第9篇 机架、箱体及导轨
章机架结构设计基础
1.1机架设计的一般要求9-3
1.1.1定义及分类9-3
1.1.2机架设计的一般要求和步骤9-3
1.1.2.1机架设计的准则和要求9-3
1.1.2.2机架设计的步骤9-4
1.2机架的常用材料及热处理9-4
1.2.1机架常用材料9-4
1.2.2机架的热处理9-6
1.3机架的截面形状、肋的布置及壁板上的孔9-8
1.3.1机架的截面形状9-8
1.3.2肋的布置9-10
1.3.3机架壁板上的孔9-16
1.4铸造金属机架的结构设计9-20
1.4.1铸造机架的壁厚及肋9-20
1.4.1.1最小壁厚9-20
1.4.1.2凸台及加强肋的尺寸9-21
1.4.1.3铸件壁的连接形式及尺寸9-21
1.4.2机架的连接结构设计9-21
1.4.3铸造机架结构设计的工艺性9-23
1.4.3.1铸件一般工艺性注意事项9-23
1.4.3.2铸造机架结构设计应注意的问题9-24
1.4.4铸造机架结构设计示例9-26
1.4.4.1机床大件结构设计9-26
1.4.4.2精密仪器机架结构设计9-30
1.5焊接机架9-31
1.5.1焊接机架的结构及其工艺性9-31
1.5.1.1典型机床的焊接床身结构及特点9-32
1.5.1.2焊接横梁结构9-33
1.5.1.3焊接机架的结构工艺性9-33
1.5.2机床焊接机架的壁厚及布肋9-36
1.5.2.1焊接机架壁厚的确定9-36
1.5.2.2焊接机架的布肋9-36
1.5.3改善机床结构阻尼比的措施9-38
1.5.4焊接机架结构示例9-39
1.5.4.1大型加工中心机床9-39
1.5.4.2刨、镗、铣床立柱结构9-40
1.5.4.3压力机焊接机架结构9-41
1.6非金属机架设计9-44
1.6.1钢筋混凝土机架9-44
1.6.2预应力钢筋混凝土机架9-45
1.6.3塑料壳体设计9-47
1.6.3.1塑料特性及选择9-47
1.6.3.2塑料壳体的结构设计9-48
1.6.3.3塑料制品的尺寸公差9-51
第2章机架的设计与计算
2.1框架式及梁柱式机架的设计与常规计算9-54
2.1.1轧钢机机架的结构设计与常规计算9-54
2.1.1.1轧钢机机架的结构设计9-54
2.1.1.2轧钢机机架强度和刚度计算9-57
2.1.2液压机机架的结构与设计计算9-70
2.1.2.1液压机机架的结构9-70
2.1.2.2液压机机架的设计计算9-70
2.1.3曲柄压力机机架的设计与常规计算9-75
2.1.3.1曲柄压力机闭式机架的常规计算9-75
2.1.3.2开式曲柄压力机机身的设计与计算9-78
2.1.4机床大件的设计与计算9-81
2.1.4.1机床大件刚度设计指标9-81
2.1.4.2普通车床床身的受力分析9-84
2.1.4.3卧式镗床立柱及床身受力分析9-84
2.1.4.4龙门式机床受力和变形分析9-88
2.1.4.5立式钻床、卧式铣床床身 （立柱）受力及变形分析9-90
2.1.4.6机床热变形的形成及热变形计算9-91
2.1.4.7带有肋板框架的刚度计算9-94
2.1.5十字肋的刚度计算9-96
2.2稳定性计算9-96
2.2.1不作稳定性计算的条件9-96
2.2.2轴心受压构件的稳定性验算公式9-96
2.2.3结构件长细比的计算9-97
2.2.4结构件的计算长度9-98
2.2.4.1等截面柱9-98
2.2.4.2变截面受压构件9-98
2.2.4.3桁架构件的计算长度9-100
2.2.4.4特殊情况9-101
2.2.5偏心受压构件9-102
2.2.6板的局部稳定性计算9-102
2.2.7圆柱壳的局部稳定性计算9-105
2.2.8梁的局部稳定性9-105
2.3典型超精密机床总体布局及振动和热控制9-107
2.3.1超精密机床的总体布局9-107
2.3.2超精密机床的振动控制9-108
2.3.2.1超精密机床床身材料9-108
2.3.2.2超精密机床的减振措施9-109
2.3.3超精密机床的恒温控制9-110
第3章齿轮传动箱体的设计与计算
3.1箱体结构设计概述9-111
3.1.1齿轮箱体结构的确定9-111
3.1.2齿轮箱体焊接结构9-112
3.1.3压力铸造传动箱体的结构设计9-115
3.1.3.1肋的设计9-116
3.1.3.2箱体上的通孔及紧固孔的设计9-118
3.2按刚度设计圆柱齿轮减速器箱座9-119
3.2.1剖分式齿轮减速器箱座的设计计算方法及步骤9-120
3.2.2齿轮箱体计算实例9-122
3.3机床主轴箱的刚度计算9-126
3.3.1箱体的刚度计算9-126
3.3.2车床主轴箱刚度计算示例9-126
3.4变速箱体上轴孔坐标计算9-129
3.5变速箱体的技术要求9-131
3.5.1各加工面的形状精度及表面结构中的粗糙度9-131
3.5.2各加工面的相互位置精度9-131
3.5.3变速箱体零件工作图实例9-132
第4章机架与箱体的现代设计方法
4.1机架的有限元分析9-134
4.1.1轧钢机机架的有限元分析9-134
4.1.2液压机横梁的有限元分析9-135
4.1.3开式机架的有限元分析9-136
4.1.4整体闭式机架有限元分析9-137
4.2机架与箱体的优化设计9-140
4.2.1优化设计数学模型的建立9-140
4.2.2热压机机架结构的优化设计9-141
4.2.3基于ANSYS的优化设计9-144
4.2.3.1ANSYS优化设计的基本过程9-144
4.2.3.2基于ANSYS的减速器箱体的优化设计示例9-145
4.2.4机架的模糊优化方法9-146
4.2.4.1模糊有限元分析方法9-146
4.2.4.2三轴仿真转台框架结构的模糊有限元优化9-148
第5章导轨
5.1概述9-150
5.1.1导轨的类型及其特点9-150
5.1.2导轨的设计要求9-150
5.1.3导轨的设计程序及内容9-150
5.1.4精密导轨的设计原则9-151
5.2普通滑动导轨的结构设计9-151
5.2.1整体式滑动导轨9-151
5.2.1.1滑动导轨的截面形状9-151
5.2.1.2滑动导轨尺寸9-153
5.2.1.3导轨间隙调整装置9-155
5.2.1.4滑动导轨的卸荷装置9-159
5.2.1.5滑动导轨压强的计算9-161
5.2.1.6滑动导轨间隙的确定9-163
5.2.1.7导轨材料与热处理9-164
5.2.1.8导轨的技术要求9-165
5.2.2塑料(贴塑式)导轨9-166
5.2.2.1塑料导轨的特点9-166
5.2.2.2塑料导轨的材料9-166
5.2.2.3填充氟塑软带导轨典型制造工艺9-168
5.2.2.4软带导轨技术条件9-168
5.2.2.5环氧涂层材料技术通则9-169
5.2.2.6环氧涂层导轨通用技术条件9-170
5.2.2.7通用塑料导轨材料的粘接9-171
5.2.2.8耐磨涂层的配方9-171
5.3流体静压导轨9-171
5.3.1液体静压导轨9-171
5.3.1.1液体静压导轨的类型和特点9-171
5.3.1.2液体静压导轨的基本结构形式9-172
5.3.1.3静压导轨的油腔结构9-173
5.3.1.4导轨的技术要求和材料9-174
5.3.1.5液体静压导轨的节流器、润滑油及供油装置9-175
5.3.1.6静压导轨的加工和调整9-175
5.3.1.7液体静压导轨的计算9-176
5.3.1.8毛细管节流开式静压导轨的计算9-180
5.3.2气体静压导轨9-182
5.3.2.1气体静压导轨的类型与特点9-182
5.3.2.2气体静压导轨的结构设计9-183
5.3.2.3气体静压导轨的设计计算9-184
5.3.2.4气体静压导轨副的材料9-186
5.4滚动导轨9-186
5.4.1滚动导轨的类型、特点及应用9-186
5.4.2滚动导轨的计算、结构与尺寸系列9-186
5.4.2.1滚动直线导轨的计算9-186
5.4.2.2滚动直线导轨副9-191
5.4.2.3滚柱交叉导轨副9-204
5.4.2.4滚柱(滚针)导轨块9-206
5.4.2.5滚动直线导轨套副9-210
5.4.2.6滚动花键导轨副9-217
5.4.2.7滚动轴承导轨9-222
5.5导轨设计实例9-224
5.5.1压力机导轨的形式和特点9-224
5.5.2导轨的尺寸和验算9-225
5.5.2.1导轨长度9-225
5.5.2.2导轨工作面宽度及其验算9-225
5.5.3导轨材料的选择9-225
5.5.4导轨间隙的调整9-226
5.6导轨的防护9-226
5.6.1导轨防护装置的类型及特点9-226
5.6.2导轨刮屑板9-226
5.6.3刚性伸缩式导轨防护罩9-226
5.6.4柔性伸缩式导轨防护罩9-227
参考文献9-228
第27篇 机械振动与噪声
章概述
1.1机械振动的分类及机械工程中的振动问题27-3
1.1.1机械振动的分类27-3
1.1.2机械工程中的振动问题27-4
1.2有关振动的部分标准27-6
1.2.1有关振动的部分国家标准27-6
1.2.1.1基础标准和一般标准27-6
1.2.1.2平衡和试验台的振动标准27-6
1.2.1.3各种机器、设备的振动标准27-7
1.2.1.4振动测量仪器的使用和要求27-8
1.2.1.5人体振动与环境27-8
1.2.2有关振动的部分国际标准27-9
1.2.3机械振动等级的评定27-10
1.2.3.1振动烈度的评定27-10
1.2.3.2振动烈度的等级划分27-10
1.2.3.3泵的振动烈度的评定举例27-10
1.3允许振动量27-12
1.3.1机械设备的允许振动量27-12
1.3.2其他要求的允许振动量27-12
第2章机械振动基础
2.1单自由度系统的自由振动27-13
2.2单自由度系统的受迫振动27-15
2.2.1简谐激励下的振动响应27-15
2.2.2一般周期激励下的稳态响应27-17
2.2.3扭转振动与直线振动的参数类比27-17
2.2.4机电类比27-18
2.3多自由度系统27-18
2.3.1多自由度系统的自由振动及其特性27-18
2.3.2多自由度系统的简谐激励稳态响应27-20
2.3.3常见二自由度系统简谐激励下的稳态响应27-20
2.3.4弹性连接黏性阻尼隔振系统的稳态响应27-21
2.3.5动力反共振隔振系统的稳态响应27-22
2.4振动系统对任意激励的响应计算27-22
2.4.1单自由度系统27-22
2.4.2多自由度系统的模态分析法27-23
2.4.3阻抗、导纳和四端参数27-24
第3章机械振动的一般资料
3.1机械振动表示方法27-26
3.1.1简谐振动表示方法27-26
3.1.2周期振动幅值表示方法27-27
3.1.3振动频谱表示方法27-27
3.2弹性构件的刚度27-28
3.3阻尼系数27-31
3.3.1黏性阻尼系数27-31
3.3.2等效黏性阻尼系数27-32
3.4振动系统的固有角频率27-33
3.4.1单自由度系统的固有角频率27-33
3.4.2二自由度系统的固有角频率27-37
3.4.3各种构件的固有角频率27-39
3.5同向简谐振动合成27-44
3.6各种机械产生振动的扰动频率27-45
第4章非线性振动与随机振动
4.1非线性振动27-46
4.1.1非线性振动问题27-46
4.1.2非线性恢复力的特性曲线27-47
4.1.3非线性阻尼力的特性曲线27-49
4.1.4非线性振动的特性27-51
4.1.5分析非线性振动的常用方法及示例27-56
4.1.5.1分析非线性振动的常用方法27-56
4.1.5.2非线性振动的求解示例27-57
4.2自激振动27-58
4.2.1自激振动系统的特性27-58
4.2.2机械工程中的自激振动现象27-59
4.2.3非线性振动的稳定性27-61
4.2.4相平面法及稳定性判据27-61
4.3随机振动27-64
4.3.1随机振动问题27-64
4.3.2平稳随机振动27-66
4.3.3单自由度线性系统的传递函数27-66
4.3.4单自由度线性系统的随机响应27-66
第5章机械振动控制
5.1振动控制的基本方法27-68
5.1.1常见的机械振动源27-68
5.1.2振动控制的基本方法27-68
5.1.3刚性回转体的平衡27-69
5.1.4挠性回转体的动平衡27-69
5.1.5往复机械惯性力的平衡27-69
5.2定性减少振动的一些方法和手段27-69
5.3隔振原理及隔振设计27-70
5.3.1隔振原理及一级隔振动力参数设计27-70
5.3.2一级隔振动力参数设计示例27-71
5.3.3二级隔振动力参数设计27-72
5.3.4二级隔振动力参数设计示例27-73
5.3.5非刚性基座隔振设计27-74
5.3.6隔振设计的几个问题27-74
5.3.6.1隔振设计步骤27-74
5.3.6.2隔振设计要点27-76
5.3.6.3隔振系统的阻尼27-76
5.3.7隔振元件材料、类型与选择27-76
5.3.7.1隔振元件材料、类型27-76
5.3.7.2隔振元件选择27-77
5.3.8橡胶隔振器27-78
5.3.9橡胶隔振器设计27-78
5.3.9.1橡胶材料的主要性能参数27-78
5.3.9.2橡胶隔振器刚度计算27-79
5.3.9.3橡胶隔振器设计要点27-81
5.3.10钢丝绳隔振器27-81
5.3.10.1主要特点27-81
5.3.10.2选型原则与方法27-82
5.4阻尼减振27-82
5.4.1阻尼减振原理27-82
5.4.2阻尼类型27-82
5.4.3材料的损耗因子与阻尼结构27-83
5.4.3.1材料的损耗因子27-83
5.4.3.2阻尼结构27-83
5.4.4干摩擦阻尼27-85
5.4.4.1刚性连接的干摩擦阻尼27-85
5.4.4.2弹性连接的干摩擦阻尼27-86
5.4.5干摩擦阻尼减振器27-87
5.5动力吸振器27-87
5.5.1动力吸振器设计27-87
5.5.1.1动力吸振器工作原理27-87
5.5.1.2动力吸振器设计27-88
5.5.1.3动力吸振器设计示例27-89
5.5.2有阻尼动力吸振器27-89
5.5.2.1有阻尼动力吸振器的动态特性27-89
5.5.2.2有阻尼动力吸振器的最佳参数27-90
5.5.2.3有阻尼动力吸振器设计示例27-98
5.6缓冲器设计27-98
5.6.1设计思想27-98
5.6.1.1冲击现象及冲击传递系数27-98
5.6.1.2速度阶跃激励27-100
5.6.1.3缓冲弹簧的储能特性27-100
5.6.1.4阻尼参数选择27-102
5.6.2一级缓冲器设计27-102
5.6.2.1缓冲器设计原则27-102
5.6.2.2设计要求27-102
5.6.2.3一次缓冲器动力参数设计27-102
5.6.2.4加速度脉冲激励波形影响提示27-102
5.6.3二级缓冲器设计27-103
5.7机械振动的主动控制27-103
5.7.1主动控制系统的原理27-103
5.7.2主动控制的类型27-103
5.7.3控制系统的组成27-104
5.7.4作动器类型27-105
5.7.5主动控制系统的设计过程27-105
5.7.6常用的控制律设计方法27-106
5.7.7主动抑振27-107
5.7.7.1随机振动控制27-107
5.7.7.2谐波振动控制27-107
5.7.8主动吸振27-107
5.7.8.1惯性可调动力吸振27-107
5.7.8.2刚度可调式动力吸振27-108
5.7.9主动隔振27-108
5.7.9.1主动隔振原理27-108
5.7.9.2半主动隔振原理27-108
第6章典型设备振动设计实例
6.1旋转机械的振动设计实例27-109
6.1.1汽轮发电机组轴系线性动力学设计27-109
6.1.1.1建模27-109
6.1.1.2运动方程和求解方法27-109
6.1.1.3临界转速的计算27-109
6.1.1.4不平衡响应计算27-109
6.1.1.5稳定性设计27-109
6.1.2200MW汽轮发电机组轴系动力学线性分析27-110
6.1.2.1200MW汽轮发电机组轴系模型27-110
6.1.2.2单跨轴段在刚性支承下的临界转速和模态27-110
6.1.2.3刚性支承轴系的临界转速及主模态27-110
6.1.2.4弹性支承轴系的临界转速27-111
6.2往复机械的振动设计实例——CA498柴油机隔振系统设计与试验研究27-112
6.2.1柴油机振动扰动力分析27-112
6.2.2柴油机隔振系统设计模型27-113
6.2.3隔振方案的选择27-113
6.2.4结论27-114
6.3锻压机械的振动设计实例27-114
6.3.1锻锤隔振计算27-114
6.3.1.1锻锤隔振的基本计算27-114
6.3.1.2砧座下基础块的最小厚度要求27-115
6.3.1.3三心合一问题27-115
6.3.1.4阻尼问题27-115
6.3.1.5隔振基础的结构设计27-115
6.3.2锻锤隔振基础的设计步骤27-115
6.3.2.1搜集设计资料27-115
6.3.2.2初步确定基础块的质量和几何尺寸27-115
6.3.2.3确定隔振器应具备的参数并选用或设计隔振器27-116
6.3.2.4基础块振动验算27-116
6.3.2.5砧座振幅验算27-116
6.3.2.6基础箱的设计及振幅27-117
6.3.3设计举例5t模锻锤隔振基础设计27-117
6.3.3.1设计资料及设计值27-117
6.3.3.2确定基础块的质量和几何尺寸27-117
6.3.3.3隔振器的选用与设计27-117
6.3.3.4基础块振动验算27-117
6.3.3.5砧座振幅验算27-118
6.3.3.6基础箱设计27-118
6.3.4有关锻锤隔振新理论、新观念、新方法介绍27-118
6.3.4.1锻锤基础弹性隔振新技术27-118
6.3.4.2锻锤隔振系统的CAD二次开发与智能制造27-119
6.3.4.3锻锤基础隔振的参数优化设计方法27-120
第7章轴系的临界转速
7.1概述27-121
7.2简单转子的临界转速27-121
7.2.1力学模型27-121
7.2.2两支承轴的临界转速27-122
7.2.3两支承单盘转子的临界转速27-123
7.3两支承多盘转子临界转速的近似计算27-123
7.3.1带多个圆盘轴的一阶临界转速27-123
7.3.2力学模型27-123
7.3.3临界转速计算公式27-123
7.3.4计算示例27-124
7.4阶梯轴的临界转速计算27-126
7.5轴系的模型与参数27-126
7.5.1力学模型27-126
7.5.2滚动轴承支承刚度27-127
7.5.3滑动轴承支承刚度27-128
7.5.4支承阻尼27-131
7.6轴系的临界转速计算27-132
7.6.1轴系的特征值问题27-132
7.6.2特征值数值计算实例27-133
7.6.3传递矩阵法计算临界转速27-134
7.6.4传递矩阵法计算实例27-136
7.7轴系临界转速设计27-137
7.7.1轴系临界转速修改设计27-137
7.7.2轴系临界转速组合设计27-138
7.8影响轴系临界转速的因素27-139
7.8.1支撑刚度对临界转速的影响27-139
7.8.2回转力矩对临界转速的影响27-139
7.8.3联轴器对临界转速的影响27-139
7.8.4其他因素的影响27-139
7.8.5改变临界转速的措施27-139
第8章机械振动的利用
8.1概述27-140
8.1.1振动机械的组成27-140
8.1.2振动机械的用途及工艺特性27-143
8.1.3振动机械的频率特性及结构特征27-144
8.1.4工程中常用的振动系统27-145
8.1.5有关振动机械的部门标准27-145
8.2振动机工作面上物料的运动学与动力学27-146
8.2.1物料的运动学27-146
8.2.1.1物料的运动状态27-146
8.2.1.2物料的滑行运动27-146
8.2.1.3物料的抛掷运动27-148
8.2.2物料的动力学27-149
8.2.2.1物料滑行运动时的结合质量与当量阻尼27-149
8.2.2.2物料抛掷运动时的结合质量与当量阻尼27-150
8.2.2.3弹性元件的结合质量与阻尼27-150
8.2.2.4振动系统的计算质量、总阻尼系数及功率消耗27-151
8.3常用的振动机械27-152
8.3.1振动机械的分类27-152
8.3.2常用振动机的振动参数27-152
8.4惯性式振动机械的计算27-153
8.4.1单轴惯性式振动机27-153
8.4.2双轴惯性式振动机27-155
8.4.3多轴惯性振动机27-157
8.4.4自同步式振动机27-158
8.4.5惯性共振式振动机27-159
8.4.5.1主振系统的动力参数27-159
8.4.5.2激振器动力参数设计27-160
8.5弹性连杆式振动机的计算27-160
8.5.1单质体弹性连杆式振动机27-160
8.5.2双质体弹性连杆式振动机27-161
8.5.3隔振平衡式三质体弹性连杆振动机27-162
8.5.4非线性弹性连杆振动机27-162
8.5.5弹性连杆振动机动力参数的选择计算27-163
8.5.6导向杆和橡胶铰链27-165
8.5.7振动输送类振动机整体刚度和局部刚度的计算27-166
8.5.8近共振类振动机工作点的调试27-167
8.6电磁式振动机械的计算27-167
8.7振动机械设计示例27-167
8.7.1远超共振惯性振动机设计示例27-167
8.7.1.1远超共振惯性振动机的运动参数设计示例27-167
8.7.1.2远超共振惯性振动机的动力参数设计示例27-169
8.7.2惯性共振式振动机的动力参数设计示例27-169
8.7.3弹性连杆式振动机的动力参数设计示例27-170
8.7.4电磁式振动机的动力参数设计示例27-171
8.8主要零部件27-172
8.8.1振动电机27-172
8.8.2仓壁式振动器27-177
8.8.3复合弹簧27-178
8.9利用振动来监测缆索拉力27-180
8.9.1测量弦振动计算索拉力27-180
8.9.1.1弦振动测量原理27-180
8.9.1.2MGH型锚索测力仪27-180
8.9.2按两端受拉梁的振动测量索拉力27-181
8.9.2.1两端受拉梁的振动测量原理27-181
8.9.2.2高屏溪桥斜张钢缆检测部分简介27-181
8.9.3索拉力振动检测的最新方法27-182
第9章机械振动测量
9.1概述27-184
9.1.1机械振动测量意义27-184
9.1.2振动的测量方法27-184
9.1.2.1振动测量的内容27-184
9.1.2.2测振原理27-184
9.1.2.3振动量级的表述方法27-184
9.1.3振动测量系统27-185
9.2振动测量传感器27-185
9.2.1加速度传感器27-185
9.2.1.1加速度计的原理和结构27-185
9.2.1.2加速度计的类型27-186
9.2.1.3加速度计的主要性能指标27-186
9.2.1.4加速度计的安装27-187
9.2.1.5加速度计的选择27-188
9.2.1.6适用于不同场合的加速度计27-188
9.2.1.7加速度计的标定27-189
9.2.2速度传感器27-190
9.2.2.1磁电式速度传感器27-190
9.2.2.2多普勒激光测速仪27-190
9.2.3位移传感器27-190
9.2.3.1电涡流传感器27-190
9.2.3.2激光位移传感器27-191
9.2.4其他传感器27-191
9.2.4.1力传感器27-191
9.2.4.2阻抗头27-191
9.2.4.3扭振/扭矩传感器27-191
9.2.4.4光纤振动传感器27-192
9.2.5传感器标定27-192
9.2.5.1标定内容27-192
9.2.5.2标定方法27-192
9.2.5.3加速度传感器标定27-192
9.3其他测试仪器27-192
9.3.1信号放大器27-192
9.3.1.1电荷放大器27-192
9.3.1.2电压放大器27-193
9.3.2电源供给器27-193
9.3.3数据采集仪27-193
9.3.3.1有线数据采集仪27-193
9.3.3.2无线数据采集仪27-193
9.3.4便携式测振仪27-194
9.4激振设备27-194
9.4.1力锤27-194
9.4.2电磁式激振设备27-195
9.4.2.1电磁式激振器27-195
9.4.2.2电磁式振动台27-195
9.4.3电液伺服振动台27-196
9.4.4冲击试验机27-196
9.4.5压电陶瓷27-196
9.5数据处理与分析27-196
9.6振动测量方法举例27-197
9.6.1系统固有频率的测定27-197
9.6.2阻尼参数的测定27-197
9.6.3刚度和柔度测量27-197
0章机械振动信号处理与故障诊断
10.1概述27-199
10.1.1机械故障诊断概述27-199
10.1.2机械故障27-199
10.1.3基本维护策略27-200
10.1.4故障特征参量27-201
10.1.5机械振动信号的分类27-201
10.2振动信号处理基础27-202
10.2.1频谱27-203
10.2.2模数（A/D）转换27-205
10.2.3模拟信号采样27-205
10.2.4量化误差27-206
10.2.5混叠与采样定理27-206
10.2.6滤波器27-207
10.2.7振动传感器的选择27-207
10.2.8测试位置的选择27-207
10.3机械振动信号时域分析与故障诊断27-208
10.3.1时域特征与故障检测27-208
10.3.2相关分析27-211
10.4机械振动信号频域分析与故障诊断27-211
10.4.1傅里叶变换基础27-212
10.4.2利用频谱分析进行故障诊断27-212
10.4.3倒谱（cepstrum）分析基础27-216
10.4.4利用倒谱分析进行故障诊断27-217
10.5旋转机械振动与故障诊断27-218
10.5.1旋转机械振动的基本特征27-218
10.5.1.1强迫振动27-219
10.5.1.2自激振动27-219
10.5.2旋转机械常见故障机理与诊断27-220
10.5.2.1振动测量与技术27-220
10.5.2.2振动标准27-221
10.5.2.3旋转机械振动信号特征与故障诊断27-224
10.6往复机械振动与故障诊断27-228
10.6.1往复机械振动的基本特征27-228
10.6.2往复机械故障诊断27-229
10.7滚动轴承和齿轮故障诊断27-231
10.7.1滚动轴承故障诊断27-231
10.7.1.1滚动轴承故障诊断方法及应用27-231
10.7.1.2锥形滚子轴承故障诊断示例27-233
10.7.2齿轮故障诊断27-234
10.8机械故障诊断中的现代信号处理方法27-236
10.8.1小波变换及其机械故障诊断应用27-236
10.8.2EMD及其机械故障诊断应用27-238
1章机械噪声基础
11.1声学基本知识27-240
11.1.1声波的特性27-240
11.1.2描述声场与声源的物理量27-240
11.1.3声学物理量的关系及波动方程27-241
11.1.4平面、球面和柱面声波27-241
11.1.5声波的传播27-242
11.1.5.1反射、折射和透射27-242
11.1.5.2声波的干涉27-243
11.1.5.3散射、绕射和衍射27-243
11.1.5.4声波导27-243
11.1.6自由声场和混响声场27-248
11.1.7声源模型介绍27-248
11.1.7.1简单声源模型27-248
11.1.7.2组合声源27-250
11.1.7.3平面声源27-250
11.1.7.4声模态与声辐射模态27-250
11.1.8声辐射27-253
11.2噪声的评价27-254
11.2.1声压级、声强级和声功率级27-254
11.2.2声级的综合27-254
11.2.3等效声级27-255
11.2.4人耳的听觉特性27-255
11.2.5噪声的频谱分析27-256
11.2.6计权声级27-256
11.2.7噪声评价数NR27-257
11.3噪声标准与规范27-257
11.3.1噪声的危害27-257
11.3.2噪声标准目录27-257
11.3.3机械设备噪声限值27-259
11.3.4工作场所噪声暴露限值27-261
11.4机械工程中的噪声源27-261
11.4.1机械噪声27-262
11.4.2齿轮噪声27-262
11.4.3滚动轴承噪声27-263
11.4.4液压系统噪声27-263
11.4.4.1液压泵噪声27-263
11.4.4.2液压阀噪声27-264
11.4.4.3机械噪声27-264
11.4.5电磁噪声27-264
11.4.6空气动力噪声27-264
2章机械噪声测量
12.1噪声测量概述27-266
12.1.1测量目的27-266
12.1.2测量注意事项27-266
12.1.2.1测点的选择27-266
12.1.2.2背景噪声的修正27-266
12.1.2.3环境的影响27-266
12.1.2.4测量仪器的校准27-266
12.2噪声测量仪器27-267
12.2.1噪声测量基本系统27-267
12.2.2传声器27-267
12.2.2.1传声器的性能指标27-267
12.2.2.2传声器种类及特点27-268
12.2.2.3电容传声器27-269
12.2.2.4传声器的使用27-269
12.2.2.5特殊传声器27-270
12.2.2.6前置放大器27-270
12.2.3声级计27-270
12.2.3.1声级计的原理及分类27-270
12.2.3.2声级计的主要性能27-270
12.2.3.3积分声级计27-272
12.2.3.4噪声暴露计27-272
12.2.3.5统计声级计27-272
12.2.3.6频谱声级计27-272
12.2.4附件的使用27-272
12.2.5记录及分析仪27-274
12.2.5.1数据记录与采集27-274
12.2.5.2数字式分析仪27-274
12.2.6声校准器27-275
12.3噪声测量方法27-276
12.3.1声级测量27-276
12.3.1.1试验目的27-276
12.3.1.2试验原理27-276
12.3.1.3测点选择27-276
12.3.1.4测试内容27-276
12.3.2声功率测量27-277
12.3.2.1试验目的27-277
12.3.2.2试验原理27-277
12.3.2.3测点布置27-278
12.3.3声强测量27-279
12.3.3.1试验目的27-279
12.3.3.2试验原理27-279
12.3.3.3双传声器探头27-281
12.3.3.4声强信号处理方法27-281
12.3.4声品质评价27-282
12.3.4.1评价目的27-282
12.3.4.2客观评价27-282
12.3.4.3主观评价27-285
12.3.5声成像测试27-286
12.3.5.1波束成型阵列测试技术27-286
12.3.5.2近场声全息测试技术27-286
3章机械噪声控制
13.1噪声源控制27-288
13.1.1噪声控制原则与方法27-288
13.1.1.1噪声源的控制27-288
13.1.1.2传播途径的控制27-288
13.1.1.3噪声接受者（点）的防护27-288
13.1.2机械噪声源控制27-288
13.1.3空气动力噪声源控制27-289
13.2隔声降噪27-289
13.2.1隔声性能的评价与测定27-289
13.2.1.1隔声量27-289
13.2.1.2计权隔声量RW27-289
13.2.1.3空气声隔声量的实验室测定27-290
13.2.2单层均质薄板的隔声性能27-290
13.2.2.1隔声频率特性曲线27-290
13.2.2.2隔声量计算27-290
13.2.2.3常用单层板结构隔声量27-291
13.2.3双层板结构的隔声性能27-292
13.2.3.1隔声频率特性曲线27-292
13.2.3.2隔声量计算的经验公式27-292
13.2.4轻型组合结构的隔声性能27-293
13.2.4.1各类轻型组合结构的隔声特性27-293
13.2.4.2轻型构造中的声桥和提高轻型构造隔声量的方法27-294
13.2.5隔声罩27-294
13.2.5.1隔声罩和半隔声罩的常用形式27-294
13.2.5.2隔声罩隔声效果计算公式27-294
13.2.5.3隔声罩设计步骤27-294
13.2.5.4隔声罩设计注意事项27-295
13.2.6隔声屏27-295
13.2.6.1隔声屏类型27-295
13.2.6.2隔声屏降噪效果27-295
13.3吸声降噪27-296
13.3.1吸声材料和吸声结构27-296
13.3.2吸声性能的评价与测定27-297
13.3.2.1吸声性能的评价27-297
13.3.2.2吸声系数的测量27-298
13.3.3多孔吸声材料27-298
13.3.3.1多孔吸声材料的基本类型27-298
13.3.3.2多孔吸声材料的吸声性能27-299
13.3.4共振吸声结构27-299
13.3.4.1穿孔板共振吸声结构27-299
13.3.4.2微穿孔板共振吸声结构27-300
13.3.5吸声降噪量计算27-300
13.3.5.1吸声降噪适用条件分析27-300
13.3.5.2单声源时的室内吸声降噪量计算27-301
13.3.5.3多声源时的室内吸声降噪量计算27-301
13.3.5.4吸声降噪设计程序27-302
13.4消声器27-302
13.4.1消声器的类型与性能评价27-302
13.4.1.1消声器的类型27-302
13.4.1.2消声器的性能评价27-303
13.4.2阻性消声器27-303
13.4.2.1常见形式27-303
13.4.2.2直管式消声器的消声量27-303
13.4.2.3其他消声器的消声量27-304
13.4.3抗性消声器27-304
13.4.3.1扩张式（膨胀式）消声器27-304
13.4.3.2共振式消声器27-305
13.4.3.3微穿孔板消声器27-306
13.4.4复合式消声器27-306
13.4.5喷注消声器27-306
13.4.5.1节流减压型排气消声器27-306
13.4.5.2小孔喷注型排气消声器27-307
13.4.5.3节流减压加小孔喷注复合型排气消声器27-308
13.4.5.4多孔材料耗散型排气消声器27-308
13.5有源降噪27-308
13.5.1有源降噪名词术语27-308
13.5.2自适应有源降噪应用实例27-309
参考文献27-310

《现代机械设计手册》第二版单行本共20个分册，涵盖了机械常规设计的所有内容。各分册分别为：《械零部件结构设计与忌》《机械制图及精度设计》《机械工程材料》《连接件与紧固件》《轴及其连接件设《轴承》《机架、导轨及机械振动设计》《弹簧设计》《机构设计》《机械传动设计》《减速器和变速器》《润滑和密封设计》《液力传动设计》《液压传动与控制设计》《气压传动与控制设计》《智能装备系统设计》《工业人系统设计》《疲劳强度可靠性设计》《逆向设计与数字化设计》《创新设计与绿色设计》。
本书为《机架、导轨及机械振动设计》，主要介绍了机架结构设计基础、机架的设计与计算、齿轮传动箱体的设计与计算、机架与箱体的现代设计方法、导轨；机械振动基础、机械振动的一般资料、非线性振动与随机振动、机械振动控制、典型设备振动设计实例、轴系的临界转速、机械振动的利用、机械振动测量、机相动信号处理与故障诊断、机械噪声基础、机械噪声测量、机械噪声控制等。本书可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供高等院校相关专业师生参考。