机械设计手册.第6卷,现代设计理论与方法

第33篇现代设计理论与方法综述

第1章现代机械及制造技术发展趋向

1概述33-3

2“极端制造”方向33-3

3“综合集成”的方向33-4

4“信息化”的方向33-4

5绿色化方向33-5

第2章产品研究与开发的一般过程

及几个关键问题1概述33-6

2产品研究与开发的一般模型33-6

2.1产品开发过程的一般模型33-6

2.2产品开发一般过程中各模块及

其相互关系33-7

3产品研究和开发中的几个关键问题33-8

4产品设计工作的重要性及其核心因素33-9

第3章现代产品设计理论与方法

简介及分类1现代产品设计理论与方法研究简况33-11

2国际著名产品设计理论与方法简介33-11

3产品主要设计方法的简介33-13

4现代设计理论与方法的分类33-15

.第4章现代机械设计方法的发展

及其特点1现代机械设计方法的发展33-17

2现代设计与传统设计的比较33-19

3各类设计目标及各种设计理论与方

法的选用33-20

参考文献33-21

第34篇普适设计与功能设计

第1章概论

1概述34-3

1.1机械系统的概念34-3

1.2输入输出五要素34-3

1.3机械系统与环境的相互影响34-4

1.4机械系统的基本特征34-5

2机械产品的功能与性能34-5

2.1产品功能的含义34-5

2.1.1产品功能定义的目的34-5

2.1.2产品功能定义的方法与技巧34-5

2.2产品性能的含义34-6

3产品创新的核心——产品概念设计34-7

3.1概念产品34-7

3.1.1概念产品包含的信息34-7

3.1.2概念产品结构的单元34-8

3.2概念产品发展阶段34-8

3.3产品概念设计的意义34-8

第2章普适设计理论与方法

1概述34-10

1.1产品分析的研究方法34-10

1.2产品分析的内容框架34-10

2普适设计法的基本知识34-11

2.1普适设计法的内涵34-11

2.2普适设计法的特点34-11

2.3普适设计法方案构思的步骤及

示例34-12

2.4机械系统物料流34-13

2.4.1物料流的内涵34-13

2.4.2物料流的基本特征34-13

2.4.3物料流的组成34-13

2.5机械系统的能量流及内涵34-14

2.5.1能量流的内涵34-14

2.5.2机械系统的能量流34-14

2.6信息流及其功能34-14

2.6.1能量流的内涵34-14

2.6.2信息流的结构模型34-15

2.6.3信息流要完成的功能34-15

2.6.4典型的信息流34-16

3产品功能的概念设计34-16

3.1产品功能概念设计的内涵34-16

3.2产品概念设计的基本特性34-17

3.3产品概念设计的原则34-18

3.4产品概念设计的基本内容34-18

4产品概念设计过程模型34-19

4.1产品概念设计过程的定义34-19

4.2产品概念设计过程模型34-19

4.2.1产品概念设计过程p2模型34-19

4.2.2产品概念设计过程的层次

模型34-20

4.2.3产品概念设计过程详细模型34-21

4.3产品概念设计过程的实现原理34-22

5设计案例——垂直螺旋式振动输送机

的设计34-23

第3章功能设计理论与方法

1概述34-26

1.1功能与功能设计34-26

1.2产品功能设计的基本步骤34-26

1.3功能设计与科学技术发展34-27

2机械系统的功能34-27

2.1功能的分类34-27

2.2功能定义及常用的动词和名词

组合34-28

2.3功能系统图34-28

2.4产品合理功能的确定34-28

2.4.1合理功能确定的意义34-28

2.4.2产品合理功能的确定34-29

3功能分析34-31

3.1功能分析法的步骤与方法34-31

3.2功能系统和功能元34-31

3.2.1功能系统34-31

3.2.2功能元34-31

3.3功能系统的特性34-33

3.4功能结构的建立34-34

3.4.1建立功能结构注意事项34-34

3.4.2功能结构变异方法34-34

3.4.3功能结构建立步骤34-34

3.4.4建立功能结构步骤的实例34-35

4功能综合34-36

4.1功能综合的含义34-36

4.2功能综合的方式34-36

4.3功能综合方式示例34-37

5功能评价34-38

5.1功能评价的概念34-39

5.2功能评价的目的34-39

5.3功能评价的程序与方法34-39

5.4功能评价目标的内容及加权系数34-41

5.4.1评价目标34-41

5.4.2加权系数34-41

5.4.3评价目标树34-42

6功能设计理论与方法在工程中的应用34-42

参考文献34-45第35篇创新设计第1章创新的基本理论

1创新的基本概念35-3

2创新理论及其应用35-3

2.1创新设计35-3

2.2创新理论35-3

2.3创新理论应用35-4

第2章创新思维的基本方法

1创新思维方法35-6

1.1主要的创新思维方法35-6

1.2主要的创新思维方法应用

实例35-8

1.2.1应用逆向思维的实例35-8

1.2.2应用联想思维的实例35-9

1.2.3应用灵感思维的实例35-9

1.2.4应用演绎思维的实例35-9

2创新技法35-9

2.1创新技法简介35-9

2.2主要创新技法阐述35-10

2.2.1智力激励法35-10

2.2.2检核表法35-11

2.2.3列举法35-12

2.2.4模拟法35-14

2.2.5联想法35-15

2.2.6组合法35-17

2.2.7移植法35-17

2.2.8综摄法35-18

3创新技法的运用35-18

第3章创新设计的分析与描述

1创新设计的资源分析与描述35-20

1.1直接利用资源35-20

1.2导出资源35-20

1.3差动资源35-20

2创新设计的理想化描述35-21

2.1创新设计的理想化概述35-21

2.2利用理想化思想实现发明创造35-21

2.2.1提高理想化程度的八种方法35-21

2.2.2实现理想化的步骤35-24

3创新设计的情境分析与描述35-24

4创新设计的实例分析——汽车驾驶

杆的抖振分析35-25

第4章创新设计中的技术系统

进化理论分析1技术进化过程中创新设计实例分析35-26

2创新设计中技术系统进化模式35-27

2.1技术系统进化模式35-27

2.2技术系统各进化模式分析35-27

2.2.1技术系统的生命周期35-27

2.2.2提高理想化水平35-28

2.2.3系统元件的不均衡发展35-28

2.2.4增加系统的动态性和可控

性35-28

2.2.5技术系统集成化进而简化35-30

2.2.6系统元件匹配和不匹配的

交替出现35-33

2.2.7由宏观系统向微观系统进

化35-33

2.2.8提高系统的自动化程度以

及减少人的介入35-34

2.2.9系统的分割35-34

2.2.10系统进化从改善物质的结

构入手35-35

2.2.11系统元件的一般化处理35-35

3创新设计中技术成熟度预测方法35-36

4创新设计中技术系统进化工程实例

分析35-37

4.1超声波焊接技术成熟度预测分

析35-37

4.2快速原型技术进化模式分析35-38

4.3车轮的发明及其技术进化过程

分析35-42

第5章创新设计中的技术冲突

及其解决原理1创新设计中的物理冲突及其解决

原理35-45

1.1物理冲突的概念及类型35-45

1.2物理冲突的解决原理35-46

1.3分离原理及实例分析35-46

2创新设计中的技术冲突及其解决

原理35-47

2.1技术冲突的概念及工程实例35-47

2.2技术冲突的一般化处理35-47

2.3技术冲突的解决原理35-49

2.3.1原理概述35-49

2.3.240条发明创造原理35-50

3利用冲突矩阵实现创新设计35-58

3.1冲突矩阵的简介35-58

3.2利用冲突矩阵创新35-59

4实例分析——汽车侧向空气袋概念

设计35-60

第6章创新设计中的技术系统物

—场模型分析方法1如何建立技术系统的物—场模型35-63

2利用物—场模型实现创新设计35-66

3实例分析35-67

参考文献35-67

第36篇绿色设计与和谐设计

第1章绿色设计概述

1绿色设计基本概念36-3

2绿色设计方法36-4

3绿色设计的实施步骤36-4

第2章绿色设计中的材料选择

1绿色设计对材料的要求36-5

2绿色材料选择的原则36-5

3绿色材料的选择36-7

3.1选材基本步骤36-7

3.2绿色材料选择的三维方法36-7

4材料的绿色性能评价36-9

4.1泛环境函数法36-9

4.2材料再生循环利用度的评价及表示

系统36-9

5材料数据库的构建36-10

第3章面向拆卸回收的产品设计

1面向拆卸的产品设计36-12

1.1可拆卸设计的概念36-12

1.2可拆卸设计原则36-12

1.3可拆卸结构设计36-14

1.3.1可拆卸连接结构设计36-14

1.3.2主动拆卸结构设计36-16

1.4snap-fit结构设计36-21

1.4.1snap-fit结构的概念与特点36-21

1.4.2snap-fit结构设计方法36-22

2面向回收的产品设计36-26

2.1回收设计概念36-26

2.2回收设计原则36-26

2.3回收设计方法36-27

3面向拆卸回收的产品设计实例36-29

第4章面向包装的绿色设计

1绿色包装设计的概念36-30

2绿色包装设计原则36-30

2.1材料选择36-30

2.2减量化36-31

2.3包装材料的回收再利用36-32

3绿色包装设计流程和内容36-34

第5章面向节能的绿色设计方法

1能耗标签与能耗标准36-36

1.1中国节能认证标识36-36

1.2欧洲能效等级标识36-36

1.3我国产品能效标识36-36

2节能降耗设计方法36-37

2.1低能耗加工工艺选择36-38

2.1.1典型工艺能耗分析36-38

2.1.2切削工艺能耗优化方法36-38

2.1.3低能耗工艺规划方法36-39

2.2产品低能耗设计方法36-40

2.2.1产品能耗特性36-40

2.2.2能耗设计参数36-41

2.2.3低能耗设计方法36-42

2.3节能结构设计36-43

2.3.1结构数字分析36-43

2.3.2能耗优化设计36-44

2.3.3有限元优化设计36-45

3面向节能的绿色设计案例36-45

3.1典型机构节能设计36-45

3.2车架的轻量化设计36-46

3.2.1汽车车架载荷分析36-46

3.2.2轻量优化结构设计36-46

第6章绿色设计评价

1绿色产品评价36-48

1.1绿色产品的概念36-48

1.2绿色产品的认证与绿色标志36-48

1.3绿色产品的评价指标体系36-48

1.4常用的评价方法36-51

2生命周期评价36-52

2.1生命周期评价的技术框图36-53

2.2lci的数据收集和确认36-54

2.3生命周期影响评价36-57

3拆卸性能评估36-61

3.1拆卸性能评估指标36-61

3.2拆卸性能评估方法36-64

第7章绿色设计案例

1电冰箱绿色设计案例36-66

1.1设计对象的选择36-66

1.2参照产品的确定36-66

1.3产品基本资料的分析36-66

1.4核查清单的建立36-66

1.5绿色设计策略的确定36-67

1.6绿色设计方案的制定36-67

2轿车生命周期评价研究实例36-68

2.1研究目标36-68

2.2定义系统边界36-68

2.3清单分析模型及数据收集36-69

2.4轿车生产阶段生命周期评价36-72

2.5轿车使用阶段生命周期评价36-74

2.6环境影响36-74

第8章和谐设计

1和谐设计的目标36-75

1.1和谐设计的提出背景36-75

1.1.1产品设计的不和谐因素36-75

1.1.2现代产品设计的趋势所需36-75

1.2和谐设计的概念36-76

1.3和谐设计的意义36-76

1.4和谐设计的应用前景36-77

2和谐设计的内容36-77

2.1产品与环境的和谐设计36-77

2.1.1与自然环境的和谐设计36-77

2.1.2与社会环境的和谐设计36-77

2.1.3与技术、市场及资金环境的

和谐设计36-78

2.2产品设计单元间的和谐设计36-78

2.2.1设计目标的最佳配合36-78

2.2.2设计内容的最佳组合36-78

2.2.3设计方法的最佳匹配36-78

2.2.4设计目标、设计内容和设计

方法之间的协调36-78

2.3关联度分析与和谐度评价36-79

2.3.1产品与各类环境间的关联度

分析36-79

2.3.2对产品和谐度的评价与质量

管理36-79

3和谐设计的方法及应用36-79

3.1和谐设计的实施方法36-79

3.2和谐设计的实施原则36-80

参考文献36-80

第37篇机械系统概念设计

第1章概论

1机械系统的基本概念37-3

1.1什么是系统37-3

1.1.1系统的定义37-3

1.1.2系统的特性和组成37-3

1.2什么是机械系统37-3

1.2.1机械系统的基本特点37-3

1.2.2传动—执行机构组成了机械系

统的核心37-4

1.3什么是广义机械系统37-4

2机械系统的基本特征37-4

2.1整体性37-4

2.2相关性37-5

2.3层次性37-5

2.4目的性37-5

2.5环境适应性37-5

3机器的类别和基本特征37-5

3.1机器的类别37-5

3.2能量流、物质流和信息流37-6

3.3机器的基本特征37-6

4机械设计概述37-8

5机械系统的概念设计37-9

5.1概念设计与方案设计、创新设计

的比较37-9

5.2概念设计的内涵37-10

5.3概念设计的基本特征37-11

5.4机械系统概念设计的基本内容37-11

5.4.1功能分析与功能结构设计37-11

5.4.2工艺动作的分解和构思37-11

5.4.3执行机构系统方案构思与设

计37-11

5.5机电一体化系统的概念设计37-11

第2章机械系统概念设计的

基本方法1工艺动作过程和执行机构37-13

1.1工艺动作过程37-13

1.2执行动作37-13

1.3执行构件和执行机构37-13

2工作原理和工艺动作分析37-14

2.1机械工作原理的确定37-14

2.1.1糖果包装37-14

2.1.2印刷工作37-14

2.1.3螺栓的螺纹加工37-14

2.2工艺动作过程的分解37-14

3系统设计方法37-15

3.1系统设计基本概念37-15

3.2系统分析37-15

3.2.1系统分析的要素37-15

3.2.2系统分析的程序37-16

3.2系统设计37-16

3.3.1系统设计的概念37-16

3.3.2系统设计的基本原则37-16

3.3.3系统设计的过程37-16

3.3.4系统综合评价37-17

4层次分析方法37-18

4.1层次分析法的基本步骤37-18

4.2层次结构模型37-18

4.3构造判断矩阵和计算相对权重37-18

4.3.1构造判断矩阵37-18

4.3.2计算权重37-19

4.4判断矩阵的一致性检验37-19

4.4.1完全一致性37-19

4.4.2一致性检验指标37-19

4.4.3随机一致性指标37-19

4.5层次总排序37-20

4.6层次分析法应用举例37-20

5形态综合法37-21

5.1形态综合的基本概念37-21

5.2子系统的求解37-21

5.3形态综合法进行子系统解的组合37-22

5.4求最佳系统方案37-23

第3章动作行为载体及其

创新设计1机械系统的功能—行为—结构特点37-24

1.1总功能与工艺动作过程37-24

1.2行为与执行动作37-24

1.3结构与执行机构37-24

1.4工艺动作过程—执行动作—执行机构

的功能求解模型37-25

2动作行为和执行机构37-25

2.1常见的动作行为形式37-25

2.2动作行为载体（执行机构）的

类型37-25

3机构组合和组合机构37-26

3.1机构的串联式组合37-26

3.2机构的并联式组合37-27

3.3机构的叠合式（或运载式）组合37-27

3.4机构的叠联式组合37-28

3.5组合机构37-28

4广义机构37-29

4.1液动机构37-29

4.2气动机构37-30

4.3电磁机构37-30

4.4振动机构37-30

4.5光电机构37-31

5执行机构的创新方法37-32

5.1应用机构学原理37-32

5.2利用连杆机构或连架杆机构的运动

特点构思新的机构37-33

5.3用成型固定构件和相对运动实现复

杂运动过程37-35

5.4利用多种驱动原理创新机构37-35

5.5机构类型创新和变异设计37-37

5.6机构类型变换法37-38

6机构选型37-39

6.1按运动形式选择机构37-39

6.2按执行机构的功用选择机构37-41

6.3按不同的动力源形式选择机构37-41

6.4按先易后难选择机构37-41

6.5选择机构及其组合安排时应考虑的

主要要求和条件37-41

7动作解法库的建立37-41

第4章机械运动系统的协调设计

1机械运动系统的基本构成37-42

1.1传动系统37-42

1.2执行系统37-42

2机械运动系统设计37-42

2.1机械运动系统的基本内容37-42

2.2机械运动系统的集成设计37-47

3执行机构的协调设计37-49

3.1机器的机构传动系统类型和工作

原理37-49

3.2机器执行机构的协调设计37-51

3.3执行机构协调设计的分析计算37-52

4机械运动循环图设计37-53

4.1机器的运动分类37-53

4.2机械的运动循环周期37-53

4.3机器的工作循环图37-53

4.4拟定机器工作循环图的步骤和方

法37-55

4.5机器工作循环图的作用37-55

4.6机械运动循环图设计举例37-55

第5章机械系统运动方案的

构思和设计1机械系统运动方案设计的主要步骤和

内容37-58

1.1机械系统运动方案设计的主要步

骤37-58

1.2功能原理方案设计37-58

1.3机械系统运动方案设计37-59

1.4机械系统运动方案的尺度综合37-60

2机械的工艺动作过程的构思37-60

2.1工艺动作过程是功能和功能原理方

案的具体体现37-60

2.2工艺动作过程与机器类型的关系37-62

2.3工艺动作过程构想原则37-62

2.4工艺动作过程的构思方法37-63

3机械工艺动作过程分解和执行机构的选

择37-64

3.1机械工艺动作过程的内涵37-64

3.2机械工艺动作过程的分解37-65

3.3动作组合的创新37-67

3.4动作的描述和机构属性表达方式分

析37-69

3.5执行机构的选择37-70

4机械运动系统方案的组成原理与方法37-71

4.1机械运动系统组成的相容性原则37-71

4.2机械运动系统组成的系统最优化原

则37-72

4.3寻求执行机构的创新设计是机械运动

系统创新设计的基础37-72

5机械系统运动方案设计举例37-72

5.1设计平版印刷机的运动系统方案37-72

5.2设计冲压式蜂窝煤成型机的运动

系统方案37-75

第6章机械运动系统的评价

体系和评价方法1评价指标体系的确定原则37-79

2评价指标体系37-79

2.1机构的评价指标37-79

2.2几种典型机构的评价指标的初步评

定37-80

2.3机构选型的评价体系37-80

2.4机构评价指标的评价量化37-80

2.5机构系统选型的评估方法37-81

3价值工程方法37-81

3.1产品的功能37-81

3.2产品的寿命周期成本37-81

3.3产品的价值37-81

3.4机械运动方案的价值评定37-82

4系统分析方法37-82

4.1系统工程评价方法的基本原则37-83

4.2建立评价指标体系和确定评价指标

值37-83

4.3建立评价模型37-83

5模糊综合评价法37-84

5.1模糊综合评价中主要运算符号37-84

5.2模糊集合的概念37-84

5.3隶属度函数的确定方法37-85

5.4模糊综合评价37-85

6实例分析37-88

6.1系统工程评价法评价机械运动方

案37-88

6.2模糊综合评价法评价机械运动系

统方案37-90

参考文献37-94

第38篇机械系统的振动设计及噪声控制

第1章绪论

1机械振动的含义及其分类38-3

1.1机械振动的含义38-3

1.2机械振动在工程中的作用38-3

1.3机械振动的分类38-3

2机械工程中常遇到的振动问题38-4

3机械振动等级的评定38-5

3.1振动烈度的确定38-5

3.2泵振动烈度的评定38-6

第2章机械振动的基础

1机械振动的表示方法38-7

1.1简谐振动的表示方法38-7

1.2周期振动幅值的表示方法38-7

1.3振动频谱的表示方法38-8

2机械系统的力学模型38-8

2.1力学模型的简化原则38-8

2.2力学模型的种类38-9

2.3等效参数的转换计算38-10

3弹性构件的刚度38-11

4机械振动系统的阻尼系数38-14

4.1线性阻尼系数38-14

4.2非线性阻尼的等效线性阻尼系数38-15

5振动系统的固有圆频率38-16

5.1单自由度系统的固有圆频率38-16

5.2二自由度系统的固有圆频率38-20

5.3各种构件的固有圆频率38-22

6同向简谐振动的合成38-27

第3章线性系统的振动

1单自由度振动系统38-29

1.1单自由度自由振动系统的力学模型

及其响应38-29

1.2单自由度系统的受迫振动38-31

1.2.1简谐激励作用下的受迫振动及

响应38-31

1.2.2非简谐激励作用下的受迫振动

及响应38-32

2多自由度振动系统38-34

2.1多自由度自由振动系统的力学模型

及其响应38-34

2.2二自由度受迫振动系统的振幅和相

位差角的计算公式38-36

3扭转振动系统38-36

3.1扭转振动与直线振动的比较38-36

3.2传递矩阵法38-38

4共振38-39

5回转机械起动和停机过程中的

振动38-39

5.1起动过程的振动38-39

5.2停机过程的振动38-40

第4章非线性振动和随机振动

1非线性振动38-41

1.1概述38-41

1.1.1非线性特性38-41

1.1.2非线性力的特征曲线38-42

1.1.3非线性系统的物理特性38-45

1.2求解非线性振动的常用方法38-48

1.2.1等效线性化近似解法38-48

1.2.2多尺度法38-49

1.3自激振动38-56

1.3.1自激振动与自振系统的特性38-56

1.3.2机械工程中常见的自激振动

现象38-57

1.3.3单自由度系统相平面及稳定

性38-59

2随机振动38-62

2.1平稳随机振动描述38-62

2.2单自由度线性系统的传递函数

及动态特性38-65

2.3单自由度线性系统的随机响应38-65

2.4多自由度线性系统的随机响应38-66

第5章振动的利用

1概述38-67

1.1振动机械的组成38-67

1.2振动的用途及工艺特性38-70

1.3振动机械的频率特性及结构特征38-71

1.4振动利用的方法步骤38-72

2利用振动的机械系统38-72

2.1常用的振动系统38-72

2.2振动系统的一般分析方法38-72

3振动系统中物料的运动学与动

力学38-72

3.1物料的运动学38-72

3.1.1物料的运动状态38-72

3.1.2物料的滑行运动状态38-73

3.1.3物料的抛掷运动状态38-74

3.2物料的动力学38-74

3.2.1物料滑行运动时的结合质量与

当量阻尼38-74

3.2.2物料抛掷运动时的结合质量与

当量阻尼38-75

3.2.3弹性元件的结合质量与阻尼38-75

3.2.4振动系统的计算质量、总阻尼

系数及功率消耗38-76

4常用的振动机械38-76

4.1振动机械的分类38-76

4.1.1按用途分类38-76

4.1.2按驱动装置(激振器)的型式

分类38-76

4.1.3按动力学特性分类38-76

4.2常用振动机械的计算38-77

4.2.1惯性式振动机械38-77

4.2.2弹性连杆式振动机械38-78

4.2.3电磁式振动机械38-81

4.2.4自同步式振动机械38-82

5振动机械设计示例38-83

5.1远超共振惯性振动机设计示例38-83

5.1.1远超共振惯性振动机的运动参

数设计示例38-83

5.1.2远超共振惯性振动机的动力参

数设计示例38-84

5.2惯性共振式振动机的动力参数

设计示例38-85

5.3弹性连杆式振动机的动力参数

设计示例38-86

5.4电磁式振动机的动力参数设计

示例38-87

第6章机械振动的控制

1机器及其零部件的平衡38-89

1.1刚性转子的平衡38-89

1.1.1回转体的动力分析38-89

1.1.2平衡精度38-90

1.1.3刚性回转体的静平衡38-91

1.1.4刚性回转体的动平衡38-91

1.2柔性转子的动平衡38-92

1.3往复机械惯性力的平衡38-92

2阻尼减振38-94

2.1材料阻尼38-94

2.2扩散阻尼38-95

2.3相对运动阻尼38-95

2.4结构阻尼38-96

2.5附加阻尼38-96

2.6阻尼减振原理38-97

3常用的减振装置38-97

3.1阻尼减振器38-97

3.2固体摩擦减振器38-98

3.3动力减振器38-99

3.3.1无阻尼动力减振器38-99

3.3.2有阻尼动力减振器38-100

3.3.3动力减振器的最佳参数38-101

3.3.4随机振动的动力减振器38-102

3.4液压摩擦减振器38-102

3.5摆式减振器38-102

3.6冲击减振器38-104

4隔振原理及隔振设计38-104

4.1隔振原理及一次隔振的动力参数

设计38-104

4.2单自由度隔振系统38-106

4.3二次隔振动力参数设计38-107

4.4多自由度隔振系统38-109

4.4.1固有频率38-109

4.4.2主动隔振38-109

4.4.3被动隔振38-110

4.5随机振动的隔离38-110

4.5.1单自由度随机隔振系统38-110

4.5.2二自由度随机隔振系统38-111

4.6冲击隔离38-111

4.6.1冲击隔离原理38-111

4.6.2冲击的主动隔离38-111

4.6.3冲击的被动隔离38-112

4.6.4阻尼对冲击隔离的影响38-113

4.7隔振设计的几个问题38-114

4.7.1隔振设计的步骤38-114

4.7.2隔振设计的要点38-114

4.7.3隔振器的阻尼38-114

4.8常用隔振器及隔振材料38-114

4.9隔振系数的参考标准38-118

5振动的主动控制38-118

5.1振动主动控制的原理38-118

5.2振动主动控制的类型38-118

5.3振动主动控制的组成38-119

5.4控制律的设计方法38-119

5.5主控消振38-120

5.5.1谐波控制38-120

5.5.2结构响应主动控制38-120

5.5.3脉冲控制38-121

5.6主控阻振38-121

5.7主控吸振38-121

5.7.1惯性可调式动力吸振器38-121

5.7.2刚度可调式动力吸振器38-122

5.7.3主控式有阻尼动力吸振器38-123

5.8主控隔振38-123

5.8.1全主控隔振38-123

5.8.2半主控隔振38-124

5.8.3主控隔振的作动器38-124

6允许振动量38-125

6.1机械设备的允许振动量38-125

6.2其他要求的允许振动量38-125

第7章机械振动的测试

1概述38-127

1.1测量在机械振动系统设计中的作

用38-127

1.2振动测量方法的分类38-127

1.2.1振动测量的主要内容38-127

1.2.2振动测量方法的分类38-127

1.3测振原理38-128

1.3.1线性系统振动量时间历程曲线

的测量38-128

1.3.2测振原理38-128

2振动的测量38-128

2.1周期振动的测量38-128

2.1.1典型的电测系统38-128

2.1.2振幅的测量38-129

2.1.3频率的测量38-129

2.1.4相位的测量38-130

2.1.5激振力的测量38-130

2.2冲击的测量38-130

2.2.1测试量38-130

2.2.2冲击测量的特点和对

仪器的要求38-130

2.2.3典型的冲击测量系统38-130

2.3随机振动的测量38-131

2.3.1测试量38-131

2.3.2测量系统及其对仪器的要求38-131

3机械动力学系统振动特性的测试38-131

3.1固有频率的测定38-131

3.2振型的测定38-132

3.3阻尼比的测定38-133

3.4动力响应特性的测试38-133

3.5模型试验38-134

4动力强度试验38-135

4.1周期振动试验38-135

4.2随机振动试验38-135

4.3冲击试验38-135

5测试装置38-135

5.1传感器38-135

5.1.1电测法的常用传感器38-136

5.1.2传感器的选用原则38-136

5.2中间转换装置38-136

5.3记录及显示仪器38-136

5.4激振设备及简便的激振方法38-136

5.5测试装置的校准及标定38-136

5.5.1绝对校准法38-137

5.5.2比较校准法38-137

5.5.3应用校准激励器进行校准38-138

6信号分析及数据处理38-138

6.1信号的时域分析38-138

6.2信号的频域分析38-139

6.3模拟信号分析38-139

6.4数字信号分析38-140

6.5智能化数据采集与分析处理、监

测系统38-141

第8章轴和轴系的临界转速

1概述38-142

2简单转子的临界转速38-142

2.1力学模型38-142

2.2两支承轴的临界转速38-143

2.3两支承单盘转子的临界转速38-143

2.4用传递矩阵法计算临界转速38-144

3两支承多盘转子临界转速的近似计

算38-146

3.1带多个圆盘轴的一阶临界转速38-146

3.2力学模型38-146

3.3临界转速计算公式38-146

3.4计算示例38-147

4轴系的模型与参数38-147

4.1力学模型38-147

4.2滚动轴承支承刚度38-148

4.3滑动轴承支承刚度38-149

4.4支承阻尼38-153

5轴系临界转速设计38-153

5.1轴系临界转速修改设计38-153

5.2轴系临界转速组合设计38-154

6影响轴系临界转速的因素38-155

6.1支承刚度对临界转速的影响38-155

6.2回转力矩对临界转速的影响38-155

6.3联轴器对临界转速的影响38-155

6.4其他因素对临界转速的影响38-156

第9章机械噪声及其评价

1机械噪声的分类与特征38-157

1.1起源不同的机械噪声38-157

1.2强度变化不同的机械噪声38-157

1.3噪声污染的危害38-157

2机械噪声的评价38-157

2.1声强与声强级38-158

2.2声压与声压级38-158

2.3声功率与声功率级38-158

2.4a计权声级38-158

2.5a计权声功率级38-159

2.6噪声评价数nr38-159

2.7声级的综合38-160

2.7.1声级的运算38-160

2.7.2声级运算示例38-160

3法规及标准38-160

3.1保护听力的噪声标准38-161

3.2语言干扰标准38-161

3.3机械噪声标准38-161

第10章机械噪声的测量及

噪声源识别1测量项目与测量仪器38-163

1.1测量项目38-163

1.2噪声测量系统38-163

1.3声级计38-163

1.4声强计及声强测量系统38-164

2测量方法38-165

2.1声级计及传声器的校准38-165

2.2a声级测量38-166

2.3声功率测量38-166

2.4声强测量38-169

3测量环境对测量结果的影响38-169

4机械噪声源的识别38-170

5工业企业噪声测量38-171

5.1机器设备噪声测量38-171

5.2生产环境(车间)噪声测量38-171

第11章常见机械噪声源特性

及其控制1一般控制原则与控制方法38-173

1.1噪声控制的一般原理38-173

1.2机械噪声控制的一般原则38-173

1.3某些机械设备的噪声控制方法38-174

1.4工业噪声的一般控制方法38-174

2齿轮噪声及其控制38-175

2.1齿轮噪声的产生38-175

2.2齿轮噪声控制途径与措施38-176

3滚动轴承噪声及其控制38-176

3.1滚动轴承噪声的产生38-176

3.2滚动轴承噪声的控制38-177

4液压系统噪声及其控制38-177

4.1液压系统噪声的产生38-177

4.1.1液压泵的噪声38-177

4.1.2阀门的噪声38-177

4.1.3管路的噪声38-178

4.2液压系统噪声的控制38-178

5气体动力性噪声及其控制38-178

5.1概述38-178

5.2气体动力性噪声的基本声源38-179

5.3气体动力性噪声的特性与控制38-180

第12章消声装置及隔声设备

1消声器38-181

1.1消声器的分类与性能要求38-181

1.2阻性消声器38-182

1.2.1阻性消声器的结构与特点38-182

1.2.2阻性消声器消声量的计算38-182

1.3抗性消声器38-188

1.3.1扩张室型消声器38-188

1.3.2共振型消声器38-191

1.3.3其他类型的消声器38-192

2隔声罩38-193

2.1单层隔声结构的隔声量38-193

2.2双层隔声结构的隔声量38-194

2.3缝隙、孔洞对隔声量的影响38-196

2.4隔声罩设计步骤与设计要点38-196

2.5隔声罩降噪效果的评价38-196

3隔声屏38-197

3.1隔声屏降噪原理38-197

3.2隔声屏降噪效果计算38-197

3.3道路隔声屏的结构型式38-198

3.4道路隔声屏的设计38-198

参考文献38-200第39篇机械结构的有限元设计

第1章弹性理论与有限元法的基本原理

39-3

1.1理想弹性体基本假设39-3

1.2弹性理论的基本概念39-3

1.3应力平衡微分方程39-4

1.4几何方程39-4

1.5物理方程39-4

2有限元法的一般格式39-5

2.1有限元法的基本步骤39-5

2.2广义坐标下的有限元格式39-5

第2章平面问题和空间问题

的有限元1两类平面问题39-7

1.1平面应力问题39-7

1.2平面应变问题39-7

2平面问题的三角形单元39-7

2.1建立过程39-7

2.2分析公式39-9

3轴对称问题的三角形单元39-11

4空间问题的四面体单元39-13

第3章等参元的基本原理

1平面八节点四边形等参元39-16

2一维等参元39-17

3平面矩形等参元39-18

4平面三角形等参元39-21

5三维等参元39-21

6等参元用于机械结构分析的一般格式39-23

第4章单元形函数的性质

1形函数的构造原理39-25

1.1常用单元的形函数39-25

1.2形函数的构造规律——帕斯卡三角

形39-27

2形函数的性质39-28

3用面积坐标表达的形函数39-29

4有限元的收敛准则39-30

5等效节点载荷列阵39-30

5.1单元载荷的移置39-30

5.2结构整体载荷列阵的形成39-31

第5章杆梁问题的有限元

1杆单元39-32

1.1轴力杆单元39-32

1.2扭转杆单元39-32

2平面梁单元39-32

3空间梁单元39-33

3.1空间梁单元的自由度定义39-33

3.2空间梁单元的坐标变换39-34

3.3空间梁单元的单元刚度矩阵39-35

第6章薄板弯曲问题的有限元

1线弹性薄板理论39-36

1.1薄板弯曲的几何方程39-36

1.2薄板弯曲的物理方程39-36

1.3薄板弯曲的内力矩平衡方程39-37

2三角形薄板单元39-37

3用面积坐标表示的三角形板单元39-38

4四边形薄板单元39-39

5用局部坐标表示的四边形板单元39-40

6考虑剪切的明德林(mindlin)板单元39-41

第7章壳体问题的有限元

1基于薄壳理论的轴对称壳体单元39-43

1.1轴对称薄壳理论的基本公式39-43

1.2薄壳截锥单元39-44

2位移和转动各自独立插值的轴对称壳体

单元39-45

2.1基本公式39-45

2.2截锥单元39-45

2.3曲边单元39-46

3轴对称超参数壳体单元39-46

3.1几何形状的规定39-46

3.2位移函数39-46

3.3应力和应变的确定39-47

3.4刚度矩阵的计算39-47

4不同类型单元的连接39-47

4.1多点约束方程39-47

4.2过渡单元39-48

5一般壳体问题的平板壳体单元39-48

5.1局部坐标系下的单元刚度矩阵39-48

5.2单元刚度矩阵的坐标转换39-49

6一般壳体问题的超参数壳体单元39-49

6.1几何形状的规定39-49

6.2位移函数的表示39-49

6.3应力和应变的确定39-49

6.4单元刚度矩阵的计算39-50

第8章动力学问题的有限元

1单元的动力学方程39-51

2单元质量矩阵和阻尼矩阵39-52

3机械结构的动力学有限元方程39-52

4机械结构固有特性的有限元分析39-52

4.1机械结构固有特性的基本方程39-52

4.2机械结构固有特性的求解方法39-53

5求解动力响应问题39-55

5.1振动响应的振型叠加法39-55

5.2振动响应的时域积分法39-55

5.2.1中心差分法39-56

5.2.2纽马克方法39-56

6减缩动力系统自由度的方法39-57

第9章非线性问题的有限元

1非线性方程组的数值解法39-59

1.1直接迭代法39-59

1.2牛顿-拉富生(newton-raphson)方

法39-59

1.3修正的n-r方法39-59

1.4增量法39-60

1.5加速收敛方法39-60

2材料非线性问题的有限元分析39-61

2.1塑性力学基本法则39-61

2.2弹塑性应力应变关系39-62

2.3弹塑性增量有限元分析39-62

2.4与时间相关的材料非线性问题分

析39-62

3几何非线性问题的有限元分析39-63

3.1几何非线性问题的应变与应力度

量39-63

3.2几何非线性问题的有限元表达39-65

3.3结构屈曲的稳定性分析39-66

4接触问题的有限元分析39-67

第10章热传导问题的有限元

1热传导微分方程39-68

2线性热传导方程的有限元方法39-68

3热传导单元分析39-69

3.1一维单元39-69

3.2二维单元39-69

3.2.1三角形单元39-69

3.2.2四节点等参元39-70

3.3八节点块体等参元39-71

4稳态热传导的有限元分析39-72

5非稳态热传导的有限元分析39-72

6非线性热传导的有限元方法39-72

7场问题的有限元分析39-73

第11章有限元分析实例

1平面应力问题算例39-74

2等参元应用算例39-75

3杆梁问题的算例39-77

4板壳问题的算例39-78

5动力学问题的算例39-79

6热传导问题的算例39-80

7几何和材料非线性问题的算例39-81

8接触非线性问题的算例39-83

9水泵泵体的有限元分析39-86

参考文献39-87第40篇疲劳强度设计

第1章概论

1疲劳的分类40-3

2疲劳强度设计方法40-4

2.1名义应力法40-4

2.2局部应力应变法40-4

2.3损伤容限设计法40-4

2.4概率疲劳设计法40-4

第2章疲劳载荷

1概述40-5

2循环应力和循环应变40-5

2.1循环应力40-5

2.2循环应变40-6

3随机载荷的循环计数法40-6

4随机疲劳载荷谱的编制40-7

4.1累积频数曲线40-7

4.2载荷谱编制40-8

第3章金属材料的疲劳极

限和s—n曲线1金属材料疲劳极限40-9

1.1基本概念40-9

1.2金属材料疲劳极限40-9

1.3疲劳极限的经验公式40-13

2常用金属材料的s—n曲线40-13

第4章影响疲劳强度的因素

1应力集中的影响40-24

1.1理论应力集中系数40-24

1.2有效应力集中系数40-39

2尺寸的影响40-47

3表面状况的影响40-49

3.1表面加工状况40-49

3.2表面腐蚀状况40-50

3.3表面强化状况40-50

4载荷状况的影响40-52

4.1载荷类型的影响40-52

4.2载荷频率的影响40-52

4.3载荷峰值的影响40-53

4.4平均应力的影响40-53

第5章常规疲劳强度设计

1概述40-55

2疲劳安全系数40-55

3疲劳累积损伤理论40-59

3.1基本概念40-59

3.2线性疲劳累积损伤理论40-59

3.3相对迈因纳(miner)法则40-60

4无限疲劳寿命设计40-60

4.1单向应力时的无限疲劳寿命设计40-60

4.1.1计算公式40-60

4.1.2算例40-60

4.2多向应力时的无限疲劳寿命设计40-62

5有限疲劳寿命设计40-62

5.1安全系数计算公式40-62

5.2寿命估算40-62

5.3随机疲劳寿命估算40-62

5.3.1程序谱的疲劳寿命计算40-62

5.3.2概率密度函数给出的连续谱

寿命计算40-63

5.4算例40-63

第6章现代疲劳强度设计

1概述40-65

2低周疲劳40-65

2.1低周疲劳曲线(ε—n曲线)40-65

2.2循环应力—应变(σ—ε)曲线40-66

2.2.1滞回线40-66

2.2.2循环硬化与循环软化40-68

2.2.3循环σ—ε曲线40-68

2.3应变—寿命曲线的获得40-70

2.3.1曼森—科芬方程40-70

2.3.2四点法求应变—寿命曲线40-72

2.4低周疲劳寿命估算40-73

3局部应力应变法40-74

3.1预备知识40-74

3.1.1真实应力与真实应变40-74

3.1.2玛辛特性40-75

3.1.3材料的记忆特性40-75

3.1.4载荷顺序效应40-75

3.2局部应力—应变分析40-75

3.2.1滞回线方程40-75

3.2.2诺伯法40-76

3.3裂纹形成寿命的估算40-76

3.3.1损伤计算40-76

3.3.2估算裂纹形成寿命步骤40-77

3.4算例40-77

4裂纹扩展寿命估算40-79

4.1应力强度因子和断裂韧度40-79

4.1.1应力强度因子40-79

4.1.2断裂韧度40-80

4.2疲劳裂纹扩展速率40-82

4.2.1dadn—δk关系曲线40-82

4.2.2影响疲劳裂纹扩展速率的因

素40-85

4.3疲劳裂纹扩展寿命估算40-86

4.3.1初始裂纹尺寸a0的确定40-86

4.3.2临界裂纹尺寸ac的确定40-86

4.3.3裂纹扩展寿命的估算公式40-86

4.4算例40-86

第7章环境疲劳强度

1腐蚀疲劳强度40-88

1.1腐蚀疲劳的s—n曲线40-88

1.2腐蚀疲劳极限40-88

1.3影响腐蚀疲劳的因素40-88

1.4腐蚀疲劳寿命的估算40-99

2热疲劳强度40-99

2.1热应力与热疲劳40-99

2.2热疲劳强度与寿命估算40-99

2.2.1最大温度—寿命曲线40-99

2.2.2应变幅度—寿命曲线40-100

2.3热疲劳强度设计要考虑的主要

问题40-101

3低温疲劳强度40-101

3.1低温下金属的特性40-101

3.2低温下材料的疲劳数据和图线40-102

3.2.1低温下材料的疲劳极限40-102

3.2.2低温下的材料s—n曲线40-102

3.3低温对应力集中的影响40-103

3.4低温疲劳强度计算40-104

4高温疲劳强度40-104

4.1高温对材料力学性能的影响40-104

4.2高温时材料s—n曲线40-104

4.3影响金属高温疲劳性能的主要

因素40-109

4.3.1材料因素40-109

4.3.2温度因素40-109

4.3.3频率因素40-110

4.3.4应力集中因素40-110

4.3.5表面状态因素40-110

4.3.6平均应力因素40-111

4.4高温下疲劳强度计算40-112

4.4.1静态计算法40-112

4.4.2蠕变疲劳复合作用计算法40-113

第8章冲击与接触疲劳强度

1冲击疲劳强度40-116

1.1多次冲击能量—寿命(a—n)

曲线40-116

1.2影响多次冲击强度的因素40-116

1.2.1材料的强度和韧性40-116

1.2.2表面强化工艺40-117

1.3冲击疲劳强度计算40-119

2接触疲劳强度40-119

2.1接触疲劳失效机理40-119

2.2接触应力40-120

2.3影响接触疲劳强度的因素40-121

2.4接触疲劳强度计算40-123

第9章提高零构件疲劳

强度的措施1合理选材40-125

1.1强度、塑性和韧性间最佳配合40-125

1.2材料纯度40-125

1.3晶粒度和晶粒取向的影响40-125

2改进结构和工艺40-125

2.1改进结构40-125

2.2改进工艺40-127

3表面强化40-127

3.1表面热处理40-128

3.2表面化学处理40-128

3.3表面冷作强化40-129

4表面防护40-131

5合理操作与定期检修40-131

参考文献40-131第41篇机械可靠性设计

第1章可靠性设计的基础知识

1概述41-3

1.1可靠性的概念41-3

1.2可靠性设计程序和手段41-3

1.3可靠性设计的目标值41-3

1.4可靠性设计方法41-4

1.5可靠性设计的其他方面41-4

2可靠性中常用的概率分布41-5

3可靠性特征量41-17

3.1可靠度41-17

3.2累积失效概率41-18

3.3平均寿命、可靠寿命和中位寿命41-18

3.4失效率和失效率曲线41-18

3.5可靠性特征量间的关系41-19

3.6维修性特征量41-20

3.6.1维修度41-20

3.6.2修复率41-20

3.6.3平均修复时间41-20

3.6.4维修性和可靠性特征量的对应

关系41-20

3.7有效性特征量41-20

3.7.1有效度的意义41-20

3.7.2有效度的种类41-21

3.7.3单元有效度41-21

第2章可靠性试验数据的统计

处理方法1可靠性试验分类41-23

1.1按试验场所的分类41-23

1.2按试验截止情况的分类41-23

2分布类型的假设检验41-23

2.1χ2检验法41-23

2.2k-s检验法41-24

3指数分布的分析法41-25

3.1指数分布的拟合性检验41-25

3.2指数分布的参数估计和可靠度估

计41-26

4正态及对数正态分布的分析法41-27

4.1正态及对数正态分布的拟合性检

验41-27

4.2正态及对数正态分布完全样本的

参数估计41-29

4.3正态及对数正态分布截尾寿命试

验的参数估计41-29

4.4正态及对数正态分布可靠寿命和

可靠度的估计41-35

5威布尔分布的分析法41-38

5.1威布尔分布的拟合性检验41-38

5.2威布尔分布的参数估计41-39

5.3威布尔分布的可靠度和可靠寿命

估计41-48

6可靠性虚拟试验方法41-51

6.1蒙特卡洛模拟法41-51

6.1.1概述41-51

6.1.2随机数的产生方法41-52

6.1.3随机数检验41-52

6.1.4常用分布随机数的产生41-53

6.2蒙特卡洛模拟法计算随机变量

函数的分布41-54

第3章机械零件的可靠性设计

1应力-强度干涉模型与可靠度计算方法41-55

1.1应力-强度干涉模型41-55

1.2可靠度计算的一般公式41-55

1.3可靠度计算的数值积分法41-55

1.4可靠度计算的极限状态法41-56

2可靠度的近似计算法41-58

2.1可靠安全系数41-58

2.2随机变量函数的均值和标准差的

近似计算41-59

3机械零件可靠性设计所需的部分数据

和资料41-60

3.1几何尺寸41-60

3.2材料的强度特性41-61

4零件静强度的可靠性设计41-69

4.1正态分布的设计法41-69

4.2非正态分布的设计法41-70

4.3零件静强度的可靠性设计应用

举例41-71

5疲劳强度的可靠性设计41-72

5.1变应力和变载荷的类型41-72

5.2部分材料的p-s-n曲线41-73

5.3零件的疲劳极限41-81

5.4用疲劳曲线线图计算零件的疲劳

强度可靠度41-83

5.5用疲劳极限线图计算零件的疲劳

强度可靠度41-85

5.6用等效应力计算零件的疲劳强度

可靠度41-86

5.7受复合应力时零件的疲劳强度可

靠度计算41-87

5.8零件疲劳强度可靠度计算的应用

举例41-87

5.9零件疲劳寿命的可靠性预计41-92

6其他失效形式时可靠性设计41-94

6.1断裂韧性的可靠性设计41-94

6.2刚度的可靠性设计41-95

6.3磨损和腐蚀的可靠性设计41-97

6.3.1磨损的可靠性设计41-97

6.3.2腐蚀的可靠性设计41-98

6.4摩擦传动的可靠性设计41-99

第4章机械系统的可靠性分析

1不可修复系统的可靠性分析41-101

1.1系统可靠性模型41-101

1.2常用系统的可靠度和平均寿命41-102

2可修复系统的可靠性41-103

3可靠性预计41-104

3.1可靠性预计的目的41-104

3.2可靠性预计的方法41-104

4可靠性分配41-105

4.1可靠性分配的原则41-105

4.2可靠性分配的方法41-105

5失效模式、效应及危害度分析41-107

5.1基本概念41-107

5.2分析的过程和方法41-107

6故障树分析41-108

6.1基本概念41-108

6.2故障树的建立41-109

6.3故障树的定性分析41-111

6.4故障树的定量分析41-112

第5章机构运动可靠性分析

1概述41-113

1.1机构可靠性的分类41-113

1.2机构可靠度的计算方法41-113

2机构运动可靠性基本模型及计算方法41-113

2.1机构运动可靠性的定义及影响

因素41-113

2.2机构可靠性指标41-114

2.2.1可靠度r41-114

2.2.2可靠性储备系数k41-114

2.3机构可靠性通用数学模型41-114

2.3.1机构运动学数学模型41-114

2.3.2机构运动精度概率模型41-115

2.3.3计算可靠度r41-116

3曲柄滑块机构运动可靠性分析41-116

3.1理想状态下机构运动关系式41-116

3.1.1对心曲柄滑块机构运动关系

式41-116

3.1.2偏心曲柄滑块机构运动关系

式41-117

3.2考虑原始误差的可靠性计算模型41-117

3.2.1考虑尺寸误差的计算模型41-117

3.2.2考虑运动副间隙误差的计算

模型41-118

3.3考虑磨损建立随时间变化的可靠

性计算模型41-120

3.3.1对运动铰链中轴套的磨损分

析41-120

3.3.2建立磨损与间隙之间的关系41-121

3.3.3建立磨损与输出运动参数的

关系41-122

4并联机构运动可靠性分析实例41-122

4.1并联机构的特点及应用41-122

4.2delta型并联机构的运动学分析41-122

4.3delta型并联机构的位置误差分

析41-123

4.4delta型并联机构的运动可靠性

分析41-124

4.5并联机构的运动可靠性仿真研

究41-125

4.5.1参数化建模41-125

4.5.2位置正反解的获得41-125

4.5.3模拟各个原始误差随机性41-125

4.5.4montecarlo仿真41-126

4.5.5可靠度计算41-126

第6章可靠性灵敏度设计

1目的及意义41-128

2可靠性灵敏度设计方法41-128

2.1基于摄动法的可靠性灵敏度分析41-128

2.2不完全概率信息机械可靠性设计41-129

2.3可靠性灵敏度设计41-129

2.4基于响应面方法的可靠性灵敏度

分析41-131

3可靠性灵敏度设计实例41-132

3.1汽车前轴41-132

3.2螺旋弹簧41-133

3.3法兰41-134

3.4附件机匣41-135

参考文献41-137第42篇造型设计和人机工程

第1章机器造型设计概述

1造型设计定义42-3

2造型设计的组成要素42-3

3造型设计的特征与原则42-4

4造型设计的工作程序与步骤42-4

第2章造型设计的艺术表现法则

1机器造型的比例与尺度42-6

1.1定义42-6

1.2特征42-6

1.3造型设计常用比例与特征42-6

1.4常用比例的相互转换

(特征矩形面的分割)42-8

1.5比例设计方法42-12

2机器形态的均衡与稳定42-14

2.1定义42-14

2.2获得均衡稳定的方法42-14

3机器形态的统一与变化42-15

3.1定义42-15

3.2造型整体统一的方法42-15

3.3造型统一中求变化的方法42-17

第3章机器形态的构成方法

1定义42-19

2造型的形态要素及其形式心理42-19

3常用几何曲线的构成与演变42-21

4常用几何面的构成与演变42-28

5常用几何体的构成与演变42-30

6造型形态构成的基本法则42-32

7造型设计中的错视与矫正42-34

第4章机器产品的色彩设计

1色彩性质与要素42-37

2色彩体系与表示方法42-38

3常用色彩术语42-41

4产品色彩设计的指导性原则42-41

5色彩配置的方法与效果42-42

5.1色相调和法42-42

5.2明度调和法42-43

5.3纯度调和法42-45

6色彩功能与应用42-45

7色彩的好恶42-47

8主体色的数量与配置方式42-47

第5章装饰设计和造型设计表现

1线条装饰与方法42-49

2面板(标牌)设计与工艺选择42-50

3造型设计表现42-53

3.1快速构思速写图42-53

3.2产品预想效果图42-54

3.3产品实体模型42-55

3.4计算机辅助三维立体造型42-55

3.5快速自动成型42-57

第6章机器造型的宜人性设计

1人机工程概述42-59

1.1术语与定义42-59

1.2人机能力比较与选择42-59

1.2.1术语42-59

1.2.2人机能力比较42-59

1.3人的感觉通道性质与选择42-60

1.4人机关系设计的指导原则42-60

1.4.1术语42-60

1.4.2人机关系设计的一般指导原

则42-60

2人体尺寸数据42-62

2.1人体尺寸概念42-62

2.1.1人体尺寸数据的使用目的42-62

2.1.2人体尺寸数据来源42-62

2.2成年男女人体的主要尺寸数据42-62

2.3采用人体数据百分位的建议与尺寸

数值计算42-70

2.3.1术语42-70

2.3.2采用百分比的建议与尺寸数值

计算42-70

3人的肢体正常活动范围与空间选择42-71

4人体模板与操作姿势及空间设计42-73

4.1人体模板42-73

4.2装配、维修的操作空间尺寸42-75

4.3工作位置的平面高度与调节范围42-76

4.4操作姿态下的有利工作区域与方

向42-77

4.5以身高为基准的设备与用具空间

尺寸的推算图表42-80

5人的视野42-82

6人的肢体用力限度42-83

6.1成人站姿操作的用力状态与范围42-83

6.2成人坐姿操作的用力状态与范围42-84

7指示与操作装置的设计及选择42-84

7.1术语42-84

7.2指示装置的形式与排列方式选择42-85

7.3操作、调节装置形式、参数与安

置空间的选择42-89

第7章工作环境设计

1工作环境的照明设计42-93

1.1术语42-93

1.2工作环境照明的一般要求与参数

选择42-93

2工作环境的小气候要求42-98

3工作环境的安全防护设计42-98

3.1术语42-98

3.2工作环境安全防护的一般要求与

参数选择42-99

参考文献42-101第43篇摩擦学设计第1章摩擦与摩擦因数

1固体摩擦的摩擦力43-3

1.1固体摩擦力的性质43-3

1.2摩擦因数与摩擦力计算43-3

2固体摩擦定律43-3

2.1古典摩擦定律43-3

2.2固体摩擦的现代理论43-3

2.2.1分子粘附分量的摩擦因数计算43-3

2.2.2机械变形分量的摩擦因数计算43-4

3摩擦角和摩擦锥43-5

3.1静摩擦角43-5

3.2静摩擦锥43-6

3.3动摩擦角与动摩擦锥43-6

4滑动摩擦因数43-6

4.1室温及大气中的摩擦因数43-6

4.1.1无润滑表面的滑动摩擦因数43-6

4.1.2润滑表面的滑动摩擦因数43-9

4.2高温下的摩擦因数43-9

4.3真空中的摩擦因数43-9

4.4低温下的摩擦因数43-10

5滚动摩擦43-11

6机械零件的摩擦43-12

6.1斜面的摩擦43-12

6.2楔连接的摩擦43-12

6.3螺旋（纹）的摩擦43-13

6.4普通滑动轴承的摩擦43-13

6.4.1径向轴承的摩擦43-13

6.4.2推力轴承的摩擦43-13

6.5滚动轴承的摩擦43-14

6.5.1摩擦转矩的粗略计算43-14

6.5.2摩擦转矩的精确计算43-14

6.6齿轮的摩擦43-16

6.7带与轮的摩擦43-16

6.8绳与卷筒的摩擦43-16

6.9车轮与钢轨(路面)的摩擦43-17

7摩擦装置中的摩擦43-17

7.1基本特性43-17

7.1.1接触种类43-17

7.1.2接触刚性43-18

7.1.3成膜介质对摩擦的影响43-18

7.1.4滑动持续时间43-18

7.1.5工作状态43-19

7.1.6外部能量场对摩擦特性的影

响43-19

7.2摩擦副的主要参数43-19

7.2.1滑动速度43-19

7.2.2载荷43-19

7.2.3摩擦因数43-19

7.2.4摩擦因数的稳定度43-19

7.2.5摩擦功43-19

7.3摩擦材料的选取43-20

7.4摩擦热力学计算43-21

第2章磨损及其控制

1磨损过程43-23

1.1磨合43-23

1.1.1稳定粗糙度43-23

1.1.2影响磨合效果的因素43-23

1.1.3磨合与磨损寿命43-24

1.2磨损类型43-24

1.3影响磨损的参数43-24

1.3.1载荷43-25

1.3.2速度43-25

1.3.3温度43-25

1.3.4其他参数43-25

2控制磨损的设计方法43-26

2.1材料43-26

2.2表面粗糙度43-26

2.3润滑剂43-27

2.4表面结构形状43-27

2.5环境、过滤和密封43-27

2.6表面温度和冷却能力43-27

2.7运动控制43-27

3磨损的度量与预测43-27

3.1磨损的度量43-27

3.2磨损计算43-28

3.2.1磨损计算的经验公式43-28

3.2.2磨损计算的理论公式43-28

3.3各种机械零件的典型磨损度

(磨损率)43-30

4机械零件的磨损预测43-31

4.1轴瓦(轴套)的磨损预测43-31

4.2滚动轴承的磨损预测43-31

4.2.1接触疲劳磨损寿命计算43-31

4.2.2黏附磨损寿命计算43-31

4.2.3磨粒磨损寿命计算43-32

4.3导轨的磨损预测43-33

4.3.1滑动导轨43-33

4.3.2滚动导轨43-34

4.4齿轮传动的磨损控制43-34

4.4.1润滑状态43-34

4.4.2轮齿胶合43-35

4.4.3轮齿磨粒磨损43-35

4.5传动链的磨损预测43-36

4.6气缸套与活塞环的磨损预测43-36

4.6.1黏附磨损预测43-36

4.6.2磨粒磨损预测43-36

4.7机械密封的磨损预测43-37

4.7.1磨损类型43-37

4.7.2磨损因数和极限pv值43-37

4.8刀具的磨损预测43-38

4.8.1刀具的磨损部位43-38

4.8.2刀具磨损和刀具寿命的数学

模型43-39

4.9机动车辆轮胎踏面的磨损预测43-39

4.9.1踏面橡胶磨损机理43-39

4.9.2磨损度计算43-39

4.10连接的磨损43-40

5磨损零件的修复43-41

5.1修复工艺的选择43-41

5.2电镀43-41

5.2.1镀铬43-41

5.2.2镀镍43-42

5.2.3刷镀43-42

5.3金属喷涂43-42

5.4焊接43-43

5.4.1铸铁导轨的补焊修复43-43

5.4.2钢制零件的补焊修复43-43

5.5粘接43-43

第3章润滑设计

1润滑类型与状态43-44

1.1流体润滑的润滑状态43-44

1.2流体动力润滑43-44

1.2.1雷诺方程及其应用43-44

1.2.2流体动力润滑的稳态性能

参数43-48

1.2.3特征数和相似条件43-48

1.2.4湍流动力润滑方程43-49

1.2.5流体动力润滑径向轴承的稳

定性43-49

1.3弹性流体动力润滑43-50

1.3.1基本参数43-50

1.3.2基本公式43-50

1.3.3应用范围43-51

1.4流体静力润滑43-52

1.4.1工作原理与基本方程43-52

1.4.2油腔与油垫43-52

1.4.3补偿元件43-52

1.4.4功耗43-53

1.5边界润滑43-53

1.5.1边界润滑膜43-53

1.5.2边界润滑模型43-54

1.5.3边界润滑的摩擦力43-54

1.5.4影响边界膜润滑性能的因素43-54

1.5.5提高边界膜强度的方法43-55

1.6固体润滑43-55

1.7混合润滑43-56

2机械零件的流体动力润滑计算43-56

2.1滑动轴承流体动力润滑计算43-56

2.2滚动轴承弹性流体动力润滑

计算43-56

2.3齿轮传动弹性流体动力润滑

计算43-56

2.4凸轮机构的弹性流体动力润滑

计算43-57

3机械零件的润滑设计43-58

3.1滑动轴承的润滑设计43-58

3.2滑动导轨(普通导轨)的润滑

设计43-58

3.2.1润滑剂与润滑方法43-58

3.2.2润滑油的选择43-58

3.2.3提高导轨运动平稳性的措施43-59

3.3滚动轴承的润滑设计43-59

3.4齿轮、蜗杆传动的润滑设计43-59

3.4.1润滑方法及其选择43-59

3.4.2润滑油的选用43-60

3.5链传动的润滑设计43-61

3.5.1润滑剂的选择43-61

3.5.2润滑方法的选择43-61

3.6联轴器的润滑设计43-61

3.7离合器的润滑设计43-63

3.7.1电磁离合器的润滑43-63

3.7.2摩擦片式离合器的润滑43-63

3.7.3超越离合器的润滑43-63

3.8钢丝绳的润滑设计43-63

3.8.1制造时的润滑43-63

3.8.2使用中的润滑43-63

3.8.3加油方法43-64

第4章润滑剂

1润滑剂及其特性43-65

1.1润滑剂的类型43-65

1.2润滑油和脂的流变学特性43-65

1.2.1黏度43-65

1.2.2黏温关系43-65

1.2.3黏压关系43-66

1.2.4黏度与压力和温度的综合关

系43-66

1.2.5非牛顿特性43-66

1.3润滑油43-67

1.3.1品种43-67

1.3.2主要质量指标43-67

1.3.3常用润滑油的组成、性质和

用途43-68

1.4润滑脂43-72

1.4.1润滑脂的组成43-72

1.4.2润滑脂的主要性能指标43-73

1.4.3润滑脂的表观黏度43-73

1.4.4润滑脂的分类43-73

1.4.5常用润滑脂及其性能与应用43-73

1.5添加剂43-75

1.5.1添加剂的作用与性能要求43-75

1.5.2添加剂的类型与功能43-75

1.6固体润滑剂43-76

1.6.1固体润滑剂的类型43-76

1.6.2固体润滑剂的性能43-76

2润滑剂的选用43-79

2.1润滑剂类型的选择43-79

2.2润滑油的选用43-80

2.2.1选用润滑油的一般原则43-80

2.2.2机床用润滑油的选用43-80

2.2.3建筑机械用润滑油的选用43-80

2.2.4润滑油黏度的掺配43-82

2.3润滑脂的选用43-82

3润滑油、脂的更换周期43-82

3.1润滑油污染度及其测定43-83

3.1.1称重法43-83

3.1.2颗粒计数法43-83

3.1.3污染度等级43-83

3.2换油周期43-84

3.2.1小型润滑系统的换油周期43-84

3.2.2大型润滑系统的换油周期43-84

3.3换油步骤43-85

第5章润滑方法与润滑系统设计

1润滑方法及其选择43-86

1.1油、脂润滑的润滑方法及其选择43-86

1.1.1油、脂润滑方法43-86

1.1.2油、脂润滑方法的选择43-86

1.2固体润滑的润滑方法及使用43-86

1.2.1固体润滑的润滑方法43-87

1.2.2固体润滑方法的特性与使用43-87

1.2.3几种固体润滑剂的使用43-88

1.3气体润滑的润滑方法43-89

2油、脂润滑的润滑系统及其设计43-89

2.1油、脂润滑的润滑系统分类43-89

2.2手工加油、脂润滑43-90

2.2.1油杯润滑43-90

2.2.2油枪润滑43-90

2.3集中供脂系统43-92

2.3.1集中供脂系统的类型43-92

2.3.2管路计算43-93

2.3.3单线干油泵装置和干油站43-94

2.4滴油润滑及其装置43-96

2.5油绳和油垫润滑及其装置43-96

2.6油浴和飞溅润滑及其装置43-97

2.6.1齿轮传动的油浴和飞溅润滑43-97

2.6.2蜗杆传动的油浴润滑43-98

2.6.3润滑油池容积43-98

2.7油杯、油盘润滑及其装置43-98

2.7.1油杯润滑及其装置43-98

2.7.2油盘润滑及其装置43-98

2.8喷雾润滑系统43-98

2.8.1润滑单位43-99

2.8.2喷雾嘴尺寸43-99

2.8.3配管尺寸43-99

2.8.4空气和润滑油的消耗量43-99

2.8.5油雾发生器与油雾润滑装置43-100

2.8.6喷雾嘴安装43-101

2.9油气润滑系统43-101

2.10喷油润滑系统43-101

3润滑油集中润滑装置43-101

3.1无冷却器的集中润滑装置43-101

3.1.1直接供油装置43-101

3.1.2间接供油装置43-102

3.1.3重力供油装置43-102

3.2带冷却器的集中润滑装置43-102

3.3油量控制43-102

3.3.1供油量43-102

3.3.2油量控制器43-103

3.4油箱设计43-103

3.4.1油箱容积43-103

3.4.2辅件设计43-104

3.5润滑泵的选择43-105

3.5.1各类润滑泵的性能比较43-105

3.5.2影响润滑泵选择的系统参

数43-107

3.6过滤器的选择43-107

3.6.1对过滤器的要求43-107

3.6.2过滤器的类型及其选择43-107

3.7管子尺寸与管道压力降的计算43-110

3.7.1管路直径43-110

3.7.2供油管和吸油管的压力降43-110

3.7.3阀门接头及过滤器的压力

降43-110

3.7.4回油管路的压力降43-111

3.8标准稀油润滑装置43-111

3.8.1装置的参数与尺寸43-111

3.8.2装置的型号与标记43-111

第6章摩擦副材料及其选用

1摩擦材料43-115

1.1对摩擦材料性能的要求43-115

1.2摩擦材料的类型与应用43-115

1.2.1非金属摩擦材料43-116

1.2.2金属摩擦材料43-116

2减摩材料43-117

2.1金属减摩材料43-118

2.2粉末冶金减摩材料43-119

2.3聚合物减摩材料43-120

2.4金属塑料减摩材料43-121

2.5木基减摩材料43-121

2.6炭-石墨43-121

3耐磨材料43-122

3.1对耐磨材料的性能要求43-122

3.2耐磨材料及其特性43-123

3.2.1钢43-123

3.2.2难熔金属及特种合金43-123

3.2.3铜基合金43-124

3.2.4铸铁43-124

3.2.5聚合物43-125

3.2.6碳化物和陶瓷43-125

3.2.7碳-石墨耐磨材料43-125

4摩擦副材料的选择43-126

4.1运转条件的分析43-126

4.1.1载荷与环境条件43-126

4.1.2设计要求43-127

4.2摩擦副性能估计43-127

4.3摩擦副材料的选定43-127

4.4摩擦副材料的选择框图43-127

5表面处理和覆盖层43-127

5.1表面处理43-128

5.1.1表面处理的类型43-128

5.1.2表面处理的应用43-128

5.1.3表面处理的效果43-129

5.2表面覆盖层43-129

5.2.1覆盖层材料43-129

5.2.2涂覆方法43-130

5.3表面处理与覆盖层的应用43-132

参考文献43-132第44篇优化设计

第1章优化设计算法原理

1优化设计概述44-3

1.1优化设计基本概念44-3

1.2优化设计数学模型44-3

1.3优化设计的迭代算法及终止准则44-4

1.4优化算法分类44-4

2一维无约束优化方法44-5

2.1确定搜索区间的进退算法44-5

2.2切线法（牛顿法）44-6

2.3黄金分割法（0.618法）44-6

2.4二次插值法（抛物线插值法）44-6

3多维无约束优化算法44-7

3.1坐标轮换法44-7

3.2共轭方向法（powell法）44-7

3.3梯度法（最速下降法）44-7

3.4共轭梯度法44-8

3.5牛顿法44-8

3.6变尺度法44-8

4简约梯度法及广义简约梯度法44-9

4.1简约梯度法44-9

4.2广义简约梯度法44-10

5罚函数法44-12

5.1内点法44-12

5.2外点法44-13

5.3混合法44-14

6序列线性规划法44-14

7序列二次规划法44-15

8遗传算法44-16

9神经网络优化方法的基本思路与类型44-18

9.1神经网络优化方法基本思路44-18

9.2神经网络优化方法的类型44-18

第2章机构优化设计

1机构优化设计概述44-20

2连杆机构优化设计44-20

3凸轮机构优化设计44-23

4机构多目标优化设计44-24

第3章机械零件优化设计

1机械零件优化设计概述44-28

2齿轮传动优化设计44-29

3弹簧优化设计44-31

4液体动压滑动轴承优化设计44-33

第4章模糊优化设计

1模糊优化设计概述44-35

1.1机械设计中的模糊性影响因素44-35

1.2隶属函数44-35

1.3数学模型44-38

1.3.1目标函数44-38

1.3.2约束条件44-38

1.3.3设计变量44-38

1.4模糊优化求解的基本思想44-38

2对称型模糊优化设计44-38

2.1对称模糊优化模型的直接解法44-38

2.2对称模糊优化模型的迭代解法44-38

2.3模糊约束下非模糊目标优化模型

的求解44-39

3非对称型模糊优化设计44-39

3.1模糊约束下函数的条件极值44-39

3.2非对称型模糊优化的数学模型44-39

3.3非对称型模糊优化的水平截集

解法44-40

3.3.1普通模糊约束的优化设计44-40

3.3.2广义模糊约束的优化设计44-40

4三级斜齿圆柱齿轮减速器的模糊优化

设计44-41

5简支梁的模糊优化设计44-44

第5章结构优化设计

1结构优化设计概述44-46

2结构优化设计的准则法44-46

2.1满应力法44-47

2.2单位移约束准则法44-47

2.3多位移约束准则法44-48

3结构优化的齿行法44-48

3.1结构优化齿行法简介44-48

3.2杆结构优化齿行法44-48

3.3梁结构优化齿行法44-49

3.4悬臂梁的结构优化设计44-49

第6章形状优化设计

1形状优化设计概述44-51

2形状优化的敏度分析44-52

2.1位移敏度计算44-52

2.2应力敏度计算44-53

2.3形状敏度分析实现44-53

3形状优化的自适应分析技术44-54

3.1误差估计44-54

3.2h自适应法44-55

3.3p自适应法44-55

4自适应分析形状优化设计44-57

5连杆的形状优化设计44-58

6起重吊钩的自适应形状优化设计44-58

第7章可靠性优化设计

1可靠性优化设计概述44-60

2机构可靠性优化设计44-60

3结构可靠性优化设计44-63

4三杆结构可靠性优化设计44-63

第8章复杂系统优化设计

1复杂系统优化设计概述44-65

2优化算法44-65

2.1粒子群优化算法44-65

2.2智能体44-67

2.3免疫算法44-68

2.4蚁群算法44-68

2.5多级优化设计技术44-69

3飞机设计的多级优化实例44-70

参考文献44-72

第45篇虚拟设计第1章虚拟设计概述

1虚拟设计的一般概念45-3

1.1虚拟设计的定义45-3

1.2虚拟设计的技术特点45-3

2虚拟设计的意义45-3

3虚拟设计的体系结构45-4

4虚拟设计同其他概念之间的关系45-5

第2章虚拟现实技术

1虚拟现实技术的定义及特点45-7

2虚拟现实系统的组成及分类45-7

2.1虚拟现实系统的组成45-7

2.1.1虚拟环境生成系统45-7

2.1.2交互技术简述45-8

2.1.3可获得的硬件系统45-10

2.2虚拟现实系统的分类45-10

3虚拟现实的软件子系