現代機械設計手冊 第二卷 第二版 2019年版

現代機械設計手冊 第2卷（第二版） 作者： 秦大同，謝里陽(yáng) 著(zhù) 出版時(shí)間： 2019 內容簡(jiǎn)介 《現代機械設計手冊》第二版是順應“中國制造2025”智能裝備設計新要求、技術(shù)先進(jìn)、數據可靠的一部現代化的機械設計大型工具書(shū)，涵蓋現代機械零部件及傳動(dòng)設計、智能裝備及控制設計、現代機械設計方法三部分內容。第二版重點(diǎn)加強機械智能化產(chǎn)品設計（3D打印、智能零部件、節能元器件）、智能裝備（機器人及智能化裝備）控制及系統設計、現代設計方法及應用等內容。 《現代機械設計手冊》共6卷，其中第1卷包括機械設計基礎資料，零件結構設計，機械制圖和幾何精度設計，機械工程材料，連接件與緊固件;第2卷包括軸和聯(lián)軸器，滾動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承，機架、箱體及導軌，彈簧，機構，機械零部件設計禁忌，帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng);第3卷包括齒輪傳動(dòng)，減速器、變速器，離合器、制動(dòng)器，潤滑，密封;第4卷包括液力傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)與控制，氣壓傳動(dòng)與控制;第5卷包括智能裝備系統設計，工業(yè)機器人系統設計，傳感器，控制元器件和控制單元，電動(dòng)機;第6卷包括機械振動(dòng)與噪聲，疲勞強度設計，可靠性設計，優(yōu)化設計，逆向設計，數字化設計，人機工程與產(chǎn)品造型設計，創(chuàng )新設計，綠色設計。 新版手冊從新時(shí)代機械設計人員的實(shí)際需求出發(fā)，追求現代感，兼顧實(shí)用性、通用性、準確性，涵蓋了各種常規和通用的機械設計技術(shù)資料，貫徹了國家和行業(yè)標準，推薦了國內外先進(jìn)、智能、節能、通用的產(chǎn)品，體現了便查易用的編寫(xiě)風(fēng)格。 《現代機械設計手冊》可作為機械裝備研發(fā)、設計技術(shù)人員和有關(guān)工程技術(shù)人員的工具書(shū)，也可供高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考使用。 目錄 第6篇 軸和聯(lián)軸器 第1章軸 1.1軸的分類(lèi)、材料和設計方法6-3 1.1.1軸的分類(lèi)6-3 1.1.2軸的常用材料6-3 1.1.3軸的設計方法概述6-5 1.2軸的結構設計6-5 1.2.1零件在軸上的定位與固定6-6 1.2.2軸的結構與工藝性6-8 1.2.3軸伸的結構尺寸6-8 1.2.4提高軸疲勞強度的結構措施6-13 1.2.5軸的結構示例6-14 1.3軸的強度校核計算6-15 1.3.1僅受扭轉的強度校核計算6-15 1.3.2受彎扭聯(lián)合作用的強度校核計算6-16 1.3.3考慮應力集中的強度校核計算6-17 1.4軸的剛度校核計算6-21 1.4.1軸的扭轉剛度校核計算6-21 1.4.2軸的彎曲剛度校核計算6-21 1.5軸的臨界轉速校核計算6-22 1.5.1不帶圓盤(pán)均質(zhì)軸的臨界轉速6-23 1.5.2帶圓盤(pán)的軸的臨界轉速6-23 1.6設計計算舉例及軸的工作圖6-24 1.7軸的可靠度計算6-27 1.7.1軸可靠度計算的基本方法6-27 1.7.2軸可靠度計算舉例6-28 1.8軸的計算機輔助設計與分析6-28 1.8.1軸的計算機輔助設計6-28 1.8.2軸的強度校核的有限元計算6-29 1.8.3軸的剛度校核的有限元計算6-32 1.8.4軸臨界轉速的有限元計算6-32 第2章軟軸 2.1軟軸的結構組成和規格6-34 2.1.1軟軸6-34 2.1.2軟管6-36 2.1.3軟軸接頭6-36 2.1.4軟管接頭6-37 2.2常用軟軸的典型結構6-37 2.3防逆轉裝置6-38 2.4軟軸的選擇與使用6-39 2.4.1軟軸的選擇6-39 2.4.2軟軸使用時(shí)的注意事項6-40 第3章聯(lián)軸器 3.1聯(lián)軸器的分類(lèi)、特點(diǎn)及應用6-41 3.2聯(lián)軸器的選用(JB/T 7511—1994)6-41 3.2.1聯(lián)軸器的轉矩6-41 3.2.2撓性或彈性聯(lián)軸器計算6-43 3.2.3選用聯(lián)軸器有關(guān)的系數6-44 3.2.4聯(lián)軸器選用示例6-46 3.3聯(lián)軸器的性能、參數及尺寸6-47 3.3.1聯(lián)軸器軸孔和連接型式與尺寸(GB/T 3852—2017)6-48 3.3.2凸緣聯(lián)軸器(GB/T 5843—2003)6-53 3.3.3彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器(GB/T 5014—2017)6-56 3.3.4彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器(GB/T 4323—2017)6-63 3.3.5彈性柱銷(xiāo)齒式聯(lián)軸器(GB/T 5015—2017)6-66 3.3.6彈性塊聯(lián)軸器(JB/T 9148—1999)6-78 3.3.7彈性環(huán)聯(lián)軸器(GB/T 2496—2008)6-82 3.3.8梅花形彈性聯(lián)軸器(GB/T 5272—2017)6-85 3.3.9膜片聯(lián)軸器(JB/T 9147—1999)6-93 3.3.10蛇形彈簧聯(lián)軸器(JB/T 8869—2000)6-103 3.3.11彈性阻尼簧片聯(lián)軸器(GB/T 12922—2008)6-120 3.3.12鼓形齒式聯(lián)軸器6-134 3.3.13滾子鏈聯(lián)軸器(GB/T 6069—2017)6-148 3.3.14十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器6-149 3.3.15鋼球式節能安全聯(lián)軸器6-168 3.3.16蛇形彈簧安全聯(lián)軸器（JB/T 7682—1995）6-178 3.3.17聯(lián)軸器標準一覽表6-181 參考文獻6-184 第7篇 滾動(dòng)軸承 第1章滾動(dòng)軸承的分類(lèi)、結構型式及代號 1.1滾動(dòng)軸承的常用分類(lèi)7-3 1.2滾動(dòng)軸承其他分類(lèi)7-5 1.3帶座外球面球軸承分類(lèi)7-5 1.4滾動(dòng)軸承的代號7-6 1.4.1基本代號7-7 1.4.2常用滾動(dòng)軸承的基本結構型式和代號構成7-8 1.4.3滾針軸承的基本結構型式和代號構成7-15 1.4.4前置代號7-18 1.4.5后置代號7-18 1.4.6代號編制規則7-24 1.4.7帶附件軸承代號7-24 1.4.8非標準軸承代號7-24 1.4.9非標準軸承代號示例7-25 1.4.10符合GB/T 273.1—2011規定的圓錐滾子軸承代號7-25 1.4.10.1圓錐滾子軸承代號構成7-25 1.4.10.2基本代號7-25 1.4.10.3后置代號7-25 1.5帶座外球面球軸承代號7-26 1.5.1帶座軸承代號的構成及排列7-26 1.5.2帶座軸承基本結構及代號構成7-26 1.5.3帶附件的帶座軸承代號7-29 1.6專(zhuān)用軸承的分類(lèi)和代號7-29 第2章滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)與選用 2.1滾動(dòng)軸承結構類(lèi)型的特點(diǎn)及適用范圍7-31 2.2滾動(dòng)軸承的選用7-33 2.2.1軸承的類(lèi)型選用7-33 2.2.2滾動(dòng)軸承的尺寸選擇7-35 2.2.3滾動(dòng)軸承的游隙選擇7-39 2.2.4滾動(dòng)軸承公差等級的選用7-47 2.2.5滾動(dòng)軸承公差7-47 2.2.5.1向心軸承公差（圓錐滾子軸承除外）7-51 2.2.5.2圓錐滾子軸承公差7-57 2.2.5.3向心軸承外圈凸緣公差7-62 2.2.5.4圓錐孔公差7-63 2.2.5.5推力軸承公差7-64 第3章滾動(dòng)軸承的計算 3.1滾動(dòng)軸承壽命計算7-68 3.1.1基本概念和術(shù)語(yǔ)7-68 3.1.2符號7-69 3.1.3基本額定壽命的計算7-70 3.1.4修正額定壽命的計算7-70 3.1.5系統方法的壽命修正系數aISO7-70 3.1.6疲勞載荷極限Cu7-70 3.1.7壽命修正系數aISO的簡(jiǎn)化方法7-71 3.1.8污染系數eC7-73 3.1.9黏度比κ的計算7-79 3.2基本額定動(dòng)載荷的計算7-80 3.2.1軸承的基本額定動(dòng)載荷C7-80 3.2.2雙列或多列推力軸承軸向基本額定動(dòng)載荷Ca7-82 3.3基本額定靜載荷的計算7-82 3.4當量載荷的計算7-83 3.5軸承組的基本額定載荷和當量載荷7-86 3.6變化工作條件下的平均載荷7-86 3.7變化工作條件下的壽命計算7-87 3.8軸承極限轉速的確定方法7-87 3.9額定熱轉速7-88 3.9.1定義及符號7-89 3.9.2額定熱轉速的計算7-89 3.10滾動(dòng)軸承的摩擦計算7-92 3.10.1軸承的摩擦力矩7-92 3.10.2軸承的摩擦因數7-93 3.11圓柱滾子軸承的軸向承載能力7-93 3.12軸承需要的小軸向載荷的計算7-93 第4章滾動(dòng)軸承的應用設計 4.1滾動(dòng)軸承的配合7-95 4.1.1滾動(dòng)軸承配合的特點(diǎn)7-95 4.1.2軸承（普通、6級）與軸和外殼配合的常用公差帶7-95 4.1.3軸承配合的選擇7-95 4.1.4軸承與軸和外殼孔的配合公差帶選擇7-96 4.1.5配合表面的形位公差與表面粗糙度7-98 4.1.6軸承與空心軸、鑄鐵和輕金屬軸承座配合的選擇7-99 4.1.7軸承與實(shí)心軸配合過(guò)盈量的估算7-99 4.2滾動(dòng)軸承的軸向緊固7-100 4.2.1軸向定位7-100 4.2.2軸向固定7-101 4.2.3軸向緊固裝置7-101 4.3滾動(dòng)軸承的預緊7-102 4.3.1預緊方式7-102 4.3.2定位預緊7-102 4.3.3定壓預緊7-102 4.3.4卸緊載荷7-102 4.3.5小軸向預緊載荷7-102 4.3.6徑向預緊7-102 4.4滾動(dòng)軸承的密封7-105 4.4.1選擇軸承密封形式應考慮的因素7-105 4.4.2軸承的主要密封形式7-105 4.4.3軸承的自身密封7-105 4.4.4軸承的支承密封7-105 4.5滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸7-108 4.5.1圓柱孔軸承的安裝7-108 4.5.2圓錐孔軸承的安裝7-108 4.5.3角接觸軸承的安裝7-108 4.5.4推力軸承的安裝7-108 4.5.5滾動(dòng)軸承的拆卸7-108 4.6游隙的調整方法7-109 4.7軸承的組合設計7-110 4.7.1軸承的配置7-110 4.7.2常見(jiàn)的支承結構簡(jiǎn)圖7-112 4.7.3滾動(dòng)軸承組合設計的典型結構7-114 4.8滾動(dòng)軸承通用技術(shù)規則7-115 4.8.1外形尺寸7-115 4.8.2公差等級與公差7-115 4.8.3倒角尺寸值7-115 4.8.4游隙7-115 4.8.5表面粗糙度7-115 4.8.6軸承套圈和滾動(dòng)體材料及熱處理7-116 4.8.7殘磁限值7-116 4.8.8振動(dòng)限值7-116 4.8.9密封性7-116 4.8.10清潔度7-116 4.8.11外觀(guān)質(zhì)量7-116 4.8.12互換性7-116 4.8.13額定載荷、額定壽命和額定熱轉速7-116 4.8.14測量方法7-116 4.8.15標志7-117 4.8.16檢驗規則7-117 4.8.17包裝7-117 4.8.18軸承用零件和附件7-117 4.9軸承的應用7-117 第5章常用滾動(dòng)軸承的基本尺寸及性能參數 5.1深溝球軸承7-118 5.2調心球軸承7-137 5.3角接觸球軸承7-149 5.4圓柱滾子軸承7-163 5.5調心滾子軸承7-188 5.6滾針軸承7-211 5.7圓錐滾子軸承7-226 5.8推力球軸承7-246 5.9推力角接觸球軸承7-259 5.10推力調心滾子軸承7-261 5.11推力圓柱滾子軸承7-264 5.12推力圓錐滾子軸承7-264 5.13推力滾針軸承7-265 5.14帶座外球面球軸承7-266 5.15組合軸承7-295 5.16智能軸承7-304 5.16.1分類(lèi)7-304 5.16.2國內外情況7-304 5.16.3市場(chǎng)應用7-304 5.17錐形襯套7-304 5.18軸承座7-321 5.18.1二螺柱立式軸承座7-321 5.18.2四螺柱立式軸承座7-325 5.19止推環(huán)7-326 附錄7-328 附錄一滾動(dòng)軸承現行標準目錄7-328 附錄二軸承工業(yè)現行國際標準目錄7-333 附錄三滾動(dòng)軸承新舊標準代號對照7-337 附錄四國外著(zhù)名軸承公司通用軸承代號7-344 附錄五國內外軸承公差等級對照7-349 附錄六國內外軸承游隙對照7-349 參考文獻7-351 第8篇 滑動(dòng)軸承 第1章滑動(dòng)軸承分類(lèi)、特點(diǎn)與應用及選擇 1.1各類(lèi)滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)與應用8-3 1.2滑動(dòng)軸承類(lèi)型的選擇8-4 1.2.1滑動(dòng)軸承性能比較8-4 1.2.2選擇軸承類(lèi)型的特性曲線(xiàn)8-6 1.3滑動(dòng)軸承設計資料8-7 第2章滑動(dòng)軸承材料 2.1對軸承材料的性能要求8-9 2.2滑動(dòng)軸承材料及其性能8-9 第3章不完全流體潤滑軸承 3.1徑向滑動(dòng)軸承的選用與驗算8-18 3.2推力滑動(dòng)軸承的選用與驗算8-18 3.3滑動(dòng)軸承的常見(jiàn)型式8-19 3.3.1整體滑動(dòng)軸承8-19 3.3.2對開(kāi)式滑動(dòng)軸承8-20 3.3.3法蘭滑動(dòng)軸承8-23 3.4軸套與軸瓦8-25 3.4.1軸套8-25 3.4.2軸套的固定（JB/ZQ 4616—2006）8-30 3.4.3軸瓦8-31 3.5滑動(dòng)軸承的結構要素8-36 3.5.1潤滑槽8-36 3.5.2軸承合金澆鑄槽8-36 3.6滑動(dòng)軸承間隙與配合的選擇8-37 3.7滑動(dòng)軸承潤滑8-40 3.8滑動(dòng)軸承座技術(shù)條件（JB/T 2564—2007）8-42 3.9關(guān)節軸承8-43 3.9.1關(guān)節軸承的分類(lèi)、結構型式與代號8-43 3.9.1.1關(guān)節軸承分類(lèi)8-43 3.9.1.2關(guān)節軸承代號方法8-43 3.9.1.3關(guān)節軸承主要類(lèi)型的結構特點(diǎn)8-45 3.9.2關(guān)節軸承壽命及載荷的計算8-50 3.9.2.1定義8-50 3.9.2.2符號8-50 3.9.2.3額定載荷8-51 3.9.2.4關(guān)節軸承壽命8-52 3.9.2.5關(guān)節軸承的摩擦因數8-53 3.9.3關(guān)節軸承的應用設計8-54 3.9.3.1關(guān)節軸承的配合8-54 3.9.3.2關(guān)節軸承的游隙8-56 3.9.3.3關(guān)節軸承的公差8-58 3.9.4關(guān)節軸承的基本尺寸和性能參數8-61 3.9.4.1向心關(guān)節軸承（GB/T 9163—2001）8-61 3.9.4.2角接觸關(guān)節軸承（GB/T 9164—2001）8-67 3.9.4.3推力關(guān)節軸承（GB/T 9162—2001）8-70 3.9.4.4桿端關(guān)節軸承（GB/T 9161—2001）8-72 3.9.4.5自潤滑球頭螺栓桿端關(guān)節軸承（JB/T 5306—2007）8-75 3.9.4.6關(guān)節軸承安裝尺寸8-77 3.10自潤滑軸承8-82 3.10.1自潤滑鑲嵌軸承8-82 3.10.2粉末冶金軸承（含油軸承）（GB/T 2688—2012、GB/T 18323—2001）8-86 3.10.3自潤滑復合材料卷制軸套8-93 3.11雙金屬減摩卷制軸套8-99 3.12塑料軸承8-101 3.13水潤滑熱固性塑料軸承（JB/T 5985—1992）8-102 3.14橡膠軸承8-105 第4章液體動(dòng)壓潤滑軸承 4.1液體動(dòng)壓潤滑軸承分類(lèi)8-108 4.2基本原理8-109 4.2.1基本方程8-109 4.2.2靜特性計算8-110 4.2.3動(dòng)特性計算8-111 4.2.4穩定性計算8-112 4.3典型軸承的性能曲線(xiàn)及計算示例8-112 4.4軸承材料8-133 4.5軸承主要參數的選擇8-135 4.6液體動(dòng)壓推力軸承8-137 4.6.1參數選擇8-137 4.6.2斜-平面推力軸承8-137 4.6.3可傾瓦推力軸承8-138 4.7計算程序簡(jiǎn)介8-142 第5章液體靜壓軸承 5.1概述8-144 5.2液體靜壓軸承的分類(lèi)8-145 5.3液體靜壓軸承的原理8-145 5.4液體靜壓軸承的結構設計8-147 5.4.1徑向液體靜壓軸承結構、特點(diǎn)與應用8-147 5.4.2徑向液體靜壓軸承的結構尺寸及主要技術(shù)數據8-149 5.4.3徑向液體靜壓軸承的系列結構尺寸8-150 5.4.4推力液體靜壓軸承結構、特點(diǎn)與應用8-154 5.4.5推力液體靜壓軸承的結構尺寸及主要技術(shù)數據8-156 5.4.6推力液體靜壓軸承的系列結構尺寸8-156 5.4.7液體靜壓軸承材料8-157 5.4.8節流器的結構、特點(diǎn)與應用8-158 5.4.9節流器的結構尺寸及主要技術(shù)數據8-160 5.5液體靜壓軸承計算的基本公式8-160 5.5.1油墊流量系數Cd、有效承載面積系數Ae、周向流量系數γ和腔內孔流量系數ω8-162 5.5.2剛度系數G08-163 5.5.3承載系數Fn或偏心率ε8-165 5.5.4功率消耗計算8-166 5.6供油系統設計及元件與潤滑油的選擇8-166 5.6.1供油方式、特點(diǎn)與應用8-166 5.6.2供油系統、特點(diǎn)與應用8-167 5.6.3元件的選擇8-167 5.6.4潤滑油的選擇8-167 5.7液體靜壓軸承設計計算的一般步驟及舉例8-168 5.7.1液體靜壓軸承系統設計計算的一般步驟8-168 5.7.2毛細管節流徑向液體靜壓軸承設計舉例8-168 5.7.3毛細管節流推力液體靜壓軸承設計舉例8-171 5.7.4小孔節流徑向液體靜壓軸承設計舉例8-173 5.7.5薄膜反饋節流徑向液體靜壓軸承設計舉例8-176 5.8靜壓軸承的故障及消除的方法8-179 第6章氣體潤滑軸承 6.1氣體潤滑理論8-180 6.1.1氣體力學(xué)基本方程式8-180 6.1.2雷諾方程8-181 6.1.3氣體潤滑計算的數值解法8-182 6.1.4氣體軸承計算模型8-182 6.2靜壓氣體軸承8-182 6.2.1概述8-182 6.2.2氣體靜壓軸承工作原理及其特點(diǎn)8-183 6.2.3氣體靜壓軸承的設計8-183 6.3氣體動(dòng)壓軸承8-185 6.3.1動(dòng)壓氣體軸承計算模型8-185 6.3.2氣體動(dòng)壓徑向軸承8-185 6.3.3氣體動(dòng)壓刻槽推力軸承8-190 6.3.4氣體動(dòng)壓刻槽球形軸承8-193 6.4擠壓膜氣體軸承8-199 6.4.1擠壓膜氣體軸承的工作原理及特點(diǎn)8-199 6.4.2擠壓膜氣體軸承的分類(lèi)及其計算方法8-199 第7章氣體箔片軸承 7.1氣體箔片軸承的工作原理和軸承類(lèi)型8-201 7.2波箔型氣體箔片軸承的理論模型8-204 7.2.1彈性支承結構模型8-204 7.2.2氣體箔片軸承的氣彈耦合潤滑模型8-205 7.3氣體箔片軸承的靜態(tài)性能求解8-206 7.4氣體箔片軸承的動(dòng)態(tài)性能求解8-207 7.5氣體箔片軸承的靜動(dòng)態(tài)性能預測結果8-209 7.6推力氣體箔片軸承的靜動(dòng)態(tài)性能預測8-210 第8章流體動(dòng)靜壓潤滑軸承 8.1工作原理及特性8-213 8.2動(dòng)靜壓軸承的結構型式8-213 8.3動(dòng)靜壓軸承設計的基本理論與數值方法8-215 8.3.1基本公式8-215 8.3.2雷諾方程8-215 8.3.3紊流模型8-216 8.3.4能量方程8-217 8.3.5邊界條件處理8-217 8.3.6環(huán)面節流器邊界條件8-217 8.3.7能量方程油腔邊緣邊界條件8-218 8.3.8其他邊界條件8-218 8.4動(dòng)靜壓軸承性能計算8-218 8.4.1靜特性計算8-218 8.4.2動(dòng)特性計算8-220 8.4.3動(dòng)靜壓軸承性能計算程序8-220 8.4.4程序框圖8-220 8.5動(dòng)靜壓軸承設計實(shí)例8-220 8.6動(dòng)靜壓軸承主要參數選擇與確定8-223 8.6.1結構參數中的主要參數選擇8-223 8.6.2運行參數中的主要參數選擇8-223 第9章電磁軸承 9.1靜電軸承8-227 9.1.1靜電軸承的基本原理8-227 9.1.2靜電軸承的分類(lèi)8-227 9.1.3靜電軸承的常用材料與結構參數8-227 9.1.4靜電軸承的設計與計算8-228 9.1.5應用舉例——靜電軸承陀螺儀8-228 9.2磁力軸承8-227 9.2.1磁力軸承的分類(lèi)與應用8-230 9.2.2磁力軸承的性能計算8-233 9.2.3磁力軸承的材料8-235 第10章智能軸承 10.1智能軸承的分類(lèi)8-236 10.2滾動(dòng)智能軸承8-236 10.3滑動(dòng)智能軸承8-237 10.3.1幾何形狀可變軸承8-237 10.3.1.1狀態(tài)可調橢圓軸承8-237 10.3.1.2壓電陶瓷驅動(dòng)的智能橢圓軸承8-237 10.3.1.3狀態(tài)可調錯位軸承8-238 10.3.1.4支點(diǎn)可變可傾瓦軸承8-238 10.3.1.5液壓控制柔性軸瓦軸承8-239 10.3.1.6可控徑向油膜軸承8-239 10.3.1.7幾何形狀可變軸承8-240 10.3.1.8軸向止推智能軸承8-241 10.3.2支撐結構可變軸承8-241 10.3.3機電系統控制的智能軸承8-241 10.3.4液壓系統控制的智能軸承8-242 10.3.4.1主動(dòng)潤滑可傾瓦軸承（以液壓系統作為軸承潤滑系統）8-242 10.3.4.2可控擠壓油膜阻尼軸承（以液壓系統作為控制執行器或執行機構）8-243 10.3.5應用新材料（特殊材料）控制的智能軸承8-243 10.3.6主動(dòng)磁軸承8-245 參考文獻8-246 第9篇 機架、箱體及導軌 第1章機架結構設計基礎 1.1機架設計的一般要求9-3 1.1.1定義及分類(lèi)9-3 1.1.2機架設計的一般要求和步驟9-3 1.1.2.1機架設計的準則和要求9-3 1.1.2.2機架設計的步驟9-4 1.2機架的常用材料及熱處理9-4 1.2.1機架常用材料9-4 1.2.2機架的熱處理9-6 1.3機架的截面形狀、肋的布置及壁板上的孔9-8 1.3.1機架的截面形狀9-8 1.3.2肋的布置9-10 1.3.3機架壁板上的孔9-16 1.4鑄造金屬機架的結構設計9-20 1.4.1鑄造機架的壁厚及肋9-20 1.4.1.1小壁厚9-20 1.4.1.2凸臺及加強肋的尺寸9-21 1.4.1.3鑄件壁的連接形式及尺寸9-21 1.4.2機架的連接結構設計9-21 1.4.3鑄造機架結構設計的工藝性9-23 1.4.3.1鑄件一般工藝性注意事項9-23 1.4.3.2鑄造機架結構設計應注意的問(wèn)題9-24 1.4.4鑄造機架結構設計示例9-26 1.4.4.1機床大件結構設計9-26 1.4.4.2精密儀器機架結構設計9-30 1.5焊接機架9-31 1.5.1焊接機架的結構及其工藝性9-31 1.5.1.1典型機床的焊接床身結構及特點(diǎn)9-32 1.5.1.2焊接橫梁結構9-33 1.5.1.3焊接機架的結構工藝性9-33 1.5.2機床焊接機架的壁厚及布肋9-36 1.5.2.1焊接機架壁厚的確定9-36 1.5.2.2焊接機架的布肋9-36 1.5.3改善機床結構阻尼比的措施9-38 1.5.4焊接機架結構示例9-39 1.5.4.1大型加工中心機床9-39 1.5.4.2刨、鏜、銑床立柱結構9-40 1.5.4.3壓力機焊接機架結構9-41 1.6非金屬機架設計9-44 1.6.1鋼筋混凝土機架9-44 1.6.2預應力鋼筋混凝土機架9-45 1.6.3塑料殼體設計9-47 1.6.3.1塑料特性及選擇9-47 1.6.3.2塑料殼體的結構設計9-48 1.6.3.3塑料制品的尺寸公差9-51 第2章機架的設計與計算 2.1框架式及梁柱式機架的設計與常規計算9-54 2.1.1軋鋼機機架的結構設計與常規計算9-54 2.1.1.1軋鋼機機架的結構設計9-54 2.1.1.2軋鋼機機架強度和剛度計算9-57 2.1.2液壓機機架的結構與設計計算9-70 2.1.2.1液壓機機架的結構9-70 2.1.2.2液壓機機架的設計計算9-70 2.1.3曲柄壓力機機架的設計與常規計算9-75 2.1.3.1曲柄壓力機閉式機架的常規計算9-75 2.1.3.2開(kāi)式曲柄壓力機機身的設計與計算9-78 2.1.4機床大件的設計與計算9-81 2.1.4.1機床大件剛度設計指標9-81 2.1.4.2普通車(chē)床床身的受力分析9-84 2.1.4.3臥式鏜床立柱及床身受力分析9-84 2.1.4.4龍門(mén)式機床受力和變形分析9-88 2.1.4.5立式鉆床、臥式銑床床身 （立柱）受力及變形分析9-90 2.1.4.6機床熱變形的形成及熱變形計算9-91 2.1.4.7帶有肋板框架的剛度計算9-94 2.1.5十字肋的剛度計算9-96 2.2穩定性計算9-96 2.2.1不作穩定性計算的條件9-96 2.2.2軸心受壓構件的穩定性驗算公式9-96 2.2.3結構件長(cháng)細比的計算9-97 2.2.4結構件的計算長(cháng)度9-98 2.2.4.1等截面柱9-98 2.2.4.2變截面受壓構件9-98 2.2.4.3桁架構件的計算長(cháng)度9-100 2.2.4.4特殊情況9-101 2.2.5偏心受壓構件9-102 2.2.6板的局部穩定性計算9-102 2.2.7圓柱殼的局部穩定性計算9-105 2.2.8梁的局部穩定性9-105 2.3典型超精密機床總體布局及振動(dòng)和熱控制9-107 2.3.1超精密機床的總體布局9-107 2.3.2超精密機床的振動(dòng)控制9-108 2.3.2.1超精密機床床身材料9-108 2.3.2.2超精密機床的減振措施9-109 2.3.3超精密機床的恒溫控制9-110 第3章齒輪傳動(dòng)箱體的設計與計算 3.1箱體結構設計概述9-111 3.1.1齒輪箱體結構的確定9-111 3.1.2齒輪箱體焊接結構9-112 3.1.3壓力鑄造傳動(dòng)箱體的結構設計9-115 3.1.3.1肋的設計9-116 3.1.3.2箱體上的通孔及緊固孔的設計9-118 3.2按剛度設計圓柱齒輪減速器箱座9-119 3.2.1剖分式齒輪減速器箱座的設計計算方法及步驟9-120 3.2.2齒輪箱體計算實(shí)例9-122 3.3機床主軸箱的剛度計算9-126 3.3.1箱體的剛度計算9-126 3.3.2車(chē)床主軸箱剛度計算示例9-126 3.4變速箱體上軸孔坐標計算9-129 3.5變速箱體的技術(shù)要求9-131 3.5.1各加工面的形狀精度及表面結構中的粗糙度9-131 3.5.2各加工面的相互位置精度9-131 3.5.3變速箱體零件工作圖實(shí)例9-132 第4章機架與箱體的現代設計方法 4.1機架的有限元分析9-134 4.1.1軋鋼機機架的有限元分析9-134 4.1.2液壓機橫梁的有限元分析9-135 4.1.3開(kāi)式機架的有限元分析9-136 4.1.4整體閉式機架有限元分析9-137 4.2機架與箱體的優(yōu)化設計9-140 4.2.1優(yōu)化設計數學(xué)模型的建立9-140 4.2.2熱壓機機架結構的優(yōu)化設計9-141 4.2.3基于A(yíng)NSYS的優(yōu)化設計9-144 4.2.3.1ANSYS優(yōu)化設計的基本過(guò)程9-144 4.2.3.2基于A(yíng)NSYS的減速器箱體的優(yōu)化設計示例9-145 4.2.4機架的模糊優(yōu)化方法9-146 4.2.4.1模糊有限元分析方法9-146 4.2.4.2三軸仿真轉臺框架結構的模糊有限元優(yōu)化9-148 第5章導軌 5.1概述9-150 5.1.1導軌的類(lèi)型及其特點(diǎn)9-150 5.1.2導軌的設計要求9-150 5.1.3導軌的設計程序及內容9-150 5.1.4精密導軌的設計原則9-151 5.2普通滑動(dòng)導軌的結構設計9-151 5.2.1整體式滑動(dòng)導軌9-151 5.2.1.1滑動(dòng)導軌的截面形狀9-151 5.2.1.2滑動(dòng)導軌尺寸9-153 5.2.1.3導軌間隙調整裝置9-155 5.2.1.4滑動(dòng)導軌的卸荷裝置9-159 5.2.1.5滑動(dòng)導軌壓強的計算9-161 5.2.1.6滑動(dòng)導軌間隙的確定9-163 5.2.1.7導軌材料與熱處理9-164 5.2.1.8導軌的技術(shù)要求9-165 5.2.2塑料(貼塑式)導軌9-166 5.2.2.1塑料導軌的特點(diǎn)9-166 5.2.2.2塑料導軌的材料9-166 5.2.2.3填充氟塑軟帶導軌典型制造工藝9-168 5.2.2.4軟帶導軌技術(shù)條件9-168 5.2.2.5環(huán)氧涂層材料技術(shù)通則9-169 5.2.2.6環(huán)氧涂層導軌通用技術(shù)條件9-170 5.2.2.7通用塑料導軌材料的粘接9-171 5.2.2.8耐磨涂層的配方9-171 5.3流體靜壓導軌9-171 5.3.1液體靜壓導軌9-171 5.3.1.1液體靜壓導軌的類(lèi)型和特點(diǎn)9-171 5.3.1.2液體靜壓導軌的基本結構形式9-172 5.3.1.3靜壓導軌的油腔結構9-173 5.3.1.4導軌的技術(shù)要求和材料9-174 5.3.1.5液體靜壓導軌的節流器、潤滑油及供油裝置9-175 5.3.1.6靜壓導軌的加工和調整9-175 5.3.1.7液體靜壓導軌的計算9-176 5.3.1.8毛細管節流開(kāi)式靜壓導軌的計算9-180 5.3.2氣體靜壓導軌9-182 5.3.2.1氣體靜壓導軌的類(lèi)型與特點(diǎn)9-182 5.3.2.2氣體靜壓導軌的結構設計9-183 5.3.2.3氣體靜壓導軌的設計計算9-184 5.3.2.4氣體靜壓導軌副的材料9-186 5.4滾動(dòng)導軌9-186 5.4.1滾動(dòng)導軌的類(lèi)型、特點(diǎn)及應用9-186 5.4.2滾動(dòng)導軌的計算、結構與尺寸系列9-186 5.4.2.1滾動(dòng)直線(xiàn)導軌的計算9-186 5.4.2.2滾動(dòng)直線(xiàn)導軌副9-191 5.4.2.3滾柱交叉導軌副9-204 5.4.2.4滾柱(滾針)導軌塊9-206 5.4.2.5滾動(dòng)直線(xiàn)導軌套副9-210 5.4.2.6滾動(dòng)花鍵導軌副9-217 5.4.2.7滾動(dòng)軸承導軌9-222 5.5導軌設計實(shí)例9-224 5.5.1壓力機導軌的形式和特點(diǎn)9-224 5.5.2導軌的尺寸和驗算9-225 5.5.2.1導軌長(cháng)度9-225 5.5.2.2導軌工作面寬度及其驗算9-225 5.5.3導軌材料的選擇9-225 5.5.4導軌間隙的調整9-226 5.6導軌的防護9-226 5.6.1導軌防護裝置的類(lèi)型及特點(diǎn)9-226 5.6.2導軌刮屑板9-226 5.6.3剛性伸縮式導軌防護罩9-226 5.6.4柔性伸縮式導軌防護罩9-227 參考文獻9-228 第10篇 彈簧 第1章彈簧的基本性能、類(lèi)型及應用 1.1彈簧的基本性能10-3 1.2彈簧的類(lèi)型10-3 1.3彈簧的應用和標準化10-10 1.3.1彈簧的應用10-10 1.3.2彈簧的標準化10-10 第2章圓柱螺旋彈簧 2.1圓柱螺旋彈簧的型式、代號及應用10-15 2.2彈簧的材料及許用應力10-16 2.3圓柱螺旋壓縮彈簧10-22 2.3.1圓柱螺旋壓縮彈簧基本計算公式10-22 2.3.2圓柱彈簧參數選擇10-24 2.3.3圓柱螺旋壓縮彈簧計算表10-25 2.3.4壓縮彈簧端部型式與高度、總圈數等的公式10-38 2.3.5螺旋彈簧的疲勞強度、穩定性及共振10-39 2.3.6圓柱螺旋壓縮彈簧設計計算示例10-40 2.3.7圓柱螺旋壓縮彈簧的壓力調整結構10-43 2.3.8組合彈簧的設計計算10-43 2.3.9圓柱螺旋壓縮彈簧的應用示例10-45 2.4圓柱螺旋拉伸彈簧10-46 2.4.1圓柱螺旋拉伸彈簧的設計計算10-46 2.4.2圓柱螺旋拉伸彈簧的設計實(shí)例10-48 2.4.3圓柱螺旋拉伸彈簧的端部結構10-50 2.4.4圓柱螺旋拉伸彈簧的尺寸和參數10-52 2.4.5圓柱螺旋拉伸彈簧的拉力調整結構10-58 2.5圓柱螺旋扭轉彈簧10-59 2.5.1圓柱螺旋扭轉彈簧的基本幾何參數和特性10-59 2.5.2圓柱螺旋扭轉彈簧的結構形式10-59 2.5.3圓柱螺旋扭轉彈簧的設計計算10-59 2.5.4圓柱螺旋扭轉彈簧的計算示例10-62 2.5.5圓柱螺旋扭轉彈簧的結構及安裝示例10-63 2.6圓柱螺旋彈簧技術(shù)要求10-64 2.6.1彈簧特性和尺寸的極限偏差10-64 2.6.2其他技術(shù)要求10-67 2.7非圓形截面圓柱螺旋彈簧10-67 2.7.1矩形截面螺旋壓縮彈簧10-67 2.7.2其他截面形狀螺旋壓縮彈簧10-70 第3章非線(xiàn)性特性線(xiàn)螺旋彈簧 3.1截錐螺旋壓縮彈簧10-73 3.1.1截錐螺旋壓縮彈簧的結構特性及分類(lèi)10-73 3.1.2截錐螺旋壓縮彈簧的計算10-73 3.1.3截錐螺旋彈簧的計算示例10-75 3.1.4截錐螺旋壓縮彈簧的應用實(shí)例10-76 3.2蝸卷螺旋彈簧10-76 3.2.1蝸卷螺旋彈簧的特性曲線(xiàn)10-76 3.2.2蝸卷螺旋彈簧的材料及許用應力10-76 3.2.3蝸卷螺旋彈簧的計算10-77 3.2.4蝸卷螺旋彈簧的計算示例10-78 第4章多股螺旋彈簧 4.1多股螺旋彈簧的結構、特性及用途10-82 4.2多股螺旋彈簧的材料及許用應力10-83 4.3多股螺旋彈簧的參數選擇10-83 4.4多股螺旋彈簧的設計計算10-84 4.5多股螺旋彈簧的幾何尺寸計算10-85 ......