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| 編輯推薦： |
适读人群：舞台行业中设计、施工、安装及操作舞台设备的技术人员，舞台技术专业、机械专业师生
耶鲁戏剧学院教授经典著作，戏剧专业必备图书，国内知名教授编译，中国工程院院士朵英贤作序推荐！
展示众多舞台设计实例，提供完整的舞台设计流程，从一般概念到具体细节一网打尽！
一台机械装置可以抓起万钧的重物，也可以轻轻地投下一根羽毛。它的实现也许就像使用一套气缸机构来关闭门扇那样简单；或者就像观众厅顶上安装的枝形吊灯，用多台卷扬机分别提升它的各个单元并控制其同步那样复杂。舞台上有蓄电池驱动的无线控制的小船，液压升降吊车，模仿百年以前的马拉赛车以及跑在轨道上冒着烟雾、火花和蒸汽的机车等。所有用于实现这些舞台效果的机械都只围绕一个共同点，就是专门设计和制造用来实现导演和布景设计师的艺术目标。
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| 目錄：
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序
编译者说明
前言
第1篇舞台机械物理学
第1章基础概念和定义3
1.1基本原理3
1.2位移4
1.3平移的定义4
1.4速率和速度5
1.5加速度7
1.6x、v和a之间的图像关系7
1.7练习题9
第2章匀加速运动公式10
2.1匀加速运动10
2.2匀加速运动的常用公式11
2.3已知时间和距离的运动14
2.4重力加速度16
2.5练习题17
第3章加速物体的力：F加速18
3.1概述18
3.2牛顿运动定律18
3.3质量和力19
3.4质量和力的换算20
3.5重量20
3.6加速物体需要的力21
3.7练习题22
第4章摩擦力：F摩擦23
4.1摩擦复杂性及简化23
4.2定义24
4.3滑动摩擦25
4.4静摩擦26
4.5动摩擦27
4.6摩擦因数的测量28
4.7滚动摩擦30
4.8绳在柱面上的摩擦31
4.9练习题34
第5章起升力：F起升35
5.1重力、重量和起升力35
5.2起升力35
5.3平衡重36
5.4练习题37
第6章最大功率和力38
6.1功率38
6.2最大功率39
6.3最大力42
6.4练习题43
第7章旋转运动的基本原理45
7.1旋转运动的定义45
7.2坐标系45
7.3角位移46
7.4角速度48
7.5角加速度48
7.6线性关系和旋转关系之间的转换49
7.7向心加速度49
7.8恒角加速度的公式50
7.9转矩51
7.10练习题52
第8章加速质量的转矩：T加速54
8.1概要54
8.2转动惯量54
8.3旋转轴线的变换57
8.4wk259
8.5加速物体的转矩59
8.6滚动体64
8.7练习题65
第9章克服摩擦的转矩：T摩擦66
9.1转动和摩擦66
9.2由摩擦产生的转矩：T摩擦67
9.3脚轮摩擦及转台67
9.4回转轴承的摩擦71
9.5练习题75
第10章起升转矩：T起升77
10.1概要77
10.2质量中心78
10.3起升转矩79
10.4练习题82
第11章最大功率和转矩84
11.1功率84
11.2最大功率85
11.3最大转矩92
11.4质量和弹性振动93
11.5练习题94
第12章多种运动的组合96
12.1概要96
12.2直线运动和旋转运动的功率组合96
12.3功率方程的转换条件公式99
12.4多种速度组合的影响101
12.5练习题105
第2篇舞台机械部件
第13章安全108
13.1一般概念108
13.2风险评估109
13.3消除危险109
13.4单件失效预防设计110
13.5设计系数和安全系数111
13.6紧急停机112
13.7相关法规和标准112
13.8正式程序113
13.9检查及维修114
13.10补充信息115
第14章驱动装置116
14.1电动、液动或气动116
14.2驱动机116
14.3电动机116
14.4常见的电动机类型117
14.5规格和配置118
14.6制动减速电动机119
14.7速度转矩曲线119
14.8机壳120
14.9服务系数120
14.10选择电动机120
14.11液压执行机构121
14.12气压执行机构121
14.13缸122
14.14缸的安装形式和活塞杆的尺寸123
14.15止动管125
14.16缸的选择125
14.17平衡阀127
14.18补充信息127
第15章减速128
15.1减速128
15.2减速方法129
15.3补充信息141
第16章轴142
16.1轴的基础知识142
16.2轴的强度142
16.3轴直径和扭转刚度的经验规则143
16.4轴的其他应力源144
16.5轴的弯扭组合分析145
16.6共振速度146
16.7应力集中147
16.8键和键槽147
16.9实际轴设计的考虑149
16.10补充信息153
第17章轴承和轮154
17.1轴承154
17.2滚动轴承154
17.3滑动轴承155
17.4压力和速度计算156
17.5带座轴承157
17.6直线轴承158
17.7回转支承或转盘轴承159
17.8凸轮从动件160
17.9轨道承载能力161
17.10选择轴承应考虑的问题162
17.11滚轮及脚轮163
17.12滚轮及脚轮的相关术语163
17.13专用轮164
17.14补充信息164
第18章钢丝绳和滑轮165
18.1钢丝绳165
18.2钢丝绳的相关术语165
18.3检查168
18.4滑轮168
18.5滑轮的相关术语169
18.6补充信息171
第19章卷筒172
19.1有槽卷筒172
19.2卷筒的类型172
19.3卷筒部件173
19.4卷筒的材料174
19.5绳槽尺寸175
19.6卷筒的直径175
19.7卷筒的长度175
19.8卷筒槽每英寸螺纹线数176
19.9钢丝绳的锚固177
19.10卷筒的制造177
19.11卷筒绕绳方式178
19.12补充信息179
第20章螺旋副180
20.1螺旋副的基本原理180
20.2滑动螺旋副爱克米螺纹（英制T形螺纹）181
20.3滚动螺旋副滚珠丝杠182
20.4常见螺旋副的使用182
20.5补充信息184
第21章制动器185
21.1弹簧装置制动器185
21.2制动噪声187
21.3制动器的安装位置187
21.4手动释放188
21.5安装方向189
21.6流体动力制动回路189
21.7超速制动190
21.8制动与释放速度190
21.9补充信息191
第22章控制元件192
22.1外置传感器192
22.2位置传感193
22.3限位开关速比194
22.4断火195
22.5插接件196
22.6补充信息196
第23章框架及结构197
23.1一般概念197
23.2全护围的框架与敞开的框架197
23.3角钢型与数控切割板型198
23.4钢材与铝材199
23.5安装与操作的选择199
23.6结构设计要考虑的问题200
第3篇机械设计过程
第24章剧场的机械设计204
24.1概要204
24.2五个关键点204
24.3产业和剧场的机械设计207
24.4影响一个人设计能力的因素209
24.5总结213
第25章设计说明215
25.1概要215
25.2什么时候技术规格书是必要的216
25.3一份完整技术说明的要素217
25.4总结227
第26章概念设计228
26.1概要228
26.2概念生成技术229
26.3概念评估233
26.4评估矩阵234
26.5自由度与约束度235
26.6自由度235
26.7一些不同的约束问题238
第27章细化设计239
27.1概要239
27.2分析239
27.3失效模式及后果分析，FMEA241
27.4零部件及材料清单242
27.5绘图242
第28章制造工艺性设计244
28.1概要244
28.2制造工艺性设计244
28.3与工艺性设计有关的问题245
28.4外协加工248
28.5方便装配的设计 250
28.6结论254
第4篇舞台机械纲要
第29章舞台机械纲要256
29.1概要256
29.2多数机器常见的细节257
29.3手动备份259
第30章卷扬机261
30.1概要261
30.2典型应用261
30.3钢丝绳卷筒卷扬机的原理263
30.4链条传动卷扬机的原理263
30.5直接驱动卷扬机的原理264
30.6零偏角卷扬机的原理268
30.7卷扬机的结构细节271
30.8卷扬机的规格问题272
第31章旋转驱动275
31.1概要275
31.2典型应用275
31.3转台驱动原理282
31.4有限转动转台驱动的原理288
31.5机器的细节291
31.6转台驱动的详述293
第32章升降台296
32.1概要296
32.2一种典型应用297
32.3升降台的原理302
32.4液压缸运行升降台和调平技术309
32.5升降台技术参数312
第33章随动布景313
33.1概要313
33.2典型应用313
33.3车台轨道驱动的原理321
33.4电缆拖链机械爪324
参考书目327
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| 內容試閱：
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在舞台上使用的机械有多种多样。一台机械装置可以抓起万钧的重物，也可以轻轻地投下一根羽毛。它的实现也许就像使用一套气缸机构来关闭门扇那样简单；或者就像观众厅顶上安装的枝形吊灯，用多台卷扬机分别提升它的各个单元并控制其同步那样复杂。舞台上有蓄电池驱动的无线控制的小船，液压升降吊车，模仿百年以前的马拉赛车以及跑在轨道上冒着烟雾、火花和蒸汽的机车等。所有用于实现这些舞台效果的机械都只围绕一个共同点，就是专门设计和制造用来实现导演和布景设计师的艺术目标。
本书是有关这类机械的介绍，写作的目的是为设计、施工、安装以及日常操作舞台设备的剧场技术人员提供参考。这些技术人员以及他们的雇主是一个极其多样化的群体。他们在机械设计方面的正规受教育水平跨度很大，从无完整教育到具备机械工程学位的都有。他们对这类设备的操作和使用经验也可能是有限的或者是广泛的，他们可能在教育或社区剧院、大歌剧院工作，或者为百老汇、拉斯维加斯、旅游或主题公园市场等商业性演出场所服务。毫不奇怪，因为可覆盖的主题范围和潜在的观众多样性决定了本书所包含的内容永远也无法满足这方面的所有人，这是一项不可能完成的目标。然而本书提供了良好的基础开端，其主要目的是作为对这个领域感兴趣的剧场技术人员的参考书。
本书可作为Alys Holden和Bronislaw
Sammler的《舞台结构设计》（Structural Design for the Stage）的配套教材，因为结构和机械设计常常交织在一起。在耶鲁戏剧学院，《舞台结构设计》安排了超过三个学期的毕业生水平的课程，其中两个学期是在三年制的第一年。本书的第1部分和第2部分，舞台机械物理学和舞台机械部件安排在第二学年的第一学期。学生经过前一年课程的学习已经具备了木材和钢材的结构知识，并且可应用数学手段解决大部分的问题。第三年作为机械设计选修课，包括第3和第4部分，机械设计过程和舞台机械概要，作为机械设计课程的参考。
另一个与之配套的大量可选材料来自因特网上关于特征、规格以及各种机械部件的推荐应用等。以前，印刷材料作为技术人员收集保存的主要参考资料。但是今天所有的信息更多地通过网络可在世界上任何地方方便迅速地获得，查到它们不是很困难，因为任何搜索引擎都会搜到数百条诸如轴承座减速电动机之类的信息，选择资料已不再是麻烦的事情，但随之而来的可能是部分发行人员提供的品牌成为您查找信息的关键限制。
机械设计需要如此多的信息，但目前没有一本书能包括全部内容，因此本书应该是唯一的开端。我曾经考虑许久将书名修改为《舞台机械设计介绍》。整本书已经介绍了每一个单独的主要机械部件：滚子链、齿轮减速器、轴承以及电动机等。一本名为《螺栓连接的设计与性能介绍》的书就有950页之多，而且仅仅是介绍！
本书一开始，插图就是一个关键，在现有的资料里很难找到靠近这个题目且能重现的小黑白照片，能找到的往往都不能清楚地显示设备的状况。因此，这里采用的是线条图，有些按插图严格地绘制而成，有些是直接从现有设备结构绘图中选出的。自始至终想表达设备装置的原理，但并不提供加工制造图。本书的主导思想是提供进入机械设计的每一个步骤，而这些无尺寸的描述绝不会让你轻易放弃。现在是否比照片表达原理更清晰，将由读者来判断。
另一个问题是单位的混合使用，在美国人们往往习惯于使用传统的单位制（很早就确立的，但现在与英制单位略有不同）。当然，在世界上其他地方使用的是米制单位，许多美国购进的设备部件都是欧洲或亚洲制造的，因此电动机功率的单位为W，缺损零件需要米制尺寸配件，且质量的单位是kg，这是需要我们熟悉的问题。在第1～6章中的例题和复习题都混合使用了传统单位制和米制单位制。由于本书的基础原理比较简单，故混合使用单位的麻烦还不是太大。在后续章节中的公式还是用两种单位制进行介绍，但例题和复习题将全部用传统单位制。这不是很理想，但由于问题复杂程度和例题的长度不便使用混合单位。这将给习惯使用米制单位的人们使用这本书带来不便。
本书不包括运行设备所需要的控制系统的内容，机械控制系统由于内容足够多，应由专门的书籍介绍。从安全角度考虑，机械控制系统更多地涉及操作者，在机械整体系统设计中具有专门的职责。
本书中有一些警告和声明，应注意遵守。即使舞台自动化系统中的每一个部分都能正常运行，搬用布景本身也会有危险存在。安全问题始终存在于机械的设计、制造、安装和使用以及演出的全过程中。在工作中应有认真的态度和正确的方法。请服务工程师来验证你的工作，或者开发一种不在你的能力范围内的机器都应有认真的态度和正确的方法。在使用潜在不安全的设备时应坚持你的权利，养成说不的习惯。因为没有人比你更了解你能做什么或不能做什么。机械设计需要一定的心态和一定的个性，通过学习和实践来获得知识和经验，工作中应善于观察，注重实际，作风严谨，偏于保守，保证安全。
我要感谢在本书的写作过程中提供过帮助的很多人，第一个也是最主要的是Adirondac工作室的Colin Buckhurst，从我多年作为课堂讲义的一大堆笔记和插图中整理出了第2部分的第13～23章。没有他大量卓有成效的工作，本书至今不会完成。感谢Hudson布景工作室的Chuck Adomanis，当时他还是耶鲁戏剧学院的学生，他的工程设计论题和设计过程引起了我的注意，在本书中所涉及相关的内容直接由他编写。Hudson布景工作室的主人Neil Mazzella和Corky Boyd给了我大量的在百老汇音乐剧项目中工作的机会以及提供了在这里发布信息的经历。
我也要感谢Bob Goddard、Loren
Schreiber和Fritz Schwentker。他们读了本书的底稿，并为更正和修订提出了许多有益的意见。要不是我的拖延和写作速度太慢，他们的许多想法本来可以更充分地挖掘和实施，毫无疑问将会使最终结果更加丰富。
我要感谢所有耶鲁戏剧学院的那些人们，他们创造了一套程序，期望对技术剧场的艺术构成持续调查。这都是技术设计和生产部门的主席Ben Sammler在技术管理和结构设计的范围里倡导的结果，并且他鼓励其他人在自己专业领域发挥专长。近30年来，耶鲁戏剧学院技术专业的学生们持续积累了这些材料。他们的问题和意见铸成了材料的深度，我感谢他们的耐心、学识和强烈的求知欲。
Alan Hendrickson于康涅狄格州纽黑文
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