机械振动.机架设计-机械设计手册-单行本-第六版

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19-41 5.2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19-71 3.1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*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*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*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