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第19章 摩擦轮和无级变速传动 1

1.1 概述 1

1 摩擦轮传动 1

1.2 摩擦轮传动的设计计算 1

目录 1

2.2.5 一个支点安装两个同型号角接触 1

2 无级变速传动 4

2.1 概述 4

2.1.1 传动原理 4

2.1.2 特点、应用及类型 4

2.2 设计基础 6

2.2.1 失效形式及接触强度计算 6

2.2.2 压紧力Q和有效圆周力Ft 9

2.3 加压装置及其设计 9

2.3.1 加压装置的类型及配置 9

2.3.2 自动加压装置的原理及设计 9

3 常用无级变速器 13

3.1 齿链式无级变速器 13

3.1.1 概述 13

3.1.3 技术参数及外形尺寸 14

3.1.2 类型、安装方式及代号说明 14

3.2 多盘式无级变速器 17

3.2.1 概述 17

3.2.2 类型 17

3.2.3 基本参数及外形尺寸 17

3.3 MWB型胶带式无级变速器 22

3.3.1 概述 22

3.3.2 技术参数、装配形式及外形尺寸 22

3.4 XZW行星式无级变速器（沈阳工 23

矿齿轮厂产品） 23

3.4.1 概述 23

3.4.2 代号表示方法 23

3.4.3 选用说明及使用注意事项 23

3.4.4 装配形式和外形尺寸 24

3.4.5 无级变速器与减速机的配置 24

第20章 轴及钢丝软轴 30

1.1 轴的材料 30

1 轴 30

1.2.1 轴上零件的轴向固定 33

1.2 轴的结构设计 33

措施 38

1.2.2 提高轴的疲劳强度应采取的结构 38

1.2.3 轴的结构工艺性 39

1.3 轴的强度计算 41

1.3.1 按转矩估算轴径 41

1.3.2 按当量弯矩近似计算 42

1.3.3 安全系数的精确校核计算 46

1.4 轴的刚度校核 54

1.4.1 轴的弯曲刚度校核 54

1.4.2 轴的扭转刚度校核 56

1.5 轴的设计实例 56

1.6 轴的振动稳定性计算 60

2.1.1 钢丝软轴 62

2 钢丝软轴 62

2.1 钢丝软轴的结构型式和规格 62

1.7 轴的工作图 62

2.1.2 软轴接头及联接 63

2.1.3 软管 64

2.1.4 软管接头及联接 65

2.1.5 软轴软管的型号与配套使用 65

2.2 钢丝软轴的选择与使用 66

2.2.1 软轴的选择 66

2.2.2 软轴使用时注意事项 66

第21章 滑动轴承 68

1 概述 68

2 非液体摩擦滑动轴承 68

2.1 径向辅承 68

2.1.1 径向轴承结构和选用 68

2.3 润滑方式的选择 69

2.2 平面推力轴承 69

2.2.1 平面推力轴承的常用型式和结构 69

2.2.2 平面推力轴承的计算 69

2.1.2 轴承的验算 69

3 液体动压滑动轴承 71

3.1 径向轴承 71

3.1.1 性能计算 72

3.1.2 参数选择 74

3.2.1 固定瓦推力轴承 78

3.2 推力轴承 78

3.2.2 摆动瓦推力轴承 81

4 液体静压轴承 82

4.1 概述 82

4.2 静压轴承的结构设计 84

4.2.1 径向静压轴承 84

4.2.2 推力静压轴承 85

4.2.4 节流器的结构设计 87

4.2.3 静压轴承材料 87

4.3 单腔平面油垫计算 90

4.3.1 单腔平面油垫的流量和液阻 90

4.3.2 各种节流器的流量和液阻计算 91

4.3.3 单腔平面油垫承载能力 92

4.3.4 单腔平面油垫刚度 93

4.4 对向油垫计算 93

4.4.1 毛细管节流静压轴承计算 93

4.4.2 小孔节流静压轴承计算 95

4.4.3 双面薄膜反馈静压轴承计算 97

4.4.4 滑阀反馈静压轴承计算 99

4.5 功耗及温升 102

4.5.1 功耗 102

4.5.2 影响功率消耗的因素 102

4.5.3 油进出口间的最高温升（近似 102

计算） 102

4.6.2 供油压力的选择 103

4.6.3 静压轴承的润滑油 103

4.6.1 供油系统的元件 103

4.6 供油系统设计特点 103

5 轴承材料 104

6.1.1 卷制轴套 109

6 轴瓦结构 109

6.1 整体式轴瓦 109

6.1.2 一般轴套 111

6.1.3 覆有减摩塑料层的双金属轴套 113

6.1.4 轴套的联接 114

6.1.5 轧机油膜轴承轴套技术要求 114

6.2 对开式轴瓦 115

6.2.1 厚壁轴瓦 115

6.2.2 薄壁轴瓦 117

6.3 润滑孔和润滑槽 121

6.3.1 润滑孔 121

6.3.2 润滑槽 121

6.4 粉末冶金轴瓦 123

6.4.1 筒形轴瓦 123

6.4.2 带挡边的筒形轴瓦 125

6.4.3 球形轴瓦 126

6.5 尼龙轴套 127

7.1 整体式径向滑动轴承座 128

7 滑动轴承座 128

7.2 对开式滑动轴承座 129

7.2.1 对开式二螺柱正滑动轴承座 129

7.2.2 对开式四螺柱正滑动轴承座 130

7.2.3 对开式四螺柱斜滑动轴承座 131

7.3 滑动轴承座技术要求 132

8 滑动轴承产品 132

8.1 YD型四油楔液体动压径向滑 132

动轴承系列 132

8.2 KT型止推可倾瓦轴承系列 134

8.3 油环式径向滑动轴承系列 138

8.4 可调球型径向滑动轴承系列 139

8.5 水润滑橡胶轴承系列 140

第22章 滚动轴承 143

1 滚动轴承类型、代号方法（摘自 143

GB/T272—93）和特点 143

1.1.1 基本代号 143

1.1 轴承代号的构成 143

1.2 前置、后置代号 147

1.1.3 基本代号编制规则 147

1.1.2 滚针轴承基本代号 147

1.2.2 后置代号 148

1.2.1 前置代号 148

2.2 按疲劳寿命选择计算 149

2.1 滚动轴承的失效形式 149

2 滚动轴承的选择计算 149

2.2.1 径向当量动负荷Pr的计算 150

轴承 151

2.2.4 当轴承承受冲击负荷时，当量动负荷的计算 151

2.2.3 当轴承承受力矩负荷时，当量动负荷的计算 151

2.2.2 轴向当量动负荷Pa的计算 151

2.3 滚动轴承的静负荷计算 152

2.2.6 有规律变负荷、变转速工作情况时，轴承当量动负荷的计算 152

2.4 滚动轴承的极限转速 153

2.5 例题 154

3 常用滚动轴承尺寸、性能参数表 154

3.1 调心球轴承 154

3.2 调心滚子轴承 161

3.3 圆锥滚子轴承 171

3.4 推力轴承 183

3.5 深沟球轴承 191

3.6 角接触球轴承 200

3.7 圆柱滚子轴承 212

3.8 滚针轴承 224

3.9 外球面球轴承 230

4 轴承零件 232

5.2 负荷的大小 236

5.3 工作温度 236

5.4 轴承的旋转精度 236

5.1 负荷的类型 236

5 滚动轴承的配合 236

6 滚动轴承的轴向定位 240

7 滚动轴承的润滑与密封 240

7.1 润滑油 241

7.2 润滑脂 242

7.3 轴承的密封 242

8 滚动轴承组合典型结构 243

9.1 适用范围 244

9.2 结构类型与型号表示法 244

9 滚动轴承座 244

9.3 型式尺寸 245

1.1 常用联轴器的性能、特点及应用 248

1 联轴器 248

第23章 联轴器、离合器、液力偶合器 248

1.2.2 联轴器的型号选择 251

1.2.1 联轴器的类型选择 251

1.2 联轴器的选择 251

1.3 联轴器轴孔型式与键槽型式 253

1.4.1 刚性固定式联轴器 255

1.4 常用联轴器的主要尺寸和性能参数 255

1.4.2 刚性可移式联轴器 259

1.4.3 弹性联轴器 282

2.2 牙嵌式离合器 316

2.1 常用离合器的性能、特点与应用 316

2 离合器 316

2.3 多片摩擦离合器 321

2.4 电磁式离合器 324

2.5 超越离合器 328

2.6 安全离合器 330

3 液力偶合器 333

3.1 液力偶合器的分类和特点 333

3.2 液力偶合器的选择 333

3.3 产品规格 335

第24章 飞轮 346

1 机械系统的等效模型 346

2 机器运动方程及方程求解 346

3 飞轮转动惯量的计算 347

3.1 〔Med（φ）—Mrd（φ）〕机械系统飞轮转动惯量的计算 348

3.2 〔Med（ω）—Med（φ）〕机械系统飞轮转动惯量的计算 349

4 飞轮的结构设计 350

4.1 飞轮的基本结构型式 350

4.2 飞轮的尺寸确定 352

4.3 飞轮的平衡 352

4.4 飞轮的过载保护装置 355

4.5 飞轮的新材料与新结构 356

第25章 弹簧 357

1 圆柱螺旋弹簧 357

1.1 普通圆柱螺旋弹簧的型式、代号 357

及应用 357

1.2 普通圆柱螺旋弹簧尺寸参数系列 359

1.3 弹簧材料及许用应力 360

1.4.1 负荷—变形图 366

1.4 压缩、拉伸弹簧的设计计算 366

1.4.2 设计计算 367

1.4.3 几何尺寸计算 376

1.4.4 验算 377

1.5 组合弹簧设计特点 377

1.6 扭转弹簧的设计 378

1.7 普通圆柱螺旋弹簧制造精度及 380

极限偏差 380

1.8 设计计算举例 384

1.9 圆锥螺旋压缩弹簧的设计计算 386

2 碟形弹簧 388

2.1 分类 388

2.2 碟形弹簧的设计计算 392

2.2.1 单片碟形弹簧的计算 392

2.2.2 组合碟形弹簧的计算 393

2.3 碟簧的载荷分类、许用应力和 395

疲劳极限 395

2.4 碟形弹簧的技术要求 395

2.5 例题 397

3.1 橡胶弹簧的优缺点 399

3.2 橡胶材料的静弹性特性 399

3 橡胶弹簧 399

3.3 橡胶材料的动弹性特性 400

3.4 橡胶弹簧的设计计算 401

3.5 橡胶弹簧的材料和使用寿命 406

4 环形弹簧 407

4.1 环形弹簧的结构和特性 407

3.6 橡胶弹簧设计举例 407

4.2 环形弹簧的设计计算 408

4.2.1 应力和变形量的计算 408

的计算 409

4.3 环形弹簧的材料及技术要求 409

4.2.2 设计参数的选择和几何尺寸 409

5 片弹簧 410

5.1 片弹簧的设计计算 410

5.2 片弹簧的应力集中和许用应力 415

第26章 起重搬运件与操作件 416

1 起重机机构的工作级别 416

2.1.1 按结构分类 417

2.1 分类、特点与用途 417

2.1.2 按捻法分类 417

2 钢丝绳 417

2.1.4 按股的形状分类 418

2.1.5 按钢丝的表面状态分类 418

2.1.3 按捻制特性分类 418

2.1.6 按钢丝绳（股）芯分类 418

2.2 双捻钢丝绳的标记方法 418

2.3 钢丝绳的选择计算 418

2.3.1 类型选择 418

2.3.2 钢丝绳直径选择计算 419

3 绳具 426

3.1 钢丝绳夹 426

3.2 钢丝绳夹使用方法 426

3.3 钢丝绳用普通套环 427

3.4 钢丝绳用楔形接头 428

3.5 一般起重用锻造卸扣 430

4 滑轮 432

4.1 绳槽断面 432

4.2.1 滑轮、卷筒的卷绕直径计算 433

4.2.2 滑轮直径的选用系列与匹配 433

4.3 滑轮的型式与尺寸 433

4.2 滑轮、卷筒的卷绕直径 433

5 卷筒 437

5.1 卷筒的直径和槽形 437

5.2 卷筒的型式与尺寸 439

5.3 卷筒几何尺寸计算、钢丝绳压板及 440

卷筒组结构 440

及承载能力，标记方法 446

6.1 直柄吊钩的型式、强度等级、材料 446

6.2 结构型式及尺寸 446

6 起重吊钩 446

7 吊钩组与滑轮组 450

7.1 吊钩组 451

7.2 定滑轮组 455

8.1 概述 458

8.2 起重运输链的选择 458

8 起重运输用链条和链轮 458

8.3 起重链的规格 459

8.4 起重链链轮 463

8.5 输送链、附件和链轮 465

8.5.1 链条 465

8.5.2 附件 467

8.5.3 标记方法 468

8.5.4 链轮齿形及公差 468

9 车轮和车轮组 470

9.1 车轮 470

9.2 车轮组 473

10.1 棘轮停止器 479

10.1.1 棘轮停止器的设计计算 479

10 停止器 479

10.1.2 棘轮齿形与棘爪端的外形尺寸 480

及画法 480

10.2 带式停止器 481

11 制动器 482

11.1 带式制动器 482

11.2 外抱块式制动器 485

11.2.1 性能特点、类型及应用范围 485

11.2.2 外抱块式制动器的性能参数 486

及主要尺寸 486

11.3 盘式制型动器 498

11.3.1 结构形式 498

11.3.2 设计计算 505

12 带式输送机零部件 506

12.1 输送带 507

12.1.1 输送带的类型及标准规格 507

12.1.2 输送带的强度计算 509

12.1.3 输送带全长计算 510

12.2 滚筒 510

12.2.1 传动滚筒 510

12.2.2 改向滚筒 512

12.3 托辊 513

12.4 清扫器 517

13.3 气垫单元的结构与计算 519

13.2 采用气垫运输所需的条件 519

13.3.1 气囊 519

13 气垫单元 519

13.1 气垫运输的基本原理 519

13.3.2 承载板 521

13.3.3 支承块 521

14 操作件 522

14.1 手柄 522

14.2 手轮 531

14.3 把手 537

1.1 流体动压润滑 541

1.2 流体静压润滑 541

1.3 弹性流体动压润滑 541

1 润滑状态 541

第27章 润滑和润滑装置 541

1.4 边界润滑 542

1.5 混合润滑 542

2 润滑剂 542

2.1 润滑剂的主要理化指标 542

2.2 润滑油 543

2.2.1 L—AN全损耗系统用油 546

2.2.2 液压油 547

2.2.3 齿轮油 550

2.2.4 内燃机油 555

2.2.5 轴承油 562

2.2.6 车轴油 564

2.2.7 汽轮机油 564

2.2.8 汽缸油 566

2.2.9 压缩机油 566

2.2.10 冷冻机油 567

2.2.12 真空泵油 568

2.2.11 食品机械润滑油 568

2.2.13 变压器油 569

2.2.14 仪表油 570

2.2.15 油膜轴承油 570

2.3 润滑脂 571

2.3.1 钙基润滑脂 572

2.3.2 石墨钙基润滑脂 573

2.3.3 无水钙基润滑脂 573

2.3.5 钙钠基润滑脂 574

2.3.4 钠基润滑脂 574

2.3.6 通用锂基润滑脂 574

2.3.7 汽车通用锂基润滑脂 575

2.3.10 复合钙基润滑脂 576

2.3.9 合成锂基润滑脂 576

2.3.8 半流体锂基润滑脂 576

2.3.11 复合铝基润滑脂 577

2.3.12 复合锂基润滑脂 578

2.3.13 GB—4润滑脂 578

2.3.14 二硫化钼极压锂基润滑脂 578

2.3.15 极压锂基润滑脂 579

2.3.17 HG高温窑车润滑脂 580

2.3.16 MH—MoS2特种润滑块 580

2.3.18 7014—1号高温润滑脂 580

2.3.19 低温润滑脂 581

2.3.20 轴承润滑脂 582

2.3.21 精密仪表脂 583

2.3.23 密封润滑脂 584

2.3.22 食品机械润滑脂 584

2.3.24 工业凡士林 585

2.4 固体润滑剂 586

2.5 机械设备换油、脂周期 588

2.6 国内外润滑油、脂对照表 592

3.2.2 滴油润滑 606

3.1 润滑方法分类 606

3.2.1 手工给油润滑 606

3.2 润滑方式 606

3.2.3 油环或油链润滑 606

3 润滑方法 606

3.2.4 飞溅（油池）润滑 607

3.2.5 压力循环润滑 607

3.2.6 集中润滑 607

3.2.7 油雾润滑 608

3.2.8 覆盖膜润滑 611

3.3 润滑装置 612

3.3.1 油杯 612

3.3.2 油枪 615

3.3.3 油泵 617

3.3.4 阀 619

3.3.5 油流指示器 620

3.3.6 GDQ型高压单线给油器 621

3.3.7 稀油过滤装置 621

3.3.8 冷却器 624

3.3.9 油箱 628

3.3.10 稀油润滑装置 631

3.3.11 干油泵及干油站 637

3.3.12 干油喷射润滑装置 646

3.3.13 给油器 647

3.3.14 干油过滤器 650

3.3.15 压力操纵阀 650

3.3.16 电磁换向阀 651

3.3.17 油雾润滑装置 651

3.3.18 油标 652

第28章 密封 656

1 概述 656

2 标准件密封 659

2.1 O型橡胶密封圈 659

2.2 旋转轴唇形密封圈 663

2.3 毡圈 666

2.4 单向密封橡胶密封圈 667

2.5 双向密封橡胶密封圈 680

2.6 真空动密封 685

2.6.1 J型真空用橡胶密封圈 685

2.6.2 JO型和骨架型真空用橡胶密 688

封圈 688

2.6.3 O型真空用橡胶密封圈 693

2.6.7 橡胶防尘密封圈 697

2.7 密封垫 703

2.7.1 密封垫的选用 703

3 非标准密封 707

3.1 胶密封 707

2.7.2 选择密封垫应注意的问题 707

3.1.1 液态密封胶 708

3.1.2 厌氧胶 708

3.2.1 金属空心O形圈的分类 709

3.2 金属空心O形圈 709

3.1.3 热熔型密封胶 709

3.2.2 金属空心O形圈的沟槽型式与 710

尺寸 710

3.2.3 金属空心O形圈的选用 710

3.3 填料密封 711

3.3.1 绞合填料与编结填料 711

3.3.2 塑性填料 713

3.3.3 硬填料 714

3.3.4 填料腔的结构设计 717

3.4 金属活塞环密封 719

3.4.1 活塞环组的环数 720

3.4.2 活塞环的基本尺寸 720

3.5 节流环形沟槽密封 720

3.6 迷宫密封 721

3.7 离心密封 721

3.8 螺旋密封 722

第29章 电机与电器 723

1 控制系统线路设计 723

1.1 电气技术中常用文字符号和图形 723

符号 723

1.1.1 电气技术中常用文字符号 723

1.1.2 电气图中常用图形符号 726

1.2.2 电气制图一般规则 732

1.2 低压控制系统线路设计 732

1.2.1 概述 732

1.2.3 常用典型控制线路 733

1.2.4 可编程控制器简介 734

2 电气器件 735

2.1 保护器件 735

2.1.1 熔断器 736

2.1.2 热继电器 737

2.1.3 自动开关 740

2.2 控制电路的开关器件 740

2.2.1 转换开关和组合开关 740

2.2.2 按钮 743

2.2.3 行程开关 746

2.3 控制继电器 757

2.4 接触器、磁力起动器 761

2.5 控制变压器 764

2.6 电磁铁 767

2.7 辅助元器件及常用材料 769

2.7.1 信号灯 769

2.7.2 接线座 770

2.7.3 电线 771

2.7.4 电缆 772

3 控制电机 773

3.1 自整角机 773

3.2 测速发电机 776

3.2.1 CK系列交流测速发电机 776

3.2.2 ZCF系列直流测速发电机 777

电机 778

3.2.3 CYD系列永磁式低速直流测速发 778

3.3 步进电动机 779

3.4 伺服电动机及伺服测速机组 782

3.4.1 SL系列交流伺服电动机 782

3.4.2 SZ系列直流伺服电动机 785

3.4.3 SY系列永磁式直流伺服电动机 788

3.4.4 SC系列交流伺服测速机组 791

3.4.5 110 SZ-C系列伺服测速机组 792

4 普通驱动电动机 793

4.1 电动机的工作制、绝缘等级与允许 793

温升 793

4.2 电动机的特点、用途及使用条件 794

4.3 电动机的选择 803

4.3.1 电动机选择应综合考虑的问题 803

4.3.2 电动机外壳结构形式及选择 803

4.3.3 电动机类型选择 804

4.4.1 一般异步电动机 805

4.3.4 电动机电压和转速选择 805

4.4 电动机规格 805

4.4.2 变速异步电动机 825

4.4.3 冶金及起重用异步电动机 837

4.4.4 防爆异步电动机 850

4.4.5 振动电动机 878

4.4.6 微型电动机 880

4.4.7 直流电动机 897

第30章 有限元法 939

1 有限元法概述 939

1.1 单元位移模式与形函数 940

组集 943

1.5 总刚度矩阵与总结点载荷列阵的 943

1.2 单元应变和应力 943

1.3 单元刚度方程与单元刚度矩阵 943

1.4 单元等效结点载荷 943

问题 944

1.6 引入构件约束条件、求解位移和 944

应力 944

2 用平面三角形单元解平面构件强度 944

2.1 平面问题有限元算式 945

2.2 平面问题有限元粗算演示 947

2.3 平面三结点三角形单元有限元程序 951

说明 951

2.4 平面问题有限元法工程算例 952

3.2 三角形截面环元的有限元基本公式 953

3.1 轴对称结构有限元分析的半解析法 953

3 空间轴对称结构有限元分析 953

3.3 空间轴对称结构有限元程序说明 956

3.4 空间轴对称结构有限元法算例 957

4 平面刚架和空间刚架有限元分析 961

4.1 平面梁元的有限元基本公式 961

4.2 空间梁元的有限元基本公式 965

4.3 平面刚架和空间刚架有限元程序 969

说明 969

4.4 平面刚架和空间刚架有限元算例 970

5.1 平面与空间等参元有限元计算公式 973

5 等参数单元（简称等参元） 973

5.2 平面与空间等参元的有限元程序 979

说明 979

5.3 空间等参元计算实例 979

6 薄板和薄壳结构有限元分析 980

6.1 薄板有限元分析 981

6.1.1 薄板离散结构的结点分析 981

6.1.2 四结点矩形板元有限元计算公式 982

6.1.3 三结点三角形板元计算公式 984

6.1.4 四结点四边形板元 986

6.2 薄壳有限元分析 987

6.2.1 三角形平面壳元 987

6.2.2 四边形平面壳元 990

6.2.3 矩形平面壳元 990

6.3 薄板和薄壳结构的有限元程序说明 991

7 整体结构有限元分析中的若干问题 991

7.1 子结构法 991

7.2 结构和外载荷的对称性与重复性利用、伪单元 992

7.2.1 对称性的利用 992

7.2.3 伪单元分析 993

7.2.2 重复性利用 993

7.3.1 逐步求解法 994

7.3 逐步求解法与边界单元 994

7.3.2 边界单元（又称弹簧元） 995

7.4 不同类型单元的结合 995

7.4.1 平面梁元与平面应力单元的结合 996

7.4.2 薄板单元与平面梁元结合 997

7.5 结构中的约束不足与附加约束 997

的处理 997

7.5.1 约束不足 997

7.5.2 附加约束 998

7.6 结构的力学模型建立中应考虑 999

的问题 999

8 典型有限元程序分析 1000

8.1 SAP-5程序的总体评述和使用 1000

中应注意问题 1000

8.2 SAP-5程序的数据文件编写方法 1002

8.2.1 Ⅰ．标题卡片 1002

8.2.2 Ⅱ．主控制卡片 1003

8.2.3 Ⅲ．结点数据卡片 1005

8.2.5 Ⅳ．单元数据卡片 1007

8.2.5.1 第1类——空间桁架单元 1007

8.2.4 ⅢA．结点温度修正卡片 1007

8.2.5.2 第2类——空间梁单元 1008

8.2.5.3 第3类——平面应力薄 1009

膜单元 1009

8.2.5.4 第4类——二维单元 1011

8.2.5.5 第5类——三维8结点单元 1014

8.2.5.6 第6类——板壳单元（四边 1017

形或三角形） 1017

8.2.5.7 第7类——边界单元 1018

8.2.5.8 第8类——8～21可变结点 1020

三维等参元 1020

8.2.5.9 第9类——伪单元 1028

8.2.5.10 第10类——读入刚度矩阵 1029

的单元 1029

8.2.5.11 第12类——空间直管或弯 1030

管单元 1030

8.2.6 ⅣA．结点优化顺序卡片 1030

8.2.7 Ⅴ．集中载荷或集中质量卡片 1030

8.2.9 Ⅶ．重量和重心参考点卡片 1031

8.2.8 Ⅵ．结构载荷工况因子卡片 1031

8.2.10 Ⅷ．振型频率卡片 1032

8.2.11 Ⅸ．结构绘图卡片 1034

8.2.12 Ⅹ．强迫响应卡片 1036

8.3 SAP-5程序的出错信息 1046

8.4 SAP-5程序的计算例题 1057

8.5.1 SUPER—FEN程序简介 1068

8.5.3 SAP-5P和LISA-P程序简介 1068

8.5.2 LISA程序简介 1068

8.5 其他有限元程序简介 1068

8.5.4 NFAP程序简介 1069

8.5.5 MSC/NASTRAN程序简介 1069

8.5.6 ASKA程序简介 1070

第31章 机械可靠性设计 1071

1 可靠性设计的基础知识 1071

1.1 概述 1071

1.1.1 可靠性的概念 1071

1.1.2 可靠性设计程序和手段 1071

1.1.3 可靠性设计的目标值 1071

1.1.4 可靠性设计方法 1073

1.1.5 可靠性设计的其他方面 1074

1.2 概率论与数理统计基础 1074

1.2.1 随机事件及其概率 1074

1.2.4 随机变量的数字特征 1075

1.2.2 概率的基本运算法则 1075

1.2.3 随机变量及其分布函数 1075

1.2.5 总体、个体和样本 1076

1.2.6 统计量 1076

1.2.7 自由度 1076

1.2.8 参数估计 1077

1.2.9 假设检验 1077

1.3 可靠性中常用的概率分布 1077

1.4 可靠性特征量 1094

1.4.1 可靠度 1094

1.4.2 累积失效概率 1094

1.4.3 平均寿命 1094

1.4.5 失效率和失效率曲线 1095

1.4.4 可靠寿命和中位寿命 1095

1.5 维修性特征量 1097

1.5.1 维修度 1097

1.5.2 修复率 1097

1.5.3 平均修复时间 1097

1.5.4 维修性和可靠性特征量的对应 1097

关系 1097

1.4.6 可靠性特征量间的关系 1097

1.6 有效性特征量 1098

1.6.1 有效度的意义 1098

1.6.2 有效度的种类 1098

1.6.3 单元有效度 1099

2.1.2 按试验截止情况的分类 1100

2.2.1 x2检验法 1100

2.2 分布类型的假设检验 1100

2.1 可靠性试验分类 1100

2.1.1 按试验场所的分类 1100

2 可靠性试验数据的统计处理方法 1100

2.2.2 K-S检验法 1101

2.3 指数分布的分析法 1103

2.3.1 指数分布的拟合性检验 1103

2.3.2 指数分布的参数估计和可 1104

靠度估计 1104

2.4 正态及对数正态分布的分析法 1104

2.4.1 正态及对数正态分布的拟 1105

合性检验 1105

估计法 1107

2.4.2 正态及对数正态分布的图 1107

2.4.3 正态及对数正态分布完全样 1119

本的参数估计 1119

2.4.4 正态及对数正态分布截尾寿命 1120

试验的参数估计 1120

2.4.5 正态及对数正态分布可靠寿命 1120

和可靠度的估计 1120

2.5 威布尔分布的分析法 1135

2.5.1 威布尔分布的拟合性检验 1135

2.5.2 威布尔分布的图估计法 1137

2.5.3 威布尔分布的参数估计 1139

2.5.4 威布尔分布的可靠度和可靠 1140

寿命估计 1140

2.6 中止寿命试验的图分析法 1154

3 概率机械设计 1158

3.1 应力-强度模型求可靠度的方法 1158

3.1.1 应力-强度模型 1158

3.1.2 应力-强度模型求可靠度的 1158

一般公式 1158

3.1.3 数值积分法求可靠度 1159

3.1.4 图解法求可靠度 1160

3.1.5 极限状态法求可靠度 1161

3.1.6 可靠度的单侧置信下限 1164

3.2 可靠度的近似计算法 1164

3.2.1 可靠安全系数 1164

3.2.2 随机变量函数的均值和标准 1167

差的近似计算 1167

3.3 概率机械设计所需的部分数据 1168

和资料 1168

3.3.1 几何尺寸 1168

3.3.2 材料的强度特性 1169

3.4.1 计算系数 1180

3.4 静强度的概率设计 1180

3.4.2 正态分布的设计法 1180

3.5 疲劳强度的概率设计 1182

3.4.3 非正态分布的设计法 1182

3.5.2 零件的疲劳强度 1183

3.5.1 变应力和变载荷的类型 1183

3.5.3 按P-S-N线图验算疲劳强 1185

度可靠度 1185

可靠度 1186

3.5.4 按3s-S-N线图验算疲劳强度 1186

强度可靠度 1187

3.5.5 按3s—σm—σa线图验算疲劳 1187

可靠度 1188

3.5.6 按等效应力验算疲劳强度 1188

3.5.8 疲劳强度可靠度计算的应用 1189

度的验算 1189

3.5.7 受复合应力时疲劳强度可靠 1189

举例 1189

3.5.9 疲劳寿命的可靠性预计 1195

3.6 其他失效形式的概率设计 1197

3.6.1 断裂韧性的概率设计 1197

3.6.2 刚度的概率设计 1199

3.6.3 磨损的概率设计 1200

3.6.4 腐蚀的概率设计 1202

3.6.5 摩擦传动的概率设计 1203

4 系统可靠性分析 1204

4.1 不可修复系统的可靠性 1204

4.1.1 系统可靠性模型 1204

4.1.2 常用系统的可靠度和平均寿命 1205

4.2 可修复系统的可靠性 1206

4.3 可靠性预计 1208

4.3.1 可靠性预计的目的 1208

4.3.2 可靠性预计的方法 1208

4.4 可靠性分配 1209

4.4.1 可靠性分配的原则 1209

4.4.2 可靠性分配的方法 1209

4.5 失效模式、效应及危害度分析 1210

4.5.1 基本概念 1210

4.5.2 分析的过程和方法 1211

4.6 故障树分析 1213

4.6.1 基本概念 1213

4.6.2 故障树的建立 1216

4.6.3 故障树的定性分析 1216

5.1 蒙特卡洛模拟法 1219

5 蒙特卡洛模拟法及其应用 1219

5.1.1 概述 1219

4.6.4 故障树的定量分析 1219

5.1.2 随机数的产生方法 1220

5.1.3 随机数检验 1222

5.1.4 常用分布随机数的产生 1223

5.2 蒙特卡各模拟法的应用举例 1225

5.2.1 随机变量函数的分布 1225

5.2.2 应力-强度模型验算可靠度 1226

5.2.3 可靠度的置信限 1226

1.1.2 目标函数 1228

1.1.1 设计变量和设计空间 1228

1.1.3 约束条件 1228

1.1.4 优化设计的数学模型 1228

1.1 优化设计的数学模型 1228

1 机械优化设计概述 1228

第32章 机械优化设计 1228

1.2.1 目标函数的等值线 1228

域的概念 1228

1.2 目标函数的等值线和可行 1228

1.2.2 可行域的概念 1229

1.3 优化问题数值迭代算法的基 1229

本思想和收敛准则 1229

1.4.1 关于数学模型的尺度变换 1230

1.4.3 含离散变量问题的优化设计 1230

1.4.2 多目标优化设计 1230

1.4 关于数学模型的几个问题 1230

2 无约束优化方法 1231

2.1 一维搜索 1231

2.1.1 确定搜索区间的进退算法 1231

2.1.2 黄金分割法（0.618法） 1232

2.1.3 二次插值法 1233

2.2 无约束优化方法 1233

3 约束优化方法 1235

3.1 随机方向搜索法 1235

3.2.1 内点罚函数法 1236

3.2 罚函数法 1236

3.2.2 外点罚函数法 1237

3.2.3 混合罚函数法 1237

4 常用机械零件优化设计的数学模型 1238

4.1 齿轮传动优化设计的数学模型 1238

4.1.1 渐开线圆柱齿轮传动优化设 1238

计的数学模型 1238

4.1.2 圆锥齿轮传动优化设计的数 1244

学模型 1244

4.2 圆柱螺旋弹簧优化设计的数学 1246

模型 1246

4.2.1 圆柱螺旋弹簧的主要计算公式 1246

4.2.2 圆柱螺旋弹簧优化设计的数学 1249

模型 1249

4.2.3 圆柱螺旋弹簧优化设计实例 1249

计的数学模型 1250

4.3.1 径向动压润滑轴承的几何参数 1250

和性能计算 1250

4.3 径向液体动压润滑轴承优化设 1250

设计实例 1252

4.3.2 径向液体动压润滑圆柱轴承 1252

优化设计的数学模型 1252

4.3.3 径向液体动压润滑轴承优化 1252

第33章 计算机辅助设计 1255

1 概论 1255

1.1 基本概念 1255

1.2 CAD系统的硬件 1255

1.2.1 主机 1255

1.2.2 图形输入装置 1255

1.2.3 图形输出装置 1257

1.2.4 数据存贮设备——外存贮器 1258

1.3 计算机辅助设计系统的软件 1258

2 几何处理和造型 1260

2.1 图形变换 1260

2.1.1 点的变换 1260

2.1.2 齐次坐标 1262

2.1.3 二维图形的坐标变换 1262

2.1.4 三维图形的坐标变换 1264

2.2 图形消隐 1266

2.2.3 可见面和不可见面的评价 1268

2.2.2 点的评价 1268

2.2.1 边的评价 1268

2.3 图形裁剪 1269

2.3.1 点的裁剪 1270

2.3.2 二维线裁剪 1270

2.4 几何造型 1272

2.4.1 外部模型与内部模型 1272

2.4.2 内部模型的表示型与数据结构 1273

2.4.3 体素的集合运算与操作 1275

2.4.4 SM的主要技术及典型的 1276

几何造型系统 1276

3.1.1 函数插值 1279

3 CAD的计算方法 1279

3.1 数表和线图的处理 1279

3.1.2 数表公式化 1281

3.2 数值分析方法 1282

3.2.1 数学模型的程序化 1282

3.2.2 方程求根 1284

3.2.3 线性方程组的求解 1287

3.2.4 数值积分 1289

3.2.5 常微分方程的数值解法 1292

4.1 图形软件的标准化 1293

4 图形软件标准 1293

4.2 IGES标准 1295

4.2.1 IGES标准文件中的单元 1295

4.2.2 IGES文件结构 1296

4.2.3 IGES文件示例 1297

4.3 DXF文件 1300

4.3.1 DXF文件结构 1300

4.3.2 DXF文件实例 1301

4.4 GKS标准 1302

4.4.1 GKS的基本概念 1302

4.4.2 GKS的功能 1304

5 CAD数据库 1306

5.1 概述 1306

5.1.1 数据的描述 1306

5.1.2 数据的组织形式 1306

5.1.3 数据的组织和管理技术 1307

5.2 数据结构 1307

5.2.1 数据的逻辑结构 1307

5.2.2 数据的存贮结构 1309

5.2.3 数据结构在CAD中的应用 1312

5.3.2 索引文件 1313

5.3 文件组织 1313

5.3.1 顺序文件 1313

5.3.3 散列文件 1314

5.4 数据库体系结构 1314

5.4.1 数据库模式 1314

5.4.2 层次数据模型 1314

5.4.3 网状数据模型 1315

5.4.4 关系数据模型 1316

5.5 数据库管理系统 1317

5.5.3 数据库系统语言 1318

5.5.2 DBMS的主要程序 1318

5.5.1 DBMS的基本功能 1318

5.6 数据库系统的建立和使用 1319

5.6.1 建库的工作流程 1319

5.6.2 数据库系统的使用 1320

5.7 工程数据库与分布数据库 1321

系统简介 1321

5.7.1 工程数据库 1321

5.7.2 分布式数据库系统 1322

参考文献 1324