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機(jī)械設(shè)計手冊 第6版 第3卷
本版手冊是在前5版手冊的基礎(chǔ)上吸收并總結(jié)了國內(nèi)外機(jī)械工程設(shè)計領(lǐng)域中的新標(biāo)準(zhǔn)、新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)計理論與方法,并配合我國創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略的需求撰寫而成的。本版手冊全面系統(tǒng)地介紹了常規(guī)設(shè)計、機(jī)電一體化設(shè)計、機(jī)電系統(tǒng)控制、現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計方法及其應(yīng)用等內(nèi)容,具有體系新穎、內(nèi)容現(xiàn)代、凸顯創(chuàng)新、系統(tǒng)全面、信息量大、實用可靠及簡明便查等特點。
本版手冊分為7卷55篇,內(nèi)容有:機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)資料、機(jī)械零部件設(shè)計(連接、緊固與傳動)、機(jī)械零部件設(shè)計(軸系、支承與其他)、流體傳動與控制、機(jī)電一體化與控制技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計等。 本卷為第3卷,主要內(nèi)容有:軸,滑動軸承,滾動軸承,聯(lián)軸器、離合器與制動器,彈簧,起重運輸機(jī)械零部件和操作件,機(jī)架、箱體與導(dǎo)軌,潤滑,密封等。 本版手冊可供從事機(jī)械設(shè)計、制造、維修及相關(guān)工程技術(shù)人員作為工具書使用,也可供大專院校的相關(guān)專業(yè)師生使用和參考。
本版手冊為新出版的第6版七卷本《機(jī)械設(shè)計手冊》。由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,需要我們對手冊內(nèi)容進(jìn)行更新,增加新的科技內(nèi)容,以滿足廣大讀者的迫切需要。
《機(jī)械設(shè)計手冊》自1991年面世發(fā)行以來,歷經(jīng)5次修訂,截至2016年已累計發(fā)行38萬套。作為國家級重點科技圖書的《機(jī)械設(shè)計手冊》,深受社會各界的重視和好評,在全國具有很大的影響力,該手冊曾獲得全國優(yōu)秀科技圖書獎二等獎(1995年)、機(jī)械工業(yè)部科技進(jìn)步獎二等獎(1997年)、機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎(2011年)、中國出版政府獎提名獎(2013年),并多次獲得全國科技暢銷書獎等獎項。1994年,《機(jī)械設(shè)計手冊》曾在我國臺灣建宏出版社出版發(fā)行,并在海內(nèi)外產(chǎn)生了廣泛的影響。《機(jī)械設(shè)計手冊》榮獲的一系列國家和部級獎項表明,其具有很高的科學(xué)價值、實用價值和文化價值!稒C(jī)械設(shè)計手冊》已成為機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的一部大型品牌工具書,已成為機(jī)械工程領(lǐng)域權(quán)威的和影響力較大的大型工具書,長期以來,它為我國裝備制造業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。 第5版《機(jī)械設(shè)計手冊》出版發(fā)行至今已有7年時間,這期間我國國民經(jīng)濟(jì)有了很大發(fā)展,國家制定了《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,其中把創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展作為了國家的優(yōu)先戰(zhàn)略。因此,《機(jī)械設(shè)計手冊》第6版修訂工作的指導(dǎo)思想除努力貫徹“科學(xué)性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性、實用性、可靠性”外,更加突出了“創(chuàng)新性”,以全力配合我國“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略”的重大需求,為實現(xiàn)我國建設(shè)創(chuàng)新型國家和科技強國夢做出貢獻(xiàn)。 在本版手冊的修訂過程中,廣泛調(diào)研了廠礦企業(yè)、設(shè)計院、科研院所和高等院校等多方面的使用情況和意見。對機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)內(nèi)容、經(jīng)典內(nèi)容和傳統(tǒng)內(nèi)容,從取材、產(chǎn)品及其零部件的設(shè)計方法與計算流程、設(shè)計實例等多方面進(jìn)行了深入系統(tǒng)的整合,同時,還全面總結(jié)了當(dāng)前國內(nèi)外機(jī)械設(shè)計的新理論、新方法、新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新產(chǎn)品和新技術(shù),特別是在現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計理論與方法、機(jī)電一體化及機(jī)械系統(tǒng)控制技術(shù)等方面做了系統(tǒng)和全面的論述和凝煉。相信本版手冊會以嶄新的面貌展現(xiàn)在廣大讀者面前,它將對提高我國機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計水平、推進(jìn)新產(chǎn)品的研究與開發(fā)、老產(chǎn)品的改造,以及產(chǎn)品的引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新,進(jìn)而促進(jìn)我國由制造大國向制造強國躍升,發(fā)揮出巨大的作用。 本版手冊分為7卷55篇:第1卷機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)資料;第2卷機(jī)械零部件設(shè)計(連接、緊固與傳動);第3卷機(jī)械零部件設(shè)計(軸系、支承與其他);第4卷流體傳動與控制;第5卷機(jī)電一體化與控制技術(shù);第6卷現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計(一);第7卷現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計(二)。 本版手冊有以下七大特點: 一、構(gòu)建新體系 構(gòu)建了科學(xué)、先進(jìn)、實用、適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新潮流的《機(jī)械設(shè)計手冊》新結(jié)構(gòu)體系。該體系層次為:機(jī)械基礎(chǔ)、常規(guī)設(shè)計、機(jī)電一體化設(shè)計與控制技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計方法。該體系的特點是:常規(guī)設(shè)計方法與現(xiàn)代設(shè)計方法互相融合,光、機(jī)、電設(shè)計融為一體,局部的零部件設(shè)計與系統(tǒng)化設(shè)計互相銜接,并努力將創(chuàng)新設(shè)計的理念貫穿于常規(guī)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計之中。 二、凸顯創(chuàng)新性 習(xí)近平總書記在2014年6月和2016年5月召開的中國科學(xué)院、中國工程院兩院院士大會上分別提出了我國科技發(fā)展的方向就是“創(chuàng)新、創(chuàng)新、再創(chuàng)新”,以及實現(xiàn)創(chuàng)新型國家和科技強國的三個階段的目標(biāo)和五項具體工作。為了配合我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重大需求,本版手冊突出了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容的編寫,主要有以下幾個方面: 。1)新增第7卷,重點介紹了創(chuàng)新設(shè)計及與創(chuàng)新設(shè)計有關(guān)的內(nèi)容。 該卷主要內(nèi)容有:機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計概論,創(chuàng)新設(shè)計方法論,頂層設(shè)計原理、方法與應(yīng)用,創(chuàng)新原理、思維、方法與應(yīng)用,綠色設(shè)計與和諧設(shè)計,智能設(shè)計,仿生機(jī)械設(shè)計,互聯(lián)網(wǎng)上的合作設(shè)計,工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò),面向機(jī)械工程領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)、云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),3D打印設(shè)計與制造技術(shù),系統(tǒng)化設(shè)計理論與方法。 。2)在一些篇章編入了創(chuàng)新設(shè)計和多種典型機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容。 “第11篇機(jī)構(gòu)設(shè)計”篇新增加了“機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計”一章,該章編入了機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的原理、方法及飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計,大型空間折展機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計等多個創(chuàng)新設(shè)計的案例。典型機(jī)械的創(chuàng)新設(shè)計有大型全斷面掘進(jìn)機(jī)(盾構(gòu)機(jī))仿真分析與數(shù)字化設(shè)計、機(jī)器人挖掘機(jī)的機(jī)電一體化創(chuàng)新設(shè)計、節(jié)能抽油機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計、產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線的機(jī)構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計等。 。3)編入了一大批典型的創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品。 “機(jī)械無級變速器”一章中編入了新型金屬帶式無級變速器,“并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用”一章中編入了數(shù)十個新型的并聯(lián)機(jī)床產(chǎn)品,“振動的利用”一章中新編入了激振器偏移式自同步振動篩、慣性共振式振動篩、振動壓路機(jī)等十多個典型的創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品。這些產(chǎn)品有的獲得了國家或省部級獎勵,有的是專利產(chǎn)品。 (4)編入了機(jī)械設(shè)計理論和設(shè)計方法論等方面的創(chuàng)新研究成果。 1)聞邦椿院士團(tuán)隊經(jīng)過長期研究,在國際上首先創(chuàng)建了振動利用工程學(xué)科,提出了該類機(jī)械設(shè)計理論和方法。本版手冊中編入了相關(guān)內(nèi)容和實例。 2)根據(jù)多年的研究,提出了以非線性動力學(xué)理論為基礎(chǔ)的深層次的動態(tài)設(shè)計理論與方法。本版手冊首次編入了該方法并列舉了若干應(yīng)用范例。 3)首先提出了和諧設(shè)計的新概念和新內(nèi)容,闡明了自然環(huán)境、社會環(huán)境(政治環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、人文環(huán)境、國際環(huán)境、國內(nèi)環(huán)境)、技術(shù)環(huán)境、資金環(huán)境、法律環(huán)境下的產(chǎn)品和諧設(shè)計的概念和內(nèi)容的新體系,把既有的綠色設(shè)計篇拓展為綠色設(shè)計與和諧設(shè)計篇。 4)全面系統(tǒng)地闡述了產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計的理論和方法,提出了產(chǎn)品設(shè)計的總體目標(biāo)、廣義目標(biāo)和技術(shù)目標(biāo)的內(nèi)涵,提出了應(yīng)該用IQCTES六項設(shè)計要求來代替QCTES五項要求,詳細(xì)闡明了設(shè)計的四個理想步驟,即“3I調(diào)研”“7D規(guī)劃”“1+3+X實施”“5(A+C)檢驗”,明確提出了產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計的基本內(nèi)容是主輔功能、三大性能和特殊性能要求的具體實現(xiàn)。 5)本版手冊引入了聞邦椿院士經(jīng)過長期實踐總結(jié)出的獨特的、科學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計方法論體系和規(guī)則,用來指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計,并提出了創(chuàng)新設(shè)計方法論的運用可向智能化方向發(fā)展,即采用專家系統(tǒng)來完成。 三、堅持科學(xué)性 手冊的科學(xué)水平是評價手冊編寫質(zhì)量的重要方面,因此,本版手冊特別強調(diào)突出內(nèi)容的科學(xué)性。 。1)本版手冊努力貫徹科學(xué)發(fā)展觀及科學(xué)方法論的指導(dǎo)思想和方法,并將其落實到手冊內(nèi)容的編寫中,特別是在產(chǎn)品設(shè)計理論方法的和諧設(shè)計、深層次設(shè)計及系統(tǒng)化設(shè)計的編寫中。 。2)本版手冊中的許多內(nèi)容是編著者多年研究成果的科學(xué)總結(jié)。這些內(nèi)容中有不少是國家863、973計劃項目,國家科研重大專項,國家自然科學(xué)基金重大、重點和面上項目資助項目的研究成果,有不少成果曾獲得國際、國家、部委、省市科技獎勵及技術(shù)專利,充分體現(xiàn)了本版手冊內(nèi)容的重大科學(xué)價值與創(chuàng)新性。 下面簡要介紹本版手冊編入的幾方面的重要研究成果: 1)振動利用工程新學(xué)科是聞邦椿院士團(tuán)隊經(jīng)過長期研究在國際上首先創(chuàng)建的。本版手冊中編入了振動利用機(jī)械的設(shè)計理論、方法和范例。 2)產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計理論與方法的體系和內(nèi)容是聞邦椿院士團(tuán)隊提出并加以完善的,編寫者依據(jù)多年的研究成果和系列專著,經(jīng)綜合整理后首次編入本版手冊。 3)仿生機(jī)械設(shè)計是一門新興的綜合性交叉學(xué)科,近年來得到了快速發(fā)展,它為機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新提供了新思路、新理論和新方法。吉林大學(xué)任露泉院士領(lǐng)導(dǎo)的工程仿生教育部重點實驗室開展了大量的深入研究工作,取得了一系列創(chuàng)新成果且出版了專著,據(jù)此并結(jié)合國內(nèi)外大量較新的文獻(xiàn)資料,為本版手冊構(gòu)建了仿生機(jī)械設(shè)計的新體系,編寫了“仿生機(jī)械設(shè)計”篇(第50篇)。 4)激光及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用篇是中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所王立軍院士依據(jù)多年的研究成果,并參考國內(nèi)外大量較新的文獻(xiàn)資料編寫而成的。 5)綠色制造工程是國家確立的五項重大工程之一,綠色設(shè)計是綠色制造工程的最重要環(huán)節(jié),是一個新的學(xué)科。合肥工業(yè)大學(xué)劉志峰教授依據(jù)在綠色設(shè)計方面獲多項國家和省部級獎勵的研究成果,參考國內(nèi)外大量較新的文獻(xiàn)資料為本版手冊首次構(gòu)建了綠色設(shè)計新體系,編寫了“綠色設(shè)計與和諧設(shè)計”篇(第48篇)。 6)微機(jī)電系統(tǒng)及設(shè)計是前沿的新技術(shù)。東南大學(xué)黃慶安教授領(lǐng)導(dǎo)的微電子機(jī)械系統(tǒng)教育部重點實驗室多年來開展了大量研究工作,取得了一系列創(chuàng)新研究成果,本版手冊的“微機(jī)電系統(tǒng)及設(shè)計”篇(第28篇)就是依據(jù)這些成果和國內(nèi)外大量較新的文獻(xiàn)資料編寫而成的。 四、重視先進(jìn)性 。1)本版手冊對機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計和常規(guī)設(shè)計的內(nèi)容做了大規(guī)模全面修訂,編入了大量新標(biāo)準(zhǔn)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)計理論和計算方法等。 1)編入和更新了產(chǎn)品設(shè)計中需要的大量國家標(biāo)準(zhǔn),僅機(jī)械工程材料篇就更新了標(biāo)準(zhǔn)126個,如GB/T 699—2015《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》和GB/T 3077—2015《合金結(jié)構(gòu)鋼》等。 2)在新材料方面,充實并完善了鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、鎂及鎂合金等內(nèi)容。這些材料由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能、物理性能以及回收率高等優(yōu)點,目前廣泛應(yīng)用于航空、航天、高鐵、計算機(jī)、通信元件、電子產(chǎn)品、紡織和印刷等行業(yè)。增加了國內(nèi)外粉末冶金材料的新品種,如美國、德國和日本等國家的各種粉末冶金材料。充實了國內(nèi)外工程塑料及復(fù)合材料的新品種。 3)新編的“機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計”篇(第4篇),依據(jù)11個結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的基本要求,編寫了相應(yīng)的內(nèi)容,并編入了結(jié)構(gòu)設(shè)計的評估體系和減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計、滾動軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的示例。 4)按照GB/T 3480.1~3—2013(報批稿)、GB/T 10062.1~3—2003及ISO 6336—2006等新標(biāo)準(zhǔn),重新構(gòu)建了更加完善的漸開線圓柱齒輪傳動和錐齒輪傳動的設(shè)計計算新體系;按照初步確定尺寸的簡化計算、簡化疲勞強度校核計算、一般疲勞強度校核計算,編排了三種設(shè)計計算方法,以滿足不同場合、不同要求的齒輪設(shè)計。 5)在“第4卷流體傳動與控制”卷中,編入了一大批國內(nèi)外知名品牌的新標(biāo)準(zhǔn)、新結(jié)構(gòu)、新產(chǎn)品、新技術(shù)和新設(shè)計計算方法。在“液力傳動”篇(第23篇)中新增加了液黏傳動,它是一種新型的液力傳動。 。2)“第5卷機(jī)電一體化與控制技術(shù)”卷充實了智能控制及專家系統(tǒng)的內(nèi)容,大篇幅增加了機(jī)器人與機(jī)器人裝備的內(nèi)容。 機(jī)器人是機(jī)電一體化特征最為顯著的現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng),機(jī)器人技術(shù)是智能制造的關(guān)鍵技術(shù)。由于智能制造的迅速發(fā)展,近年來機(jī)器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢。為此,本版手冊大篇幅增加了“機(jī)器人與機(jī)器人裝備”篇(第26篇)的內(nèi)容。該篇從實用性的角度,編寫了串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、輪式機(jī)器人、機(jī)器人工裝夾具及變位機(jī);編入了機(jī)器人的驅(qū)動、控制、傳感、視角和人工智能等共性技術(shù);結(jié)合噴涂、搬運、電焊、沖壓及壓鑄等工藝,介紹了機(jī)器人的典型應(yīng)用實例;介紹了服務(wù)機(jī)器人技術(shù)的新進(jìn)展。 。3)為了配合我國創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略的重大需求,本版手冊擴(kuò)大了創(chuàng)新設(shè)計的篇數(shù),將原第6卷擴(kuò)編為兩卷,即新的“現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計(一)”(第6卷)和“現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計(二)”(第7卷)。前者保留了原第6卷的主要內(nèi)容,后者編入了創(chuàng)新設(shè)計和與創(chuàng)新設(shè)計有關(guān)的內(nèi)容及一些前沿的技術(shù)內(nèi)容。 本版手冊“現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計(一)”卷(第6卷)的重點內(nèi)容和新增內(nèi)容主要有: 1)在“現(xiàn)代設(shè)計理論與方法綜述”篇(第32篇)中,簡要介紹了機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展總趨勢、在國際上有影響的主要設(shè)計理論與方法、產(chǎn)品研究與開發(fā)的一般過程和關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計理論的發(fā)展和根據(jù)不同的設(shè)計目標(biāo)對設(shè)計理論與方法的選用。聞邦椿院士在國內(nèi)外首次按照系統(tǒng)工程原理,對產(chǎn)品的現(xiàn)代設(shè)計方法做了科學(xué)分類,克服了目前產(chǎn)品設(shè)計方法的論述缺乏系統(tǒng)性的不足。 2)新編了“數(shù)字化設(shè)計”篇(第40篇)。數(shù)字化設(shè)計是智能制造的重要手段,并呈現(xiàn)應(yīng)用日益廣泛、發(fā)展更加深刻的趨勢。本篇編入了數(shù)字化技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)、產(chǎn)品的數(shù)字化建模、數(shù)字化仿真與分析、逆向工程與快速原型制造、協(xié)同設(shè)計、虛擬設(shè)計等內(nèi)容,并編入了大型全斷面掘進(jìn)機(jī)(盾構(gòu)機(jī))的數(shù)字化仿真分析和數(shù)字化設(shè)計、摩托車逆向工程設(shè)計等多個實例。 3)新編了“試驗優(yōu)化設(shè)計”篇(第41篇)。試驗是保證產(chǎn)品性能與質(zhì)量的重要手段。本篇以新的視覺優(yōu)化設(shè)計構(gòu)建了試驗設(shè)計的新體系、全新內(nèi)容,主要包括正交試驗、試驗干擾控制、正交試驗的結(jié)果分析、穩(wěn)健試驗設(shè)計、廣義試驗設(shè)計、回歸設(shè)計、混料回歸設(shè)計、試驗優(yōu)化分析及試驗優(yōu)化設(shè)計常用軟件等。 4)將手冊第5版的“造型設(shè)計與人機(jī)工程”篇改編為“工業(yè)設(shè)計與人機(jī)工程”篇(第42篇),引入了工業(yè)設(shè)計的相關(guān)理論及新的理念,主要有品牌設(shè)計與產(chǎn)品識別系統(tǒng)(PIS)設(shè)計、通用設(shè)計、交互設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、服務(wù)設(shè)計等,并編入了機(jī)器人的產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計分析及自行車的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計等典型案例。 。4)“現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計(二)”卷(第7卷)主要編入了創(chuàng)新設(shè)計和與創(chuàng)新設(shè)計有關(guān)的內(nèi)容及一些前沿技術(shù)內(nèi)容,其重點內(nèi)容和新編內(nèi)容有: 1)新編了“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計概論”篇(第44篇)。該篇主要編入了創(chuàng)新是我國科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略、創(chuàng)新設(shè)計的發(fā)展與現(xiàn)狀、創(chuàng)新設(shè)計的指導(dǎo)思想與目標(biāo)、創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容與方法、創(chuàng)新設(shè)計的未來發(fā)展戰(zhàn)略、創(chuàng)新設(shè)計方法論的體系和規(guī)則等。 2)新編了“創(chuàng)新設(shè)計方法論”篇(第45篇)。該篇為創(chuàng)新設(shè)計提供了正確的指導(dǎo)思想和方法,主要編入了創(chuàng)新設(shè)計方法論的體系、規(guī)則,創(chuàng)新設(shè)計的目的、要求、內(nèi)容、步驟、程序及科學(xué)方法,創(chuàng)新設(shè)計工作者或團(tuán)隊的四項潛能,創(chuàng)新設(shè)計客觀因素的影響及動態(tài)因素的作用,用科學(xué)哲學(xué)思想來統(tǒng)領(lǐng)創(chuàng)新設(shè)計工作,創(chuàng)新設(shè)計方法論的應(yīng)用,創(chuàng)新設(shè)計方法論應(yīng)用的智能化及專家系統(tǒng),創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵因素及制約的因素分析等內(nèi)容。 3)創(chuàng)新設(shè)計是提高機(jī)械產(chǎn)品競爭力的重要手段和方法,大力發(fā)展創(chuàng)新設(shè)計對我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。為此,編寫了“創(chuàng)新原理、思維、方法與應(yīng)用”篇(第47篇)。除編入了創(chuàng)新思維、原理和方法,創(chuàng)新設(shè)計的基本理論和創(chuàng)新的系統(tǒng)化設(shè)計方法外,還編入了29種創(chuàng)新思維方法、30種創(chuàng)新技術(shù)、40種發(fā)明創(chuàng)造原理,列舉了大量的應(yīng)用范例,為引領(lǐng)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計做出了示范。 4)綠色設(shè)計是實現(xiàn)低資源消耗、低環(huán)境污染、低碳經(jīng)濟(jì)的保護(hù)環(huán)境和資源合理利用的重要技術(shù)政策。本版手冊中編入了“綠色設(shè)計與和諧設(shè)計”篇(第48篇)。該篇系統(tǒng)地論述了綠色設(shè)計的概念、理論、方法及其關(guān)鍵技術(shù)。編者結(jié)合多年的研究實踐,并參考了大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)及較新的研究成果,首次構(gòu)建了系統(tǒng)實用的綠色設(shè)計的完整體系,包括綠色材料選擇、拆卸回收產(chǎn)品設(shè)計、包裝設(shè)計、節(jié)能設(shè)計、綠色設(shè)計體系與評估方法,并給出了系列典型范例,這些對推動工程綠色設(shè)計的普遍實施具有重要的指引和示范作用。 5)仿生機(jī)械設(shè)計是一門新興的綜合性交叉學(xué)科,本版手冊新編入了“仿生機(jī)械設(shè)計”篇(第50篇),包括仿生機(jī)械設(shè)計的原理、方法、步驟,仿生機(jī)械設(shè)計的生物模本,仿生機(jī)械形態(tài)與結(jié)構(gòu)設(shè)計,仿生機(jī)械運動學(xué)設(shè)計,仿生機(jī)構(gòu)設(shè)計,并結(jié)合仿生行走、飛行、游走、運動及生機(jī)電仿生手臂,編入了多個仿生機(jī)械設(shè)計范例。 6)第55篇為“系統(tǒng)化設(shè)計理論與方法”篇。裝備制造機(jī)械產(chǎn)品的大型化、復(fù)雜化、信息化程度越來越高,對設(shè)計方法的科學(xué)性、全面性、深刻性、系統(tǒng)性提出的要求也越來越高,為了滿足我國制造強國的重大需要,亟待創(chuàng)建一種能統(tǒng)領(lǐng)產(chǎn)品設(shè)計全局的先進(jìn)設(shè)計方法。該方法已經(jīng)在我國許多重要機(jī)械產(chǎn)品(如動車、大型離心壓縮機(jī)等)中成功應(yīng)用,并獲得重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本版手冊對該系統(tǒng)化設(shè)計方法做了系統(tǒng)論述并給出了大型綜合應(yīng)用實例,相信該系統(tǒng)化設(shè)計方法對我國大型、復(fù)雜、現(xiàn)代化機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計具有重要的指導(dǎo)和示范作用。 7)本版手冊第7卷還編入了與創(chuàng)新設(shè)計有關(guān)的其他多篇現(xiàn)代化設(shè)計方法及前沿新技術(shù),包括頂層設(shè)計原理、方法與應(yīng)用,智能設(shè)計,互聯(lián)網(wǎng)上的合作設(shè)計,工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò),面向機(jī)械工程領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)、云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),3D打印設(shè)計與制造技術(shù)等。 五、突出實用性 為了方便產(chǎn)品設(shè)計者使用和參考,本版手冊對每種機(jī)械零部件和產(chǎn)品均給出了具體應(yīng)用,并給出了選用方法或設(shè)計方法、設(shè)計步驟及應(yīng)用范例,有的給出了零部件的生產(chǎn)企業(yè),以加強實際設(shè)計的指導(dǎo)和應(yīng)用。本版手冊的編排盡量采用表格化、框圖化等形式來表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計所需要的內(nèi)容和資料,使其更加簡明、便查;對各種標(biāo)準(zhǔn)采用摘編、數(shù)據(jù)合并、改排和格式統(tǒng)一等方法進(jìn)行改編,使其更為規(guī)范和便于讀者使用。 六、保證可靠性 編入本版手冊的資料盡可能取自原始資料,重要的資料均注明來源,以保證其可靠性。所有數(shù)據(jù)、公式、圖表力求準(zhǔn)確可靠,方法、工藝、技術(shù)力求成熟。所有材料、零部件、產(chǎn)品和工藝標(biāo)準(zhǔn)均采用新公布的標(biāo)準(zhǔn)資料,并且在編入時做到認(rèn)真核對以避免差錯。所有計算公式、計算參數(shù)和計算方法都經(jīng)過長期檢驗,各種算例、設(shè)計實例均來自工程實際,并經(jīng)過認(rèn)真的計算,以確保可靠。本版手冊編入的各種通用的及標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品均說明其特點及適用情況,并注明生產(chǎn)廠家,供設(shè)計人員全面了解情況后選用。 七、保證高質(zhì)量和權(quán)威性 本版手冊主編單位東北大學(xué)是國家211、985重點大學(xué)、“重大機(jī)械關(guān)鍵設(shè)計制造共性技術(shù)”985創(chuàng)新平臺建設(shè)單位、2011國家鋼鐵共性技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心建設(shè)單位,建有“機(jī)械設(shè)計及理論國家重點學(xué)科”和“機(jī)械工程一級學(xué)科”。由東北大學(xué)機(jī)械及相關(guān)學(xué)科的老教授、老專家和中青年學(xué)術(shù)精英組成了實力強大的大型工具書編寫團(tuán)隊骨干,以及一批來自國家重點高校、研究院所、大型企業(yè)等30多個單位、近200位專家、學(xué)者組成了高水平編審團(tuán)隊。編審團(tuán)隊成員的大多數(shù)都是所在領(lǐng)域的著名資深專家,他們具有深廣的理論基礎(chǔ)、豐富的機(jī)械設(shè)計工作經(jīng)歷、豐富的工具書編篡經(jīng)驗和執(zhí)著的敬業(yè)精神,從而確保了本版手冊的高質(zhì)量和權(quán)威性。 在本版手冊編寫中,為便于協(xié)調(diào),提高質(zhì)量,加快編寫進(jìn)度,編審人員以東北大學(xué)的教師為主,并組織邀請了清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)、天津大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京科技大學(xué)、大連理工大學(xué)、東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、重慶大學(xué)、北京化工大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、上海師范大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、大連交通大學(xué)、長安大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、沈陽工業(yè)大學(xué)、沈陽航空航天大學(xué)、沈陽建筑大學(xué)、沈陽理工大學(xué)、沈陽化工大學(xué)、重慶理工大學(xué)、中國科學(xué)院長春精密機(jī)械及物理研究所、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所等單位的專家、學(xué)者參加。 在本版手冊出版之際,特向著名機(jī)械專家、本手冊創(chuàng)始人、第1版及第2版的主編徐灝教授致以崇高的敬意,向歷次版本副主編邱宣懷教授、蔡春源教授、嚴(yán)雋琪教授、林忠欽教授、余俊教授、汪愷總工程師、周士昌教授致以崇高的敬意,向參加本手冊歷次版本的編寫單位和人員表示衷心感謝,向在本手冊歷次版本的編寫、出版過程中給予大力支持的單位和社會各界朋友們表示衷心感謝,特別感謝機(jī)械科學(xué)研究總院、鄭州機(jī)械研究所、徐州工程機(jī)械集團(tuán)公司、北方重工集團(tuán)沈陽重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司和沈陽礦山機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司、沈陽機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司、沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司及遼寧省標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位的大力支持。 由于編者水平有限,手冊中難免有一些不盡如人意之處,殷切希望廣大讀者批評指正。 主編聞邦椿
前言 第12篇 軸
第1章 概 述
1 軸的分類 12-3
2 軸的設(shè)計特點和步驟 12-3
3 軸的常用材料 12-3
第2章 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1 軸上零件的布置 12-6
2 軸上零件的定位與固定 12-7
2.1 軸上零件的軸向定位與固定 12-7
2.2 軸上零件的周向定位與固定 12-9
3 提高軸疲勞強度的結(jié)構(gòu)措施 12-10
4 軸伸和軸頸的結(jié)構(gòu)尺寸 12-11
4.1 圓柱形軸伸結(jié)構(gòu)尺寸 12-11
4.2 圓錐形軸伸結(jié)構(gòu)尺寸 12-12
4.3 滑動軸承的軸頸和軸端潤滑油孔 12-15
4.4 旋轉(zhuǎn)電動機(jī)軸伸的結(jié)構(gòu)尺寸 12-16
5 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 12-18
6 軸的零件圖 12-19
第3章 軸的強度計算
1 按轉(zhuǎn)矩估算軸徑 12-22
2 按當(dāng)量彎矩近似計算軸的強度 12-22
3 軸安全系數(shù)的精確校核計算 12-24
3.1 軸的疲勞強度安全系數(shù)校核 12-24
3.2 軸的靜強度安全系數(shù)校核 12-27
4 軸的強度計算實例 12-32
第4章 軸的剛度校核
1 軸的彎曲剛度校核 12-36
1.1 能量法 12-36
1.2 當(dāng)量直徑法 12-38
2 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核 12-39
3 軸的剛度計算實例 12-40
第5章 軸的臨界轉(zhuǎn)速
1 不帶圓盤的均質(zhì)軸的臨界轉(zhuǎn)速 12-43
2 帶圓盤的軸的臨界轉(zhuǎn)速 12-44
3 光軸的一階臨界轉(zhuǎn)速計算 12-44
4 軸的臨界轉(zhuǎn)速計算示例 12-46
第6章 鋼絲軟軸
1 軟軸的結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格 12-48
1.1 鋼絲軟軸的結(jié)構(gòu)與規(guī)格 12-49
1.2 軟管的結(jié)構(gòu)與規(guī)格 12-49
1.3 軟軸的接頭及連接 12-51
1.4 軟管的接頭及連接 12-51
1.5 防逆轉(zhuǎn)裝置 12-52
2 軟軸的選擇和使用 12-53
2.1 軟軸的選擇 12-53
2.2 軟軸使用時的注意事項 12-53
第7章 低速曲軸
1 曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12-54
1.1 曲軸的設(shè)計要求 12-54
1.2 曲軸的結(jié)構(gòu) 12-54
1.3 提高曲軸強度的工藝措施 12-56
2 曲軸的受力分析與計算 12-56
2.1 曲軸的受力分析 12-56
2.2 曲軸應(yīng)力集中系數(shù)的計算 12-57
2.3 曲軸的強度計算 12-58
2.3.1 曲軸的靜強度計算 12-58
2.3.2 曲軸的疲勞強度計算 12-59
參考文獻(xiàn) 12-60
第13篇 滑動軸承
第1章 概 述
1 滑動軸承的類型 13-3
1.1 滑動軸承的分類 13-3
1.2 各類軸承的性能比較 13-3
1.3 滑動軸承類型的選擇 13-4
2 滑動軸承的基本型式 13-5
2.1 徑向滑動軸承的基本型式 13-5
2.2 止推滑動軸承的基本型式 13-5
2.3 徑向止推滑動軸承的主要型式 13-6
3 常用軸瓦材料及其性能 13-6
3.1 軸瓦材料應(yīng)具備的性能 13-6
3.2 軸瓦材料的分類 13-7
3.3 常用軸瓦材料 13-7
3.3.1 金屬軸瓦材料 13-7
3.3.2 含油軸承軸瓦材料 13-9
3.3.3 非金屬軸瓦材料 13-9
3.4 各種軸瓦材料的性能比較 13-11
3.5 軸瓦表面涂層及其材料 13-12
3.6 對軸頸表面硬度的要求 13-12
4 滑動軸承的潤滑 13-12
4.1 潤滑劑的選擇 13-12
4.2 潤滑油黏度的選擇 13-12
4.3 潤滑脂的選擇 13-13
4.4 滑動軸承的潤滑方法 13-13
4.4.1 用油潤滑的潤滑方法 13-13
4.4.2 用脂潤滑的潤滑方法 13-13
4.4.3 用固體潤滑的潤滑方法 13-13
5 滑動軸承的結(jié)構(gòu)要素 13-14
5.1 油槽 13-14
5.1.1 一般滑動軸承油槽的布置型式 13-14
5.1.2 潤滑槽的型式 13-14
5.2 軸套與軸瓦的固定 13-15
5.2.1 軸套的固定 13-15
5.2.2 薄壁軸瓦的固定 13-15
6 滑動軸承的速度與載荷 13-16
6.1 徑向軸承 13-16
6.1.1 速度 13-16
6.1.2 載荷 13-16
6.2 止推軸承 13-16
6.2.1 速度 13-16
6.2.2 載荷 13-17
6.3 徑向止推軸承 13-17
7 滑動軸承設(shè)計資料 13-17
第2章 無潤滑滑動軸承
1 無潤滑軸承的結(jié)構(gòu)和材料 13-18
1.1 軸瓦材料 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 軸瓦結(jié)構(gòu) 13-20
1.3 軸瓦安裝 13-20
2 參數(shù)的選擇 13-21
2.1 寬徑比B 與直徑比D 13-21
2.1.1 寬徑比B 13-21
2.1.2 直徑比D 13-21
2.2 軸承間隙 13-21
2.2.1 聚合物軸承的間隙 13-21
2.2.2 炭石墨軸承的間隙 13-21
2.3 軸瓦壁厚 13-22
2.4 軸頸表面粗糙度 13-22
3 性能計算 13-22
3.1 磨損量計算 13-22
3.2 p-v曲線 13-22
第3章 固體潤滑滑動軸承
1 覆膜軸承 13-24
1.1 SF-1軸承 13-24
1.2 聚四氟乙烯覆膜軸承 13-24
2 燒結(jié)軸承 13-25
3 浸漬復(fù)合軸承 13-25
4 鑲嵌軸承 13-26
4.1 鑲嵌軸套 13-26
4.2 鑲嵌軸瓦 13-27
第4章 含油軸承
1 粉末冶金含油軸承 13-28
1.1 參數(shù)選擇 13-28
1.2 潤滑與潤滑油 13-29
1.3 許用載荷 13-30
1.4 標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)軸套 13-30
2 鑄銅合金含油軸承 13-31
3 成長鑄鐵含油軸承 13-31
4 聚合物含油軸承 13-32
4.1 聚合物含油軸承的特性 13-32
4.2 酚醛含油軸承 13-33
5 青銅石墨含油軸承 13-33
第5章 普通滑動軸承
1 軸承的性能 13-35
2 主要參數(shù)選取 13-35
2.1 軸承相對間隙 13-35
2.2 表面粗糙度 13-35
2.3 軸瓦寬度 13-35
3 適宜的工況參數(shù) 13-35
4 潤滑劑及其黏度的選擇 13-36
5 標(biāo)準(zhǔn)軸套與軸瓦 13-36
5.1 整體銅合金軸套 13-36
5.2 卷制軸套 13-38
5.2.1 卷制軸套的型式與尺寸 13-38
5.2.2 卷制軸套用潤滑孔、潤滑槽和油穴 13-40
5.2.3 標(biāo)記 13-41
5.3 軸瓦 13-41
5.3.1 無法蘭薄壁軸瓦 13-41
5.3.2 有法蘭薄壁軸瓦 13-42
5.4 熱固性塑料軸套 13-43
5.5 止推軸瓦 13-44
5.5.1 止推墊圈 13-44
5.5.2 熱固性塑料止推軸瓦 13-45
第6章 液體動壓徑向滑動軸承
1 壓力供油徑向圓形軸承 13-47
1.1 供油裝置 13-47
1.2 穩(wěn)態(tài)條件下的性能計算 13-48
1.2.1 承載能力 13-48
1.2.2 流量 13-49
1.2.3 摩擦功耗 13-52
1.2.4 潤滑油溫度 13-53
1.2.5 偏位角 13-54
1.3 動態(tài)特性 13-54
1.4 參數(shù)選擇 13-56
1.5 制造公差和表面粗糙度的確定 13-57
1.6 計算示例 13-57
2 多楔徑向軸承 13-60
2.1 幾何參數(shù) 13-60
2.2 參數(shù)選擇 13-61
2.3 多楔徑向軸承的性能計算 13-61
2.3.1 迭代法 13-61
2.3.2 近似算法 13-61
2.4 橢圓軸承的性能計算 13-63
2.4.1 穩(wěn)態(tài)性能計算 13-64
2.4.2 穩(wěn)定性計算 13-65
3 可傾瓦徑向軸承 13-67
3.1 半徑間隙 13-67
3.2 油膜厚度 13-68
3.3 支承點位置 13-68
3.4 幾何尺寸 13-68
3.5 性能計算 13-68
第7章 液體動壓止推潤滑軸承
1 潤滑方式與潤滑油溫度 13-71
2 參數(shù)選擇 13-71
3 平面瓦止推軸承 13-72
4 斜-平面瓦止推軸承 13-72
4.1 幾何尺寸選取 13-72
4.2 性能計算 13-73
5 階梯面瓦止推軸承 13-76
6 可傾瓦止推軸承 13-76
6.1 瓦塊尺寸的選取 13-77
6.2 性能計算 13-77
第8章 液體靜壓軸承
1 設(shè)計基礎(chǔ) 13-80
1.1 潤滑系統(tǒng) 13-80
1.2 節(jié)流器及其流量 13-80
1.3 油墊結(jié)構(gòu)及其流量 13-82
1.4 油墊的性能計算 13-83
1.4.1 承載能力 13-83
1.4.2 油膜剛度 13-83
1.4.3 功耗 13-84
1.4.4 溫升 13-84
1.5 參數(shù)選擇 13-84
2 止推軸承 13-85
2.1 單向止推軸承 13-85
2.2 雙向止推軸承 13-89
3 徑向軸承 13-92
3.1 參數(shù)選取 13-92
3.2 層流判據(jù) 13-92
3.3 墊式徑向軸承 13-93
3.3.1 設(shè)計狀態(tài)下的性能 13-93
3.3.2 性能計算 13-93
3.4 腔式徑向軸承 13-93
3.4.1 參數(shù)選取 13-95
3.4.2 承載能力 13-95
3.4.3 剛度 13-96
3.4.4 流量 13-96
3.4.5 計算值的修正 13-96
4 徑向止推軸承 13-97
4.1 H形軸承 13-97
4.1.1 性能計算 13-97
4.1.2 參數(shù)選取 13-99
4.2 錐形軸承 13-100
4.2.1 參數(shù)選取 13-100
4.2.2 性能計算 13-100
4.3 球形軸承 13-101
5 動靜壓混合軸承 13-104
5.1 靜壓升舉軸承 13-104
5.2 小油腔腔式動靜壓徑向軸承 13-104
5.3 無腔動靜壓徑向軸承 13-106
5.3.1 純靜壓承載能力 13-107
5.3.2 動靜壓混合承載能力 13-107
5.3.3 參數(shù)選擇 13-107
5.4 階梯腔動靜壓徑向軸承 13-107
......
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