且未曾發錶的機械設計

專利人員精心手繪細部構造圖,窺探機械奧妙
    簡要呈現機構全貌、零件配置與作用方嚮,複雜機製也豁然理解


打開本書,你將認識下列機構類型:
滑輪機構、凸輪機構、棘輪機構
麯柄機構、小齒輪與齒條機構、差速機構
擒縱機構、調速器、鐘擺機構
蒸汽引擎、升水裝置、周轉輪係等


特別收錄 1819 世紀超過 35 種專利發明
柯特的左輪手槍機構(277)
奧提斯的升降機止動機構(278)
皮剋靈的調速器(287)
亞諾的計時器(291)
穆奇與布羅薩的重力式擒縱機構(309 & 312)
哈裏森的轉式發條盒(321)
卡特萊的平行運動機構(328)
波倫伯格的陀螺儀(356)
懷特的測力計(372)
伍德沃斯的刨床進給裝置(388)
帕森的麯柄替代裝置(394)
威爾森的四動進給機構(400)
李德與根西的擒縱機構(396 & 402)
豪勒的可調式摩擦齒輪(413)
布坎南與萊特的滑動閥(418)
何利的雙橢圓鏇缸引擎(429)
福爾內隆的渦輪水輪(434)
張維爾渦輪(436)
巴剋式輾磨機(438)
孟格菲兄弟的衝擊起水機(444)
卡瑞的鏇轉泵(456)
費爾貝恩的撈勺(460)
羅伯森韆斤頂(467)
霍奇科斯的氣壓槌(471)
葛倫索的壓縮空氣槌(472)
貝瑞爾舶水抽射器(475)
蘭斯德爾的蒸汽虹吸泵(475)
霍德與威金的蒸汽疏水閥(477)
帕厄斯的氣體調節器(482)
波頓壓力計(499)
馬德堡壓力計(500)
弗格森機械悖論(504)等等

 

《機械設計的藝術:從基礎原理到創新應用》 一部全麵深入的機械傳動與機構設計的權威指南 內容簡介: 在現代工程與工業製造領域,對機械傳動係統的精確理解與高效設計是推動技術進步的核心驅動力。本書《機械設計的藝術:從基礎原理到創新應用》旨在為工程師、設計師、高級學生以及所有對機械原理有濃厚興趣的讀者,提供一套係統化、實用性極強的機械傳動與機構學知識體係。它不僅涵蓋瞭經典的傳動原理,更著重於當代複雜係統的設計考量與創新趨勢。 本書結構嚴謹,內容廣泛,共分為五大部分,層層遞進,從最基礎的力學概念齣發,逐步深入到複雜機構的閤成與分析,最終探討現代工程實踐中的實際問題與前沿技術。 第一部分:機械傳動的基石——靜力學與動力學基礎 本部分著重於建立堅實的理論基礎。我們從工程力學的視角齣發,迴顧靜力學在構件受力分析中的應用,特別強調摩擦力、軸承載荷以及連接件(如螺栓、鉚釘)的設計準則。接著深入探討動力學在運動分析中的重要性,包括慣性力、離心力與科氏力的影響。對於機械係統的效率分析,本書詳細闡述瞭能量耗散的來源,並介紹瞭如何通過優化結構參數來最小化機械損耗,確保傳動係統在不同工況下的穩定性與可靠性。 第二部分:核心傳動元件的深度剖析 這是全書最為紮實的部分,詳細解構瞭現代機械中最常見且關鍵的傳動元件。 齒輪傳動係統: 我們不隻是介紹直齒輪、斜齒輪的基本幾何參數。本書深入探討瞭齒輪的成形原理、強度校核(彎麯疲勞與接觸疲勞)、齒麵設計優化(如變位齒輪的優勢),以及蝸輪蝸杆傳動在減速增扭矩上的特殊應用與壽命預測。 帶傳動與鏈傳動: 對於柔性傳動元件,本書詳細分析瞭皮帶的打滑現象、張緊力計算及對軸承的額外載荷。鏈傳動部分則側重於節距、鏈輪齧閤精度對傳動平穩性的影響,並比較瞭套筒鏈、滾子鏈在不同速度與功率傳輸下的適用性。 軸與軸承的設計: 軸的設計不再僅限於剛度計算。本章探討瞭軸的疲勞強度校核、鍵與花鍵連接的選型準則,以及各種工業軸承(滾動軸承、滑動軸承)在承受徑嚮與軸嚮負載時的選型、潤滑方案(潤滑脂、潤滑油的選擇)與壽命計算(L10壽命標準)。 第三部分:機構運動的閤成與分析 本部分將理論應用於機構的創新設計。我們係統地介紹瞭平麵機構的運動學與動力學分析方法。 連桿機構的設計: 從最基礎的四連桿機構入手,深入探討瞭麯柄搖桿、雙麯柄等基本形式。本書著重介紹瞭如何運用解析法、圖解法以及計算機輔助設計(如運動軌跡繪製、速度與加速度分析)來實現特定的運動要求,例如實現等速運動、緩啟動/緩停止特性。 凸輪機構的設計與優化: 凸輪是實現非圓周周期性運動的關鍵。本書詳述瞭升程線的選擇(如等加速、正弦加速、修正的梯形加速麯線),以及如何計算輪廓麯率變化,以避免從動件的衝擊與振動,確保高速運行下的精度與平穩性。 特殊機構與可重構係統: 探討瞭如棘輪棘爪機構、間歇運動機構、以及更複雜的並聯機構(如Stewart平颱)在精密定位與運動控製中的應用潛力。 第四部分:現代機械係統的集成與控製 現代機械設計強調功能集成與智能控製。本部分聚焦於如何將單個傳動單元組閤成高效、可靠的複雜係統。 減速機箱體設計與熱管理: 深入探討瞭齒輪箱的結構設計,包括殼體的剛度校核、油封的選擇、冷卻係統的設計,以確保設備在長期高負載運轉下的性能穩定。 傳動係統的動態特性與振動抑製: 對於高速機械,振動和噪音是主要瓶頸。本書介紹瞭模態分析的基本概念,如何通過質量平衡、剛度分佈優化以及使用阻尼材料來抑製共振現象,提高係統的運行平順性。 機電一體化接口: 討論瞭如何將伺服電機、步進電機等驅動源與機械傳動鏈進行高效匹配,包括扭矩匹配、齒隙(Backlash)的補償策略,以及編碼器反饋的集成。 第五部分:材料選擇與製造公差的現實考量 設計的優劣最終體現在製造和壽命上。本部分從工程師的實踐角度齣發,強調設計與製造的協同性。 傳動件的材料科學: 詳細分析瞭用於齒輪、軸和連接件的常用閤金鋼、不銹鋼及高強度複閤材料的性能指標,以及熱處理(如滲碳、氮化)對錶麵硬度和疲勞壽命的決定性影響。 幾何公差與配閤(GD&T): 深入講解瞭國際標準的幾何尺寸和公差係統在保證傳動件之間精確配閤中的作用。重點闡述瞭如何通過閤理的公差設計來控製關鍵間隙,避免過盈或間隙過大導緻的早期失效。 可靠性工程與故障分析: 介紹瞭威布爾分析(Weibull Analysis)在預測機械壽命中的應用,以及在實際故障發生後,如何通過實驗和結構分析來定位傳動鏈中的薄弱環節,從而指導未來的設計迭代。 本書以其詳盡的圖錶、清晰的數學推導和豐富的工程實例,為讀者提供瞭一套完整、與時俱進的機械傳動與機構設計的知識體係,是工程師案頭不可或缺的實用參考書。

著者信息

作者簡介

亨利‧布朗Henry T. Brown
19世紀紐約布朗與西華專利事務所(Brown & Seward)的資深閤夥人,也是擁有四十年豐厚執業經驗的著名專利事務律師。1864年編輯並發行《美國藝匠》(American Artisan)期刊,主要介紹新型機械發明,並大力推廣專利、商標等業務,協助客戶取得美國本地及歐洲、加拿大、墨西哥及南美多國的專利。1868年,布朗完成編撰機械圖錄《507種機械運動》(Five Hundred and Seven Mechanical Movements),獲得機械領域專業人士及愛好者極大迴響,討論度至今仍居高不下。

譯者簡介

郭政宏
逢甲大學外文係畢業,開始從事翻譯工作後總是在機械名詞中打滾,以專業譯者為目標持續努力中。

圖書目錄

圖書序言

  • ISBN:9789864800735
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 適讀年齡:12歲~99歲
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:42.6MB

圖書試讀

站在巨人的肩膀上,窺探人類科技發展結晶


國立颱灣大學機械係教授  李誌中
 

機械的主要功能是傳力作功和轉換能量,因此在古老的時期,機械被人類用來產生省力的效果,
例如古人所用的尖劈、斜麵、螺鏇、槓桿以及滑輪等五項基本的省力法寶。今天,拜現代科技的突飛
猛進,機械結閤瞭不同領域的科技,如電機、電子、資訊工程、材料科學等科技,以精密、高速、輕
量化和智能化的特徵進展;然而若剝開其外殼,研究其中的原理,仍然不脫離上述古人所歸納的基本
運動和力學原理。

從事機械設計的人,大多能體會「機械工程」是一門與經驗傳承有密切關係的學科。也就是說,
新的設計構想,很仰賴個人的學識和經驗纍積,再加上部分的個人天賦,方能有所成就。「站在巨人
的肩膀上」這句話,對機械設計工程師而言會特別有所感受。因此,這些知識和經驗的纍積,以及個
人直覺的「靈光乍現」,可以是來自閱讀任何技術資料而產生的結果。翻閱這些資料時,從基本的構
造去探討、剖析及歸納,內化後成為工程師的知識和靈感。有鑑於此,新舊知識的收集和研讀,對機
械設計者而言是一項必經的道路。

《圖解507種機械傳動》收錄瞭507種的機器發明,時間橫跨瞭第一次工業革命後約一百年間的重
要發明。諸如滑輪組閤、行星齒輪、多鉸式伸縮鉗、用於搗物之碓、擒縱機構等,作者以圖示簡潔地
描繪瞭各式機構的外觀,並在旁頁簡述其運動方式和功能,使得讀者能明瞭複雜的機器背後,其內在組
成機構的樣式。以現今的技術來看,這本書集結當時應用於水力、空氣動力、蒸汽引擎、磨坊、鐘錶、
壓製等場閤之機器裝置,充分展現當時的機構已具備瞭機構原理的一般性,從而一直影響到現在。它留
給我們的不僅是工藝,也是人類在科技發展過程中智慧的結晶。期盼閱讀此書的人能夠從當中的原理及
構造,獲得靈感,並且能夠結閤現今的科技,進而產生新的構想和創意。

 

 

 

 

用戶評價

评分

我常常覺得,很多工程學的教科書,在處理「機理」與「應用」的平衡上做得不夠好。要不然就是隻講原理,教條式的列舉公式;要不然就是隻講成品案例,卻對核心的傳動鏈路解釋得輕描淡寫。我期待這本《圖解507種機械傳動》能在這兩者之間找到一個絕佳的甜蜜點。理想中的狀態是:當呈現一個複雜的傳動機構時,它能先用最簡單的線條圖展示其基本運動關係,然後再逐步疊加上細節和材料說明,最後再連結到它在真實世界中的應用場景,例如它在哪一類工具機、汽車、甚至是鐘錶中扮演瞭關鍵角色。這種由淺入深、由抽象到具體的遞進式講解,纔能真正幫助讀者建立起完整的知識體係,而不隻是死記硬背各種結構的名稱。如果它能做到這一點,那它就不隻是一本參考書,更像是一本啟發性的設計指南。

评分

作為一個對精密機械有濃厚興趣的讀者,我對這本電子書的載體其實有點小小的保留。雖然電子書攜帶方便,隨時隨地都能翻閱,但在需要細緻觀察複雜機械結構圖時,手機或平闆的螢幕尺寸限製,有時候真的很掃興。機械傳動的圖解,往往需要放大到極緻纔能看清楚零件之間的咬閤關係和相對運動方嚮。我衷心希望這電子版的排版能夠充分優化過,例如提供高解析度的縮放功能,並且在關鍵的運動示意圖上,能夠有動畫輔助(雖然這可能超齣瞭傳統書籍的範疇,但既然是電子書,就該善用其優勢)。如果隻是簡單地把紙本書的版麵硬塞進電子格式,那閱讀體驗無疑會大打摺扣。對於「507種」這麼龐大的數量級,清晰的索引和分類係統更是不可或缺,這樣在查找特定功能(例如如何實現等速鏇轉、如何將直線運動轉為鏇轉運動等)時,纔能快速定位,而不是在龐大的資料庫中迷失方嚮。

评分

這本《圖解507種機械傳動》聽說在工程界和機械迷之間評價相當高,雖然我手邊拿的這本是電子書版本,但光是書名就讓人對內容充滿瞭期待。我一直覺得,理解機械的運作原理,就像是窺探工業革命時期的核心秘密一樣,充滿瞭迷人之處。這類型的書,最怕的就是內容過於艱澀難懂,變成純粹的學術論文,那對非專業人士來說真的會很吃力。我期待的是,它能用清晰的圖解和生動的說明,把那些複雜的齒輪、連桿、凸輪的運動軌跡,拆解到讓人一目瞭然。畢竟,要真正掌握「傳動」這個概念,不能光靠文字描述,視覺化的輔助是絕對關鍵。希望這本書的排版設計能讓人在閱讀時感到舒適,而不是被密密麻麻的公式和線條淹沒。如果它能像一本精緻的機械百科全書,讓人隨時都能翻閱查找,那絕對是物超所值瞭。我特別想知道,它對於那些已經被淘汰,但在歷史上具有裏程碑意義的傳動結構,會做怎樣的深入剖析,這部分往往更能體現編者的功力。

评分

說真的,要找到一本真正能把「經典」與「劃時代」這兩個詞彙撐起來的機械書,實在不容易。市場上太多標榜圖解的書籍,圖畫得倒是漂亮,但背後的物理原理講得含糊不清,讀完後還是抓不到重點。我對這本書最感興趣的是它如何處理「機構與裝置發明」這個時間軸。機械傳動的發展史,其實就是人類解決問題的歷史縮影。從最基礎的槓桿原理,到後來複雜的差速器、萬嚮接頭,每一步的演進都充滿瞭前人的智慧。我希望這本書在呈現這些發明時,不隻是羅列齣來,而是能深入探討「為什麼需要這個發明」,以及「這個發明如何改變瞭當時的生產力或生活方式」。如果能加入一些歷史背景的小故事,例如某個結構是為瞭應對某個特定的工業難題而被創造齣來的,那閱讀體驗肯定會更加豐富立體。畢竟,機械不隻是冰冷的金屬,它背後承載的是人類工程思維的演進軌跡,這纔是真正吸引人的地方。

评分

光是「507種」這個數字,就已經展現瞭編纂者試圖涵蓋的廣度和深度。在選擇收錄哪些機構時,編者的品味和取捨非常重要。是偏嚮於工業自動化領域的現代傳動,還是更側重於古典鐘錶、紡織機械中的精密傳動?不同領域的傳動邏輯,在複雜度和設計哲學上會有很大的差異。我很好奇,這本書是如何劃分這507種傳動的類別?是依據輸入輸齣運動形式分類(如鏇轉對鏇轉、往復對鏇轉),還是依據核心機構類型(如凸輪、齒輪係、蝸桿等)分類?一個好的分類係統,能極大地提升書籍的實用性。如果分類邏輯清晰且具備連貫性,那麼即使讀者對某些結構不熟悉,也能透過它們所屬的類別,快速推斷齣其大緻的功能和工作特性,這纔是真正「圖解」書籍的價值所在:讓人一看就懂,一翻就有收穫,而不是需要花費大量時間去解碼作者的編排意圖。

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