目录 1
绪论 1
第一章 弯曲刚度设计 13
一、弯曲设计基本公式 13
1．弯曲变形计算式 14
2．弯曲剪力的附加变形计算式 16
3．斜弯曲的近似计算式 18
4．应变能表达式 20
5．计算条件的确定 22
二、断面惯性矩的计算 24
1．面积形心的确定 24
2．断面惯性矩的计算 26
3．抗扭断面惯性矩的计算 30
三、惯性矩的表格计算法 33
1．表格计算法公式 33
2．表格计算法程序 34
1．平面面积的单位特性值 39
四、单位特性法 39
2．单位特性设计法 47
第二章 扭转刚度设计 56
一、扭转计算基本公式 56
1．圆柱体的扭转计算公式 56
2．矩形等直杆的扭转计算公式 59
二、开式薄壁结构的扭转 60
1．矩形薄壁件的扭转 60
2．开式薄壁结构的扭转 62
三、封闭薄壁结构的扭转 67
1．任意封闭薄壁结构的扭转 67
2．薄壁圆管的扭转 70
3．薄壁箱形结构的扭转 71
4．组合封闭薄壁结构的扭转 74
5．封闭结构内隅角半径与剪应力关系 76
6．小结 76
四、断面畸变对扭转刚度的影响 78
1．大型立柱的断面形状畸变问题 78
2．立柱顶板对扭转刚度的影响 83
3．纵横隔板对刚度的影响 84
五、板壁孔对结构刚度的影响 86
1．孔的直径和位置的影响 86
2．孔长度的影响 87
3．孔缘凸台的影响 89
4．孔盖板的影响 90
5．孔形的影响 90
6．板壁孔对立柱刚度的影响 92
1．常见断面惯性矩的经济性分析 95
第三章 断面形状和壁厚的设计 95
一、断面形状的经济性 95
2．断面宽高比6/h的确定 97
3．封闭结构的应用实例 100
二、等价断面设计法 107
1．等价断面设计原则 107
2．等价断面设计程序 108
3．等价断面设计应注意的问题 109
1．抗弯结构的壁厚 111
三、焊接结构壁厚的确定 111
2．抗扭结构的壁厚 113
3．壁厚设计的经验数据 114
4．壁厚设计应注意的问题 114
5．壁厚与板壁支承距离的关系 115
四、充分发挥钢材性能的途径 120
1．钢和铸铁结构构成比的最佳值 120
2．焊接结构壁厚的理想值 123
3．结构材料置于高应力处 125
第四章 加强筋结构的设计 128
一、横隔板结构的弯曲计算 128
1．横隔板框架的弯曲计算 128
2．横隔板底座的弯曲计算 130
二、对角筋和横隔板结构的扭转计算 131
1．对角筋的扭转机理 131
2．对角筋的扭转刚度计算 132
3．横隔板框架的扭转刚度计算 135
三、十字筋结构的刚度计算 136
2．相对强度值 137
1．相对刚度值 137
3．相对重量值 138
4．最佳十字筋结构 138
四、T形筋结构的刚度计算 143
1．T形筋结构的刚度计算 143
2．冲击载荷加强筋的设计 144
五、三角筋结构的设计 150
2．各种加强筋的技术经济特性 152
六、加强筋的综合分析 152
1．加强筋的基本型式与载荷分析 152
3．加强筋对开式结构刚度的影响 156
4．加强筋对箱形结构刚度的影响 160
第五章 振动及热变形的控制 164
一、振动特性的判定 164
1．振动特性的主要指标 164
2．动刚度的主要影响因素 169
3．焊接结构动刚度设计的基本原则 170
1．钢和铸铁的固有频率比较 173
二、钢和铸铁结构的振动特性比较 173
2．钢和铸铁的阻尼比比较 176
三、焊缝的减振能力 181
1．影响焊缝减振能力的因素 182
2．T形接头的减振能力 183
3．断续焊缝的减振能力 186
4．U形减振接头 187
1．焊接床身的振动特性 189
四、焊接结构的振动特性 189
2．焊接立柱的振动特性 194
3．加强筋和板壁孔对振动的影响 197
4．双层壁结构的振动特性 198
五、薄壁振动的控制 201
1．薄壁振动的常见振型 201
2．薄壁振动的影响因素 203
3．薄壁型钢结构的有效宽厚比 206
4．机床薄壁结构有效宽厚比的讨论 207
5．板壁加强筋的设计 218
六、热变形的控制 220
1．机床热变形的原因 220
2．控制热变形的结构措施 221
第六章 机床大件刚度的计算 229
一、机床大件刚度的确定 229
1．机床刚度参考值 229
2．机床大件的变形分析 233
3．机床大件刚度指标 238
4．机床大件最小刚度的确定 239
二、机床立柱刚度的计算 241
1．机床大件刚度的计算步骤 242
2．镗床立柱相对位移量的计算 242
3．卧式铣床立柱相对位移量的计算 247
4．钻床立柱相对位移量的计算 249
三、车床床身刚度的计算 254
1．床身受力和变形分析 254
2．车床床身刚度计算 258
3．车床床身模型刚度的试验值 268
四、机床齿轮箱刚度的计算 271
1．箱体的受力分析 271
2．箱体刚度计算公式 272
3．箱体刚度的影响因素 275
五、导轨结构的刚度设计 283
1．导轨受力和变形分析 283
2．导轨的结构型式 285
3．作用力的引进 287
4．导轨局部刚度的计算 288
六、刚度设计的经验 295
1．设计的起点问题 295
2．定性和定量计算问题 296
3．设计要点 298
第七章 焊接工艺设计 299
一、焊接材料的选择 299
1．常用钢材的可焊性 299
2．机床大件结构材料的选用 302
3．机床导轨材料的选用 305
4．焊条型号的选用 306
二、焊缝的基本形式 311
1．焊接接头和焊缝形式 311
2．焊缝分类 312
3．坡口形式 316
三、焊接接头的基本形式 316
1．对接接头 316
2．搭接接头 319
3．T形接头 320
4．角接接头 322
四、焊缝尺寸的确定 332
1．按焊缝工作应力确定焊缝尺寸 332
2．按等强度原则确定焊缝尺寸 335
3．按刚度条件确定焊缝尺寸的经验法则 341
4．角焊缝和坡口焊缝的比较 343
五、焊接结构工艺图 347
3．焊缝的标注 350
1．各种焊缝的图形符号 350
2．焊缝的画法 350
第八章 焊接变形的控制 355
一、焊接变形的产生原因及变形形式 355
1．收缩应力和收缩变形 355
2．焊接变形的温度范围 357
3．材料性质对变形的影响 359
4．焊接变形的基本形式 360
二、焊接变形大小和方向的判断 361
1．横向收缩近似值 361
2．纵向收缩近似值 364
3．纵向弯曲变形 365
4．对接焊缝的角变形 367
5．角焊缝的角变形 369
6．屈曲变形和扭转变形 370
三、减少焊接变形的方法 373
1．不要过量焊接 373
2．减少焊接单位线能量 374
3．采用分段逆焊 375
4．接近或对称于中性轴布置焊缝 377
5．合理地设计装配程序 379
6．结构整体刚度均匀 380
7．采用逆变形法或约束法焊接 381
8．火焰收缩校正 385
四、焊接和装配程序的设计 386
1．焊接和装配顺序设计的基本原则 386
2．定位焊缝装配对变形的影响 394
3．焊接顺序的设计要点 398
五、消除焊接残余应力的片法 400
1．热处理时效方法 401
2．分级加工消除应力的方法 403
3．振动时效法 405
4．焊接结构的热稳定性 406
一、工业产品造型的基本概念 416
1．工业产品的形体类型 416
第九章 造型设计与焊接工艺 416
2．造型设计的基本原则 417
3．工业产品造型的构成要素 417
4．构成形式美的基本元素 418
5．造型的形式法则 419
二、焊接结构的造型特点 425
1．造型设计的高度灵活性 425
3．形成了直线方角的造型特征 427
2．有利于科学和艺术的融合 427
4．有助于造型材料性能的充分发挥 429
三、焊缝设计的美学要求 437
1．尽量减少焊缝 437
2．合理布置焊缝 439
3．提高焊缝质量 440
4．选用成形性好的焊条 441
四、技术设计和造型设计 445
1．技术设计和造型设计的关系 445
2．造型设计方法概述 452
一、焊接结构的工艺性 456
第十章 机床焊接结构工艺性 456
二、钢板备料和成形工艺 457
1．钢板备料的精度要求 457
2．放样与划线 457
3．边缘和坡口加工 459
4．结构的标准化 462
三、焊接结构的机械加工问题 470
1．焊接结构的机械加工工艺性 470
2．避免在加工面上布置焊缝 471
3．避免在配合面上布置焊缝 472
4．防止加强筋被钻穿 472
4．防止加强筋被钻穿 472
5．要注意焊接构件的定位精度 474
5．要注意焊接构件的定位精度 474
四、焊缝的可焊到性 477
1．手工电弧焊的操作空间 477
四、焊缝的可焊到性 477
1．手工电弧焊的操作空间 477
2．床身导轨焊缝可焊到性分折 479
2．床身导轨焊缝可焊到性分折 479
五、结构的焊接化设计 483
1．摆脱铸造工艺的束缚 483
五、结构的焊接化设计 483
1．摆脱铸造工艺的束缚 483
2．减轻焊缝的载荷 485
2．减轻焊缝的载荷 485
3．尽量避免焊缝密集 487
3．尽量避免焊缝密集 487
4．大型结构分段焊接组装 488
4．大型结构分段焊接组装 488
六、机床大件焊接结构工艺性举例 489
六、机床大件焊接结构工艺性举例 489
第十一章 机床大件的结构设计 497
一、机床大件的类别及其设计要求 497
第十一章 机床大件的结构设计 497
一、机床大件的类别及其设计要求 497
二、双层壁结构 498
1．双层壁结构的基本型式 498
1．双层壁结构的基本型式 498
二、双层壁结构 498
2．“细胞结构”和蜂窝结构 499
2．“细胞结构”和蜂窝结构 499
三、管形结构 505
1．管形结构的适用范围 505
1．管形结构的适用范围 505
三、管形结构 505
2．管形结构机床床身举例 506
2．管形结构机床床身举例 506
四、框架结构 510
四、框架结构 510
1．机床框架结构的特点 511
1．机床框架结构的特点 511
2．常见型钢的接头型式 513
2．常见型钢的接头型式 513
五、钢板—混凝土结构 519
1．混凝土结构的性能 519
1．混凝土结构的性能 519
五、钢板—混凝土结构 519
2．混凝土结构的适用范围 521
2．混凝土结构的适用范围 521
3．混凝土结构床身设计简介 522
3．混凝土结构床身设计简介 522
六、结构设计应注意的问题 529
六、结构设计应注意的问题 529
1．重视封闭结构与开式结构的过渡 530
1．重视封闭结构与开式结构的过渡 530
2．防止局部刚度陡降 532
2．防止局部刚度陡降 532
1．托架 593
2．操纵杆 594
3．曲柄和曲轴 595
4．铰链和拨叉 595
参考资料 597