机械设计手册：机械振动·机架设计（第5版）（单行本）

图书标准信息

• 作者 成大先 编
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2011-03
• 版次 1
• ISBN 9787122071309
• 定价 45.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 191页
• 字数 889千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 机械设计5

【内容简介】

《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。

【目录】

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
9.1.2MGH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