現代機械設計手冊·第2卷（第二版）

《現代機械設計手冊·第2卷（第二版）》是2019年化學工業出版社出版的圖書，作者是秦大同、謝里陽。

基本介紹

• 書名：現代機械設計手冊·第2卷（第二版）
• 作者：秦大同，謝里陽
• 類別：圖書>工業技術>機械/儀表工業>機械設計/計算與製圖
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2019年03月
• 定價：¥199.00
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787122333803

編輯推薦

《現代機械設計手冊》第二版是順應“中國製造2025”智慧型裝備設計新要求的、技術先進、數據可靠的一套現代化的機械設計大型工具書，涵蓋現代機械零部件設計、智慧型裝備及控制設計、現代機械設計方法三部分內容。具有以下六大特色。

zhua曲子白渡白顆

1.權*威性。《現代機械設計手冊》陣容強大，編、審人員大都來自於設計、生產、教學和科研一線，具有深厚的理論功底、豐富的設計實踐經驗。這支專業的編審隊伍確保了手冊準確、實用的內容質量。

2.現代感。體現現代機械設計氣氛，滿足時代要求，是《現代機械設計手冊》的基本宗旨。“現代”二字主要體現在：新標準、新技術、新材料、新結構、新工藝、新產品、智慧型化、現代的設計理念、現代的設計方法和現代的設計手段等幾個方面。第二版重點加強機械智慧型化產品設計（3D列印、智慧型零部件、節能元器件等）、智慧型裝備（機器人及智慧型化裝備等）控制元器件及系統設計、數位化設計等先進設計方法的套用技術等內容。

3.實用性。新版手冊繼續加強實用性，對傳統機械零部件設計選用等基礎性內容的選定、深度的把握、資料的取捨和章節的編排，都堅持從設計和生產的實際需要出發。為方便廣大讀者的使用和查閱，手冊在具體內容的表述上，採用以圖表為主的編寫風格，有利於提高設計人員的工作效率和設計速度。

4.通用性。本手冊以通用的機械零部件和控制元器件設計、選用內容為主，既適用於傳統的通用機械零部件設計選用，又適用於智慧型化裝備的整機系統設計開發，能夠滿足各類機械設計人員的工作需求。

5.準確性。本手冊儘量採用原始資料，公式、圖表、數據力求準確可靠，方法、工藝、技術力求成熟。所有材料、零部件和元器件、產品和工藝方面的標準均採用現行標準資料。手冊中收錄通用性強的、標準化程度高的產品，供設計人員在了解企業實際生產品種、規格尺寸、技術參數，以及產品質量和用戶的實際反映後選用。

6.全面性。本手冊一方面根據機械設計人員的需要，按照“基本、常用、重要、發展”的原則選取內容，另一方面兼顧了製造企業和大型設計院兩大群體的設計特點，以全面適應新時代機械新產品設計開發的需要。

內容簡介

《現代機械設計手冊》第二版是順應“中國製造2025”智慧型裝備設計新要求、技術先進、數據可靠的一部現代化的機械設計大型工具書，涵蓋現代機械零部件及傳動設計、智慧型裝備及控制設計、現代機械設計方法三部分內容。第二版重點加強機械智慧型化產品設計（3D列印、智慧型零部件、節能元器件）、智慧型裝備（機器人及智慧型化裝備）控制及系統設計、現代設計方法及套用等內容。

《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，機械製圖和幾何精度設計，機械工程材料，連線件與緊固件；第2卷包括軸和聯軸器，滾動軸承，滑動軸承，機架、箱體及導軌，彈簧，機構，機械零部件設計禁忌，帶傳動、鏈傳動；第3卷包括齒輪傳動，減速器、變速器，離合器、制動器，潤滑，密封；第4卷包括液力傳動，液壓傳動與控制，氣壓傳動與控制；第5卷包括智慧型裝備系統設計，工業機器人系統設計，感測器，控制元器件和控制單元，電動機；第6卷包括機械振動與噪聲，疲勞強度設計，可靠性設計，最佳化設計，逆向設計，數位化設計，人機工程與產品造型設計，創新設計，綠色設計。

新版手冊從新時代機械設計人員的實際需求出發，追求現代感，兼顧實用性、通用性、準確性，涵蓋了各種常規和通用的機械設計技術資料，貫徹了*的國家和行業標準，推薦了國內外先進、智慧型、節能、通用的產品，體現了便查易用的編寫風格。

《現代機械設計手冊》可作為機械裝備研發、設計技術人員和有關工程技術人員的工具書，也可供高等院校相關專業師生參考使用。

目錄

第6篇 軸和聯軸器

第1章軸

1.1軸的分類、材料和設計方法6-3

1.1.1軸的分類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不帶圓盤均質軸的臨界轉速6-23

1.5.2帶圓盤的軸的臨界轉速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軟軸使用時的注意事項6-40

第3章聯軸器

3.1聯軸器的分類、特點及套用6-41

3.2聯軸器的選用(JB/T 7511—1994)6-41

3.2.1聯軸器的轉矩6-41

3.2.2撓性或彈性聯軸器計算6-43

3.2.3選用聯軸器有關的係數6-44

3.2.4聯軸器選用示例6-46

3.3聯軸器的性能、參數及尺寸6-47

3.3.1聯軸器軸孔和連線型式與尺寸(GB/T 3852—2017)6-48

3.3.2凸緣聯軸器(GB/T 5843—2003)6-53

3.3.3彈性柱銷聯軸器(GB/T 5014—2017)6-56

3.3.4彈性套柱銷聯軸器(GB/T 4323—2017)6-63

3.3.5彈性柱銷齒式聯軸器(GB/T 5015—2017)6-66

3.3.6彈性塊聯軸器(JB/T 9148—1999)6-78

3.3.7彈性環聯軸器(GB/T 2496—2008)6-82

3.3.8梅花形彈性聯軸器(GB/T 5272—2017)6-85

3.3.9膜片聯軸器(JB/T 9147—1999)6-93

3.3.10蛇形彈簧聯軸器(JB/T 8869—2000)6-103

3.3.11彈性阻尼簧片聯軸器(GB/T 12922—2008)6-120

3.3.12鼓形齒式聯軸器6-134

3.3.13滾子鏈聯軸器(GB/T 6069—2017)6-148

3.3.14十字軸式萬向聯軸器6-149

3.3.15鋼球式節能安全聯軸器6-168

3.3.16蛇形彈簧安全聯軸器（JB/T 7682—1995）6-178

3.3.17聯軸器標準一覽表6-181

參考文獻6-184

第7篇 滾動軸承

第1章滾動軸承的分類、結構型式及代號

1.1滾動軸承的常用分類7-3

1.2滾動軸承其他分類7-5

1.3帶座外球面球軸承分類7-5

1.4滾動軸承的代號7-6

1.4.1基本代號7-7

1.4.2常用滾動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後置代號7-18

1.4.6代號編制規則7-24

1.4.7帶附屬檔案軸承代號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後置代號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帶附屬檔案的帶座軸承代號7-29

1.6專用軸承的分類和代號7-29

第2章滾動軸承的特點與選用

2.1滾動軸承結構類型的特點及適用範圍7-31

2.2滾動軸承的選用7-33

2.2.1軸承的類型選用7-33

2.2.2滾動軸承的尺寸選擇7-35

2.2.3滾動軸承的游隙選擇7-39

2.2.4滾動軸承公差等級的選用7-47

2.2.5滾動軸承公差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章滾動軸承的計算

3.1滾動軸承壽命計算7-68

3.1.1基本概念和術語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係數aISO7-70

3.1.6疲勞載荷極限Cu7-70

3.1.7壽命修正係數aISO的簡化方法7-71

3.1.8污染係數eC7-73

3.1.9黏度比κ的計算7-79

3.2基本額定動載荷的計算7-80

3.2.1軸承的基本額定動載荷C7-80

3.2.2雙列或多列推力軸承軸向基本額定動載荷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軸承需要的最小軸向載荷的計算7-93

第4章滾動軸承的套用設計

4.1滾動軸承的配合7-95

4.1.1滾動軸承配合的特點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軸承與實心軸配合過盈量的估算7-99

4.2滾動軸承的軸向緊固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最小軸向預緊載荷7-102

4.3.6徑向預緊7-102

4.4滾動軸承的密封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常見的支承結構簡圖7-112

4.7.3滾動軸承組合設計的典型結構7-114

4.8滾動軸承通用技術規則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倒角尺寸最大值7-115

4.8.4游隙7-115

4.8.5表面粗糙度7-115

4.8.6軸承套圈和滾動體材料及熱處理7-116

4.8.7殘磁限值7-116

4.8.8振動限值7-116

4.8.9密封性7-116

4.8.10清潔度7-116

4.8.11外觀質量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標誌7-117

4.8.16檢驗規則7-117

4.8.17包裝7-117

4.8.18軸承用零件和附屬檔案7-117

4.9軸承的套用7-117

第5章常用滾動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智慧型軸承7-304

5.16.1分類7-304

5.16.2國內外情況7-304

5.16.3市場套用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7-326

附錄7-328

附錄一滾動軸承現行標準目錄7-328

附錄二軸承工業現行國際標準目錄7-333

附錄三滾動軸承新舊標準代號對照7-337

附錄四國外著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 滑動軸承

第1章滑動軸承分類、特點與套用及選擇

1.1各類滑動軸承的特點與套用8-3

1.2滑動軸承類型的選擇8-4

1.2.1滑動軸承性能比較8-4

1.2.2選擇軸承類型的特性曲線8-6

1.3滑動軸承設計資料8-7

第2章滑動軸承材料

2.1對軸承材料的性能要求8-9

2.2滑動軸承材料及其性能8-9

第3章不完全流體潤滑軸承

3.1徑向滑動軸承的選用與驗算8-18

3.2推力滑動軸承的選用與驗算8-18

3.3滑動軸承的常見型式8-19

3.3.1整體滑動軸承8-19

3.3.2對開式滑動軸承8-20

3.3.3法蘭滑動軸承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滑動軸承間隙與配合的選擇8-37

3.7滑動軸承潤滑8-40

3.8滑動軸承座技術條件（JB/T 2564—2007）8-42

3.9關節軸承8-43

3.9.1關節軸承的分類、結構型式與代號8-43

3.9.1.1關節軸承分類8-43

3.9.1.2關節軸承代號方法8-43

3.9.1.3關節軸承主要類型的結構特點8-45

3.9.2關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關節軸承壽命8-52

3.9.2.5關節軸承的摩擦因數8-53

3.9.3關節軸承的套用設計8-54

3.9.3.1關節軸承的配合8-54

3.9.3.2關節軸承的游隙8-56

3.9.3.3關節軸承的公差8-58

3.9.4關節軸承的基本尺寸和性能參數8-61

3.9.4.1向心關節軸承（GB/T 9163—2001）8-61

3.9.4.2角接觸關節軸承（GB/T 9164—2001）8-67

3.9.4.3推力關節軸承（GB/T 9162—2001）8-70

3.9.4.4桿端關節軸承（GB/T 9161—2001）8-72

3.9.4.5自潤滑球頭螺栓桿端關節軸承（JB/T 5306—2007）8-75

3.9.4.6關節軸承安裝尺寸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自潤滑複合材料卷制軸套8-93

3.11雙金屬減摩卷制軸套8-99

3.12塑膠軸承8-101

3.13水潤滑熱固性塑膠軸承（JB/T 5985—1992）8-102

3.14橡膠軸承8-105

第4章液體動壓潤滑軸承

4.1液體動壓潤滑軸承分類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計算程式簡介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、特點與套用8-147

5.4.2徑向液體靜壓軸承的結構尺寸及主要技術數據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、特點與套用8-154

5.4.5推力液體靜壓軸承的結構尺寸及主要技術數據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、特點與套用8-158

5.4.9節流器的結構尺寸及主要技術數據8-160

5.5液體靜壓軸承計算的基本公式8-160

5.5.1油墊流量係數Cd、有效承載面積係數Ae、周向流量係數γ和腔內孔流量係數ω8-162

5.5.2剛度係數G08-163

5.5.3承載係數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、特點與套用8-166

5.6.2供油系統、特點與套用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8-183

6.2.3氣體靜壓軸承的設計8-183

6.3氣體動壓軸承8-185

6.3.1動壓氣體軸承計算模型8-185

6.3.2氣體動壓徑向軸承8-185

6.3.3氣體動壓刻槽推力軸承8-190

6.3.4氣體動壓刻槽球形軸承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8-199

6.4.2擠壓膜氣體軸承的分類及其計算方法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性能求解8-206

7.4氣體箔片軸承的動態性能求解8-207

7.5氣體箔片軸承的靜動態性能預測結果8-209

7.6推力氣體箔片軸承的靜動態性能預測8-210

第8章流體動靜壓潤滑軸承

8.1工作原理及特性8-213

8.2動靜壓軸承的結構型式8-213

8.3動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動靜壓軸承性能計算8-218

8.4.1靜特性計算8-218

8.4.2動特性計算8-220

8.4.3動靜壓軸承性能計算程式8-220

8.4.4程式框圖8-220

8.5動靜壓軸承設計實例8-220

8.6動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套用舉例——靜電軸承陀螺儀8-228

9.2磁力軸承8-227

9.2.1磁力軸承的分類與套用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章智慧型軸承

10.1智慧型軸承的分類8-236

10.2滾動智慧型軸承8-236

10.3滑動智慧型軸承8-237

10.3.1幾何形狀可變軸承8-237

10.3.1.1狀態可調橢圓軸承8-237

10.3.1.2壓電陶瓷驅動的智慧型橢圓軸承8-237

10.3.1.3狀態可調錯位軸承8-238

10.3.1.4支點可變可傾瓦軸承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軸向止推智慧型軸承8-241

10.3.2支撐結構可變軸承8-241

10.3.3機電系統控制的智慧型軸承8-241

10.3.4液壓系統控制的智慧型軸承8-242

10.3.4.1主動潤滑可傾瓦軸承（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套用新材料（特殊材料）控制的智慧型軸承8-243

10.3.6主動磁軸承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最小壁厚9-20

1.4.1.2凸台及加強肋的尺寸9-21

1.4.1.3鑄件壁的連線形式及尺寸9-21

1.4.2機架的連線結構設計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題9-24

1.4.4鑄造機架結構設計示例9-26

1.4.4.1工具機大件結構設計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典型工具機的焊接床身結構及特點9-32

1.5.1.2焊接橫樑結構9-33

1.5.1.3焊接機架的結構工藝性9-33

1.5.2工具機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改善工具機結構阻尼比的措施9-38

1.5.4焊接機架結構示例9-39

1.5.4.1大型加工中心工具機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塑膠殼體設計9-47

1.6.3.1塑膠特性及選擇9-47

1.6.3.2塑膠殼體的結構設計9-48

1.6.3.3塑膠製品的尺寸公差9-51

第2章機架的設計與計算

2.1框架式及樑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開式曲柄壓力機機身的設計與計算9-78

2.1.4工具機大件的設計與計算9-81

2.1.4.1工具機大件剛度設計指標9-81

2.1.4.2普通車床床身的受力分析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龍門式工具機受力和變形分析9-88

2.1.4.5立式鑽床、臥式銑床床身 （立柱）受力及變形分析9-90

2.1.4.6工具機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結構件長細比的計算9-97

2.2.4結構件的計算長度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典型超精密工具機總體布局及振動和熱控制9-107

2.3.1超精密工具機的總體布局9-107

2.3.2超精密工具機的振動控制9-108

2.3.2.1超精密工具機床身材料9-108

2.3.2.2超精密工具機的減振措施9-109

2.3.3超精密工具機的恆溫控制9-110

第3章齒輪傳動箱體的設計與計算

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齒輪箱體計算實例9-122

3.3工具機主軸箱的剛度計算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液壓機橫樑的有限元分析9-135

4.1.3開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機架與箱體的最佳化設計9-140

4.2.1最佳化設計數學模型的建立9-140

4.2.2熱壓機機架結構的最佳化設計9-141

4.2.3基於ANSYS的最佳化設計9-144

4.2.3.1ANSYS最佳化設計的基本過程9-144

4.2.3.2基於ANSYS的減速器箱體的最佳化設計示例9-145

4.2.4機架的模糊最佳化方法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台框架結構的模糊有限元最佳化9-148

第5章導軌

5.1概述9-150

5.1.1導軌的類型及其特點9-150

5.1.2導軌的設計要求9-150

5.1.3導軌的設計程式及內容9-150

5.1.4精密導軌的設計原則9-151

5.2普通滑動導軌的結構設計9-151

5.2.1整體式滑動導軌9-151

5.2.1.1滑動導軌的截面形狀9-151

5.2.1.2滑動導軌尺寸9-153

5.2.1.3導軌間隙調整裝置9-155

5.2.1.4滑動導軌的卸荷裝置9-159

5.2.1.5滑動導軌壓強的計算9-161

5.2.1.6滑動導軌間隙的確定9-163

5.2.1.7導軌材料與熱處理9-164

5.2.1.8導軌的技術要求9-165

5.2.2塑膠(貼塑式)導軌9-166

5.2.2.1塑膠導軌的特點9-166

5.2.2.2塑膠導軌的材料9-166

5.2.2.3填充氟塑軟帶導軌典型製造工藝9-168

5.2.2.4軟帶導軌技術條件9-168

5.2.2.5環氧塗層材料技術通則9-169

5.2.2.6環氧塗層導軌通用技術條件9-170

5.2.2.7通用塑膠導軌材料的粘接9-171

5.2.2.8耐磨塗層的配方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液體靜壓導軌的類型和特點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氣體靜壓導軌的類型與特點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滾動導軌9-186

5.4.1滾動導軌的類型、特點及套用9-186

5.4.2滾動導軌的計算、結構與尺寸系列9-186

5.4.2.1滾動直線導軌的計算9-186

5.4.2.2滾動直線導軌副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滾動直線導軌套副9-210

5.4.2.6滾動花鍵導軌副9-217

5.4.2.7滾動軸承導軌9-222

5.5導軌設計實例9-224

5.5.1壓力機導軌的形式和特點9-224

5.5.2導軌的尺寸和驗算9-225

5.5.2.1導軌長度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導軌防護裝置的類型及特點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、類型及套用

1.1彈簧的基本性能10-3

1.2彈簧的類型10-3

1.3彈簧的套用和標準化10-10

1.3.1彈簧的套用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、代號及套用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套用示例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章非線性特性線螺旋彈簧

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套用實例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