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内容介绍

《机械设计手册》第五版单行本共16分册，涵盖了机械常规设计的所有内容。各分册分别为：《常用设计资料》、《机械制图·精度设计》、《常用机械工程材料》、《机构》、《连接与紧固》、《轴及其连接》、《轴承》、《起重运输件·五金件》、《润滑与密封》、《弹簧》、《机械传动》、《减（变）速器·电机与电器》、《机械振动·机架设计》、《液压传动》、《液压控制》、《气压传动》。 《机械设计手册（第5版·单行本）：机械振动·机架设计》为《机械振动·机架设计》，包括机械振动的控制及利用、机架设计。机械振动的控制及利用主要介绍机械振动基础资料，线性振动、非线性振动与随机振动、振动的控制（隔振与减振方法、隔振设计、阻尼减振、动力吸振器、缓冲器设计、平衡法）等振动系统原理、模型参数、设计计算，以及常用机械振动的利用、测试技术等；机架设计主要介绍机架设计的一般知识，以及梁、柱和立架、桁架、框架、整体式机架及其他机架的设计与计算等。 《机械设计手册（第5版·单行本）：机械振动·机架设计》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。

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第18篇机械振动的控制及利用 本篇主要符号18-3 第1章概述18-5 1 机械振动的分类及机械工程中的振动问题18-5 1.1 机械振动的分类18-5 1.2 机械工程中常遇到的振动问题18-6 2 有关振动的部分标准18-7 2.1 有关振动的部分国家标准18-7 2.2 国际振动标准简介18-10 3 机械振动等级的评定18-11 3.1 振动烈度的确定18-12 3.2 泵的振动烈度的评定举例18-13 第2章机械振动的基础资料18-15 1 机械振动表示方法18-15 1.1 简谐振动表示方法18-15 1.2 周期振动幅值表示法18-16 1.3 振动频谱表示法18-16 2 弹性构件的刚度18-17 3 阻尼系数18-20 3.1 线性阻尼系数18-20 3.2 非线性阻尼的等效线性阻尼系数18-21 4 振动系统的固有角频率18-22 4.1 单自由度系统的固有角频率18-22 4.2 二自由度系统的固有角频率18-26 4.3 各种构件的固有角频率18-28 5 同向简谐振动合成18-33 6 各种机械产生振动的扰动频率18-34 第3章线性振动18-35 1 单自由度系统自由振动模型参数及响应18-35 2 单自由度系统的受迫振动18-37 2.1 简谐受迫振动的模型参数及响应18-37 2.2 非简谐受迫振动的模型参数及响应18-39 3 直线运动振系与定轴转动振系的参数类比18-40 4 共振关系18-41 5 回转机械在启动和停机过程中的振动18-42 5.1 启动过程的振动18-42 5.2 停机过程的振动18-42 6 多自由度系统18-43 6.1 多自由度系统自由振动模型参数及其特性18-43 6.2 二自由度系统受迫振动的振幅和相位差角计算公式18-45 7 机械系统的力学模型18-45 7.1 力学模型的简化原则18-46 7.2 等效参数的转换计算18-46 第4章非线性振动与随机振动18-49 1 非线性振动18-49 1.1 机械工程中的非线性振动问题18-49 1.2 非线性力的特征曲线18-50 1.3 非线性系统的物理性质18-53 1.4 分析非线性振动的常用方法18-56 1.5 等效线性化近似解法18-56 1.6 示例18-57 1.7 非线性振动的稳定性18-58 2 自激振动18-59 2.1 自激振动和自振系统的特性18-59 2.2 机械工程中常见的自激振动现象18-59 2.3 单自由度系统相平面及稳定性18-61 3 随机振动18-64 3.1 平稳随机振动描述18-65 3.2 单自由度线性系统的传递函数18-66 3.3 单自由度线性系统的随机响应18-67 第5章振动的控制18-68 1 隔振与减振方法18-68 2 隔振设计18-68 2.1 隔振原理及一次隔振的动力参数设计18-68 2.2 一次隔振动力参数设计示例18-70 2.3 二次隔振动力参数设计18-71 2.4 二次隔振动力参数设计示例18-73 2.5 隔振设计的几个问题18-75 2.5.1 隔振设计步骤18-75 2.5.2 隔振设计要点18-76 2.5.3 圆柱螺旋弹簧的刚度18-76 2.5.4 隔振器的阻尼18-77 2.6 隔振器的材料与类型18-77 2.7 橡胶隔振器18-78 2.8 橡胶隔振器设计18-81 2.8.1 橡胶材料的主要性能参数18-81 2.8.2 橡胶隔振器刚度计算18-82 2.8.3 橡胶隔振器设计要点18-83 2.9 不锈钢丝绳减振器18-84 2.9.1 主要特点18-84 2.9.2 选型原则与方法18-85 3 阻尼减振18-88 3.1 阻尼减振原理18-88 3.2 材料的损耗因子与阻尼层结构18-89 3.2.1 橡胶阻尼层结构18-90 3.2.2 干摩擦阻尼减振器例18-91 3.3 线性阻尼隔振器18-92 3.3.1 减振隔振器系统主要参数18-92 3.3.2 最佳参数选择18-93 3.3.3 设计示例18-94 3.4 非线性阻尼系统的隔振18-95 3.4.1 刚性连接非线性阻尼系统隔振18-95 3.4.2 弹性连接干摩擦阻尼减振隔振器动力参数设计18-96 3.4.3 减振器设计18-97 4 动力吸振器18-98 4.1 动力吸振器设计18-99 4.1.1 动力吸振器工作原理18-99 4.1.2 动力吸振器的设计18-99 4.1.3 动力吸振器附连点设计18-100 4.1.4 设计示例18-100 4.2 加阻尼的动力吸振器18-101 4.2.1 设计思想18-101 4.2.2 减振吸振器的最佳参数18-102 4.2.3 减振吸振器的设计步骤18-103 4.3 二次减振隔振器设计18-104 4.3.1 设计思想18-104 4.3.2 二次减振隔振器动力参数设计18-104 4.4 摆式减振器18-105 4.5 冲击减振器18-106 5 缓冲器设计18-108 5.1 设计思想18-108 5.1.1 冲击现象及冲击传递系数18-108 5.1.2 速度阶跃激励18-109 5.1.3 缓冲弹簧的储能特性18-110 5.1.4 阻尼参数选择18-110 5.2 一次缓冲器设计18-111 5.2.1 缓冲器的设计原则18-111 5.2.2 设计要求18-112 5.2.3 一次缓冲器动力参数设计18-112 5.2.4 加速度脉冲激励波形影响提示18-112 5.3 二次缓冲器的设计18-112 6 平衡法18-113 6.1 结构的设计18-113 6.2 转子的平衡18-113 6.3 往复机械的平衡18-115 第6章机械振动的利用18-116 1 概述18-116 1.1 振动机械的用途及工艺特性18-116 1.2 振动机械的组成18-117 1.3 振动机械的频率特性及结构特征18-117 1.4 有关振动机械的部门标准18-118 2 振动输送类振动机的运动参数18-119 2.1 机械振动指数18-119 2.2 物料的滑行运动18-119 2.3 物料抛掷指数18-120 2.4 常用振动机的振动参数18-121 2.5 物料平均速度18-121 2.6 输送能力与输送槽体尺寸的确定18-122 2.7 物料的等效参振质量和等效阻尼系数18-122 2.8 振动系统的计算质量18-123 2.9 激振力和功率18-123 3 单轴惯性激振器设计18-124 3.1 平面运动单轴惯性激振器18-124 3.2 空间运动单轴惯性激振器18-125 3.3 单轴惯性激振器动力参数（远超共振类）18-126 3.4 激振力的调整及滚动轴承18-127 4 双轴惯性激振器18-127 4.1 产生单向激振力的双轴惯性激振器18-127 4.2 空间运动双轴惯性激振器18-128 4.2.1 交叉轴式双轴惯性激振器18-129 4.2.2 平行轴式双轴惯性激振器18-129 4.3 双轴惯性激振器动力参数（远超共振类）18-130 4.4 自同步条件及激振器位置18-131 5 近共振类振动机18-132 5.1 惯性共振式18-132 5.1.1 主振系统的动力参数18-132 5.1.2 激振器动力参数设计18-133 5.2 弹性连杆式18-134 5.2.1 主振系统的动力参数18-134 5.2.2 激振器动力参数设计18-134 5.3 主振系统的动力平衡18-135 5.4 导向杆和橡胶铰链18-136 5.5 振动输送类振动机整体刚度和局部刚度的计算18-137 5.6 近共振类振动机工作点的调试18-138 5.7 间隙非线性弹簧设计18-138 6 振动机械动力参数设计示例18-138 6.1 远超共振惯性振动机动力参数设计示例18-138 6.2 惯性共振式振动机动力参数设计示例18-140 6.3 弹性连杆式振动机动力参数设计示例18-141 7 主要零部件18-143 7.1 振动源电机18-143 7.2 仓壁式振动器18-149 7.3 复合弹簧18-150 8 振动给料机18-152 9 利用振动来监测缆索拉力18-155 9.1 测量弦振动计算索拉力18-156 9.1.1 弦振动测量原理18-156 9.1.2 MGH型锚索测力仪18-156 9.2 按两端受拉梁的振动测量索拉力18-157 9.2.1 两端受拉梁的振动测量原理18-157 9.2.2 高屏溪桥斜张钢缆检测部分简介18-157 9.3 索拉力振动检测的最新方法18-159 9.3.1 考虑索的垂度和弹性伸长λ18-159 9.3.2 频差法18-160 9.3.3 拉索基频识别工具箱18-160 第7章机械振动测量技术18-161 1 概述18-161 1.1 测量在机械振动系统设计中的作用18-161 1.2 振动的测量方法18-161 1.2.1 振动测量的主要内容18-161 1.2.2 振动测量的类别18-161 1.3 测振原理18-163 1.3.1 线性系统振动量时间历程曲线的测量18-163 1.3.2 测振原理18-163 1.4 振动测量系统图示例18-164 2 数据采集与处理18-164 2.1 信号18-164 2.1.1 信号的类别18-164 2.1.2 振动波形因素与波形图18-164 2.2 信号的频谱分析18-165 2.3 数据采集系统18-166 2.3.1 信号采集18-166 2.3.2 力锤及应用18-167 2.4 数据处理18-167 2.4.1 数据处理方法18-167 2.4.2 数字处理系统18-168 2.5 智能化数据采集与分析处理、监测系统18-168 3 振动幅值测量18-169 3.1 光测位移幅值法18-169 3.2 电测振动幅值法18-170 3.3 激光干涉测量振动法18-170 3.3.1 光学多普勒干涉原理测量物体的振动18-170 3.3.2 低频激光测振仪18-170 4 振动频率与相位的测量18-171 4.1 李沙育图形法18-171 4.2 标准时间法18-171 4.3 闪光测频法18-172 4.4 数字频率计测频法18-172 4.5 振动频率测量分析仪18-172 4.6 相位的测量18-172 5 系统固有频率与振型的测定18-173 5.1 自由衰减振动法18-173 5.2 共振法18-173 5.3 频谱分析法18-173 5.4 振型的测定18-174 6 阻尼参数的测定18-174 6.1 自由衰减振动法18-174 6.2 带宽法18-175 第8章轴和轴系的临界转速18-176 1 概述18-176 2 简单转子的临界转速18-176 2.1 力学模型18-176 2.2 两支承轴的临界转速18-177 2.3 两支承单盘转子的临界转速18-178 3 两支承多盘转子临界转速的近似计算18-179 3.1 带多个圆盘轴的一阶临界转速18-179 3.2 力学模型18-179 3.3 临界转速计算公式18-179 3.4 计算示例18-181 4 轴系的模型与参数18-182 4.1 力学模型18-182 4.2 滚动轴承支承刚度18-182 4.3 滑动轴承支承刚度18-184 4.4 支承阻尼18-188 5 轴系的临界转速计算18-188 5.1 轴系的特征值问题18-188 5.2 特征值数值计算实例18-189 6 轴系临界转速设计18-190 6.1 轴系临界转速修改设计18-190 6.2 轴系临界转速组合设计18-192 7 影响轴系临界转速的因素18-193 参考文献18-195 第19篇机架设计 第1章机架结构概论19-3 1 机架结构类型19-3 1.1 按机架外形分类19-3 1.2 按机架的材料和制造方法分类19-3 1.3 按力学模型分类19-4 1.4 机架杆系结构类型19-5 2 机架杆系的几何不变性19-5 2.1 平面杆系的组成规则19-6 2.2 平面杆系的自由度计算19-6 2.2.1 平面杆系的约束类型19-6 2.2.2 平面杆系自由度的计算19-7 2.3 杆系几何特性与静定特性的关系19-7 3 机架设计计算的准则和要求19-8 3.1 机架设计的准则19-8 3.2 机架设计的一般要求19-9 3.3 设计步骤19-9 4 机架结构的选择19-9 4.1 一般规则19-9 4.2 静定结构与超静定结构的比较19-10 4.3 静定桁架与刚架的比较19-11 4.4 几种杆系结构力学性能的比较19-11 4.5 几种桁架结构力学性能的比较19-13 5 几种典型机架结构形式19-15 5.1 汽车车架19-15 5.1.1 梁式车架19-15 5.1.2 承载式车身车架19-16 5.1.3 各种新型车架形式19-17 5.2 摩托车车架和拖拉机架19-18 5.3 起重运输机械机架19-20 5.4 挖掘机机架19-23 5.5 管架与管子支吊架19-25 5.6 标准容器支座19-31 5.7 大型容器支架19-34 第2章机架设计的一般规定19-35 1 载荷19-35 1.1 载荷分类19-35 1.2 组合载荷19-36 1.3 雪载荷和冰载荷19-36 1.4 风载荷19-37 1.5 地震载荷19-40 2 刚度要求19-42 2.1 《钢结构设计规范》的规定19-42 2.2 《起重机设计规范》的规定19-43 2.3 提高刚度的方法19-43 3 强度要求19-44 3.1 许用应力19-44 3.1.1 基本许用应力19-44 3.1.2 折减系数K19-44 3.1.3 基本许用应力表19-45 3.2 起重机钢架的安全系数和许用应力19-46 3.3 铆焊连接基本许用应力19-47 4 机架结构的简化方法19-48 4.1 选取力学模型的原则19-48 4.2 支座的简化19-48 4.3 结点的简化19-49 4.4 构件的简化19-49 4.5 简化综述及举例19-50 5 杆系结构的支座形式19-51 5.1 用于梁和刚架的支座19-51 5.2 用于柱和刚架的支座19-52 5.3 用于桁架的支座19-53 6 技术要求19-53 第3章梁的设计与计算19-56 1 梁的设计19-56 1.1 纵梁的结构设计19-56 1.1.1 纵梁的结构19-56 1.1.2 梁的连接19-59 1.1.3 梁截面的有关数据19-59 1.2 主梁的上拱高度19-62 1.3 端梁的结构设计19-62 1.4 梁的整体稳定性19-63 1.5 梁的局部稳定性19-65 1.6 举例19-66 2 梁的计算19-68 2.1 梁的强度计算19-68 2.2 连续梁计算用表19-69 2.3 举例19-73 2.4 弹性支座上的连续梁19-75 第4章柱和立架的设计与计算19-80 1 柱和立架的形状19-80 1.1 柱的外形19-80 1.2 柱的截面形状19-81 1.3 立柱的外形与影响刚度的因素19-82 1.3.1 起重机龙门架外形19-82 1.3.2 机床立柱及其他19-83 1.3.3 各种立柱类构件的刚度比较19-86 1.3.4 螺钉及外肋条数量对立柱连接处刚度的影响19-86 2 柱的连接及柱和梁的连接19-86 2.1 柱的拼接19-86 2.2 柱脚的设计与连接19-87 2.3 梁和柱的连接19-89 3 稳定性计算19-91 3.1 不作稳定性计算的条件19-91 3.2 轴心受压构件的稳定性验算公式19-91 3.3 结构件长细比的计算19-92 3.4 结构件的计算长度19-93 3.4.1 等截面柱19-93 3.4.2 变截面受压构件19-94 3.4.3 桁架构件的计算长度19-96 3.4.4 特殊情况19-97 3.5 偏心受压构件19-97 3.6 板的局部稳定性计算19-98 3.7 圆柱壳的局部稳定性计算19-101 4 柱的计算用表19-101 第5章桁架的设计与计算19-108 1 静定梁式平面桁架的分类19-108 2 桁架的结构19-109 2.1 桁架结点19-109 2.2 管子桁架19-110 2.3 几种桁架的结构形式和参数19-111 2.3.1 结构形式19-111 2.3.2 尺寸参数19-112 2.4 桁架的起拱度19-115 3 静定平面桁架的内力分析19-115 3.1 截面法（用力矩平衡法计算）19-116 3.2 截面法（用力平衡法计算）19-116 3.3 结点法19-117 3.4 混合法19-117 3.5 代替法19-118 4 桁架的位移计算19-119 4.1 桁架的位移计算公式19-119 4.2 几种桁架的挠度计算公式19-120 4.3 举例19-123 5 超静定桁架的计算19-126 6 空间桁架19-127 6.1 平面桁架组成的空间桁架的受力分析法19-127 6.2 圆形容器支承桁架19-128 第6章框架的设计与计算19-133 1 刚架的结点设计19-134 2 刚架内力分析方法19-135 2.1 力法计算刚架19-136 2.1.1 力法的基本概念19-136 2.1.2 计算步骤19-136 2.1.3 简化计算的处理19-137 2.2 位移法19-139 2.2.1 角变位移方程19-139 2.2.2 应用基本体系及典型方程计算刚架的步骤19-140 2.2.3 应用结点及截面平衡方程计算刚架的步骤19-141 2.3 简化计算举例19-142 3 框架的位移19-143 3.1 位移的计算公式19-143 3.1.1 由载荷作用产生的位移19-143 3.1.2 由温度改变所引起的位移19-144 3.1.3 由支座移动所引起的位移19-145 3.2 图乘公式19-145 3.3 空腹框架的计算公式19-148 4 等截面刚架内力计算公式19-149 4.1 等截面单跨刚架计算公式19-149 4.2 均布载荷等截面等跨排架计算公式19-157 第7章其他形式的机架19-159 1 整体式机架19-159 1.1 概述19-159 1.2 有加强肋的整体式机架的肋板布置19-160 1.3 布肋形式对刚度影响19-161 1.4 肋板的刚度计算19-162 2 箱形机架19-165 2.1 箱体结构参数的选择19-165 2.1.1 壁厚的选择19-165 2.1.2 加强肋19-166 2.1.3 孔和凸台19-166 2.1.4 箱体的热处理19-166 2.2 壁板的布肋形式19-167 2.3 箱体刚度19-167 2.3.1 箱体刚度的计算19-167 2.3.2 箱体刚度的影响因素19-168 2.4 齿轮箱箱体刚度计算举例19-172 2.4.1 齿轮箱箱体的计算19-172 2.4.2 车床主轴箱刚度计算举例19-175 3 轧钢机类机架设计与计算方法19-176 3.1 轧钢机机架形式与结构19-176 3.2 短应力线轧机19-177 3.3 闭式机架强度与变形的计算19-178 3.3.1 计算原理19-178 3.3.2 计算结果举例19-180 3.3.3 机架内的应力与许用应力19-181 3.3.4 闭口式机架的变形（延伸）计算19-182 3.4 开式机架的计算19-183 4 桅杆缆绳结构19-184 5 柔性机架19-185 5.1 钢丝绳机架19-185 5.1.1 概述19-185 5.1.2 输送机钢丝绳机架的静力计算19-185 5.1.3 钢丝绳的拉力19-186 5.1.4 钢丝绳的预张力19-186 5.1.5 钢丝绳鞍座尺寸19-186 5.2 浓密机机座柔性底板（托盘）的设计19-187 参考文献19-190

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