机械设计手册 第六版 第4卷 (2016年版)

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机械设计手册(第六版 第4卷)

出版时间: 2016

  《机械设计手册》第六版共5卷,涵盖了机械常规设计的所有内容。其中第1卷包括一般设计资料,机械制图、极限与配合、形状和位置公差及表面结构,常用机械工程材料,机构,机械产品结构设计;第2卷包括连接与紧固,轴及其连接,轴承,起重运输机械零部件,操作件、小五金及管件;第3卷包括润滑与密封,弹簧,螺旋传动、摩擦轮传动,带、链传动,齿轮传动;第4卷包括多点啮合柔性传动,减速器、变速器,常用电机、电器及电动(液)推杆与升降机,机械振动的控制及利用,机架设计;第5卷包括液压传动,液压控制,气压传动等。《机械设计手册》第六版是在总结前五版的成功经验,考虑广大读者的使用习惯及对《机械设计手册》提出新要求的基础上进行编写的。《机械设计手册》保持了前五版的风格、特色和品位:突出实用性,从机械设计人员的角度考虑,合理安排内容取舍和编排体系;强调准确性,数据、资料主要来自标准、规范和其他**资料,设计方法、公式、参数选用经过长期实践检验,设计举例来自工程实践;反映先进性,增加了许多适合我国国情、具有广阔应用前景的新材料、新方法、新技术、新工艺,采用了新标准和规范,广泛收集了具有先进水平并实现标准化的新产品;突出了实用、便查的特点。《机械设计手册》可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书,也可供高等院校有关专业师生参考使用。



第16篇多点啮合柔性传动

第1章概述16-3

1原理和特征16-3

1.1原理16-3

1.2特征16-3

2基本类型16-3

2.1分类16-3

2.2悬挂形式与其他特征的组合16-4

3结构和性能16-4

4优越性及应用16-11

4.1优越性16-11

4.2应用16-11

5有关结构实例的说明16-11

第2章悬挂安装结构16-12

1整体外壳式16-12

1.1初级减速器固定式安装结构16-12

1.2初级减速器悬挂式安装结构16-12

1.2.1初级减速器串接柔性支承为拉压杆(或弹簧)16-12

1.2.2初级减速器串接柔性支承为弯曲杆16-13

2固定滚轮式(BF型)16-15

3推杆式(BFP型)16-16

4拉杆式(BFT型)16-16

5偏心滚轮式(TSP型)16-18

第3章悬挂装置的设计计算16-19

1整体外壳式16-19

1.1全悬挂、自平衡扭力杆装置16-19

1.2全悬挂、扭力杆串接弯曲杆装置16-19

1.3全悬挂、弹簧串接拉压杆装置16-20

1.4全悬挂、弹簧液压串接弹簧装置16-21

1.5全悬挂、单作用式拉压杆装置16-21

2固定滚轮式(BF型)16-21

3推杆式(BFP型)16-23

4拉杆式(BFT型)16-24

5偏心滚轮式(TSP型)16-28

第4章柔性支承的结构型式和设计计算16-31

1单作用式16-31

2自平衡式16-34

3并接式(双作用式)16-35

4串接式16-37

5调整式16-40

6液压阻尼器16-41

第5章专业技术特点16-42

1均载技术16-42

1.1单台电动机驱动多个啮合点时16-42

1.2多台电动机驱动多个啮合点时16-42

1.2.1自动控制方法16-42

1.2.2机电控制方法16-43

2安全保护技术16-44

2.1扭力杆保护装置16-44

2.2过载保护装置16-45

3中心距可变与侧隙调整16-46

3.1辊子的外形尺寸和性能16-46

3.1.1辊子的外形尺寸16-46

3.1.2辊子的性能16-47

3.2侧隙调整和控制16-47

3.2.1齿轮侧隙在传动中的重要性16-47

3.2.2传动最小侧隙的保证16-48

4设计与结构特点16-49

4.1合理确定末级传动副的型式和结构参数16-49

4.1.1销齿传动等新型传动应逐步推广和发展16-49

4.1.2目前末级减速宜采用高度变位渐开线直齿齿轮16-50

4.2啮合点数的选择16-50

4.3各种悬挂安装形式的特点及适用性16-50

4.3.1整体外壳式(PGC型等)16-51

4.3.2固定滚轮式(BF型)16-51

4.3.3推杆式(BFP型)16-51

4.3.4拉杆式(BFT型)16-51

4.3.5偏心滚轮式(TSP型)16-51

4.4柔性支承的特性和结构要求16-51

4.4.1单作用式16-51

4.4.2自平衡式16-52

4.4.3并接式(双作用式)16-52

4.4.4串接式16-52

4.4.5调整式16-52

第6章整体结构的技术性能、尺寸系列和选型方法16-53

1国内多柔传动装置的结构、性能和尺寸系列16-53

1.1整体外壳式之一(PGC型,四点啮合,自平衡扭力杆)16-53

1.2整体外壳式之二(四点啮合,自平衡扭力杆串接弯曲杆)16-54

1.3整体外壳式之三(四点啮合,单作用弹簧缓冲装置串接拉压杆,有均载调节机构)16-55

1.4整体外壳式之四(两点啮合,自平衡扭力杆串接弯曲杆)16-57

1.5固定滚轮式(BF型)16-58

1.6拉杆式(BFT型,两点啮合,自平衡扭力杆串接弹簧)16-59

2国外多柔传动装置的结构、尺寸系列及选型16-62

2.1日本椿本公司的尺寸系列及选型方法16-62

2.1.1拉杆式(BFT型)16-62

2.1.2固定滚轮式(BF型)和推杆式(BFP型)16-64

2.2德国克虏伯公司BFT型尺寸系列16-66

2.3法国迪朗齿轮公司BFT型尺寸系列及选型方法16-67

第7章多点啮合柔性传动动力学计算16-71

1全悬挂多点啮合柔性传动扭振动力学计算(以氧气转炉为例)16-71

1.1系统力学模型16-71

1.2建立运动微分方程(三质量系统,按非零度区预张紧启动工况)16-73

1.3运动微分方程求解16-73

1.3.1固有振动解(按模态分析法)16-73

1.3.2强迫振动解16-75

1.4扭振力矩16-79

2半悬挂多点啮合柔性传动扭振动力学计算(以烧结机为例)16-79

2.1系统力学模型16-79

2.2建立运动微分方程(四质量系统)16-81

2.3运动微分方程求解(初始条件为零)16-81

2.4系统扭振力矩的计算16-88

3分析说明16-88

4结论16-88

第7章附录16-89

参考文献16-92

第17篇减速器、变速器

第1章减速器设计一般资料及设计举例17-3

1减速器设计一般资料17-3

1.1常用减速器的分类、形式及其应用范围17-3

1.2圆柱齿轮减速器标准中心距(摘自JB/T 9050.4—2006)17-5

1.3减速器传动比的分配及计算17-6

1.4减速器的结构尺寸17-10

1.4.1减速器的基本结构17-10

1.4.2齿轮减速器、蜗杆减速器箱体尺寸17-11

1.4.3减速器附件17-14

1.5减速器轴承的选择17-18

1.6减速器主要零件的配合17-19

1.7齿轮与蜗杆传动的效率和散热计算17-19

1.7.1齿轮与蜗杆传动的效率计算17-19

1.7.2齿轮与蜗杆传动的散热计算17-21

1.8齿轮与蜗杆传动的润滑17-23

1.8.1齿轮与蜗杆传动的润滑方法17-23

1.8.2齿轮与蜗杆传动的润滑油选择(摘自JB/T 8831—2001)17-26

1.9减速器技术要求17-27

1.10减速器典型结构示例17-28

1.10.1圆柱齿轮减速器17-28

1.10.2圆锥齿轮减速器17-32

1.10.3圆锥-圆柱齿轮减速器17-33

1.10.4蜗杆减速器17-34

1.10.5齿轮-蜗杆减速器17-38

2减速器设计举例17-39

2.1通用桥式起重机减速器设计17-39

2.1.1基本步骤17-39

2.1.2技术条件17-39

2.1.3确定工作级别17-39

2.1.4确定减速器速比17-41

2.1.5确定电机功率17-41

2.1.6确定减速器功率17-41

2.1.7安装及装配形式17-41

2.1.8确定传动参数17-42

2.1.9齿轮承载能力计算17-43

2.1.10齿轮修形计算17-46

2.1.11轴系设计17-47

2.1.12轴承选用17-48

2.2风力发电用增速齿轮箱设计17-49

2.2.1概述17-49

2.2.2特点及技术趋势17-49

2.2.3750kW风电齿轮箱设计举例17-49

第2章标准减速器及产品17-65

1ZDY、ZLY、ZSY型硬齿面圆柱齿轮减速器(摘自JB/T 8853—2001)17-65

1.1适用范围和代号17-65

1.2外形、安装尺寸及装配形式17-65

1.3承载能力17-69

1.4减速器的选用17-73

2QDX点线啮合齿轮减速器(摘自JB/T 11619—2013)17-75

2.1适用范围、代号和安装形式17-75

2.2外形、安装尺寸17-77

2.3承载能力17-84

2.4减速器的选用17-90

3DB、DC型圆锥、圆柱齿轮减速器(摘自JB/T 9002—1999)17-94

3.1适用范围和代号17-94

3.2外形、安装尺寸和装配形式17-94

3.3承载能力17-101

3.4实际传动比17-105

3.5减速器的选用17-105

4CW型圆弧圆柱蜗杆减速器(摘自JB/T 7935—1999)17-107

4.1适用范围和标记17-107

4.2外形、安装尺寸17-108

4.3承载能力和效率17-109

4.4润滑油牌号(黏度等级)17-112

4.5减速器的选用17-113

5TP型平面包络环面蜗轮减速器(摘自JB/T 9051—2010)17-114

5.1适用范围和标记17-114

5.2外形、安装尺寸17-115

5.3承载能力17-118

5.4减速器的总效率17-120

5.5减速器的选用17-121

6HWT、HWB型直廓环面蜗杆减速器(摘自JB/T 7936—2010)17-122

6.1适用范围和标记17-122

6.2外形、安装尺寸17-123

6.3承载能力及总传动效率17-125

6.4减速器的选用17-132

7行星齿轮减速器17-133

7.1NGW型行星齿轮减速器(摘自JB/T 6502—1993)17-133

7.1.1适用范围、标记及相关技术参数17-133

7.1.2外形、安装尺寸17-136

7.1.3承载能力17-150

7.1.4减速器的选用17-159

7.2NGW-S型行星齿轮减速器17-161

7.2.1适用范围和标记17-161

7.2.2外形、安装尺寸17-162

7.2.3承载能力17-164

7.2.4减速器的选用17-166

7.3垂直出轴星轮减速器(摘自JB/T 7344—2010)17-167

7.3.1适用范围及标记17-167

7.3.2外形、安装尺寸17-168

7.3.3承载能力17-170

7.3.4减速器的选用17-172

8摆线针轮减速器17-174

8.1概述17-174

8.2摆线针轮减速器17-176

8.2.1标记方法及使用条件17-176

8.2.2外形、安装尺寸17-177

8.2.3承载能力17-200

8.2.4减速器的选用17-231

9谐波传动减速器17-231

9.1工作原理与特点17-231

9.2XB、XBZ型谐波传动减速器 (摘自GB/T 14118—1993)17-233

9.2.1外形、安装尺寸17-233

9.2.2承载能力17-236

9.2.3使用条件及主要技术指标17-238

9.2.4减速器的选用17-238

10三环减速器17-239

10.1工作原理、特点及适用范围17-239

10.2结构形式与特征17-240

10.3装配形式17-241

10.4外形、安装尺寸(摘自YB/T 079—2005)17-243

10.5承载能力17-249

10.6减速器的选用17-255

11釜用立式减速器(浙江长城减速机有限公司)17-255

11.1X系列釜用立式摆线针轮减速器(摘自HG/T 3139.2—2001)17-255

11.1.1外形、安装尺寸17-256

11.1.2承载能力17-259

11.2LC型立式两级硬齿面圆柱齿轮减速器(摘自HG/T 3139.3—2001)17-263

11.2.1外形、安装尺寸17-263

11.2.2承载能力17-264

11.3FJ型硬齿面圆柱、圆锥齿轮减速器(摘自HG/T 3139.5—2001)17-265

11.3.1外形、安装尺寸17-265

11.3.2承载能力17-267

11.4LPJ、LPB、LPP型平行轴硬齿面圆柱齿轮减速器(摘自HG/T 3139.4—2001)17-268

11.4.1外形、安装尺寸17-268

11.4.2承载能力17-270

11.5FP型中功率窄V带及高强力V带传动减速器(摘自HG/T 3139.10—2001)17-272

11.5.1外形、安装尺寸17-272

11.5.2承载能力17-273

11.6YP型带传动减速器(摘自HG/T 3139.11—2001)17-274

11.6.1外形、安装尺寸17-274

11.6.2承载能力17-276

11.7釜用减速器附件17-277

11.7.1XD型单支点机架17-277

11.7.2XS型双支点机架17-280

11.7.3FZ型双支点方底板机架17-283

11.7.4JQ型夹壳联轴器17-285

11.7.5GT、DF型刚性凸缘联轴器17-286

11.7.6SF型三分式联轴器17-288

11.7.7TK型弹性块式联轴器17-289

12同轴式圆柱齿轮减速器(摘自JB/T 7000—2010)17-290

12.1适用范围17-290

12.2代号与标记示例17-291

12.3减速器的外形及安装尺寸17-291

12.4实际传动比及承载能力17-300

12.5减速器的选用17-323

13TH、TB型硬齿面齿轮减速器17-326

13.1适用范围及代号示例17-326

13.2装配布置型式17-326

13.3外形、安装尺寸17-327

13.4承载能力17-350

13.5减速器的选用17-365

14TR系列斜齿轮硬齿面减速机17-368

14.1标记示例17-369

14.2TR系列减速机装配形式17-369

14.3TR系列减速机外形、安装尺寸17-370

14.4TR系列减速机承载能力17-373

第3章机械无级变速器及产品17-394

1机械无级变速器的基本知识、类型和选用17-394

1.1传动原理17-394

1.2特点和应用17-396

1.3机械特性17-396

1.4类型、特性和应用示例17-397

1.5选用的一般方法17-401

1.5.1类型选择17-401

1.5.2容量选择17-401

2锥盘环盘无级变速器17-402

2.1概述17-402

2.2SPT系列减变速机的型号、技术参数及基本尺寸17-402

2.3ZH系列减变速机的型号、技术参数及基本尺寸17-404

3行星锥盘无级变速器17-409

3.1概述17-409

3.2行星锥盘无级变速器17-410

4环锥行星无级变速器17-416

4.1概述17-416

4.2环锥行星无级变速器17-416

4.2.1适用范围及标记示例17-416

4.2.2技术参数、外形及安装尺寸17-417

4.2.3选型方法17-419

5带式无级变速器17-419

5.1概述17-419

5.2V形宽带无级变速器17-420

6齿链式无级变速器17-422

6.1概述17-422

6.1.1特点及用途17-422

6.1.2变速原理17-422

6.1.3调速范围17-423

6.2P型齿链式无级变速器17-423

6.2.1适用范围及标记示例17-423

6.2.2技术参数、外形及安装尺寸17-424

7三相并列连杆式脉动无级变速器17-425

7.1概述17-425

7.2三相并列连杆式脉动无级变速器17-426

7.2.1适用范围及标记示例17-426

7.2.2外形、安装尺寸17-427

7.2.3性能参数17-428

8四相并列连杆式脉动无级变速器17-428

9多盘式无级变速器17-430

9.1概述17-430

9.2特点、工作特性和选用17-431

9.3型号标记、技术参数和外形、安装尺寸17-431

参考文献17-434

第18篇常用电机、电器及电动(液)推杆与升降机

第1章常用电机18-3

1电动机的特性、工作状态及其发热与温升18-3

2电动机的选择18-8

2.1选择电动机应综合考虑的问题18-8

2.2电动机选择顺序18-8

2.3电动机类型选择18-8

2.4电动机电压和转速的选择18-10

2.5异步电动机的调速运行18-11

2.6电动机功率计算18-12

2.7电动机功率计算与选用举例18-21

3异步电动机常见故障18-28

4常用电动机规格18-29

4.1旋转电机整体结构的防护等级(IP代码)分级(摘自GB/T 4942.1—2006)18-29

4.2旋转电动机结构及安装型式(IM代码)(摘自GB/T 997—2008)18-30

4.3常用电动机的特点及用途18-37

4.4一般异步电动机18-41

4.4.1Y2系列(IP54)(摘自JB/T 8680—2008)、Y3系列(IP55)(摘自GB/T 25290—2010)

三相异步电动机18-41

4.4.2Y系列(IP44)三相异步电动机(摘自JB/T 10391—2008)18-53

4.4.3Y系列(IP23)三相异步电动机(摘自JB/T 5271—2010)18-62

4.4.4YR系列(IP44)三相异步电动机(摘自JB/T 7119—2010)18-65

4.4.5YR3系列(IP23)三相异步电动机(摘自JB/T 5269—2007)18-68

4.4.6Y、YR系列中型三相异步电动机(660V)18-71

4.4.7YX3系列(IP55)高效率三相异步电动机(摘自GB/T 22722—2008)18-73

4.4.8YH系列(IP44)高转差率三相异步电动机(摘自JB/T 6449—2010)18-81

4.4.9YEJ系列(IP44)电磁制动三相异步电动机(摘自JB/T 6456—2010)18-87

4.5变速和减速异步电动机18-92

4.5.1YD系列(IP44)变极多速三相异步电动机(摘自JB/T 7127—2010)18-92

4.5.2YCT(摘自JB/T 7123—2010)、YCTD(摘自JB/T 6450—2010)

系列电磁调速三相异步电动机18-98

4.5.3YCJ系列齿轮减速三相异步电动机(摘自JB/T 6447—2010)18-101

4.5.4YVP(IP44)系列变频调速三相异步电动机18-110

4.5.5冶金及起重用变频调速三相异步电动机18-114

4.6YZ(摘自JB/T 10104—2011)、YZR(摘自JB/T 10105—1999)

YZR3(摘自GB/T 21973—2008)系列起重及冶金用三相异步电动机18-117

4.6.1YZ、YZR系列起重及冶金用三相异步电动机技术数据18-117

4.6.2YZ、YZR系列起重及冶金用电动机的安装尺寸与外形尺寸18-119

4.7防爆异步电动机18-122

4.7.1YB3、YB2系列隔爆型三相异步电动机(摘自JB/T 7565.1—2011、JB/T 7565.2—2002、JB/T 7565.3—2004、JB/T 7565.4—2004)18-123

4.7.2YA系列增安型三相异步电动机(摘自JB/T 9595—1999、JB/T 8972—2011)18-132

4.8小功率电动机18-140

4.9YZU系列三相异步振动电动机(摘自JB/T 5330—2007)18-145

4.10小型盘式制动电动机18-147

4.10.1YPE三相异步盘式制动电动机18-147

4.10.2YHHPY起重用盘式制动电动机18-149

4.11直流电机18-150

4.11.1Z4系列直流电动机(摘自JB/T 6316—2006)18-151

4.11.2测速发电机18-165

4.12控制电动机18-171

4.12.1MINAS A4系列交流伺服电动机18-171

4.12.2AKM系列永磁无刷直流伺服电动机18-179

4.12.3BYG系列混合式步进电机18-195

4.13电动机滑轨18-201

第2章常用电器18-204

1电磁铁18-204

1.1MQD1系列牵引电磁铁18-204

1.2直流牵引电磁铁18-205

2行程开关18-207

2.1LXP1(3SE3)系列行程开关18-207

2.2LX19系列行程开关18-210

2.3LXZ1系列精密组合行程开关18-212

2.4LXW6系列微动开关18-213

2.5WL型双回路行程开关18-215

3接近开关18-226

3.1LXJ6系列接近开关18-226

3.2LXJ7系列接近开关18-227

3.3LXJ8(3SG)系列接近开关18-227

3.4E2系列接近开关18-234

3.5超声波接近开关18-239

4光电开关18-240

5传感器18-245

5.1传感器命名法及代码(摘自GB/T 7666—2005)18-246

5.1.1传感器命名方法18-246

5.1.2传感器代号标记方法18-247

5.2传感器图用图形符号(摘自GB/T 14479—1993)18-249

5.2.1传感器图形符号的组合18-249

5.2.2传感器图形符号表示规则18-249

5.3传感器产品18-251

5.3.1常用拉压力传感产品18-251

5.3.2常用扭矩传感器18-255

5.3.3位移和位置传感器18-259

5.3.4线速度传感器18-265

5.3.5角速度(转速)传感器18-268

5.3.6距离传感器18-270

5.3.7物位传感器18-271

6管状电加热元件(摘自JB/T 2379—1993)18-273

6.1管状电加热元件的型号与用途18-273

6.2管状电加热元件的结构及使用说明18-274

6.3管状电加热元件的常用设计、计算公式和参考数据18-274

6.4JGQ型管状电加热元件18-275

6.5JGY型管状电加热元件18-277

6.6JGS型管状电加热元件18-278

6.7JGX1,2,3型及JGJ1,2,3型管状电加热元件18-279

6.8JGM型管状电加热元件18-280

第3章电动、液压推杆与升降机18-282

1电动推杆18-282

1.1一般电动推杆18-282

1.2伺服电动推杆18-291

1.3应用示例18-294

2电液推杆18-294

2.1电动液压缸18-294

2.1.1UE系列电动液压缸与系列液压泵技术参数18-294

2.1.2UEC系列直列式电动液压缸选型方法18-298

2.1.3UEG系列并列式电动液压缸选型方法18-300

2.2电液推杆及电液转角器18-306

2.2.1DYT(B)电液推杆18-306

2.2.2ZDY电液转角器18-312

2.2.3有关说明18-313

3升降机18-314

3.1SWL蜗轮螺杆升降机(摘自JB/T 8809—2010)18-314

3.1.1型式及尺寸18-314

3.1.2性能参数18-318

3.1.3驱动功率的计算18-322

3.1.4蜗杆轴伸的许用径向力18-322

3.1.5螺杆长度与极限载荷的关系18-323

3.1.6螺杆许用侧向力Fs和轴向力Fa与行程的关系18-324

3.1.7工作持续率与环境温度的关系18-325

3.2其他升降机18-325

参考文献18-326

第19篇机械振动的控制及利用

第1章概述19-5

1机械振动的分类及机械工程中的振动问题19-5

1.1机械振动的分类19-5

1.2机械工程中常遇到的振动问题19-6

2机械振动等级的评定19-7

2.1振动烈度的确定19-7

2.2对机器的评定19-8

2.3其他设备振动烈度举例19-9

第2章机械振动的基础资料19-10

1机械振动表示方法19-10

1.1简谐振动表示方法19-10

1.2周期振动幅值表示法19-11

1.3振动频谱表示法19-11

2弹性构件的刚度19-12

3阻尼系数19-15

3.1线性阻尼系数19-15

3.2非线性阻尼的等效线性阻尼系数19-16

4振动系统的固有角频率19-17

4.1单自由度系统的固有角频率19-17

4.2二自由度系统的固有角频率19-21

4.3各种构件的固有角频率19-23

4.4结构基本自振周期的经验公式19-28

5简谐振动合成19-29

5.1同向简谐振动的合成19-29

5.2异向简谐振动的合成19-30

6各种机械产生振动的扰动频率19-32

第3章线性振动19-33

1单自由度系统自由振动模型参数及响应19-33

2单自由度系统的受迫振动19-35

2.1简谐受迫振动的模型参数及响应19-35

2.2非简谐受迫振动的模型参数及响应19-37

2.3无阻尼系统对常见冲击激励的响应19-38

3直线运动振系与定轴转动振系的参数类比19-39

4共振关系19-40

5回转机械在启动和停机过程中的振动19-41

5.1启动过程的振动19-415.2停机过程的振动19-41

6多自由度系统19-42

6.1多自由度系统自由振动模型参数及其特性19-42

6.2二自由度系统受迫振动的振幅和相位差角计算公式19-44

7机械系统的力学模型19-44

7.1力学模型的简化原则19-45

7.2等效参数的转换计算19-45

8线性振动的求解方法及示例19-47

8.1运动微分方程的建立方法19-47

8.1.1牛顿第二定律示例19-47

8.1.2拉格朗日法19-47

8.1.3用影响系数法建立系统运动方程19-48

8.2求解方法19-49

8.2.1求解方法19-49

8.2.2实际方法及现代方法简介19-50

8.2.3冲击载荷示例19-51

8.2.4关于动刚度19-52

9转轴横向振动和飞轮的陀螺力矩19-53

9.1转子的涡动19-53

9.2转子质量偏心引起的振动19-53

9.3陀螺力矩19-54

第4章非线性振动与随机振动19-55

1非线性振动19-55

1.1机械工程中的非线性振动类别19-55

1.2机械工程中的非线性振动问题19-56

1.3非线性力的特征曲线19-57

1.4非线性系统的物理性质19-60

1.5分析非线性振动的常用方法19-63

1.6等效线性化近似解法19-63

1.7示例19-64

1.8非线性振动的稳定性19-65

2自激振动19-66

2.1自激振动和自振系统的特性19-66

2.2机械工程中常见的自激振动现象19-66

2.3单自由度系统相平面及稳定性19-68

3随机振动19-713.1平稳随机振动描述19-72

3.2单自由度线性系统的传递函数19-73

3.3单自由度线性系统的随机响应19-74

4混沌振动19-75

第5章振动的控制19-77

1隔振与减振方法19-77

2隔振设计19-77

2.1隔振原理及一级隔振的动力参数设计19-77

2.2一级隔振动力参数设计示例19-79

2.3二级隔振动力参数设计19-80

2.4二级隔振动力参数设计示例19-82

2.5隔振设计的几个问题19-84

2.5.1隔振设计步骤19-84

2.5.2隔振设计要点19-85

2.5.3圆柱螺旋弹簧的刚度19-85

2.5.4隔振器的阻尼19-86

2.6隔振器的材料与类型19-86

2.7橡胶隔振器设计19-87

2.7.1橡胶材料的主要性能参数19-87

2.7.2橡胶隔振器刚度计算19-88

2.7.3橡胶隔振器设计要点19-89

3阻尼减振19-90

3.1阻尼减振原理19-90

3.2材料的损耗因子与阻尼层结构19-91

3.2.1材料的损耗因素与材料19-91

3.2.2橡胶阻尼层结构19-92

3.2.3橡胶支承实例19-94

3.3线性阻尼隔振器19-94

3.3.1减振隔振器系统主要参数19-95

3.3.2最佳参数选择19-96

3.3.3设计示例19-96

3.4非线性阻尼系统的隔振19-97

3.4.1刚性连接非线性阻尼系统隔振19-97

3.4.2弹性连接干摩擦阻尼减振隔振器动力参数设计19-99

3.5减振器设计19-99

3.5.1油压式减振器结构特征19-99

3.5.2阻尼力特性19-100

3.5.3设计示例19-101

3.5.4摩擦阻尼器结构特征及示例19-101

4阻尼隔振减振器系列19-102

4.1橡胶减振器19-102

4.1.1橡胶剪切隔振器的国家标准19-102

4.1.2常用橡胶隔振器的类型19-103

4.2不锈钢丝绳减振器19-107

4.2.1主要特点19-107

4.2.2选型原则与方法19-108

4.2.3组合形式的金属弹簧隔振器19-113

4.3扭转振动减振器19-113

4.4新型可控减振器19-115

4.4.1磁性液体19-115

4.4.2磁流变液19-116

5动力吸振器19-117

5.1动力吸振器设计19-117

5.1.1动力吸振器工作原理19-117

5.1.2动力吸振器的设计19-118

5.1.3动力吸振器附连点设计19-119

5.1.4设计示例19-119

5.2加阻尼的动力吸振器19-120

5.2.1设计思想19-120

5.2.2减振吸振器的最佳参数19-121

5.2.3减振吸振器的设计步骤19-121

5.3二级减振隔振器设计19-123

5.3.1设计思想19-123

5.3.2二级减振隔振器动力参数设计19-123

5.4摆式减振器19-124

5.5冲击减振器19-125

5.6可控式动力吸振器示例19-127

6缓冲器设计19-127

6.1设计思想19-127

6.1.1冲击现象及冲击传递系数19-128

6.1.2速度阶跃激励及冲击的简化计算19-129

6.1.3缓冲弹簧的储能特性19-130

6.1.4阻尼参数选择19-132

6.2一级缓冲器设计19-133

6.2.1缓冲器的设计原则19-133

6.2.2设计要求19-133

6.2.3一级缓冲器动力参数设计19-134

6.2.4加速度脉冲激励波形影响提示19-134

6.3二级缓冲器的设计19-134

7平衡法19-135

7.1结构的设计19-135

7.2转子的平衡19-135

7.3往复机械的平衡19-136

第6章机械振动的利用19-138

1概述19-138

1.1振动机械的用途及工艺特性19-138

1.2振动机械的组成19-139

1.3振动机械的频率特性及结构特征19-139

2振动输送类振动机的运动参数19-140

2.1机械振动指数19-140

2.2物料的滑行运动19-140

2.3物料抛掷指数19-141

2.4常用振动机的振动参数19-142

2.5物料平均速度19-142

2.6输送能力与输送槽体尺寸的确定19-143

2.7物料的等效参振质量和等效阻尼系数19-143

2.8振动系统的计算质量19-144

2.9激振力和功率19-144

3单轴惯性激振器设计19-145

3.1平面运动单轴惯性激振器19-145

3.2空间运动单轴惯性激振器19-147

3.3单轴惯性激振器动力参数(远超共振类)19-147

3.4激振力的调整及滚动轴承19-148

3.5用单轴激振器的几种机械示例19-148

3.5.1混凝土振捣器19-148

3.5.2破碎粉磨机械19-150

3.5.3圆形振动筛19-151

4双轴惯性激振器19-153

4.1产生单向激振力的双轴惯性激振器19-153

4.2空间运动双轴惯性激振器19-153

4.2.1交叉轴式双轴惯性激振器19-154

4.2.2平行轴式双轴惯性激振器19-154

4.3双轴惯性激振器动力参数(远超共振类)19-155

4.4自同步条件及激振器位置19-156

4.5用双轴激振器的几种机械示例19-157

4.5.1双轴振动颚式振动破碎机19-157

4.5.2振动钻进19-157

4.5.3离心机19-157

5其他各种形式的激振器19-159

5.1行星轮式激振器19-159

5.2混沌激振器19-159

5.3电动式激振器19-160

5.4电磁式激振器19-160

5.5电液式激振器19-161

5.6液压射流激振器19-162

5.7气动式激振器19-162

5.8其他激振器19-163

6近共振类振动机19-164

6.1惯性共振式19-164

6.1.1主振系统的动力参数19-164

6.1.2激振器动力参数设计19-165

6.2弹性连杆式19-166

6.2.1主振系统的动力参数19-166

6.2.2激振器动力参数设计19-166

6.3主振系统的动力平衡——多质体平衡式振动机19-167

6.4导向杆和橡胶铰链19-168

6.5振动输送类振动机整体刚度和局部刚度的计算19-168

6.6近共振类振动机工作点的调试19-170

6.7间隙式非线性振动机及其弹簧设计19-170

7振动机械动力参数设计示例19-171

7.1远超共振惯性振动机动力参数设计示例19-171

7.2惯性共振式振动机动力参数设计示例19-172

7.3弹性连杆式振动机动力参数设计示例19-174

8其他一些机械振动的应用实例19-175

8.1多轴式惯性振动机19-175

8.2混沌振动的设计例19-176

8.2.1多连杆振动台19-176

8.2.2双偏心盘混沌激振器在振动压实中的应用19-176

8.3利用振动的拉拔19-176

8.4振动时效技术应用19-177

8.5声波钻进19-178

9主要零部件19-178

9.1三相异步振动电机19-178

9.1.1部颁标准19-178

9.1.2立式振动电机与防爆振动电机19-181

9.2仓壁振动器19-181

9.3橡胶——金属螺旋复合弹簧19-183

10振动给料机19-186

10.1部颁标准19-186

10.2XZC型振动给料机19-187

10.3FZC系列振动出矿机19-188

11利用振动来监测缆索拉力19-191

11.1测量弦振动计算索拉力19-192

11.1.1弦振动测量原理19-192

11.1.2MGH型锚索测力仪19-192

11.2按两端受拉梁的振动测量索拉力19-193

11.2.1两端受拉梁的振动测量原理19-193

11.2.2高屏溪桥斜张钢缆检测部分简介19-193

11.3索拉力振动检测的一些最新方法19-195

11.3.1考虑索的垂度和弹性伸长λ19-195

11.3.2频差法19-196

11.3.3拉索基频识别工具箱19-196

第7章机械振动测量技术19-197

1概述19-197

1.1测量在机械振动系统设计中的作用19-197

1.2振动的测量方法19-197

1.2.1振动测量的主要内容19-197

1.2.2振动测量的类别19-197

1.3测振原理19-199

1.3.1线性系统振动量时间历程曲线的测量19-199

1.3.2测振原理19-199

1.4振动测量系统图示例19-200

2数据采集与处理19-200

2.1信号19-200

2.1.1信号的类别19-200

2.1.2振动波形因素与波形图19-200

2.2信号的频谱分析19-201

2.3信号发生器及力锤的应用19-202

2.3.1信号发生器19-202

2.3.2力锤及应用19-203

2.4数据采集系统19-203

2.5数据处理19-204

2.5.1数据处理方法19-204

2.5.2数字处理系统19-204

2.6智能化数据采集与分析处理、监测系统19-205

3振动幅值测量19-205

3.1光测位移幅值法19-206

3.2电测振动幅值法19-207

3.3激光干涉测量振动法19-207

3.3.1光学多普勒干涉原理测量物体的振动19-207

3.3.2低频激光测振仪19-207

4振动频率与相位的测量19-208

4.1李沙育图形法19-208

4.2标准时间法19-208

4.3闪光测频法19-209

4.4数字频率计测频法19-209

4.5振动频率测量分析仪19-209

4.6相位的测量19-209

5系统固有频率与振型的测定19-210

5.1自由衰减振动法19-210

5.2共振法19-210

5.3频谱分析法19-210

5.4振型的测定19-211

6阻尼参数的测定19-211

6.1自由衰减振动法19-211

6.2带宽法19-212

第8章轴和轴系的临界转速19-213

1概述19-213

2简单转子的临界转速19-213

2.1力学模型19-213

2.2两支承轴的临界转速19-214

2.3两支承单盘转子的临界转速19-215

3两支承多圆盘转子临界转速的近似计算19-216

3.1带多个圆盘轴的一阶临界转速19-216

3.2力学模型19-216

3.3临界转速计算公式19-216

3.4计算示例19-218

3.5简略计算方法19-219

4轴系的模型与参数19-219

4.1力学模型19-219

4.2滚动轴承支承刚度19-220

4.3滑动轴承支承刚度19-222

4.4支承阻尼19-226

5轴系的临界转速计算19-226

5.1传递矩阵法计算轴弯曲振动的临界转速19-226

5.1.1传递矩阵19-226

5.1.2传递矩阵的推求19-227

5.1.3临界转速的推求19-228

5.2传递矩阵法计算轴扭转振动的临界转速19-229

5.2.1单轴扭转振动的临界转速19-229

5.2.2分支系统扭转振动的临界转速19-231

5.3影响轴系临界转速的因素19-232

6轴系临界转速的修改和组合19-232

6.1轴系临界转速的修改19-232

6.2轴系临界转速的组合19-234

参考文献19-236

第20篇机架设计

第1章机架结构概论20-5

1机架结构类型20-5

1.1按机架结构形式分类20-5

1.2按机架的材料和制造方法分类20-6

1.2.1按材料分20-6

1.2.2按制造方法分20-7

1.3按力学模型分类20-7

2杆系结构机架20-8

2.1机器的稳定性20-8

2.2杆系的组成规则20-8

2.2.1平面杆系的组成规则20-8

2.2.2空间杆系的几何不变准则20-8

2.3平面杆系的自由度计算20-9

2.3.1平面杆系的约束类型20-9

2.3.2平面铰接杆系的自由度计算20-10

2.4杆系几何特性与静定特性的关系20-10

3机架设计的准则和要求20-11

3.1机架设计的准则20-11

3.2机架设计的一般要求20-11

3.3设计步骤20-12

4架式机架结构的选择20-12

4.1一般规则20-12

4.2静定结构与超静定结构的比较20-13

4.3静定桁架与刚架的比较20-14

4.4几种杆系结构力学性能的比较20-14

4.5几种桁架结构力学性能的比较20-15

5几种典型机架结构形式20-17

5.1汽车车架20-17

5.1.1梁式车架20-18

5.1.2承载式车身车架20-19

5.1.3各种新型车架形式20-20

5.2摩托车车架和拖拉机架20-21

5.3起重运输设备机架20-22

5.3.1起重机机架20-22

5.3.2缆索起重机架20-26

5.3.3吊挂式带式输送机的钢丝绳机架20-26

5.4挖掘机机架20-26

5.5管架20-28

5.6标准容器支座20-31

5.7大型容器支架20-33

5.8其他形式机架20-34

第2章机架设计的一般规定20-38

1载荷20-38

1.1载荷分类20-38

1.2组合载荷与非标准机架的载荷20-38

1.3雪载荷和冰载荷20-39

1.4风载荷20-39

1.5温度变化引起的载荷20-42

1.6地震载荷20-42

2刚度要求20-44

2.1刚度的要求20-44

2.2《钢结构设计规范》的规定20-44

2.3《起重机设计规范》的规定20-45

2.4提高刚度的方法20-46

3强度要求20-46

3.1许用应力20-47

3.1.1基本许用应力20-47

3.1.2折减系数K020-47

3.1.3基本许用应力表20-47

3.2起重机钢架的安全系数和许用应力20-49

3.3铆焊连接基本许用应力20-49

3.4极限状态设计法20-50

4机架结构的简化方法20-50

4.1选取力学模型的原则20-51

4.2支座的简化20-51

4.3结点的简化20-52

4.4构件的简化20-52

4.5简化综述及举例20-53

5杆系结构的支座形式20-55

5.1用于梁和刚架或桁架的支座20-55

5.2用于柱和刚架的支座20-57

6技术要求20-58

7设计计算方法简介20-60

第3章梁的设计与计算20-62

1梁的设计20-62

1.1纵梁的结构设计20-62

1.1.1纵梁的结构20-62

1.1.2梁的连接20-62

1.1.3主梁的截面尺寸20-65

1.1.4梁截面的有关数据20-65

1.2主梁的上拱高度20-68

1.3端梁的结构设计20-68

1.4梁的整体稳定性20-70

1.5梁的局部稳定性20-70

1.6梁的设计布置原则20-72

1.7举例20-72

2梁的计算20-75

2.1梁弯曲的正应力20-75

2.2扭矩产生的内力20-75

2.2.1实心截面或厚壁截面的梁或杆件20-75

2.2.2闭口薄壁杆件20-75

2.2.3开口薄壁杆件20-76

2.2.4受约束的开口薄壁梁偏心受力的计算20-77

2.3示例20-77

2.3.1梁的计算20-77

2.3.2汽车货车车架的简略计算20-80

2.4连续梁计算用表20-82

2.5弹性支座上的连续梁20-86

第4章柱和立架的设计与计算20-91

1柱和立架的形状20-91

1.1柱的外形和尺寸参数20-91

1.2柱的截面形状20-92

1.3立柱的外形与影响刚度的因素20-94

1.3.1起重机龙门架外形20-94

1.3.2机床立柱及其他20-95

1.3.3各种立柱类构件的刚度比较20-95

1.3.4螺钉及外肋条数量对立柱连接处刚度的影响20-96

2柱的连接及柱和梁的连接20-98

2.1柱的拼接20-98

2.2柱脚的设计与连接20-98

2.3梁和梁及梁和柱的连接20-100

3稳定性计算20-103

3.1不作侧向稳定性计算的条件20-103

3.2轴心受压稳定性计算20-103

3.3结构构件的容许长细比与长细比计算20-104

3.4结构件的计算长度20-105

3.4.1等截面柱20-105

3.4.2变截面受压构件20-105

3.4.3桁架构件的计算长度20-107

3.4.4特殊情况20-108

3.5偏心受压构件20-108

3.6加强肋板构造尺寸的要求20-109

3.7圆柱壳的局部稳定性20-109

4柱的位移与计算用表20-110

第5章桁架的设计与计算20-116

1静定梁式平面桁架的分类20-116

2桁架的结构20-117

2.1桁架结点20-117

2.1.1结点的连接形式20-117

2.1.2连接板的厚度和焊缝高度20-119

2.1.3桁架结点板强度及焊缝计算20-119

2.1.4桁架结点板的稳定性20-120

2.2管子桁架20-120

2.3几种桁架的结构形式和参数20-121

2.3.1结构形式20-121

2.3.2尺寸参数20-125

2.4桁架的起拱度20-125

3静定平面桁架的内力分析20-125

3.1截面法20-126

3.2结点法20-127

3.3混合法20-128

3.4代替法20-128

4桁架的位移计算20-129

4.1桁架的位移计算公式20-129

4.2几种桁架的挠度计算公式20-130

4.3举例20-134

5超静定桁架的计算20-137

6空间桁架20-139

6.1平面桁架组成的空间桁架的受力分析法20-139

6.2圆形容器支承桁架20-140

第6章框架的设计与计算20-144

1刚架的结点设计20-145

2刚架内力分析方法20-146

2.1力法计算刚架20-147

2.1.1力法的基本概念20-147

2.1.2计算步骤20-147

2.1.3简化计算的处理20-149

2.2位移法20-150

2.2.1角变位移方程20-150

2.2.2应用基本体系及典型方程计算刚架的步骤20-151

2.2.3应用结点及截面平衡方程计算刚架的步骤20-152

2.3简化计算举例20-153

3框架的位移20-154

3.1位移的计算公式20-154

3.1.1由载荷作用产生的位移20-154

3.1.2由温度改变所引起的位移20-155

3.1.3由支座移动所引起的位移20-156

3.2图乘公式20-156

3.3空腹框架的计算公式20-159

4等截面刚架内力计算公式20-160

4.1等截面单跨刚架计算公式20-160

4.2均布载荷等截面等跨排架计算公式20-168

第7章其他形式的机架20-170

1整体式机架20-170

1.1概述20-170

1.2有加强肋的整体式机架的肋板布置20-171

1.3布肋形式对刚度影响20-172

1.4肋板的刚度计算20-173

2箱形机架20-176

2.1箱体结构参数的选择20-176

2.1.1壁厚的选择20-176

2.1.2加强肋20-177

2.1.3孔和凸台20-177

2.1.4箱体的热处理20-178

2.2壁板的布肋形式20-178

2.3箱体刚度20-179

2.3.1箱体刚度的计算20-179

2.3.2箱体刚度的影响因素20-179

2.4齿轮箱箱体刚度计算举例20-183

2.4.1齿轮箱箱体的计算20-183

2.4.2车床主轴箱刚度计算举例20-186

2.4.3齿轮箱的计算机辅助设计(CAD)和实验20-187

3轧钢机类机架设计与计算方法20-187

3.1轧钢机机架形式与结构20-187

3.2短应力线轧机20-189

3.3闭式机架强度与变形的计算20-190

3.3.1计算原理20-190

3.3.2计算结果举例20-192

3.3.3机架内的应力与许用应力20-193

3.3.4闭口式机架的变形(延伸)计算20-194

3.4开式机架的计算20-195

3.5预应力轧机的计算20-196

4桅杆缆绳结构的机架20-197

5柔性机架20-198

5.1钢丝绳机架20-198

5.1.1概述20-198

5.1.2输送机钢丝绳机架的静力计算20-198

5.1.3钢丝绳的拉力20-199

5.1.4钢丝绳的预张力20-199

5.1.5钢丝绳鞍座尺寸20-199

5.2浓密机机座柔性底板(托盘)的设计20-200

参考文献20-203

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