現代機械設計手冊：機架、導軌及機械振動設計(第二版)（簡體書）

《現代機械設計手冊》第二版單行本共20個分冊，涵蓋了機械常規設計的所有內容。各分冊分別為：《械零部件結構設計與忌》《機械制圖及精度設計》《機械工程材料》《連接件與緊固件》《軸及其連接件設《軸承》《機架、導軌及機械振動設計》《彈簧設計》《機構設計》《機械傳動設計》《減速器和變速器》《潤滑和密封設計》《液力傳動設計》《液壓傳動與控制設計》《氣壓傳動與控制設計》《智能裝備系統設計》《工業人系統設計》《疲勞強度可靠性設計》《逆向設計與數字化設計》《創新設計與綠色設計》。
本書為《機架、導軌及機械振動設計》，主要介紹了機架結構設計基礎、機架的設計與計算、齒輪傳動箱體的設計與計算、機架與箱體的現代設計方法、導軌；機械振動基礎、機械振動的一般資料、非線性振動與隨機振動、機械振動控制、典型設備振動設計實例、軸系的臨界轉速、機械振動的利用、機械振動測量、機相動信號處理與故障診斷、機械噪聲基礎、機械噪聲測量、機械噪聲控制等。本書可作為機械設計人員和有關工程技術人員的工具書，也可供高等院校相關專業師生參考。

一部順應“中國製造2025”智能裝備新要求、技術先進、數據可靠的現代化機械設計工具書，從新時代機械設計人員的實際需求出發，追求現代感，兼顧實用性、通用性，準確性，涵蓋了各種常規和通用的機械設計技術資料，貫徹了新的國家及行業標準，推薦了國內外先進、智能、節能、通用的產品。

第9篇 機架、箱體及導軌
章機架結構設計基礎
1.1機架設計的一般要求9-3
1.1.1定義及分類9-3
1.1.2機架設計的一般要求和步驟9-3
1.1.2.1機架設計的準則和要求9-3
1.1.2.2機架設計的步驟9-4
1.2機架的常用材料及熱處理9-4
1.2.1機架常用材料9-4
1.2.2機架的熱處理9-6
1.3機架的截面形狀、肋的布置及壁板上的孔9-8
1.3.1機架的截面形狀9-8
1.3.2肋的布置9-10
1.3.3機架壁板上的孔9-16
1.4鑄造金屬機架的結構設計9-20
1.4.1鑄造機架的壁厚及肋9-20
1.4.1.1最小壁厚9-20
1.4.1.2凸臺及加強肋的尺寸9-21
1.4.1.3鑄件壁的連接形式及尺寸9-21
1.4.2機架的連接結構設計9-21
1.4.3鑄造機架結構設計的工藝性9-23
1.4.3.1鑄件一般工藝性注意事項9-23
1.4.3.2鑄造機架結構設計應注意的問題9-24
1.4.4鑄造機架結構設計示例9-26
1.4.4.1機床大件結構設計9-26
1.4.4.2精密儀器機架結構設計9-30
1.5焊接機架9-31
1.5.1焊接機架的結構及其工藝性9-31
1.5.1.1典型機床的焊接床身結構及特點9-32
1.5.1.2焊接橫梁結構9-33
1.5.1.3焊接機架的結構工藝性9-33
1.5.2機床焊接機架的壁厚及布肋9-36
1.5.2.1焊接機架壁厚的確定9-36
1.5.2.2焊接機架的布肋9-36
1.5.3改善機床結構阻尼比的措施9-38
1.5.4焊接機架結構示例9-39
1.5.4.1大型加工中心機床9-39
1.5.4.2刨、鏜、銑床立柱結構9-40
1.5.4.3壓力機焊接機架結構9-41
1.6非金屬機架設計9-44
1.6.1鋼筋混凝土機架9-44
1.6.2預應力鋼筋混凝土機架9-45
1.6.3塑料殼體設計9-47
1.6.3.1塑料特性及選擇9-47
1.6.3.2塑料殼體的結構設計9-48
1.6.3.3塑料制品的尺寸公差9-51
第2章機架的設計與計算
2.1框架式及梁柱式機架的設計與常規計算9-54
2.1.1軋鋼機機架的結構設計與常規計算9-54
2.1.1.1軋鋼機機架的結構設計9-54
2.1.1.2軋鋼機機架強度和剛度計算9-57
2.1.2液壓機機架的結構與設計計算9-70
2.1.2.1液壓機機架的結構9-70
2.1.2.2液壓機機架的設計計算9-70
2.1.3曲柄壓力機機架的設計與常規計算9-75
2.1.3.1曲柄壓力機閉式機架的常規計算9-75
2.1.3.2開式曲柄壓力機機身的設計與計算9-78
2.1.4機床大件的設計與計算9-81
2.1.4.1機床大件剛度設計指標9-81
2.1.4.2普通車床床身的受力分析9-84
2.1.4.3臥式鏜床立柱及床身受力分析9-84
2.1.4.4龍門式機床受力和變形分析9-88
2.1.4.5立式鉆床、臥式銑床床身 （立柱）受力及變形分析9-90
2.1.4.6機床熱變形的形成及熱變形計算9-91
2.1.4.7帶有肋板框架的剛度計算9-94
2.1.5十字肋的剛度計算9-96
2.2穩定性計算9-96
2.2.1不作穩定性計算的條件9-96
2.2.2軸心受壓構件的穩定性驗算公式9-96
2.2.3結構件長細比的計算9-97
2.2.4結構件的計算長度9-98
2.2.4.1等截面柱9-98
2.2.4.2變截面受壓構件9-98
2.2.4.3桁架構件的計算長度9-100
2.2.4.4特殊情況9-101
2.2.5偏心受壓構件9-102
2.2.6板的局部穩定性計算9-102
2.2.7圓柱殼的局部穩定性計算9-105
2.2.8梁的局部穩定性9-105
2.3典型超精密機床總體布局及振動和熱控制9-107
2.3.1超精密機床的總體布局9-107
2.3.2超精密機床的振動控制9-108
2.3.2.1超精密機床床身材料9-108
2.3.2.2超精密機床的減振措施9-109
2.3.3超精密機床的恒溫控制9-110
第3章齒輪傳動箱體的設計與計算
3.1箱體結構設計概述9-111
3.1.1齒輪箱體結構的確定9-111
3.1.2齒輪箱體焊接結構9-112
3.1.3壓力鑄造傳動箱體的結構設計9-115
3.1.3.1肋的設計9-116
3.1.3.2箱體上的通孔及緊固孔的設計9-118
3.2按剛度設計圓柱齒輪減速器箱座9-119
3.2.1剖分式齒輪減速器箱座的設計計算方法及步驟9-120
3.2.2齒輪箱體計算實例9-122
3.3機床主軸箱的剛度計算9-126
3.3.1箱體的剛度計算9-126
3.3.2車床主軸箱剛度計算示例9-126
3.4變速箱體上軸孔坐標計算9-129
3.5變速箱體的技術要求9-131
3.5.1各加工面的形狀精度及表面結構中的粗糙度9-131
3.5.2各加工面的相互位置精度9-131
3.5.3變速箱體零件工作圖實例9-132
第4章機架與箱體的現代設計方法
4.1機架的有限元分析9-134
4.1.1軋鋼機機架的有限元分析9-134
4.1.2液壓機橫梁的有限元分析9-135
4.1.3開式機架的有限元分析9-136
4.1.4整體閉式機架有限元分析9-137
4.2機架與箱體的優化設計9-140
4.2.1優化設計數學模型的建立9-140
4.2.2熱壓機機架結構的優化設計9-141
4.2.3基於ANSYS的優化設計9-144
4.2.3.1ANSYS優化設計的基本過程9-144
4.2.3.2基於ANSYS的減速器箱體的優化設計示例9-145
4.2.4機架的模糊優化方法9-146
4.2.4.1模糊有限元分析方法9-146
4.2.4.2三軸仿真轉臺框架結構的模糊有限元優化9-148
第5章導軌
5.1概述9-150
5.1.1導軌的類型及其特點9-150
5.1.2導軌的設計要求9-150
5.1.3導軌的設計程序及內容9-150
5.1.4精密導軌的設計原則9-151
5.2普通滑動導軌的結構設計9-151
5.2.1整體式滑動導軌9-151
5.2.1.1滑動導軌的截面形狀9-151
5.2.1.2滑動導軌尺寸9-153
5.2.1.3導軌間隙調整裝置9-155
5.2.1.4滑動導軌的卸荷裝置9-159
5.2.1.5滑動導軌壓強的計算9-161
5.2.1.6滑動導軌間隙的確定9-163
5.2.1.7導軌材料與熱處理9-164
5.2.1.8導軌的技術要求9-165
5.2.2塑料(貼塑式)導軌9-166
5.2.2.1塑料導軌的特點9-166
5.2.2.2塑料導軌的材料9-166
5.2.2.3填充氟塑軟帶導軌典型制造工藝9-168
5.2.2.4軟帶導軌技術條件9-168
5.2.2.5環氧塗層材料技術通則9-169
5.2.2.6環氧塗層導軌通用技術條件9-170
5.2.2.7通用塑料導軌材料的粘接9-171
5.2.2.8耐磨塗層的配方9-171
5.3流體靜壓導軌9-171
5.3.1液體靜壓導軌9-171
5.3.1.1液體靜壓導軌的類型和特點9-171
5.3.1.2液體靜壓導軌的基本結構形式9-172
5.3.1.3靜壓導軌的油腔結構9-173
5.3.1.4導軌的技術要求和材料9-174
5.3.1.5液體靜壓導軌的節流器、潤滑油及供油裝置9-175
5.3.1.6靜壓導軌的加工和調整9-175
5.3.1.7液體靜壓導軌的計算9-176
5.3.1.8毛細管節流開式靜壓導軌的計算9-180
5.3.2氣體靜壓導軌9-182
5.3.2.1氣體靜壓導軌的類型與特點9-182
5.3.2.2氣體靜壓導軌的結構設計9-183
5.3.2.3氣體靜壓導軌的設計計算9-184
5.3.2.4氣體靜壓導軌副的材料9-186
5.4滾動導軌9-186
5.4.1滾動導軌的類型、特點及應用9-186
5.4.2滾動導軌的計算、結構與尺寸系列9-186
5.4.2.1滾動直線導軌的計算9-186
5.4.2.2滾動直線導軌副9-191
5.4.2.3滾柱交叉導軌副9-204
5.4.2.4滾柱(滾針)導軌塊9-206
5.4.2.5滾動直線導軌套副9-210
5.4.2.6滾動花鍵導軌副9-217
5.4.2.7滾動軸承導軌9-222
5.5導軌設計實例9-224
5.5.1壓力機導軌的形式和特點9-224
5.5.2導軌的尺寸和驗算9-225
5.5.2.1導軌長度9-225
5.5.2.2導軌工作面寬度及其驗算9-225
5.5.3導軌材料的選擇9-225
5.5.4導軌間隙的調整9-226
5.6導軌的防護9-226
5.6.1導軌防護裝置的類型及特點9-226
5.6.2導軌刮屑板9-226
5.6.3剛性伸縮式導軌防護罩9-226
5.6.4柔性伸縮式導軌防護罩9-227
參考文獻9-228
第27篇 機械振動與噪聲
章概述
1.1機械振動的分類及機械工程中的振動問題27-3
1.1.1機械振動的分類27-3
1.1.2機械工程中的振動問題27-4
1.2有關振動的部分標準27-6
1.2.1有關振動的部分國家標準27-6
1.2.1.1基礎標準和一般標準27-6
1.2.1.2平衡和試驗臺的振動標準27-6
1.2.1.3各種機器、設備的振動標準27-7
1.2.1.4振動測量儀器的使用和要求27-8
1.2.1.5人體振動與環境27-8
1.2.2有關振動的部分國際標準27-9
1.2.3機械振動等級的評定27-10
1.2.3.1振動烈度的評定27-10
1.2.3.2振動烈度的等級劃分27-10
1.2.3.3泵的振動烈度的評定舉例27-10
1.3允許振動量27-12
1.3.1機械設備的允許振動量27-12
1.3.2其他要求的允許振動量27-12
第2章機械振動基礎
2.1單自由度系統的自由振動27-13
2.2單自由度系統的受迫振動27-15
2.2.1簡諧激勵下的振動響應27-15
2.2.2一般周期激勵下的穩態響應27-17
2.2.3扭轉振動與直線振動的參數類比27-17
2.2.4機電類比27-18
2.3多自由度系統27-18
2.3.1多自由度系統的自由振動及其特性27-18
2.3.2多自由度系統的簡諧激勵穩態響應27-20
2.3.3常見二自由度系統簡諧激勵下的穩態響應27-20
2.3.4彈性連接黏性阻尼隔振系統的穩態響應27-21
2.3.5動力反共振隔振系統的穩態響應27-22
2.4振動系統對任意激勵的響應計算27-22
2.4.1單自由度系統27-22
2.4.2多自由度系統的模態分析法27-23
2.4.3阻抗、導納和四端參數27-24
第3章機械振動的一般資料
3.1機械振動表示方法27-26
3.1.1簡諧振動表示方法27-26
3.1.2周期振動幅值表示方法27-27
3.1.3振動頻譜表示方法27-27
3.2彈性構件的剛度27-28
3.3阻尼系數27-31
3.3.1黏性阻尼系數27-31
3.3.2等效黏性阻尼系數27-32
3.4振動系統的固有角頻率27-33
3.4.1單自由度系統的固有角頻率27-33
3.4.2二自由度系統的固有角頻率27-37
3.4.3各種構件的固有角頻率27-39
3.5同向簡諧振動合成27-44
3.6各種機械產生振動的擾動頻率27-45
第4章非線性振動與隨機振動
4.1非線性振動27-46
4.1.1非線性振動問題27-46
4.1.2非線性恢復力的特性曲線27-47
4.1.3非線性阻尼力的特性曲線27-49
4.1.4非線性振動的特性27-51
4.1.5分析非線性振動的常用方法及示例27-56
4.1.5.1分析非線性振動的常用方法27-56
4.1.5.2非線性振動的求解示例27-57
4.2自激振動27-58
4.2.1自激振動系統的特性27-58
4.2.2機械工程中的自激振動現象27-59
4.2.3非線性振動的穩定性27-61
4.2.4相平面法及穩定性判據27-61
4.3隨機振動27-64
4.3.1隨機振動問題27-64
4.3.2平穩隨機振動27-66
4.3.3單自由度線性系統的傳遞函數27-66
4.3.4單自由度線性系統的隨機響應27-66
第5章機械振動控制
5.1振動控制的基本方法27-68
5.1.1常見的機械振動源27-68
5.1.2振動控制的基本方法27-68
5.1.3剛性回轉體的平衡27-69
5.1.4撓性回轉體的動平衡27-69
5.1.5往復機械慣性力的平衡27-69
5.2定性減少振動的一些方法和手段27-69
5.3隔振原理及隔振設計27-70
5.3.1隔振原理及一級隔振動力參數設計27-70
5.3.2一級隔振動力參數設計示例27-71
5.3.3二級隔振動力參數設計27-72
5.3.4二級隔振動力參數設計示例27-73
5.3.5非剛性基座隔振設計27-74
5.3.6隔振設計的幾個問題27-74
5.3.6.1隔振設計步驟27-74
5.3.6.2隔振設計要點27-76
5.3.6.3隔振系統的阻尼27-76
5.3.7隔振元件材料、類型與選擇27-76
5.3.7.1隔振元件材料、類型27-76
5.3.7.2隔振元件選擇27-77
5.3.8橡膠隔振器27-78
5.3.9橡膠隔振器設計27-78
5.3.9.1橡膠材料的主要性能參數27-78
5.3.9.2橡膠隔振器剛度計算27-79
5.3.9.3橡膠隔振器設計要點27-81
5.3.10鋼絲繩隔振器27-81
5.3.10.1主要特點27-81
5.3.10.2選型原則與方法27-82
5.4阻尼減振27-82
5.4.1阻尼減振原理27-82
5.4.2阻尼類型27-82
5.4.3材料的損耗因子與阻尼結構27-83
5.4.3.1材料的損耗因子27-83
5.4.3.2阻尼結構27-83
5.4.4幹摩擦阻尼27-85
5.4.4.1剛性連接的幹摩擦阻尼27-85
5.4.4.2彈性連接的幹摩擦阻尼27-86
5.4.5幹摩擦阻尼減振器27-87
5.5動力吸振器27-87
5.5.1動力吸振器設計27-87
5.5.1.1動力吸振器工作原理27-87
5.5.1.2動力吸振器設計27-88
5.5.1.3動力吸振器設計示例27-89
5.5.2有阻尼動力吸振器27-89
5.5.2.1有阻尼動力吸振器的動態特性27-89
5.5.2.2有阻尼動力吸振器的最佳參數27-90
5.5.2.3有阻尼動力吸振器設計示例27-98
5.6緩衝器設計27-98
5.6.1設計思想27-98
5.6.1.1衝擊現象及衝擊傳遞系數27-98
5.6.1.2速度階躍激勵27-100
5.6.1.3緩衝彈簧的儲能特性27-100
5.6.1.4阻尼參數選擇27-102
5.6.2一級緩衝器設計27-102
5.6.2.1緩衝器設計原則27-102
5.6.2.2設計要求27-102
5.6.2.3一次緩衝器動力參數設計27-102
5.6.2.4加速度脈衝激勵波形影響提示27-102
5.6.3二級緩衝器設計27-103
5.7機械振動的主動控制27-103
5.7.1主動控制系統的原理27-103
5.7.2主動控制的類型27-103
5.7.3控制系統的組成27-104
5.7.4作動器類型27-105
5.7.5主動控制系統的設計過程27-105
5.7.6常用的控制律設計方法27-106
5.7.7主動抑振27-107
5.7.7.1隨機振動控制27-107
5.7.7.2諧波振動控制27-107
5.7.8主動吸振27-107
5.7.8.1慣性可調動力吸振27-107
5.7.8.2剛度可調式動力吸振27-108
5.7.9主動隔振27-108
5.7.9.1主動隔振原理27-108
5.7.9.2半主動隔振原理27-108
第6章典型設備振動設計實例
6.1旋轉機械的振動設計實例27-109
6.1.1汽輪發電機組軸系線性動力學設計27-109
6.1.1.1建模27-109
6.1.1.2運動方程和求解方法27-109
6.1.1.3臨界轉速的計算27-109
6.1.1.4不平衡響應計算27-109
6.1.1.5穩定性設計27-109
6.1.2200MW汽輪發電機組軸系動力學線性分析27-110
6.1.2.1200MW汽輪發電機組軸系模型27-110
6.1.2.2單跨軸段在剛性支承下的臨界轉速和模態27-110
6.1.2.3剛性支承軸系的臨界轉速及主模態27-110
6.1.2.4彈性支承軸系的臨界轉速27-111
6.2往復機械的振動設計實例——CA498柴油機隔振系統設計與試驗研究27-112
6.2.1柴油機振動擾動力分析27-112
6.2.2柴油機隔振系統設計模型27-113
6.2.3隔振方案的選擇27-113
6.2.4結論27-114
6.3鍛壓機械的振動設計實例27-114
6.3.1鍛錘隔振計算27-114
6.3.1.1鍛錘隔振的基本計算27-114
6.3.1.2砧座下基礎塊的最小厚度要求27-115
6.3.1.3三心合一問題27-115
6.3.1.4阻尼問題27-115
6.3.1.5隔振基礎的結構設計27-115
6.3.2鍛錘隔振基礎的設計步驟27-115
6.3.2.1搜集設計資料27-115
6.3.2.2初步確定基礎塊的質量和幾何尺寸27-115
6.3.2.3確定隔振器應具備的參數並選用或設計隔振器27-116
6.3.2.4基礎塊振動驗算27-116
6.3.2.5砧座振幅驗算27-116
6.3.2.6基礎箱的設計及振幅27-117
6.3.3設計舉例5t模鍛錘隔振基礎設計27-117
6.3.3.1設計資料及設計值27-117
6.3.3.2確定基礎塊的質量和幾何尺寸27-117
6.3.3.3隔振器的選用與設計27-117
6.3.3.4基礎塊振動驗算27-117
6.3.3.5砧座振幅驗算27-118
6.3.3.6基礎箱設計27-118
6.3.4有關鍛錘隔振新理論、新觀念、新方法介紹27-118
6.3.4.1鍛錘基礎彈性隔振新技術27-118
6.3.4.2鍛錘隔振系統的CAD二次開發與智能制造27-119
6.3.4.3鍛錘基礎隔振的參數優化設計方法27-120
第7章軸系的臨界轉速
7.1概述27-121
7.2簡單轉子的臨界轉速27-121
7.2.1力學模型27-121
7.2.2兩支承軸的臨界轉速27-122
7.2.3兩支承單盤轉子的臨界轉速27-123
7.3兩支承多盤轉子臨界轉速的近似計算27-123
7.3.1帶多個圓盤軸的一階臨界轉速27-123
7.3.2力學模型27-123
7.3.3臨界轉速計算公式27-123
7.3.4計算示例27-124
7.4階梯軸的臨界轉速計算27-126
7.5軸系的模型與參數27-126
7.5.1力學模型27-126
7.5.2滾動軸承支承剛度27-127
7.5.3滑動軸承支承剛度27-128
7.5.4支承阻尼27-131
7.6軸系的臨界轉速計算27-132
7.6.1軸系的特征值問題27-132
7.6.2特征值數值計算實例27-133
7.6.3傳遞矩陣法計算臨界轉速27-134
7.6.4傳遞矩陣法計算實例27-136
7.7軸系臨界轉速設計27-137
7.7.1軸系臨界轉速修改設計27-137
7.7.2軸系臨界轉速組合設計27-138
7.8影響軸系臨界轉速的因素27-139
7.8.1支撐剛度對臨界轉速的影響27-139
7.8.2回轉力矩對臨界轉速的影響27-139
7.8.3聯軸器對臨界轉速的影響27-139
7.8.4其他因素的影響27-139
7.8.5改變臨界轉速的措施27-139
第8章機械振動的利用
8.1概述27-140
8.1.1振動機械的組成27-140
8.1.2振動機械的用途及工藝特性27-143
8.1.3振動機械的頻率特性及結構特征27-144
8.1.4工程中常用的振動系統27-145
8.1.5有關振動機械的部門標準27-145
8.2振動機工作面上物料的運動學與動力學27-146
8.2.1物料的運動學27-146
8.2.1.1物料的運動狀態27-146
8.2.1.2物料的滑行運動27-146
8.2.1.3物料的拋擲運動27-148
8.2.2物料的動力學27-149
8.2.2.1物料滑行運動時的結合質量與當量阻尼27-149
8.2.2.2物料拋擲運動時的結合質量與當量阻尼27-150
8.2.2.3彈性元件的結合質量與阻尼27-150
8.2.2.4振動系統的計算質量、總阻尼系數及功率消耗27-151
8.3常用的振動機械27-152
8.3.1振動機械的分類27-152
8.3.2常用振動機的振動參數27-152
8.4慣性式振動機械的計算27-153
8.4.1單軸慣性式振動機27-153
8.4.2雙軸慣性式振動機27-155
8.4.3多軸慣性振動機27-157
8.4.4自同步式振動機27-158
8.4.5慣性共振式振動機27-159
8.4.5.1主振系統的動力參數27-159
8.4.5.2激振器動力參數設計27-160
8.5彈性連桿式振動機的計算27-160
8.5.1單質體彈性連桿式振動機27-160
8.5.2雙質體彈性連桿式振動機27-161
8.5.3隔振平衡式三質體彈性連桿振動機27-162
8.5.4非線性彈性連桿振動機27-162
8.5.5彈性連桿振動機動力參數的選擇計算27-163
8.5.6導向桿和橡膠鉸鏈27-165
8.5.7振動輸送類振動機整體剛度和局部剛度的計算27-166
8.5.8近共振類振動機工作點的調試27-167
8.6電磁式振動機械的計算27-167
8.7振動機械設計示例27-167
8.7.1遠超共振慣性振動機設計示例27-167
8.7.1.1遠超共振慣性振動機的運動參數設計示例27-167
8.7.1.2遠超共振慣性振動機的動力參數設計示例27-169
8.7.2慣性共振式振動機的動力參數設計示例27-169
8.7.3彈性連桿式振動機的動力參數設計示例27-170
8.7.4電磁式振動機的動力參數設計示例27-171
8.8主要零部件27-172
8.8.1振動電機27-172
8.8.2倉壁式振動器27-177
8.8.3復合彈簧27-178
8.9利用振動來監測纜索拉力27-180
8.9.1測量弦振動計算索拉力27-180
8.9.1.1弦振動測量原理27-180
8.9.1.2MGH型錨索測力儀27-180
8.9.2按兩端受拉梁的振動測量索拉力27-181
8.9.2.1兩端受拉梁的振動測量原理27-181
8.9.2.2高屏溪橋斜張鋼纜檢測部分簡介27-181
8.9.3索拉力振動檢測的最新方法27-182
第9章機械振動測量
9.1概述27-184
9.1.1機械振動測量意義27-184
9.1.2振動的測量方法27-184
9.1.2.1振動測量的內容27-184
9.1.2.2測振原理27-184
9.1.2.3振動量級的表述方法27-184
9.1.3振動測量系統27-185
9.2振動測量傳感器27-185
9.2.1加速度傳感器27-185
9.2.1.1加速度計的原理和結構27-185
9.2.1.2加速度計的類型27-186
9.2.1.3加速度計的主要性能指標27-186
9.2.1.4加速度計的安裝27-187
9.2.1.5加速度計的選擇27-188
9.2.1.6適用於不同場合的加速度計27-188
9.2.1.7加速度計的標定27-189
9.2.2速度傳感器27-190
9.2.2.1磁電式速度傳感器27-190
9.2.2.2多普勒激光測速儀27-190
9.2.3位移傳感器27-190
9.2.3.1電渦流傳感器27-190
9.2.3.2激光位移傳感器27-191
9.2.4其他傳感器27-191
9.2.4.1力傳感器27-191
9.2.4.2阻抗頭27-191
9.2.4.3扭振/扭矩傳感器27-191
9.2.4.4光纖振動傳感器27-192
9.2.5傳感器標定27-192
9.2.5.1標定內容27-192
9.2.5.2標定方法27-192
9.2.5.3加速度傳感器標定27-192
9.3其他測試儀器27-192
9.3.1信號放大器27-192
9.3.1.1電荷放大器27-192
9.3.1.2電壓放大器27-193
9.3.2電源供給器27-193
9.3.3數據采集儀27-193
9.3.3.1有線數據采集儀27-193
9.3.3.2無線數據采集儀27-193
9.3.4便攜式測振儀27-194
9.4激振設備27-194
9.4.1力錘27-194
9.4.2電磁式激振設備27-195
9.4.2.1電磁式激振器27-195
9.4.2.2電磁式振動臺27-195
9.4.3電液伺服振動臺27-196
9.4.4衝擊試驗機27-196
9.4.5壓電陶瓷27-196
9.5數據處理與分析27-196
9.6振動測量方法舉例27-197
9.6.1系統固有頻率的測定27-197
9.6.2阻尼參數的測定27-197
9.6.3剛度和柔度測量27-197
0章機械振動信號處理與故障診斷
10.1概述27-199
10.1.1機械故障診斷概述27-199
10.1.2機械故障27-199
10.1.3基本維護策略27-200
10.1.4故障特征參量27-201
10.1.5機械振動信號的分類27-201
10.2振動信號處理基礎27-202
10.2.1頻譜27-203
10.2.2模數（A/D）轉換27-205
10.2.3模擬信號采樣27-205
10.2.4量化誤差27-206
10.2.5混疊與采樣定理27-206
10.2.6濾波器27-207
10.2.7振動傳感器的選擇27-207
10.2.8測試位置的選擇27-207
10.3機械振動信號時域分析與故障診斷27-208
10.3.1時域特征與故障檢測27-208
10.3.2相關分析27-211
10.4機械振動信號頻域分析與故障診斷27-211
10.4.1傅裡葉變換基礎27-212
10.4.2利用頻譜分析進行故障診斷27-212
10.4.3倒譜（cepstrum）分析基礎27-216
10.4.4利用倒譜分析進行故障診斷27-217
10.5旋轉機械振動與故障診斷27-218
10.5.1旋轉機械振動的基本特征27-218
10.5.1.1強迫振動27-219
10.5.1.2自激振動27-219
10.5.2旋轉機械常見故障機理與診斷27-220
10.5.2.1振動測量與技術27-220
10.5.2.2振動標準27-221
10.5.2.3旋轉機械振動信號特征與故障診斷27-224
10.6往復機械振動與故障診斷27-228
10.6.1往復機械振動的基本特征27-228
10.6.2往復機械故障診斷27-229
10.7滾動軸承和齒輪故障診斷27-231
10.7.1滾動軸承故障診斷27-231
10.7.1.1滾動軸承故障診斷方法及應用27-231
10.7.1.2錐形滾子軸承故障診斷示例27-233
10.7.2齒輪故障診斷27-234
10.8機械故障診斷中的現代信號處理方法27-236
10.8.1小波變換及其機械故障診斷應用27-236
10.8.2EMD及其機械故障診斷應用27-238
1章機械噪聲基礎
11.1聲學基本知識27-240
11.1.1聲波的特性27-240
11.1.2描述聲場與聲源的物理量27-240
11.1.3聲學物理量的關係及波動方程27-241
11.1.4平面、球面和柱面聲波27-241
11.1.5聲波的傳播27-242
11.1.5.1反射、折射和透射27-242
11.1.5.2聲波的幹涉27-243
11.1.5.3散射、繞射和衍射27-243
11.1.5.4聲波導27-243
11.1.6自由聲場和混響聲場27-248
11.1.7聲源模型介紹27-248
11.1.7.1簡單聲源模型27-248
11.1.7.2組合聲源27-250
11.1.7.3平面聲源27-250
11.1.7.4聲模態與聲輻射模態27-250
11.1.8聲輻射27-253
11.2噪聲的評價27-254
11.2.1聲壓級、聲強級和聲功率級27-254
11.2.2聲級的綜合27-254
11.2.3等效聲級27-255
11.2.4人耳的聽覺特性27-255
11.2.5噪聲的頻譜分析27-256
11.2.6計權聲級27-256
11.2.7噪聲評價數NR27-257
11.3噪聲標準與規範27-257
11.3.1噪聲的危害27-257
11.3.2噪聲標準目錄27-257
11.3.3機械設備噪聲限值27-259
11.3.4工作場所噪聲暴露限值27-261
11.4機械工程中的噪聲源27-261
11.4.1機械噪聲27-262
11.4.2齒輪噪聲27-262
11.4.3滾動軸承噪聲27-263
11.4.4液壓系統噪聲27-263
11.4.4.1液壓泵噪聲27-263
11.4.4.2液壓閥噪聲27-264
11.4.4.3機械噪聲27-264
11.4.5電磁噪聲27-264
11.4.6空氣動力噪聲27-264
2章機械噪聲測量
12.1噪聲測量概述27-266
12.1.1測量目的27-266
12.1.2測量注意事項27-266
12.1.2.1測點的選擇27-266
12.1.2.2背景噪聲的修正27-266
12.1.2.3環境的影響27-266
12.1.2.4測量儀器的校準27-266
12.2噪聲測量儀器27-267
12.2.1噪聲測量基本系統27-267
12.2.2傳聲器27-267
12.2.2.1傳聲器的性能指標27-267
12.2.2.2傳聲器種類及特點27-268
12.2.2.3電容傳聲器27-269
12.2.2.4傳聲器的使用27-269
12.2.2.5特殊傳聲器27-270
12.2.2.6前置放大器27-270
12.2.3聲級計27-270
12.2.3.1聲級計的原理及分類27-270
12.2.3.2聲級計的主要性能27-270
12.2.3.3積分聲級計27-272
12.2.3.4噪聲暴露計27-272
12.2.3.5統計聲級計27-272
12.2.3.6頻譜聲級計27-272
12.2.4附件的使用27-272
12.2.5記錄及分析儀27-274
12.2.5.1數據記錄與采集27-274
12.2.5.2數字式分析儀27-274
12.2.6聲校準器27-275
12.3噪聲測量方法27-276
12.3.1聲級測量27-276
12.3.1.1試驗目的27-276
12.3.1.2試驗原理27-276
12.3.1.3測點選擇27-276
12.3.1.4測試內容27-276
12.3.2聲功率測量27-277
12.3.2.1試驗目的27-277
12.3.2.2試驗原理27-277
12.3.2.3測點布置27-278
12.3.3聲強測量27-279
12.3.3.1試驗目的27-279
12.3.3.2試驗原理27-279
12.3.3.3雙傳聲器探頭27-281
12.3.3.4聲強信號處理方法27-281
12.3.4聲質量評價27-282
12.3.4.1評價目的27-282
12.3.4.2客觀評價27-282
12.3.4.3主觀評價27-285
12.3.5聲成像測試27-286
12.3.5.1波束成型陣列測試技術27-286
12.3.5.2近場聲全息測試技術27-286
3章機械噪聲控制
13.1噪聲源控制27-288
13.1.1噪聲控制原則與方法27-288
13.1.1.1噪聲源的控制27-288
13.1.1.2傳播途徑的控制27-288
13.1.1.3噪聲接受者（點）的防護27-288
13.1.2機械噪聲源控制27-288
13.1.3空氣動力噪聲源控制27-289
13.2隔聲降噪27-289
13.2.1隔聲性能的評價與測定27-289
13.2.1.1隔聲量27-289
13.2.1.2計權隔聲量RW27-289
13.2.1.3空氣聲隔聲量的實驗室測定27-290
13.2.2單層均質薄板的隔聲性能27-290
13.2.2.1隔聲頻率特性曲線27-290
13.2.2.2隔聲量計算27-290
13.2.2.3常用單層板結構隔聲量27-291
13.2.3雙層板結構的隔聲性能27-292
13.2.3.1隔聲頻率特性曲線27-292
13.2.3.2隔聲量計算的經驗公式27-292
13.2.4輕型組合結構的隔聲性能27-293
13.2.4.1各類輕型組合結構的隔聲特性27-293
13.2.4.2輕型構造中的聲橋和提高輕型構造隔聲量的方法27-294
13.2.5隔聲罩27-294
13.2.5.1隔聲罩和半隔聲罩的常用形式27-294
13.2.5.2隔聲罩隔聲效果計算公式27-294
13.2.5.3隔聲罩設計步驟27-294
13.2.5.4隔聲罩設計注意事項27-295
13.2.6隔聲屏27-295
13.2.6.1隔聲屏類型27-295
13.2.6.2隔聲屏降噪效果27-295
13.3吸聲降噪27-296
13.3.1吸聲材料和吸聲結構27-296
13.3.2吸聲性能的評價與測定27-297
13.3.2.1吸聲性能的評價27-297
13.3.2.2吸聲系數的測量27-298
13.3.3多孔吸聲材料27-298
13.3.3.1多孔吸聲材料的基本類型27-298
13.3.3.2多孔吸聲材料的吸聲性能27-299
13.3.4共振吸聲結構27-299
13.3.4.1穿孔板共振吸聲結構27-299
13.3.4.2微穿孔板共振吸聲結構27-300
13.3.5吸聲降噪量計算27-300
13.3.5.1吸聲降噪適用條件分析27-300
13.3.5.2單聲源時的室內吸聲降噪量計算27-301
13.3.5.3多聲源時的室內吸聲降噪量計算27-301
13.3.5.4吸聲降噪設計程序27-302
13.4消聲器27-302
13.4.1消聲器的類型與性能評價27-302
13.4.1.1消聲器的類型27-302
13.4.1.2消聲器的性能評價27-303
13.4.2阻性消聲器27-303
13.4.2.1常見形式27-303
13.4.2.2直管式消聲器的消聲量27-303
13.4.2.3其他消聲器的消聲量27-304
13.4.3抗性消聲器27-304
13.4.3.1擴張式（膨脹式）消聲器27-304
13.4.3.2共振式消聲器27-305
13.4.3.3微穿孔板消聲器27-306
13.4.4復合式消聲器27-306
13.4.5噴注消聲器27-306
13.4.5.1節流減壓型排氣消聲器27-306
13.4.5.2小孔噴注型排氣消聲器27-307
13.4.5.3節流減壓加小孔噴注復合型排氣消聲器27-308
13.4.5.4多孔材料耗散型排氣消聲器27-308
13.5有源降噪27-308
13.5.1有源降噪名詞術語27-308
13.5.2自適應有源降噪應用實例27-309
參考文獻27-310