工業技術原理概論（簡體書）

國家教育部推出了一系列提升高校教學質量的措施，在各行各業推進"供給側改革"倒逼產業鏈的整體改革；在教育教學領域也在按照就業市場需求，自我強化，完善教學與培養機制體制的改革，首當其衝的就是編寫適應市場需求、強化實際操作的教材，《工業技術原

陸永耕， 教授、博士，畢業于中國礦業大學，多年從事教學科研工作，負責或參與20余項橫向項目的研究，在建模與控制方面作了許多工作。發表論文40餘篇，研究方向為工業自動化與過程控制。

第一部分基礎篇

第1章機械鐘錶結構與原理3

1.1時間與時鐘3

1.1.1時間與計時3

1.1.2擒縱調速與走時5

1.2機械鬧鐘結構與原理6

1.2.1機械式鬧鐘6

1.2.2走時系統結構與原理8

1.3機械手表自動系結構和工作原理15

1.3.1機械手表自動系工作原理15

1.3.2全自動手錶上條結構16

習題18

第2章汽車自動變速器與差速器19

2.1輪系與傳動比19

2.2自動變速器原理23

2.2.1自動變速器的分類23

2.2.2自動變速器的基本組成和工作原理24

2.2.3自動變速器選擋杆的使用26

2.2.4典型液力變矩器27

2.3單排行星齒輪機構29

2.3.1單排行星齒輪機構的組成29

2.3.2單排行星齒輪機構的運動規律29

2.3.3單排行星齒輪機構不同的動力傳動方式30

2.4辛普森式行星齒輪變速器31

2.4.1四擋辛普森行星齒輪變速器的結構31

2.4.2四擋辛普森行星齒輪變速器各擋傳遞路線33

2.5拉威娜式行星齒輪變速器37

2.5.1四擋拉威娜行星齒輪變速器的結構與組成37

2.5.2四擋拉威娜行星齒輪變速器各擋傳遞路線37

2.6汽車差速器結構與工作原理41

2.6.1同步裝置的基本結構41

2.6.2差速器結構原理41

習題44

第3章製冷與熱機原理45

3.1概述46

3.2製冷方法48

3.3製冷介質48

3.4製冷方式50

3.4.1單級蒸氣壓縮式製冷循環50

3.4.2多級與複疊式製冷54

3.5空調器工作原理56

3.5.1空調器的基本功能與結構56

3.5.2可制熱空調器的工作過程58

3.5.3空調製冷壓縮機與冰箱製冷壓縮機的區別59

3.6蒸汽機與內燃機的工作原理61

3.6.1蒸汽機與循環過程61

3.6.2內燃機62

3.6.3往復活塞式內燃機的工作原理63

3.6.4燃氣輪機64

習題66

第4章慣性陀螺器件與導航67

4.1慣性與陀螺67

4.2陀螺結構與原理69

4.3陀螺儀的理論基礎72

4.3.1陀螺儀工作原理72

4.3.2陀螺進動分析76

4.3.3多自由度陀螺儀78

4.4陀螺羅經結構與原理79

4.4.1陀螺羅經穩定指北80

4.4.2陀螺羅經的誤差82

4.4.3陀螺盤的章動和進動分析85

習題86

第二部分提高篇

第5章機械結構與振動91

5.1振動91

5.2結構振動微分方程94

5.2.1運動方程的建立95

5.2.2建立運動方程實例96

5.2.3單自由度結構體系97

5.2.4多自由度結構體系(不計阻尼)98

5.2.5無限自由度結構體系98

5.3結構的動力特性99

5.3.1結構的自振頻率99

5.3.2結構的振型 100

5.3.3結構的阻尼 100

5.4振型疊加法和直接積分法101

5.4.1結構體系運動方程101

5.4.2結構振型分解法101

5.4.3直接積分法103

5.5連續彈性體的振動105

5.5.1直杆的縱向振動105

5.5.2板的橫向振動108

5.5.3梁的橫向振動109

5.5.4固有頻率的近似解法110

5.6受迫振動與實驗111

5.6.1梁的受迫振動計算111

5.6.2振動模態實驗112

習題116

第6章礦物、選礦與造粒成球117

6.1礦物117

6.1.1非金屬礦物117

6.1.2金屬礦物124

6.2選礦127

6.2.1重力選礦127

6.2.2水力分級選礦128

6.2.3跳汰選礦133

6.2.4重介質選礦136

6.2.5幹法選煤138

6.3造粒與成球138

習題140

第7章超聲波與測向原理141

7.1超聲波原理141

7.2多普勒效應及其應用143

7.3超聲波裝置與應用144

7.4均勻聲呐線陣列148

7.4.1均勻線陣列指向性函數148

7.4.2波束形成的技術原理148

7.4.3聲呐波束的形成149

習題150

第8章編碼與解碼原理151

8.1算術編碼原理151

8.1.1算術編碼151

8.1.2算術編碼算法155

8.1.3數字信號算術編碼過程157

8.2幾種編碼方法158

8.2.1霍夫曼（Huffman）編碼158

8.2.2游程編碼159

8.2.3算術編碼與Huffman編碼的區別 160

8.3非接觸式IC卡(RFID)與曼徹斯特編碼161

8.3.1非接觸式IC卡的工作原理161

8.3.2曼徹斯特(Manchester)編碼163

8.3.3格雷碼164

8.4條形碼編碼166

8.4.1條形碼166

8.4.2二維碼170

習題170

第三部分進階篇

第9章坐標與投影變換173

9.1幾何變換173

9.1.1二維變換矩陣174

9.1.2幾何變換174

9.1.3坐標系之間的變換176

9.2投影變換177

9.2.1二維射影變換177

9.2.2二維射影坐標177

9.2.3二維射影對應的坐標表示179

9.2.4射影變換的不變元素179

9.3霍夫(Hough)變換181

9.3.1Hough變換過程181

9.3.2Hough變換算法182

9.4空間坐標轉換184

9.4.1天球的主要點、線、圈185

9.4.2地球坐標系187

9.5視覺成像原理與標定188

9.5.1小孔攝像機模型189

9.5.2標定原理191

9.5.3標定求解過程192

習題194

第10章視覺與圖像重建195

10.1視覺色彩195

10.2層析掃描技術與Radon變換198

10.2.1計算機層析掃描技術198

10.2.2Radon變換的定義與應用203

10.3圖像重建205

10.3.1傅裡葉(Fourier)變換的重建方法205

10.3.2扇形投影的重建方法207

10.4指紋識別210

10.4.1指紋圖像獲取211

10.4.2指紋圖像處理212

10.4.3指紋識別方法 213

10.5視覺錯覺215

習題215

第11章微波與光學器件216

11.1微波的特點與研究方法216

11.1.1微波的特點216

11.1.2微波的研究方法217

11.2微波傳輸線的基本理論218

11.2.1導行電磁波與導行機構――傳輸線218

11.2.2史密斯圓圖221

11.2.3無耗傳輸線的阻抗匹配225

11.3規則金屬波導226

11.3.1各種類型的微波傳輸線 227

11.3.2規則金屬管內電磁波228

11.3.3矩形波導230

11.3.4圓波導235

11.4微波電抗元件238

11.5光學成像器件239

11.5.1常規光學器件240

11.5.2光學成像裝置實驗245

習題246

第12章冶金與化工原理248

12.1高爐煉鐵254

12.1.1高爐煉鐵工藝254

12.1.2高爐本體及主要構成255

12.1.3高爐冶煉產品256

12.1.4高爐煉鐵原料和燃料258

12.2鐵礦燒結與高爐內反應261

12.2.1燒結反應過程261

12.2.2高爐內物理化學反應261

12.3典型化學反應器的結構與原理267

12.3.1板式塔精餾操作267

12.3.2填料塔吸收269

12.3.3液液萃取270

12.3.4銅的浸出、萃取與置換272

習題273

第13章空間與距離274

13.1空間與距離的概念274

13.1.1空間274

13.1.2相似275

13.1.3距離275

13.1.4空間類型與變量的關係280

13.2廣義距離與差異判別281

13.2.1廣義距離281

13.2.2異常檢測283

習題284

參考文獻285