高等機械設計理論（簡體書）

《高等機械設計理論》由路敦勇、王文中編著，是為機械工程一級學科研究生編寫的一門專業基礎課。教材內容具有鮮明的引導性、創新性、開放性和前瞻性等突出特點。
《高等機械設計理論》主要內容如下：機械系統與運動方案設計、機械結構設計、機械疲勞強度設計、齒輪傳動設計、機械抗磨損設計、潤滑設計、微機械系統(MEMS)設計、機械可靠性設計和系統工程學與人類中心系統設計。
《高等機械設計理論》為高等工科學校機械類各專業的研究生教學用書，也可作為機械類本科生和機械設計領域內廣大工程技術人員為深化學科專業知識的參考書，還可供其他相關專業的工程人員參考。

《高等機械設計理論》路敦勇、王文中編著，以設計為主線，突出系統設計的核心理念，與學科發展前沿相結合，引導研究生關注機械學科的最新發展趨勢和研究熱點問題，從而達到提高研究生機械創新設計能力和科學研究能力的目的。教材突出特點是內容和習題與設計案例相結合，讓研究生在案例中學習，從中汲取經驗和智慧，培養嚴謹認真的科學求是態度，明白任何一個機械產品的發明和創造都不是一帆風順的，不僅需要靈感，更需要踏踏實實的工作。目前，我國整體機械制造業水平與發達國家相比還有很大差距，希望研究生通過本課程的學習能為提高我國機械工業的水平作出自己的貢獻。

第一章 機械系統與運動方案設計
第一節 機械系統的構成
第二節 現代機械產品的設計與開發
第三節 機構運動與機構選型
第四節 機械機構系統設計的基本理論與方法
第五節 機械傳動機構系統的構思
第六節 機械系統運動方案評估
習題

第二章 機械結構設計
第一節 機械結構設計概述
第二節 符合功能要求的結構設計
第三節 符合工作能力要求的結構設計
第四節 符合工藝要求的結構設計
習題

第三章 機械疲勞強度設計
第一節 機械系統載荷識別
第二節 機械疲勞破壞與疲勞強度
第三節 影響疲勞強度的因素
第四節 名義應力法
第五節 局部應力應變法
第六節 損傷容限設計
習題

第四章 齒輪傳動設計
第一節 齒輪系統動力學
第二節 內平動齒輪傳動的基本原理與設計
第三節 諧波齒輪傳動簡介
習題

第五章 機械抗磨損設計
第一節 機械抗磨損設計概述
第二節 機械零件表面性質、接觸與摩擦
第三節 機械零部件的粘著磨損
第四節 機械零部件的磨粒磨損
第五節 機械零部件的接觸疲勞磨損
習題

第六章 潤滑設計
第一節 潤滑力學基本方程——Reynolds方程
第二節 潤滑問題的數值求解方法
第三節 典型零件的潤滑設計
習題

第七章 微機械系統(MEMS)設計
第一節 微機械系統(MEMS)概述
第二節 微機械系統(MEMS)的基礎理論和關鍵技術
第三節 微機械系統(MEMS)材料和微細加工
第四節 微機械系統(MEMS)的封裝與測試技術
第五節 微機械系統(MEMS)的應用與發展趨勢
習題

第八章 機械可靠性設計
第一節 概述
第二節 應力-強度分布干涉理論
第三節 機械強度可靠性設計
第四節 機械系統可靠性設計
習題

第九章 系統工程學與人類中心系統設計
第一節 系統科學與系統分析方法
第二節 軟計算及其主要方法介紹
第三節 人類中心系統分析與設計
第四節 人類中心系統設計實例分析
習題
參考文獻

20世紀80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術和交流可變速驅動技術的發展，永磁交流伺服驅動技術有了更大的發展，各國電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器系列產品并不斷完善和更新。交流伺服系統已成為當代高性能伺服系統的主要發展方向，使原來的直流伺服電動機面臨被淘汰的危機。20世紀90年代以後，各國已經商品化的交流伺服系統多采用全數字控制的正弦波電動機伺服驅動。交流伺服驅動裝置在傳動領域的發展日新月異，到目前為止，高性能的電伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動機，控制驅動器多采用快速、準確定位的全數字位置伺服系統，滿足了工作機械、一航運機構、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等產品的需要。
（2）步進電動機
步進電動機是一種將電脈沖轉化為不連續機械運動的機電裝置。當施加適當的電脈沖指令時，電動機轉子的輸出軸或外轉子將會以不連續的步進增量旋轉。電動機旋轉方向取決于施加脈沖的順序，旋轉速度取決于施加脈沖的頻率，旋轉角度或者圈數，與施加脈沖數成正比。
步進電動機根據工作原理可分為磁阻反應式、永磁式和混合式三種基本形式。
步進電動機的主要優點有：具有良好的可控性，電動機旋轉的角度正比于脈沖數；當繞組激磁時電動機停轉時具有最大轉矩；每步控制精度高，不會將當前的誤差積累到下一步，有較好的位置精度和運動重復性；具有優秀的啟停和反轉響應性能；沒有電刷，可靠性高，因此電動機的壽命僅取決于所選軸承壽命：電動機響應僅由數字輸入脈沖確定，可以采用開環控制，使電動機結構簡單且控制成本低，將負載直接連接到電動機的轉軸上可以實現極低速的同步旋轉；由于速度正比于脈沖頻率，具有較寬的轉速范圍。