几何量精度设计与检测 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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金嘉琦 著

图书标签:

• 几何尺寸与公差
• 精度工程
• 机械设计
• 测量技术
• 质量控制
• GD&T
• 精密制造
• 装配精度
• 误差分析
• CAD/CAM

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111385066

版次：1

商品编码：11070107

品牌：机工出版

内容简介

　　 《几何量精度设计与检测》根据高等教育教学内容和课程体系改革的要求和科技发展的需要，结合编者多年教学、科研实践经验编写而成。《几何量精度设计与检测》以几何量精度设计与检测为主线，遵循“加强基础、精选内容、调整体系、重在应用”的编写原则，采用新的国家标准，阐述了本学科的基本理论和基本知识。全书分为四个部分：第一部分为几何量精度设计基础，包括绪论、尺寸精度、几何精度、表面粗糙度和尺寸链；第二部分为典型件几何量精度设计，包括滚动轴承、圆柱螺纹、键和花键、渐开线圆柱齿轮；第三部分为几何量精度检测，包括几何量测量基础、孔及轴尺寸的检测和检测综述；第四部分为几何量精度综合设计与综合实验。本书附录中有各章思考题和习题、相关公差表格及常用术语的汉英对照。

目录

前言
第1章 绪论
1.1 几何量精度
1.2 互换性
1.3 标准与标准化
1.4 优先数系与优先数
1.5 几何量检测概述
1.6 本课程的任务
第2章 孔、轴配合的尺寸精度设计
2.1 基本术语和定义
2.2 标准公差系列——尺寸公差带大小的标准化
2.3 基本偏差系列——尺寸公差带位置的标准化
2.4 尺寸精度设计——公差与配合的选择
第3章 几何精度设计
3.1 零件几何要素和几何公差的特征项目
3.2 几何公差在图样上的标注方法
3.3 几何公差带
3.4 公差原则
3.5 几何误差
3.6 几何精度的设计
第4章 表面粗糙度
4.1 表面粗糙度的基本概念
4.2 表面粗糙度的评定
4.3 表面粗糙度的技术要求
4.4 表面粗糙度技术要求在零件图上的标注
第5章 尺寸链
5.1 尺寸链的基本概念
5.2 尺寸链的计算
第6章 滚动轴承结合的精度设计
6.1 滚动轴承的互换性与使用要求
6.2 滚动轴承与孔、轴配合的精度设计
第7章 螺纹结合的精度设计
7.1 概述
7.2 普通螺纹几何精度分析
7.3 普通螺纹结合的精度设计
第8章 平键、矩形花键联接的精度设计
8.1 普通平键联接的精度设计
8.2 矩形花键联接的精度设计
第9章 渐开线圆柱齿轮传动的精度设计
9.1 齿轮传动的使用要求
9.2 传动准确性的精度分析及评定指标
9.3 传动平稳性的精度分析及评定指标
9.4 载荷分布均匀性的精度分析及评定指标
9.5 齿侧间隙的精度分析及评定指标
9.6 齿轮副安装时的精度指标
9.7 渐开线圆柱齿轮精度设计
第10章 测量技术基础
10.1 概述
10.2 长度和角度计量单位与量值传递
10.3 计量器具与测量方法
10.4 测量误差
10.5 测量误差与测量数据的处理
第11章 孔、轴尺寸的检测
11.1 孔、轴尺寸的检测方式
11.2 孔、轴尺寸的验收极限
11.3 计量器具的选择
11.4 光滑极限量规设计
第12章 检测综述
12.1 长度尺寸测量
12.2 几何误差检测
12.3 表面粗糙度的检测
12.4 螺纹误差检测
12.5 圆柱齿轮误差检测
第13章 几何量精度综合设计与综合实验
13.1 实验目的
13.2 实验内容
13.3 实验要求
13.4 综合设计与综合实验报告书写内容
13.5 举例
附录
附录a 思考题与习题
附录b 公差表格
附录c 常用术语汉英对照
参考文献
读者信息反馈表

精彩书摘

　　4.1.2 表面粗糙度对零件工作性能的影响 切削加工后的零件表面轮廓形状很复杂，表面粗糙度主要由于加工过程中刀具或砂轮和零件表面间的摩擦、切屑分离时工件表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等原因所形成，不同于主要因机床几何精度方面的误差所引起的表面宏观几何形状误差（如平面度、圆度误差等），也不同于在加工过程中主要由于机床—刀具—工件系统的强迫振动等引起的表面波纹度。表面粗糙度对零件使用性能及其寿命影响较大，尤其对在高温、高速和高压条件下工作的机械零件影响更大，其影响主要表现在以下几个方面：1.对摩擦和磨损的影响 较粗糙的两个零件表面接触并产生相对运动时，峰顶间的接触作用就会产生摩擦阻力，使零件磨损，零件越粗糙，阻力就越大，零件磨损也越快。但并不是表面粗糙度数值越小，耐磨性就越好，因为表面过于光滑，不利于在该表面上储存润滑油，容易使运动表面间形成半干摩擦甚至干摩擦，反而使摩擦因数增大，从而加剧磨损。2.对配合性质的影响 相互配合的孔、轴表面上的微小峰被去掉后，它们的配合性质会发生变化。对于间隙配合，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，致使配合表面间的实际间隙逐渐增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时易被挤平，实际有效过盈减小，致使连接强度降低。3.对抗疲劳强度的影响 零件表面越粗糙，凹痕越深，对应力集中越敏感。特别是当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳裂纹容易在其表面轮廓的微小谷底出现，使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。4.对耐蚀性的影响 粗糙的表面，易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并会向零件表面层渗透，致使零件表面产生腐蚀。表面越粗糙，则腐蚀就越严重。此外，表面粗糙度对零件其他使用性能，如结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力以及对机器、仪器的外观质量和测量精度等都有很大影响。因此，为保证机械零件的使用性能，在对零件进行几何精度设计时，必须合理地提出表面粗糙度技术要求。

前言/序言

《现代光学工程基础》 内容简介： 本书全面深入地探讨了现代光学工程领域的核心理论、关键技术与实际应用。全书共分为十章，系统性地梳理了光学系统的设计、制造、检测及应用的全过程，旨在为读者构建一个扎实的理论基础和广阔的工程视野。 第一章 光学基础理论 本章首先回顾和巩固了光学领域的基本原理，包括光的波动性与粒子性、电磁波谱、几何光学中的光线传播规律（如反射、折射、成像原理、透镜和反射镜的成像特性）、惠更斯原理、菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射等。在此基础上，详细介绍了光学系统的像差理论，包括单色像差（球差、慧差、像散、场曲、畸变）和复色像差（轴向色差、倍率色差），并阐述了各种像差的成因、计算方法以及减小或补偿像差的常用手段。本章为后续章节的光学系统设计奠定了必要的理论基础。 第二章 光学系统设计 本章重点介绍光学系统设计的流程与方法。从光学系统规格的定义出发，阐述了如何根据应用需求选择合适的镜片类型、材料和结构。内容涵盖了基于解析方法的传统光学设计技术，如近轴光线追迹和光线追迹法，以及现代优化设计技术，包括评价函数的建立、优化算法（如高斯-牛顿法、模拟退火法）的应用，并重点介绍了基于Zemax、Code V等专业光学设计软件在实际设计过程中的应用案例，包括双高斯镜头、复消色差望远镜物镜、显微镜物镜等典型光学系统的设计流程演示。 第三章 光学元件制造工艺 本章详细介绍了光学元件制造的关键工艺。首先，从原材料的选择和预处理讲起，包括玻璃、塑料、晶体等光学材料的特性与选择标准。随后，深入讲解了研磨、抛光等表面加工技术，涵盖了不同精度等级的表面粗糙度要求、加工设备（如单点金刚স্ত্র抛光机、磁流变抛光机）和工艺参数的控制。此外，还介绍了镀膜技术，包括减反射膜、高反射膜、分光膜等各类增透膜和反射膜的设计原理、制备方法（如真空蒸发、离子束溅射）及其对光学性能的影响。最后，对装配与粘接等工艺流程进行了阐述。 第四章 光学检测方法 本章系统阐述了光学检测的原理和技术。首先，介绍了评价光学元件和系统的基本参数，如焦距、中心厚度、直径、波前失真（PV、RMS）等。随后，详细讲解了光学检测仪器，包括：干涉仪（如Zygo、Fizeau干涉仪）用于表面形貌和波前误差的测量；泰曼干涉仪和夏克-哈特曼波前传感器用于像差和波前测量；以及光学传递函数（OTF）和调制传递函数（MTF）测量系统，阐述了其理论基础和测量意义。此外，还包括了对焦距、中心厚度、直径等几何参数的测量方法。 第五章 光学薄膜技术 本章深入探讨了光学薄膜的设计、制备与表征。内容涵盖了单层膜和多层膜的理论，包括斯托克斯矢量法和穆勒矩阵法在薄膜特性分析中的应用。详细介绍了常见的薄膜类型，如增透膜（单层、多层）、高反射膜、带通滤光片、陷波滤光片等，以及它们在不同光学系统中的应用。同时，阐述了各种薄膜制备技术，如离子辅助沉积、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等，并讨论了薄膜的附着力、耐磨性、环境稳定性等关键性能的检测方法。 第六章 光源与照明光学 本章聚焦于光学系统中的光源选择和照明光学设计。介绍了各种常见光源的特性，包括白炽灯、荧光灯、LED、激光器等，以及它们的光谱特性、亮度和寿命等参数。随后，阐述了照明光学设计的基本原理，包括光通量、照度、亮度分布等概念，以及如何利用反射器、透镜、衍射元件等光学元件实现对光强的控制和光束的整形。本章包含了LED照明的二次光学设计、投影仪的照明系统设计等实际应用案例。 第七章 成像光学系统 本章深入分析各类成像光学系统的设计原理和应用。详细介绍了望远镜（折射式、反射式、折反射式）、显微镜（明视场、暗场、相差）、相机镜头（广角、标准、长焦）、投影仪镜头等典型成像系统的设计要点和性能指标。对不同系统中的像差控制、视场大小、分辨率要求等方面进行了详细的探讨，并结合实际产品案例进行说明。 第八章 非成像光学系统 本章探讨了不以形成清晰图像为目的的光学系统设计。主要内容包括：聚光器（如太阳能聚光器、舞台照明聚光器）的光强分布设计；准直器（如激光准直器）的光束质量控制；以及光学照明器的漫射与混合照明设计。本章着重于能量的收集、传输和分布，重点介绍了朗伯余弦定律、惠更斯-菲涅尔原理在非成像光学设计中的应用。 第九章 光学系统集成与测试 本章关注光学系统的集成以及最终的性能测试。从光学元件的装配公差分析开始，探讨了不同元件在系统集成过程中可能引入的误差以及如何通过设计和制造工艺来控制这些误差。详细介绍了光学系统的光学性能测试方法，包括使用光学传递函数（OTF）测试仪、像差仪、以及实物场景模拟测试等。本章强调了系统级性能验证的重要性。 第十章 光学工程应用与前沿 本章将前面章节的知识融会贯通，展示了光学工程在各领域的广泛应用，如：生物医学光学（内窥镜、眼科仪器）、工业检测（机器视觉、条码扫描）、通信（光纤通信、自由空间光通信）、以及消费电子产品（智能手机摄像头、VR/AR设备）中的光学应用。同时，对当前光学工程领域的前沿技术，如超透镜、计算光学、自适应光学等进行了介绍，为读者展望未来的发展趋势。 本书内容丰富，理论与实践相结合，逻辑清晰，语言流畅，力求做到既有深度又不失广度，能够作为高等院校相关专业本科生、研究生以及光学工程师的参考教材或技术手册。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为，《几何量精度设计与检测》会是一本偏向理论、晦涩难懂的书籍，尤其是在“检测”这一部分，我脑海里浮现的是一堆复杂的公式和图表。然而，这本书的编排方式和内容呈现，却给了我一个巨大的惊喜。它不仅仅是纸上谈兵，而是将理论与实践紧密地结合在了一起，让原本枯燥的知识变得生动有趣，甚至可以说是“看得懂”、“学得会”。 书中在讲解各种测量仪器和技术时，都附带了非常清晰的原理图和实际操作步骤。我尤其欣赏的是，它没有仅仅停留在介绍“有什么”的层面，而是深入分析了“为什么这样做”以及“这样做有什么优势和局限性”。例如，在介绍坐标测量机（CMM）时，它不仅讲解了其工作的基本原理，还分析了不同测量探针的选择、测量路径的优化、误差补偿的策略，甚至是如何进行不确定度评估。这些细节的阐述，让我对CMM这一强大的测量工具，有了从“知道名字”到“理解内核”的飞跃。我甚至觉得，这本书可以作为CMM操作人员的进阶培训手册。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为《几何量精度设计与检测》会是一本充满冰冷公式和枯燥图表的书，但事实证明，我错了。这本书在深入探讨专业知识的同时，还非常注重理论与实践的结合，通过大量的工程案例和图示，将抽象的概念变得具象化，易于理解。我尤其欣赏书中关于“公差分析”的讲解，它不再是简单的尺寸叠加，而是引入了更科学的统计学方法，比如蒙特卡洛模拟，让我明白了如何在设计阶段就预判和控制潜在的装配风险。 这本书不仅讲了“怎么设计”，还深入地讲了“怎么检测”。我之前一直对形位公差的检测方法感到困惑，总觉得有些测量项目难以操作，或者结果不稳定。但书中对各种检测仪器（如三坐标测量机、光学影像测量仪等）的工作原理、测量流程、误差补偿策略的详细介绍，让我对检测技术有了更深刻的认识，也理解了为什么某些检测项目会如此重要。我甚至觉得，这本书可以作为质量检测工程师的“案头必备”，帮助他们更好地理解测量背后的原理，提高检测的准确性和效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，可以说是一场思维的“重塑”。在我翻阅之前，对于“制造精度”这个概念，我总是将其局限于“把东西做得很准”这一层面，觉得这更多的是一个工艺和技术的问题，是师傅的手艺活，或者是先进设备能达到的物理极限。然而，《几何量精度设计与检测》却把这个概念提升到了一个全新的理论高度，让我看到了它背后隐藏的深刻的数学原理和工程哲学。 书中对于“基准”的论述，让我耳目一新。我之前以为基准就是随便找一个面或者一个孔作为参照物，方便测量而已。但这本书系统地讲解了如何选择最优的基准，如何设计多基准系统，以及基准的误差如何传递。它让我认识到，基准的选择不仅仅是测量上的便利，更是决定整个零件制造过程的“游戏规则”。一个好的基准，能够最大程度地减少加工和测量误差的累积，保证最终产品的精度。我甚至开始思考，在设计阶段，如何通过优化基准的设计，来反过来指导工艺流程的制定，从而实现从源头上控制精度。这是一种“主动控制”的思维，与我之前被动接受结果的认知有着天壤之别。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《几何量精度设计与检测》，听起来非常专业，我之前也接触过一些关于机械设计和制造的书籍，但对于“几何量精度”这个概念，我总觉得有些模糊，以为就是一般的尺寸和形状要求。然而，当我真正翻开这本书，并深入阅读后，我才意识到，我对“精度”的理解，实在是太过于肤浅和片面了。 书中对“形位公差”的讲解，让我大开眼界。它不仅仅是列举了直线度、平面度、角度、位置度等名词，而是深入剖析了这些公差的物理含义、设计意图、标注规范以及最重要的——如何进行有效的检测。我印象最深刻的是关于“基准”的学习，以及基准如何影响形位公差的评价。书中通过大量的图例和工程实例，形象地展示了在一个复杂的装配体中，如何合理地选择和定义基准，以及基准的变化如何导致检测结果的差异。这让我明白，很多时候，我们觉得产品不合格，可能并不是零件本身做得不好，而是我们对它的“要求”或者“测量方法”出现了问题。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《几何量精度设计与检测》时，我本来是抱着一种“既然书名这么写了，那肯定就是讲设计如何保证精度，以及如何检测这些精度”的朴素想法。然而，真正翻开书页，我才发现事情远非如此简单，这本著作的深度和广度，远远超出了我最初的预设。它不仅仅是在告诉你“怎么做”，更是深入剖析了“为什么这样做”，并且给出了背后的一整套科学逻辑和方法论。 比如说，书中关于公差分析的部分，我一直以为就是简单的加加减减，看看零件尺寸的总和会不会超差。但它引入了更精密的统计学原理，比如蒙特卡洛模拟，让我第一次理解到，在实际生产中，每一个零件的尺寸都不是一个固定的数值，而是在一个概率分布范围内波动的。这就意味着，单纯的点对点计算，很容易忽略掉那些极端但又真实存在的组合情况，导致设计上的潜在风险。书里通过大量的案例，详细阐述了如何运用这些统计方法，来更准确地评估装配精度，甚至是如何在设计阶段就预设好这些统计特性，从而达到更高的可靠性。我甚至发现，它还触及到了六西格玛绿带、黑带等质量管理工具与几何精度设计之间的联系，这对于我理解产品全生命周期的质量控制，有了全新的视角。

评分☆☆☆☆☆

在我拿到《几何量精度设计与检测》之前，我对“精度”这个词的理解，大多停留在“尺寸要准”这个层面，比如一个零件的长度是100毫米，那么实际做出来就要尽可能接近100毫米。但这本书，彻底颠覆了我对精度的认知，让我明白，在现代精密工程领域，“精度”远不止于此，它是一个多维度、多层次的概念。 书中关于“形位公差”的系统阐述，让我第一次真正理解了“形状”和“位置”的精度要求有多么重要。我之前以为，只要零件的尺寸符合要求，那它在装配时就不会有问题。但这本书通过大量的案例，展示了即使尺寸完全符合要求，如果零件的平面度不好，或者孔的垂直度不够，都会导致装配困难，甚至影响整个系统的正常运转。书中对各种形位公差的定义、标注方式、检测原理都进行了极其详尽的介绍，并且提供了大量的图例，让我能够直观地理解这些抽象的概念。尤其是关于“最大实体条件”、“最小实体条件”以及“独立原则”的讲解，更是让我对公差分析有了全新的认识，明白如何更有效地控制配合精度。

评分☆☆☆☆☆

读到书中关于形位公差这一块，我才意识到，我过去对“精度”的理解是多么的片面和狭隘。以往我总觉得精度就是尺寸要对，比如长度、直径、角度这些，越小越好。但这本书让我明白，在现代精密制造领域，零件的形状（比如直线度、平面度、圆度）和位置（比如平行度、垂直度、定位度）的精度，往往比单纯的尺寸精度更为关键，甚至决定了产品的核心功能和性能。 书中对每一种形位公差的定义、标注方法、检测原理都进行了极为详尽的阐述。我印象最深刻的是关于“最大实体条件”和“最小实体条件”的讲解。我之前一直对这些术语感到模糊，总觉得有点故弄玄虚。但通过书中配合大量的图示和具体的工程实例，我才恍然大悟，原来这些概念是如此重要，它们直接影响到零件的配合性质、运动的平稳性以及产品的可靠性。书中还详细介绍了各种检测仪器和检测方法，从传统的量块、量具，到现代的坐标测量机（CMM）、光学测量仪，甚至三维扫描仪，以及各种检测软件的原理和应用，让我感觉自己仿佛走进了精密测量的世界，对每一个微小的尺寸和形状都充满了敬畏。

评分☆☆☆☆☆

读完《几何量精度设计与检测》，我最大的感受就是，我对“精度”这个概念的理解，得到了一个质的飞跃。我之前总以为，精度就是把零件做得越来越小，公差开得越来越小，这样就好了。但这本书让我明白，精度是一个非常复杂且多层面的概念，它涉及到形状、位置、尺寸、表面粗糙度等等，并且这些要求之间是相互关联、相互制约的。 书中关于“基准”的系统讲解，对我来说，简直是一场“启蒙”。我之前在实际操作中，常常会因为基准选择不当，导致测量结果反复出现较大的偏差，却又找不到根本原因。这本书则深入浅出地讲解了如何科学地选择基准，如何构建多基准系统，以及基准误差的传递和影响。这让我明白了，基准的合理性，是保证测量准确性和设计可实现性的基石。此外，书中对各种测量仪器和方法的介绍，也让我大开眼界，从传统的量具到现代的坐标测量机，每一种仪器都有其独特的原理和应用场景，而如何正确地选择和使用这些仪器，更是保证测量精度的关键。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《几何量精度设计与检测》的过程中，我有一个非常强烈的感受，那就是这本书不仅仅是在传授知识，更是在塑造一种“工程思维”和“精益求精”的态度。我过去在工作中，常常会遇到一些小小的尺寸偏差或者形状不符合要求的情况，但往往因为“不影响大局”，或者“改起来太麻烦”，就没有去深究原因，更别提从设计源头去解决。 这本书则让我认识到，每一个细微的误差，都可能在后续的加工、装配过程中被放大，最终导致产品性能的下降，甚至失效。它强调的是一种“预防为主”的理念。书中对“设计”和“检测”的联系，进行了非常深入的探讨。它告诉我们，设计不仅仅是画出零件的形状和尺寸，更要考虑如何制造，如何测量，以及在制造和测量过程中可能出现的各种误差。这种“一体化”的设计思路，让我之前对设计和制造之间隔阂的认知，有了根本性的改变。我甚至开始反思，我过去在设计中，是不是过于关注功能实现，而忽略了加工的可行性和检测的便捷性。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我对《几何量精度设计与检测》这本书并没有抱太高的期望，我总觉得这类技术性很强的书籍，要么就是理论堆砌，要么就是操作手册，很难做到既有深度又不失趣味。然而，当我真正沉浸在这本书的内容中时，我才发现，我之前的想法是多么的狭隘。这本书所展现出的深度和广度，完全超出了我的想象，它不仅仅是在讲“怎么做”，更是在引领我思考“为什么这样做”。 书中关于“误差链分析”的讲解，尤其让我印象深刻。我过去在设计过程中，常常会忽略掉零件之间尺寸累积产生的误差，觉得只要单体的尺寸精度达到要求就可以了。但这本书通过非常详细的数学模型和图解，让我看到了误差是如何在多个环节中进行传递和累积的，并且给出了如何通过优化设计来控制误差链，从而保证最终装配精度的系统性方法。这是一种“全局观”的思维，让我意识到，在精密设计中，每一个细节都至关重要，不能顾此失彼。我甚至觉得，这本书的内容，不仅适用于机械设计领域，对于很多其他需要精密控制的行业，都具有很强的借鉴意义。