机械设计手册 第6版 第3卷

图书标准信息

• 作者 闻邦椿 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2018-03
• 版次 6
• ISBN 9787111583431
• 定价 199.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 字数 3.45千字

【内容简介】

    本版手册是在前5版手册的基础上吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法，并配合我国创新驱动战略的需求撰写而成的。本版手册全面系统地介绍了常规设计、机电一体化设计、机电系统控制、现代设计与创新设计方法及其应用等内容，具有体系新颖、内容现代、凸显创新、系统全面、信息量大、实用可靠及简明便查等特点。

 

    本版手册分为7卷55篇，内容有：机械设计基础资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化与控制技术、现代设计与创新设计等。

 

    本卷为第3卷，主要内容有：轴，滑动轴承，滚动轴承，联轴器、离合器与制动器，弹簧，起重运输机械零部件和操作件，机架、箱体与导轨，润滑，密封等。

 

    本版手册可供从事机械设计、制造、维修及相关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的相关专业师生使用和参考。

 

【作者简介】

闻邦椿，1930年9月29出生于杭州，祖籍浙江温岭，东北大学教授，学院院士，我国振动利用工程学科主要奠基者。国际机器理论与机构学联合会（iftomm）中国委员会委员，国际转子动力学技术委员会委员，亚太振动会议指导委员会委员，中国振动工程学会名誉理事长。曾任第六、七、八、九届政协委员，院委员会第二、三、四届机械工程学科评议组成员，中国振动工程学会理事长，振动工程学报主编等职。曾获国际科技奖2项，技术发明奖和科技进步奖5项，省、部级一、二等科技奖10余项。

精彩内容：

前言    本版手册为新出版的第6版七卷本机械设计手册。由于科学技术的快展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。    机械设计手册自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为级重点科技图书的机械设计手册，深受社会各界的重视和，在具有很大的影响力，该手册曾获得科技图书奖（1995年）、机械部科技进步奖（1997年）、机械科学技术奖（2011年）、中国出版奖提名奖（2013年），并多次获得科技书奖等奖项。1994年，机械设计手册曾在我国台湾建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。机械设计手册荣获的一系列和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和价值。机械设计手册已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。    第5版机械设计手册出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，制定了创新驱动发展战略纲要，其中把创新驱动发展作为了的优先战略。因此，机械设计手册第6版修订工作的指导思想除努力贯彻“科学、、创新、实用、可靠”外，更加突出了“创新”，以全力配合我国“创新驱动发展战略”的重大需求，为实现我国建设创新型和科技强国梦做出贡献。    在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面结了当前外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械系统控制技术等方面做了系统和全面的论述和凝炼。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。    本版手册分为7卷55篇：卷 机械设计基础资料；第2卷 机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷 机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷 流体传动与控制；第 机电一体化与控制技术；第6卷 现代设计与创新设计（一）；第7卷 现代设计与创新设计（二）。    本版手册有以下七大特点：     一、构建新体系     构建了科学、、实用、适应现代机械设计创新潮流的机械设计手册新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与系统化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。     二、凸显创新     书记在2014年6月和2016年5月召开的学院、院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向是“创新、创新、再创新”，以及实现创新型和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：    （1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。    该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方，顶层设计、方法与应用，创新、思维、方法与应用，绿设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3d打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法。    （2）在一些篇章编入了创新设计和多种典型机械创新设计的内容。    “1篇 机构设计”篇新增加了“机构创新设计”一章，该章编入了机构创新设计的、方法及飞剪机剪切机构创新设计，大型空间折展机构创新设计等多个创新设计的案例。典型机械的创新设计有大型全断面掘进机（盾构机）分析与数字化设计、机器人挖掘机的机电一体化创新设计、节能抽油机的创新设计、产品包装生产线的机构方案创新设计等。    （3）编入了一大批典型的创新机械产品。    “机械无级变速器”一章中编入了新型金属带式无级变速器，“并联机构的设计与应用”一章中编入了数十个新型的并联机床产品，“振动的利用”一章中新编入了激振器偏移式自同步振动筛、惯共振式振动筛、振动压路机等十多个典型的创新机械产品。这些产品有的获得了或省部级奖励，有的是专利产品。    （4）编入了机械设计理论和设计方等方面的创新研究成果。    1）闻邦椿院士团队经过长期研究，在国际上首先创建了振动利用工程学科，提出了该类机械设计理论和方法。本版手册中编入了相关内容和实例。    2）根据多年的研究，提出了以非线动力学理论为基础的深层次的动态设计理论与方法。本版手册编入了该方法并列举了若干应用范例。    3）首先提出了和谐设计的新概念和新内容，阐明了自然环境、社会环境（政治环境、经济环境、人文环境、国际环境、环境）、技术环境、资金环境、法律环境下的产品和谐设计的概念和内容的新体系，把既有的绿设计篇拓展为绿设计与和谐设计篇。    4）全面系统地阐述了产品系统化设计的理论和方法，提出了产品设计的体目标、广义目标和技术目标的内涵，提出了应该用iqcte六项设计要求来代替qcte五项要求，详细阐明了设计的四个理想步骤，即“3i调研”“7d规划”“13x实施”“5（ac）检验”，明确提出了产品系统化设计的基本内容是主辅功能、三大能和特殊能要求的具体实现。    5）本版手册引入了闻邦椿院士经过长期实践结出的独特的、科学的创新设计方体系和规则，用来指导产品设计，并提出了创新设计方的运用可向智能化方向发展，即采用专家系统来完成。     三、坚持科学     手册的科学水是评价手册编写质量的重要方面，因此，本版手册特别强调突出内容的科学。    （1）本版手册努力贯彻科学发展观及科学方的指导思想和方法，并将其落实到手册内容的编写中，特别是在产品设计理论方法的和谐设计、深层次设计及系统化设计的编写中。    （2）本版手册中的许多内容是编著者多年研究成果的科学结。这些内容中有不少是863、973计划项目，科研重大专项，自然科学重大、重点和面上项目资助项目的研究成果，有不少成果曾获得国际、、部委、省市科技奖励及技术专利，充分体现了本版手册内容的重大科学价值与创新。    下面简要介绍本版手册编入的几方面的重要研究成果：    1）振动利用工程新学科是闻邦椿院士团队经过长期研究在国际上首先创建的。本版手册中编入了振动利用机械的设计理论、方法和范例。    2）产品系统化设计理论与方法的体系和内容是闻邦椿院士团队提出并加以完善的，编写者依据多年的研究成果和系列专著，经综合整理后编入本版手册。    3）仿生机械设计是一门新兴的综合交学科，来得到了快展，它为机械设计的创新提供了新思路、新理论和新方法。吉林大学任露泉院士的工程仿生开展了大量的深入研究工作，取得了一系列创新成果且出版了专著，据此并结合外大量较新的文献资料，为本版手册构建了仿生机械设计的新体系，编写了“仿生机械设计”篇（第50篇）。    4）激光及其在机械工程中的应用篇是学院长春光学精密机械与物理研究所院士依据多年的研究成果，并参外大量较新的文献资料编写而成的。    5）绿制造工程是确立的五项重大工程之一，绿设计是绿制造工程的重要环节，是一个新的学科。合肥大学刘志峰教授依据在绿设计方面获多项和省部级奖励的研究成果，参外大量较新的文献资料为本版手册构建了绿设计新体系，编写了“绿设计与和谐设计”篇（第48篇）。    6）微机电系统及设计是前沿的新技术。东南大学黄庆安教授的微电子机械系统多年来开展了大量研究工作，取得了一系列创新研究成果，本版手册的“微机电系统及设计”篇（第28篇）是依据这些成果和外大量较新的文献资料编写而成的。     四、重视     （1）本版手册对机械基础设计和常规设计的内容做了大规模全面修订，编入了大量新标准、新材料、新结构、新工艺、新产品、新技术、新设计理论和计算方法等。    1）编入和更新了产品设计中需要的大量标准，仅机械工程材料篇更新了标准126个，如gb/t 699—2015优质碳素结构钢和gb/t 3077—2015合金结构钢等。    2）在新材料方面，充实并完善了铝及铝合金、钛及钛合金、镁及镁合金等内容。这些材料由于具有优良的力学能、物理能以及回收率高等优点，目前广泛应用于航空、航天、高铁、计算机、通信元件、电子产品、纺织和印刷等行业。增加了外粉末冶金材料的新品种，如美国、德国和本等的各种粉末冶金材料。充实了外工程塑料及复合材料的新品种。    3）新编的“机械零部件结构设计”篇（第4篇），依据11个结构设计方面的基本要求，编写了相应的内容，并编入了结构设计的评估体系和减速器结构设计、滚动轴承部件结构设计的示例。    4）按照gb/t 3480.1～3—2013（报批稿）、gb/t 10062.1～3—2003及io 6336—2006等新标准，重新构建了更加完善的渐开线圆柱齿轮传动和锥齿轮传动的设计计算新体系；按照初步确定尺寸的简化计算、简化疲劳强度校核计算、一般疲劳强度校核计算，编排了三种设计计算方法，以满足不同场合、不同要求的齿轮设计。    5）在“第4卷 流体传动与控制”卷中，编入了一大批外牌的新标准、新结构、新产品、新技术和新设计计算方法。在“液力传动”篇（第23篇）中新增加了液黏传动，它是一种新型的液力传动。    （2）“第 机电一体化与控制技术”卷充实了智能控制及专家系统的内容，大篇幅增加了机器人与机器人装备的内容。    机器人是机电一体化特征为显著的现代机械系统，机器人技术

【目录】

目录

 

前言  第12篇 轴 

 

第1章 概  述 

 

1 轴的分类 12-3

 

2 轴的设计特点和步骤 12-3

 

3 轴的常用材料 12-3

 

第2章 轴的结构设计 

 

1 轴上零件的布置 12-6

 

2 轴上零件的定位与固定 12-7

 

2.1 轴上零件的轴向定位与固定 12-7

 

2.2 轴上零件的周向定位与固定 12-9

 

3 提高轴疲劳强度的结构措施 12-10

 

4 轴伸和轴颈的结构尺寸 12-11

 

4.1 圆柱形轴伸结构尺寸 12-11

 

4.2 圆锥形轴伸结构尺寸 12-12

 

4.3 滑动轴承的轴颈和轴端润滑油孔 12-15

 

4.4 旋转电动机轴伸的结构尺寸 12-16

 

5 轴的结构工艺性 12-18

 

6 轴的零件图 12-19

 

第3章 轴的强度计算 

 

1 按转矩估算轴径 12-22

 

2 按当量弯矩近似计算轴的强度 12-22

 

3 轴安全系数的精确校核计算 12-24

 

3.1 轴的疲劳强度安全系数校核 12-24

 

3.2 轴的静强度安全系数校核 12-27

 

4 轴的强度计算实例 12-32

 

第4章 轴的刚度校核 

 

1 轴的弯曲刚度校核 12-36

 

1.1 能量法 12-36

 

1.2 当量直径法 12-38

 

2 轴的扭转刚度校核 12-39

 

3 轴的刚度计算实例 12-40

 

第5章 轴的临界转速 

 

1 不带圆盘的均质轴的临界转速 12-43

 

2 带圆盘的轴的临界转速 12-44

 

3 光轴的一阶临界转速计算 12-44

 

4 轴的临界转速计算示例 12-46

 

第6章 钢丝软轴 

 

1 软轴的结构型式和规格 12-48

 

1.1 钢丝软轴的结构与规格 12-49

 

1.2 软管的结构与规格 12-49

 

1.3 软轴的接头及连接 12-51

 

1.4 软管的接头及连接 12-51

 

1.5 防逆转装置 12-52

 

2 软轴的选择和使用 12-53

 

2.1 软轴的选择 12-53

 

2.2 软轴使用时的注意事项 12-53

 

第7章 低速曲轴 

 

1 曲轴的结构设计 12-54

 

1.1 曲轴的设计要求 12-54

 

1.2 曲轴的结构 12-54

 

1.3 提高曲轴强度的工艺措施 12-56

 

2 曲轴的受力分析与计算 12-56

 

2.1 曲轴的受力分析 12-56

 

2.2 曲轴应力集中系数的计算 12-57

 

2.3 曲轴的强度计算 12-58

 

2.3.1 曲轴的静强度计算 12-58

 

2.3.2 曲轴的疲劳强度计算 12-59

 

参考文献  12-60

 

第13篇 滑动轴承 

 

第1章 概  述 

 

1 滑动轴承的类型 13-3

 

1.1 滑动轴承的分类 13-3

 

1.2 各类轴承的性能比较 13-3

 

1.3 滑动轴承类型的选择 13-4

 

2 滑动轴承的基本型式 13-5

 

2.1 径向滑动轴承的基本型式 13-5

 

2.2 止推滑动轴承的基本型式 13-5

 

2.3 径向止推滑动轴承的主要型式 13-6

 

3 常用轴瓦材料及其性能 13-6

 

3.1 轴瓦材料应具备的性能 13-6

 

3.2 轴瓦材料的分类 13-7

 

3.3 常用轴瓦材料 13-7

 

3.3.1 金属轴瓦材料 13-7

 

3.3.2 含油轴承轴瓦材料 13-9

 

3.3.3 非金属轴瓦材料 13-9

 

3.4 各种轴瓦材料的性能比较 13-11

 

3.5 轴瓦表面涂层及其材料 13-12

 

3.6 对轴颈表面硬度的要求 13-12

 

4 滑动轴承的润滑 13-12

 

4.1 润滑剂的选择 13-12

 

4.2 润滑油黏度的选择 13-12

 

4.3 润滑脂的选择 13-13

 

4.4 滑动轴承的润滑方法 13-13

 

4.4.1 用油润滑的润滑方法 13-13

 

4.4.2 用脂润滑的润滑方法 13-13

 

4.4.3 用固体润滑的润滑方法 13-13

 

5 滑动轴承的结构要素 13-14

 

5.1 油槽 13-14

 

5.1.1 一般滑动轴承油槽的布置型式 13-14

 

5.1.2 润滑槽的型式 13-14

 

5.2 轴套与轴瓦的固定 13-15

 

5.2.1 轴套的固定 13-15

 

5.2.2 薄壁轴瓦的固定 13-15

 

6 滑动轴承的速度与载荷 13-16

 

6.1 径向轴承 13-16

 

6.1.1 速度 13-16

 

6.1.2 载荷 13-16

 

6.2 止推轴承 13-16

 

6.2.1 速度 13-16

 

6.2.2 载荷 13-17

 

6.3 径向止推轴承 13-17

 

7 滑动轴承设计资料 13-17

 

第2章 无润滑滑动轴承 

 

1 无润滑轴承的结构和材料 13-18

 

1.1 轴瓦材料 13-18

 

1.1.1 陶瓷 13-18

 

1.1.2 炭石墨 13-18

 

1.1.3 聚合物 13-18

 

1.2 轴瓦结构 13-20

 

1.3 轴瓦安装 13-20

 

2 参数的选择 13-21

 

2.1 宽径比B  与直径比D   13-21

 

2.1.1 宽径比B   13-21

 

2.1.2 直径比D   13-21

 

2.2 轴承间隙 13-21

 

2.2.1 聚合物轴承的间隙 13-21

 

2.2.2 炭石墨轴承的间隙 13-21

 

2.3 轴瓦壁厚 13-22

 

2.4 轴颈表面粗糙度 13-22

 

3 性能计算 13-22

 

3.1 磨损量计算 13-22

 

3.2 p-v曲线 13-22

 

第3章 固体润滑滑动轴承 

 

1 覆膜轴承 13-24

 

1.1 SF-1轴承 13-24

 

1.2 聚四氟乙烯覆膜轴承 13-24

 

2 烧结轴承 13-25

 

3 浸渍复合轴承 13-25

 

4 镶嵌轴承 13-26

 

4.1 镶嵌轴套 13-26

 

4.2 镶嵌轴瓦 13-27

 

第4章 含油轴承 

 

1 粉末冶金含油轴承 13-28

 

1.1 参数选择 13-28

 

1.2 润滑与润滑油 13-29

 

1.3 许用载荷 13-30

 

1.4 标准烧结轴套 13-30

 

2 铸铜合金含油轴承 13-31

 

3 成长铸铁含油轴承 13-31

 

4 聚合物含油轴承 13-32

 

4.1 聚合物含油轴承的特性 13-32

 

4.2 酚醛含油轴承 13-33

 

5 青铜石墨含油轴承 13-33

 

第5章 普通滑动轴承 

 

1 轴承的性能 13-35

 

2 主要参数选取 13-35

 

2.1 轴承相对间隙 13-35

 

2.2 表面粗糙度 13-35

 

2.3 轴瓦宽度 13-35

 

3 适宜的工况参数 13-35

 

4 润滑剂及其黏度的选择 13-36

 

5 标准轴套与轴瓦 13-36

 

5.1 整体铜合金轴套 13-36

 

5.2 卷制轴套 13-38

 

5.2.1 卷制轴套的型式与尺寸 13-38

 

5.2.2 卷制轴套用润滑孔、润滑槽和油穴 13-40

 

5.2.3 标记 13-41

 

5.3 轴瓦 13-41

 

5.3.1 无法兰薄壁轴瓦 13-41

 

5.3.2 有法兰薄壁轴瓦 13-42

 

5.4 热固性塑料轴套 13-43

 

5.5 止推轴瓦 13-44

 

5.5.1 止推垫圈 13-44

 

5.5.2 热固性塑料止推轴瓦 13-45

 

第6章 液体动压径向滑动轴承 

 

1 压力供油径向圆形轴承 13-47

 

1.1 供油装置 13-47

 

1.2 稳态条件下的性能计算 13-48

 

1.2.1 承载能力 13-48

 

1.2.2 流量 13-49

 

1.2.3 摩擦功耗 13-52

 

1.2.4 润滑油温度 13-53

 

1.2.5 偏位角 13-54

 

1.3 动态特性 13-54

 

1.4 参数选择 13-56

 

1.5 制造公差和表面粗糙度的确定 13-57

 

1.6 计算示例 13-57

 

2 多楔径向轴承 13-60

 

2.1 几何参数 13-60

 

2.2 参数选择 13-61

 

2.3 多楔径向轴承的性能计算 13-61

 

2.3.1 迭代法 13-61

 

2.3.2 近似算法 13-61

 

2.4 椭圆轴承的性能计算 13-63

 

2.4.1 稳态性能计算 13-64

 

2.4.2 稳定性计算 13-65

 

3 可倾瓦径向轴承 13-67

 

3.1 半径间隙 13-67

 

3.2 油膜厚度 13-68

 

3.3 支承点位置 13-68

 

3.4 几何尺寸 13-68

 

3.5 性能计算 13-68

 

第7章 液体动压止推润滑轴承 

 

1 润滑方式与润滑油温度 13-71

 

2 参数选择 13-71

 

3 平面瓦止推轴承 13-72

 

4 斜-平面瓦止推轴承 13-72

 

4.1 几何尺寸选取 13-72

 

4.2 性能计算 13-73

 

5 阶梯面瓦止推轴承 13-76

 

6 可倾瓦止推轴承 13-76

 

6.1 瓦块尺寸的选取 13-77

 

6.2 性能计算 13-77

 

第8章 液体静压轴承 

 

1 设计基础 13-80

 

1.1 润滑系统 13-80

 

1.2 节流器及其流量 13-80

 

1.3 油垫结构及其流量 13-82

 

1.4 油垫的性能计算 13-83

 

1.4.1 承载能力 13-83

 

1.4.2 油膜刚度 13-83

 

1.4.3 功耗 13-84

 

1.4.4 温升 13-84

 

1.5 参数选择 13-84

 

2 止推轴承 13-85

 

2.1 单向止推轴承 13-85

 

2.2 双向止推轴承 13-89

 

3 径向轴承 13-92

 

3.1 参数选取 13-92

 

3.2 层流判据 13-92

 

3.3 垫式径向轴承 13-93

 

3.3.1 设计状态下的性能 13-93

 

3.3.2 性能计算 13-93

 

3.4 腔式径向轴承 13-93

 

3.4.1 参数选取 13-95

 

3.4.2 承载能力 13-95

 

3.4.3 刚度 13-96

 

3.4.4 流量 13-96

 

3.4.5 计算值的修正 13-96

 

4 径向止推轴承 13-97

 

4.1 H形轴承 13-97

 

4.1.1 性能计算 13-97

 

4.1.2 参数选取 13-99

 

4.2 锥形轴承 13-100

 

4.2.1 参数选取 13-100

 

4.2.2 性能计算 13-100

 

4.3 球形轴承 13-101

 

5 动静压混合轴承 13-104

 

5.1 静压升举轴承 13-104

 

5.2 小油腔腔式动静压径向轴承 13-104

 

5.3 无腔动静压径向轴承 13-106

 

5.3.1 纯静压承载能力 13-107

 

5.3.2 动静压混合承载能力 13-107

 

5.3.3 参数选择 13-107

 

5.4 阶梯腔动静压径向轴承 13-107

 

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