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1、绪论 1

1.1 工艺过程和过程设备 1

1.2 过程设备的分类 2

1.2.1 化学反应设备 2

1.2.2 物料输送设备 2

1.2.3 分离设备 3

1.2.4 传热设备 3

1.2.5 粉碎设备 4

1.2.6 容器 4

1.3 过程设备的基本要求 4

1.3.1 技术经济指标 4

1.3.2 结构上的要求 5

1.4 理解过程设备所应掌握的基础知识 5

1.4.3 机械传动 6

1.4.2 工程材料 6

1.4.1 工程力学 6

1.4.4 压力容器 7

1.4.5 压力管道 7

2、构件的受力分析 8

2.1 静力学的基本概念 8

2.1.1 力的基本概念 8

2.1.2 静力学公理 9

2.2 约束、约束反力与受力图 11

2.2.1 约束和约束反力 11

2.2.2 约束的基本类型 11

2.2.3 受力图 13

2.3 平面汇交力系的合成与平衡条件 15

2.3.1 平面汇交力系的合成 15

2.3.2 平面汇交力系的平衡条件 16

2.4.1 力矩与合力矩定理 18

2.4 平面力偶系的合成与平衡条件 18

2.4.2 力偶与力偶矩 19

2.4.3 力偶系合成与平衡条件 20

2.5 平面一般力系的合成与平衡条件 22

2.5.1 力线的平移定理 22

2.5.2 平面一般力系向已知点的简化 22

2.5.3 平面一般力系的平衡条件 23

复习思考题 26

3、拉伸与压缩 27

3.1 材料力学的基本概念 27

3.1.1 材料力学的任务和研究对象 27

3.1.2 构件变形的基本形式 28

3.2.1 内力 29

3.2.2 截面法 29

3.2 直杆拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 29

3.2.3 直杆受拉（压）时横截面上的应力 30

3.3 直杆拉伸或压缩时斜截面上的应力 32

3.4 直杆拉伸或压缩时的强度条件 32

3.5 直杆拉伸或压缩时的变形 34

3.5.1 纵向和横向的绝对变形和相对变形 34

3.5.2 虎克定律 35

3.6 材料拉伸和压缩时的机械性能及测试 36

3.6.1 低碳钢的拉伸试验和应力－应变图 37

3.6.2 其他金属材料拉伸时的机械性能 39

3.6.3 金属材料压缩时的机械性能 39

3.7 温度对材料机械性能的影响 40

3.7.1 短期静载下，温度对材料机械性能的影响 40

3.7.2 高温长期静载荷下，时间因素对材料机械性能的影响——材料的蠕变 41

3.8 材料的冲击韧性及其测试 41

3.9 材料的硬度及其测试 42

3.10 交变应力下的强度问题 43

复习思考题 45

4、平面弯曲 46

4.1 平面弯曲的概念及实例 46

4.2 梁弯曲时横截面的内力——剪力和弯矩 48

4.3 剪力图和弯矩图 49

4.4 平面弯曲时梁的正应力 53

4.5 常用截面的惯性矩和抗弯截面模量计算 56

4.6 梁弯曲时正应力强度条件 59

4.7 提高梁弯曲强度的主要措施 61

4.8 平面弯曲梁的变形 63

4.8.1 梁的挠度和转角 63

4.8.2 挠曲线近似微分方程 64

4.9.1 积分法求梁的变形 65

4.9 求梁变形的方法及刚度条件 65

4.9.2 叠加法求梁的变形 68

4.9.3 梁的刚度条件及刚度校核 68

复习思考题 69

5、剪切与扭转 70

5.1 剪切和挤压的实用计算 70

5.1.1 剪切的概念 70

5.1.2 剪应力的计算及剪切强度条件 70

5.1.3 挤压的概念 71

5.1.4 挤压应力的计算及强度条件 71

5.2 扭转的概念和扭矩的计算 73

5.2.1 扭转的概念 73

5.2.2 扭矩和扭矩图 73

5.3 薄壁圆筒扭转 74

5.3.1 纯剪切 74

5.4.1 圆轴扭转变形特点 75

5.3.2 剪切虎克定律 75

5.4 圆轴扭转时的应力和变形 75

5.4.2 圆轴扭转的剪应力 76

5.4.3 圆轴扭转变形 77

5.5 圆轴扭转时的强度条件和刚度条件 78

5.5.1 圆轴扭转时的强度条件 78

5.5.2 圆轴扭转时的刚度条件 79

复习思考题 80

6、压杆稳定 81

6.1 压杆失稳的概念 81

6.2 细长杆的临界压力与欧拉公式 82

6.3 欧拉公式的适用范围、中长杆和短粗杆的计算 84

6.3.1 临界应力和柔度 84

6.3.2 欧拉公式的适用范围 85

6.3.3 中长杆和短粗杆的计算 85

6.4.2 折减系数法 88

6.4 压杆的稳定性校核 88

6.4.1 安全系数法 88

6.5 提高压杆的稳定性措施 91

复习思考题 93

7、过程设备常用材料 94

7.1 过程设备用材的基本要求和特点 94

7.1.1 过程设备用材的基本要求 94

7.1.2 过程设备用材的特点 94

7.2 过程设备常用材料 98

7.2.1 碳钢 98

7.2.2 合金结构钢 99

7.2.3 铸铁 101

7.2.4 有色金属及合金 101

7.2.5 非金属材料 103

7.3.1 金属热处理的作用 104

7.3 钢材的热处理 104

7.3.2 常用热处理的方法 105

7.4 金属材料的腐蚀与防护 107

7.4.1 金属材料的化学腐蚀与电化学腐蚀 107

7.4.2 影响腐蚀的因素 110

7.4.3 腐蚀评定和防护方法 111

7.5 过程设备材料的选择 115

复习思考题 116

8、压力容器的设计与使用管理 117

8.1 容器的结构与分类 117

8.1.1 容器的结构 117

8.1.2 容器的分类 117

8.2 薄壁容器设计的理论基础 119

8.2.1 回转薄壁壳体的应力分析 119

8.2.2 典型薄壁壳体的应力分析 121

8.2.3 边缘应力及其处理 123

8.3 内压薄壁容器的设计计算 124

8.3.1 圆筒的设计计算公式 124

8.3.2 设计参数的确定 126

8.3.3 压力试验与气密性试验 128

8.4 外压薄壁容器的设计计算 131

8.4.1 外压容器的失稳与临界压力 131

8.4.2 外压圆筒的设计计算 133

8.4.3 加强圈的作用及设计方法 139

8.5 压力容器的安全使用与管理 142

8.5.1 压力容器的安全技术监察 142

8.5.2 压力容器的安全使用与管理 144

8.5.3 压力容器的定期检验 147

复习思考题 149

9.1.1 公称直径 150

9.1 概述 150

9、过程设备通用零部件 150

9.1.2 公称压力 151

9.2 简体与封头 151

9.2.1 筒体 151

9.2.2 封头 151

9.3 法兰联接 156

9.3.1 法兰联接的工作原理 156

9.3.2 法兰的密封性设计 157

9.3.3 压力容器法兰标准 160

9.3.4 管法兰标准 164

9.4 设备的支座 166

9.4.1 悬挂式支座 168

9.4.2 支腿式支座 169

9.4.3 支承式支座 170

9.4.4 裙式支座 171

9.4.5 鞍式支座 172

9.5 设备的开孔 173

9.6 安全附件 175

9.6.1 安全阀 175

9.6.2 爆破片 176

9.6.3 压力表、液面计和测温仪表 176

复习思考题 177

10、机械传动 178

10.1 机械传动基本概念 178

10.1.1 机械传动的组成和作用 178

10.1.2 机械传动的基本参数 178

10.2 V带传动 178

10.2.1 带传动的类型 178

10.2.2 带传动的特点及应用 179

10.2.3 V带传动中的几何参数、载荷参数和运动参数 179

10.3.2 齿廓啮合基本定律和渐开线齿廓的特点 189

10.3 齿轮传动 189

10.3.1 齿轮传动概述 189

10.3.3 渐开线齿廓的特点 191

10.3.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 193

10.3.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动和传动精度 195

10.3.6 齿轮的失效形式和材料选择 196

10.4 蜗杆传动 198

10.4.1 蜗杆传动概述 198

10.4.2 蜗杆传动的主要参数 198

10.4.3 蜗杆传动的几何尺寸计算和受力分析 200

10.4.4 蜗杆传动的失效，蜗杆传动的材料与结构 203

10.5 轮系和减速机 204

10.5.1 概述 204

10.5.2 定轴轮系 205

10.5.3 动轴轮系 207

10.5.4 减速机 208

复习思考题 209

11、轴系零部件 211

11.1 传动轴 211

11.1.1 轴的种类 211

11.1.2 传动轴的设计计算 211

11.1.3 轴的材料和结构 213

11.2 联轴器的类型与性能 214

11.2.1 固定式联轴器 214

11.2.2 可移式联轴器 216

11.2.3 联轴器的选择 217

11.3 轴承 218

11.3.1 轴承的分类和作用 218

11.3.2 滑动轴承的结构与材料 219

11.3.3 滑动轴承的润滑与验算 221

11.3.4 滚动轴承的结构、类型及代号 224

11.3.5 滚动轴承的选择和组合 227

复习思考题 228

12、压力管道设计基础 230

12.1 压力管道设计条件 230

12.1.1 压力管道定义 230

12.1.2 管道设计条件 230

12.2 管线器材及其选择 231

12.2.1 管子 231

12.2.2 金属管件 233

12.3 阀门 235

12.3.1 阀门的分类与选用原则 236

12.3.2 常用阀门结构特征及其应用 236

12.4.1 支吊架在管道中的作用 239

12.4.2 管系支承装置的分类及选用原则 239

12.4 管系的支承设计与管道支吊架 239

12.4.3 常用管道支吊架的特性及应用 240

12.4.4 管道支吊架位置的确定 241

12.5 管系应力分析及热补偿 242

12.5.1 管系承受的载荷 242

12.5.2 管道热胀及其补偿 242

12.5.3 管道支吊架对管系应力的影响 243

12.6 管道的防腐、保温与标志 244

12.6.1 管道防腐 244

12.6.2 管道的保温与保冷 245

12.6.3 管道表面色和标志 247

复习思考题 248

习题 249

附录Ⅰ 型钢表 263

附录Ⅱ 钢板许用应力 265

参考文献 269