現代機械工程設計——全壽命周期性能與可靠性

基本介紹

• 書名：現代機械工程設計——全壽命周期性能與可靠性 
• 作者：劉傳軍
• ISBN：9787302242017
• 定價：98元
• 裝幀：平裝

圖書簡介

本書論述了現代機械工程設計中工程摩擦學與機械全壽命周期性能和可靠性。全書共14章，包括機械全壽命周期性能和可靠性的基礎知識、改善機械可靠性的設計步驟、失效分析、集中接觸的靜態和動態額定載荷、摩擦現象、磨損機理、機械潤滑和材料選擇、流體動力潤滑軸承和滑塊、動密封系統、流體靜壓軸承、空氣靜壓軸承、柔性機構和其他特殊軸承等。
本書可作為機械設計及其相關專業研究生、本科生和工程設計人員的參考書。

目錄

1全壽命周期性能和可靠性1

1.1引言1

1.2針對全壽命周期性能和可靠性的設計思想1

1.2.1引言1

1.2.2歷史4

1.2.3機械工程設計的發展趨勢5

1.2.4創新設計7

1.3可靠性工程學8

1.3.1部件可靠性8

1.3.2系統可靠性13

1.4失效分析15

1.4.1失效起因分析15

1.4.2失效分析技術和步驟16

2機械部件失效模式21

2.1引言21

2.2滾珠軸承的失效機理21

2.2.1軸承磨痕形態及其解釋22

2.2.2ISO失效模式分類23

2.2.3軸承失效23

2.3齒輪失效機理29

2.3.1ISO失效模式分類29

2.3.2齒輪失效30

2.4凸輪從動機構失效過程36

2.4.1失效模式分類36

2.4.2凸輪從動機構失效36

現代機械工程設計--全壽命周期性能與可靠性目錄

2.5軌/輪系統和牽引系統失效39

2.5.1失效模式分類39

2.5.2軌/輪系統和牽引系統失效39

2.6徑向滑動軸承的失效分析42

2.6.1失效模式分類42

2.6.2徑向滑動軸承的失效42

2.7鏈傳動的失效機理44

2.7.1失效模式分類44

2.7.2鏈驅動失效45

2.8螺紋連線失效機理46

2.8.1失效模式分類46

2.8.2螺紋連線失效47

3疲勞失效51

3.1引言51

3.2疲勞強度預測51

3.2.1影響疲勞強度的因素51

3.2.2疲勞強度和持久極限的估計56

3.3可靠性設計59

3.3.1動態載荷驅動軸的設計59

3.3.2動態載荷螺栓聯結接頭設計63

3.3.3受動態載荷的焊接結構設計70

4額定載荷和滾動接觸的疲勞壽命79

4.1引言79

4.2額定靜態和動態載荷79

4.2.1名義點接觸80

4.2.2橢圓接觸86

4.2.3名義線接觸87

4.2.4接觸面(幾何形狀)的相似性89

4.2.5幾何應力集中90

4.2.6牽引驅動下的滾動90

4.2.7許用接觸壓力93

4.3彈性流體動力潤滑(EHL)94

4.3.1彈性流體動力潤滑-線接觸94

4.3.2彈性流體動力潤滑-點接觸(圓或橢圓)96

4.4機械部件的額定載荷99

4.4.1滾珠軸承的額定靜態和動態載荷99

4.4.2齒輪表面持久性102

4.4.3牽引力驅動機構的額定動態載荷107

4.5軸承和導向系統的滾動阻力111

4.5.1深槽滾珠軸承111

4.5.2滾珠導向機構114

4.5.3角接觸滾珠軸承114

4.5.4止推球軸承114

5機械系統中的摩擦現象123

5.1引言123

5.2真實接觸面積123

5.2.1表面粗糙度124

5.2.2真實接觸面積和名義接觸面積的比值127

5.3基礎摩擦學129

5.3.1犁溝作用130

5.3.2粘著力131

5.4經典摩擦定律136

5.4.1名義接觸面積的影響136

5.4.2名義載荷的影響136

5.4.3滑動速度的影響137

5.4.4溫度影響137

5.4.5表面粗糙度的影響137

5.5摩擦熱和熱失效138

5.5.1名義接觸溫度139

5.5.2瞬現溫度145

5.6機械系統中的摩擦現象147

5.6.1線性激勵器中的躍動現象147

5.6.2側滑減小有效摩擦149

5.6.3線性導向結構的塞阻149

5.6.4無級變速帶驅動150

5.6.5公制螺紋緊固件153

5.6.6螺旋傳動軸157

5.6.7過盈配合1585.7測量摩擦160

5.7.1人工測量161

5.7.2電動摩擦儀162

6機械部件磨損機理167

6.1引言167

6.2兩體磨損機理167

6.2.1粘著磨損168

6.2.2磨料磨損169

6.2.3腐蝕磨損170

6.2.4表面疲勞172

6.3單體磨損機理173

6.3.1氣體浸蝕173

6.3.2液體衝擊浸蝕173

6.3.3氣蝕173

6.3.4粒子沖蝕174

6.4接觸條件174

6.4.1接觸面的共曲性175

6.4.2靜態接觸175

6.4.3重疊程度176

6.4.4接觸溫度176

6.5磨損率176

6.5.1磨合期176

6.5.2磨損率的計算177

6.5.3表觀磨損率分類178

6.6選擇或構建測試裝置184

6.6.1針-盤/針-環結構185

6.6.2針-平面/球-平面結構186

6.6.3雙盤結構186

6.7摩擦和磨損測量標準187

6.7.1試件製備187

6.7.2試驗188

6.7.3報告188

6.7.4重複性188

7材料選擇--一種系統方法193

7.1引言193

7.2滑動軸承材料193

7.2.1金屬材料選擇準則193

7.2.2聚合物選擇準則197

7.2.3專用陶瓷選擇準則215

7.3塗層和表面處理218

7.3.1哪些情況需要用到表面處理技術218

7.3.2表面處理技術的分類219

7.3.3表面處理技術220

7.4材料選擇：一種系統的方法227

7.4.1系統識別228

7.4.2材料選擇準則的定義228

7.4.3材料的預選228

7.4.4實驗設定228

7.4.5最佳候選項的選擇228

8潤滑劑的選擇和潤滑管理235

8.1引言235

8.2潤滑狀態235

8.2.1Stribeck曲線236

8.2.2潤滑過渡區域圖238

8.3潤滑劑240

8.3.1物理特性240

8.3.2添加劑245

8.3.3油添加劑247

8.3.4發動機和工業潤滑的發展趨勢248

8.4潤滑劑類型和潤滑劑的選擇249

8.4.1基礎油249

8.4.2生物潤滑劑250

8.4.3食用級潤滑劑252

8.4.4用於熱塑性材料、熱固性材料和彈性體的潤滑劑252

8.4.5油脂253

8.4.6固體潤滑劑255

8.4.7特殊套用的潤滑劑選擇258

8.5潤滑管理260

8.5.1脂潤滑和油潤滑260

8.5.2油潤滑系統260

8.5.3發動機潤滑系統261

8.6主動維護和潤滑油分析262

8.6.1保養工程262

8.6.2主動維護263

8.6.3潤滑劑失效的原因及預防措施264

8.6.4潤滑油的化學和物理分析264

8.6.5磨損顆粒分析266

9流體動力潤滑軸承和滑塊設計271

9.1引言271

9.2流體動力潤滑271

9.2.1雷諾方程272

9.2.2有效表面速度276

9.2.3徑向滑動軸承的膜厚度和集中載荷277

9.2.4粘性剪下278

9.3滑塊軸承279

9.3.1收斂楔形279

9.3.2Michell軸承281

9.3.3Rayleigh階梯軸承284

9.3.4錐形台瓦286

9.3.5曲瓦288

9.4普通徑向滑動軸承289

9.4.1軸承性能和設計289

9.4.2承載膜厚度與軸承間隙的最佳化設計296

9.4.3摩擦與膜厚的設計最佳化297

9.5擠壓膜阻尼和動力學回響298

9.5.1平面上的帶298

9.5.2平面上的圓盤299

9.5.3平面上的圓環300

9.5.4平面上的圓柱301

9.5.5擠壓膜阻尼器301

9.5.6衝擊載荷徑向滑動軸承303

9.5.7動力載荷滑塊軸承304

9.5.8活塞環/襯套膜的設計306

9.5.9動力載荷徑向滑動軸承307

10動密封系統的性能和選擇317

10.1引言317

10.2密封系統317

10.2.1密封系統分類317

10.2.2運行限制317

10.3轉動密封318

10.3.1唇式密封，V形環和O形圈318

10.3.2機械面密封320

10.3.3密封面形態323

10.3.4間隙密封324

10.3.5迷宮式密封325

10.3.6磁性液體密封326

10.3.7空氣障密封327

10.3.8多階密封系統328

10.4往復式密封328

10.4.1液壓結構的往復唇式密封328

10.4.2氣動結構的往復唇式密封330

10.4.3O形圈在往復運動中的套用332

10.4.4引擎活塞環密封334

11流體靜壓軸承設計339

11.1引言339

11.2基本實施方法339

11.2.1獲得軸承剛度的方法340

11.2.2供壓流體軸承的優點和局限性341

11.3流體靜壓軸承的設計342

11.3.1基本結構部件342

11.3.2具有淺凹槽的靜壓止推軸承347

11.3.3具有楔狀潤滑膜的液體靜壓止推軸承347

11.3.4具有毛細管節流器的液體靜壓止推軸承348

11.3.5具有孔板節流器的液體靜壓止推軸承352

11.3.6預置載荷液體靜壓止推軸承355

11.3.7具有外部節流器的液體靜壓徑向滑動軸承357

11.3.8具有淺凹槽區的液體靜壓徑向滑動軸承360

12空氣靜壓軸承設計369

12.1引言369

12.2基本運行方法369

12.2.1計算軸承剛度的方法370

12.2.2外壓氣體軸承的優點及其局限性372

12.3空氣靜壓軸承設計373

12.3.1部件基本結構373

12.3.2具有淺凹槽區的空氣靜壓止推軸承375

12.3.3具有部分刻槽表面的空氣靜壓止推軸承376

12.3.4具有楔狀膜的空氣靜壓止推軸承378

12.3.5具有孔板節流器的空氣靜壓止推軸承379

12.3.6具有多孔節流器的空氣靜壓止推軸承380

12.3.7具有多孔圓環節流器的空氣靜壓徑向滑動軸承381

12.3.8具有兩個多孔圓環節流器的空氣靜壓徑向滑動軸承383

12.3.9部分開槽外部施壓徑向滑動軸承384

12.3.10設計具有浮動活塞的汽缸386

12.3.11高性能線性運動軸的設計387

13軸承在機械電子設備中的套用393

13.1引言393

13.2軸承選擇393

13.2.1軸承類型393

13.2.2選擇因素394

13.3普通徑向滑動軸承394

13.3.1塑膠軸承394

13.3.2多孔金屬軸承395

13.4寶石軸承396

13.4.1立式止推軸承系統397

13.4.2環狀寶石和端部寶石軸承系統398

13.4.3刀刃軸承399

13.5高精度滾動軸承400

13.5.1運行精度400

13.5.2臨界速度401

13.6螺旋槽軸承402

13.6.1螺旋槽止推軸承403

13.6.2螺旋槽徑向滑動軸承409

13.7磁性流體軸承411

13.7.1磁性流體軸承基礎412

13.7.2為什麼採用磁性流體軸承412

13.8磁軸承412

13.8.1磁軸承基礎413

13.8.2為什麼使用磁軸承413

13.9箔片空氣軸承414

13.9.1箔片軸承基礎414

13.9.2為什麼使用箔片空氣軸承415

13.10混合軸承在高速轉動中的套用415

13.10.1混合箔片-磁性軸承415

13.10.2混合磁性-螺旋槽軸承416

13.10.3混合外壓螺旋槽軸承416

14高精度柔性機構設計419

14.1引言419

14.2基本設計原理和部件419

14.2.1設計思想419

14.2.2基本結構部件423

14.2.3動態載荷激勵回響425

14.2.4孔鉸機構設計429

14.2.5微激勵器431

14.3其他各種套用432

14.3.1柔性十字鉸機構432

14.3.2具有集成運動放大器的壓電平行導向結構433

14.3.3壓電納米級XY平面平行機構433

14.3.4柔性聯軸器435

14.3.5整體柔性平面軸承435

參考文獻439