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目次
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本書著重敘述振動機械的工作理論與創新設計的方法。書中重點介紹了振動機械的用途、分類、工作原理及其典型構造，較系統地敘述了振動機械某些工藝過程的理論及工藝參數的設計與計算方法、振動機械振動系統參數的計算與頻率比的選擇方法、雙電動機或多電動機驅動的振動機械振動同步和控制同步的理論、線性和非線性振動機械(包括慣性式振動機械、彈性連杆式振動機械等) 動力學參數的計算方法、振動機械及其零部件的動態設計和創新設計的理論與方法等，書中還列舉了振動機械創新設計的實例。
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全面敘述振動機械的工作理論與創新設計的方法
目次
前 言
第1章 振動機械的用途、分類、工作原理及構造1
1.1 振動機械的用途與分類1
1.1.1 振動機械的組成1
1.1.2 振動機械的用途2
1.1.3 振動機械的分類2
1.2 慣性振動機械的工作原理與構造5
1.2.1 慣性激振器的結構型式5
1.2.2 線性或近似線性的非共振類慣性振動機械6
1.2.3 線性或近似線性的近共振類慣性振動機械16
1.2.4 非線性慣性振動機械17
1.2.5 衝擊式慣性振動機械20
1.3 彈性連杆式振動機械的工作原理與構造22
1.3.1 單質體彈性連杆式振動機械22
1.3.2 雙質體彈性連杆式振動機械23
1.4 電磁式振動機械的工作原理與構造24
1.4.1 電磁式倉壁振動器24
1.4.2 電磁式振動給料機24
1.5 液壓式振動機械的工作原理與構造25
1.5.1 液壓式激振器的類型25
1.5.2 液壓式振動機械的典型構造27
第2章 振動機械工藝過程的理論及設計計算28
2.1 直線運動振動機械物料運動的理論及工藝參數計算28
2.1.1 物料滑行運動的理論28
2.1.2 物料拋擲運動的理論37
2.1.3 物料運動狀態與運動學參數的選擇43
2.1.4 實際輸送速度與生產率的計算46
2.1.5 計算實例50
2.2 圓運動和橢圓運動振動機械物料運動的理論及工藝參數計算52
2.2.1 振動工作面的位移?速度和加速度52
2.2.2 物料滑行運動的理論54
2.2.3 物料拋擲運動的理論57
2.2.4 計算實例61
2.3 非諧和振動機械物料運動的基本特徵62
2.3.1 正向和反向滑動的初始條件62
2.3.2 正向和反向滑動的終止條件63
2.3.3 物料平均速度的計算64
2.4 振動離心脫水機物料運動的理論64
2.4.1 立式振動離心脫水機物料運動的基本特徵64
2.4.2 臥式振動離心脫水機物料運動的基本特徵71
2.4.3 振動離心脫水機的運動學參數及工藝參數的計算72
2.5 篩分方法的種類及概率厚層篩分法74
2.5.1 篩分方法74
2.5.2 概率厚層篩分法76
2.6 振動機械工藝過程的動力學理論81
第3章 振動機械的振動質量?系統阻尼和彈簧剛度的設計與計算83
3.1 物料做滑動運動時結合質量與當量阻尼的計算83
3.1.1 考慮物料非線性作用力時振動機械的振動方程83
3.1.2 振動方程的一個近似解及物料的結合係數與阻力係數85
3.1.3 物料結合係數與阻力係數的計算87
3.1.4 物料的非線性作用力引起的高次諧波振動89
3.2 物料做拋擲運動時結合質量與當量阻尼的計算90
3.2.1 考慮物料非線性作用力時振動機械的振動方程90
3.2.2 振動方程的一次近似解及物料的結合係數與阻力係數91
3.2.3 物料結合係數與阻尼係數的計算結果與試驗結果94
3.3 振動機械彈性元件結合質量的計算97
3.3.1 板彈簧結合質量的計算97
3.3.2 圓柱螺旋彈簧結合質量的計算99
3.3.3 剪切橡膠彈簧結合質量的計算101
3.4 振動機械振動系統的等效阻尼及所消耗功率的計算102
3.5 振動機械的隔振理論及隔振彈簧剛度的計算104
3.5.1 非共振振動機械的兩種常用隔振方案104
3.5.2 振動機械隔振效果的計算105
3.5.3 一次隔振系統隔振參數的計算106
3.5.4 二次隔振系統隔振參數的計算108
3.6 近共振振動機械主振系統頻率比的選擇及彈簧剛度的計算111
3.6.1 共振的利用及減小激振力的動力學方法111
3.6.2 振幅穩定性和頻率比的關係及加強振幅穩定性的措施112
3.6.3 頻率比的選取及主振彈簧剛度的計算114
3.7 振動機械的隔振模態與主振動模態及主振動響應116
第4章 雙電動機與多電動機驅動的振動機械的同步理論120
4.1 雙電動機驅動平面運動慣性振動機械的振動同步120
4.1.1 雙慣性激振器驅動的自同步振動機械的兩種運動狀態與運動軌跡120
4.1.2 平面運動自同步振動機械轉軸的力矩平衡方程124
4.1.3 平面運動自同步振動機械同向與反向回轉的同步性條件126
4.1.4 平面運動自同步振動機械同向與反向回轉同步狀態的穩定性條件127
4.1.5 影響平面運動自同步振動機械同步性和穩定性條件的原因分析131
4.1.6 平面單質體自同步振動機械同步狀態的計算132
4.1.7 平面運動自同步振動機械試驗的若干結果135
4.2 雙電動機驅動空間運動慣性振動機械的振動同步136
4.2.1 振動質體的運動方程及其求解136
4.2.2 兩轉軸的轉動方程及振動機械的同步性條件140
4.2.3 兩種同步運轉狀態及其穩定性條件143
4.3 彈性連杆式振動機械的振動同步145
4.3.1 雙激振器驅動彈性連杆式與電磁式振動機械的振動同步145
4.3.2 彈性連杆式振動機械在機電耦合情況下的振動同步147
4.4 雙電動機或多電動機驅動的振動機械的控制同步151
4.4.1 雙電動機驅動的機械系統的變結構控制同步151
4.4.2 平面單質體同向回轉自同步振動機械相位差的模糊監督控制151
4.5 多電動機驅動的振動機械的複合同步153
第5章 慣性式振動機械動力學參數的設計與計算156
5.1 單軸慣性式非共振型振動機械的動力學156
5.1.1 平面運動單軸慣性振動機械的動力學156
5.1.2 空間運動單軸慣性式非共振動型振動機械的動力學162
5.2 雙軸慣性式非共振型振動機械的動力學164
5.2.1 平面運動雙軸慣性式振動機械的動力學164
5.2.2 空間運動雙軸慣性式振動機械的動力學168
5.3 多軸慣性式非共振型振動機械的動力學169
5.3.1 床面運動的一般規律169
5.3.2 當θ2為π2時的位移?速度和加速度曲線及差動係數的值171
5.4 慣性式近共振型振動機械的動力學173
5.4.1 單質體線性近共振型振動機械的動力學173
5.4.2 雙質體線性近共振型振動機械的動力學174
5.5 含複雜分段線性的非線性振動系統178
5.5.1 分段線性非線性共振篩振動系統178
5.5.2 軟式不對稱分段線性非線性振動系統182
5.5.3 硬特性非線性振動離心脫水機與共振篩振動系統185
5.6 慣性振動機械動力學參數的計算程序與計算實例193
5.6.1 慣性振動機械動力學參數的計算程序193
5.6.2 動力學參數計算實例194
5.7 慣性振動機械的調整197
5.7.1 慣性激振器的調整197
5.7.2 振動系統的調整198
5.7.3 主振系統的調整199
第6章 彈性連杆式振動機械動力學參數的設計與計算201
6.1 單質體彈性連杆式近共振型振動機械的動力學201
6.2 雙質體彈性連杆式近共型振動機械的動力學203
6.2.1 平衡式雙質體彈性連杆式振動機械203
6.2.2 不平衡式雙質體彈性連杆式振動機械205
6.3 彈性連杆式振動機械動力學參數的計算及計算實例208
6.3.1 隔振彈簧剛度208
6.3.2 振動質體的計算質量與誘導質量208
6.3.3 主振固有頻率與頻率比209
6.3.4 連杆彈簧和儲能主振彈簧剛度的計算210
6.3.5 所需的計算激振力及偏心距的計算210
6.3.6 電動機功率的計算210
6.3.7 連杆作用力及傳動軸轉矩211
6.3.8 傳給基礎的最大動載荷幅值211
6.4 彈性連杆式振動機械的調試212
6.4.1 連杆彈簧壓縮量的調整212
6.4.2 振動輸送機工作點的調整213
第7章 振動機械某些零部件的動態設計方法216
7.1 振動機械懸掛鋼絲繩的橫向振動及計算216
7.1.1 懸掛鋼絲繩的自由振動216
7.1.2 懸掛鋼絲繩的強迫振動219
7.2 大長度振動輸送機機體的彈性彎曲振動及計算221
7.2.1 單質體振動輸送機彈性彎曲振動的力學模型及其微分方程222
7.2.2 彈簧隔振雙質體振動輸送機彈性彎曲振動的力學模型及其微分方程223
7.2.3 雙質體振動輸送機相對彈性彎曲振動及絕對彈性彎曲振動的固有頻率225
7.2.4 振動輸送機彈性彎曲振動的各種振型227
7.2.5 振動輸送機槽體和底架彈性彎曲振動的振幅228
7.2.6 試驗結果的分析及理論計算結果的比較229
7.2.7 減輕振動輸送機彈性彎曲振動的基本措施231
7.3 振動篩篩箱的有限元分析及動強度計算232
7.3.1 振動篩的動態特性分析232
7.3.2 振動篩的結構強度分析234
7.4 振動機械彈性元件的計算235
7.4.1 彈性元件(彈簧)的種類和用途235
7.4.2 彈性元件的組合剛度236
7.4.3 螺旋彈簧的剛度與強度計算238
7.4.4 板彈簧的剛度與強度計算240
7.4.5 橡膠彈簧的剛度與強度計算243
第8章 振動機械動態設計的內容與一般方法251
8.1 振動機械動態設計的內容251
8.2 振動機械動態設計的步驟和方法253
8.2.1 運動學參數的計算254
8.2.2 動力學建模255
8.2.3 動態特性分析與動力學參數計算256
8.2.4 其他動力學特性分析256
8.2.5 試驗模態256
8.2.6 對系統物理參數進行識別257
8.2.7 審核與修改準則257
8.2.8 對結構進行修改258
8.3 二次隔振自同步式振動篩的動力學建模與動態特性分析258
8.3.1 篩機的運動方程及其求解258
8.3.2 同步性條件和同步狀態的穩定性條件260
8.3.3 機體各部位的運動軌跡263
8.3.4 計算結果和試驗結果263
8.4 非線性振動離心脫水機的動力學建模與動態特性分析264
8.4.1 物料非線性慣性力及振動離心脫水機振動系統的運動方程264
8.4.2 振動離心脫水機的非線性振動響應266
8.4.3 振動離心脫水機的幅頻特性268
8.4.4 振動離心脫水機的試驗振動響應268
8.5 振動壓路機機架結構動態特性的動力有限元分析269
8.5.1 計算工況的確定269
8.5.2 機架結構模態分析272
8.5.3 振動壓路機機架應力的試驗分析272
8.6 長距離振動輸送機機體動態特性的傳遞矩陣分析方法275
8.6.1 固有頻率的計算276
8.6.2 固有振型的計算279
8.6.3 在簡諧激振力下的穩態響應279
8.6.4 彎曲振動係數的計算280
8.6.5 設計中彎曲振動的校核284
第9章 創新設計的概念?內涵與方法285
9.1 創新設計的概念285
9.2 創新設計戰略和路線圖的探討286
9.3 創新設計的特點286
9.4 創新設計的指導思想?目標?內容和方法287
9.5 做好創新設計應有科學方法論的指導293
9.6 創新設計要有創新思維,用好創新原理和方法294
第10章 振動機械創新設計實例298
10.1 引言298
10.2 研究出新原理299
10.3 發明了新機構300
10.4 建立了新模型301
10.5 發展了新理論301
10.6 提出了新方法302
10.7 研發了新技術303
10.8 研製了新機器303
10.9 創建了新學科304
附錄 本書常用符號306
參考文獻308
第1章 振動機械的用途、分類、工作原理及構造1
1.1 振動機械的用途與分類1
1.1.1 振動機械的組成1
1.1.2 振動機械的用途2
1.1.3 振動機械的分類2
1.2 慣性振動機械的工作原理與構造5
1.2.1 慣性激振器的結構型式5
1.2.2 線性或近似線性的非共振類慣性振動機械6
1.2.3 線性或近似線性的近共振類慣性振動機械16
1.2.4 非線性慣性振動機械17
1.2.5 衝擊式慣性振動機械20
1.3 彈性連杆式振動機械的工作原理與構造22
1.3.1 單質體彈性連杆式振動機械22
1.3.2 雙質體彈性連杆式振動機械23
1.4 電磁式振動機械的工作原理與構造24
1.4.1 電磁式倉壁振動器24
1.4.2 電磁式振動給料機24
1.5 液壓式振動機械的工作原理與構造25
1.5.1 液壓式激振器的類型25
1.5.2 液壓式振動機械的典型構造27
第2章 振動機械工藝過程的理論及設計計算28
2.1 直線運動振動機械物料運動的理論及工藝參數計算28
2.1.1 物料滑行運動的理論28
2.1.2 物料拋擲運動的理論37
2.1.3 物料運動狀態與運動學參數的選擇43
2.1.4 實際輸送速度與生產率的計算46
2.1.5 計算實例50
2.2 圓運動和橢圓運動振動機械物料運動的理論及工藝參數計算52
2.2.1 振動工作面的位移?速度和加速度52
2.2.2 物料滑行運動的理論54
2.2.3 物料拋擲運動的理論57
2.2.4 計算實例61
2.3 非諧和振動機械物料運動的基本特徵62
2.3.1 正向和反向滑動的初始條件62
2.3.2 正向和反向滑動的終止條件63
2.3.3 物料平均速度的計算64
2.4 振動離心脫水機物料運動的理論64
2.4.1 立式振動離心脫水機物料運動的基本特徵64
2.4.2 臥式振動離心脫水機物料運動的基本特徵71
2.4.3 振動離心脫水機的運動學參數及工藝參數的計算72
2.5 篩分方法的種類及概率厚層篩分法74
2.5.1 篩分方法74
2.5.2 概率厚層篩分法76
2.6 振動機械工藝過程的動力學理論81
第3章 振動機械的振動質量?系統阻尼和彈簧剛度的設計與計算83
3.1 物料做滑動運動時結合質量與當量阻尼的計算83
3.1.1 考慮物料非線性作用力時振動機械的振動方程83
3.1.2 振動方程的一個近似解及物料的結合係數與阻力係數85
3.1.3 物料結合係數與阻力係數的計算87
3.1.4 物料的非線性作用力引起的高次諧波振動89
3.2 物料做拋擲運動時結合質量與當量阻尼的計算90
3.2.1 考慮物料非線性作用力時振動機械的振動方程90
3.2.2 振動方程的一次近似解及物料的結合係數與阻力係數91
3.2.3 物料結合係數與阻尼係數的計算結果與試驗結果94
3.3 振動機械彈性元件結合質量的計算97
3.3.1 板彈簧結合質量的計算97
3.3.2 圓柱螺旋彈簧結合質量的計算99
3.3.3 剪切橡膠彈簧結合質量的計算101
3.4 振動機械振動系統的等效阻尼及所消耗功率的計算102
3.5 振動機械的隔振理論及隔振彈簧剛度的計算104
3.5.1 非共振振動機械的兩種常用隔振方案104
3.5.2 振動機械隔振效果的計算105
3.5.3 一次隔振系統隔振參數的計算106
3.5.4 二次隔振系統隔振參數的計算108
3.6 近共振振動機械主振系統頻率比的選擇及彈簧剛度的計算111
3.6.1 共振的利用及減小激振力的動力學方法111
3.6.2 振幅穩定性和頻率比的關係及加強振幅穩定性的措施112
3.6.3 頻率比的選取及主振彈簧剛度的計算114
3.7 振動機械的隔振模態與主振動模態及主振動響應116
第4章 雙電動機與多電動機驅動的振動機械的同步理論120
4.1 雙電動機驅動平面運動慣性振動機械的振動同步120
4.1.1 雙慣性激振器驅動的自同步振動機械的兩種運動狀態與運動軌跡120
4.1.2 平面運動自同步振動機械轉軸的力矩平衡方程124
4.1.3 平面運動自同步振動機械同向與反向回轉的同步性條件126
4.1.4 平面運動自同步振動機械同向與反向回轉同步狀態的穩定性條件127
4.1.5 影響平面運動自同步振動機械同步性和穩定性條件的原因分析131
4.1.6 平面單質體自同步振動機械同步狀態的計算132
4.1.7 平面運動自同步振動機械試驗的若干結果135
4.2 雙電動機驅動空間運動慣性振動機械的振動同步136
4.2.1 振動質體的運動方程及其求解136
4.2.2 兩轉軸的轉動方程及振動機械的同步性條件140
4.2.3 兩種同步運轉狀態及其穩定性條件143
4.3 彈性連杆式振動機械的振動同步145
4.3.1 雙激振器驅動彈性連杆式與電磁式振動機械的振動同步145
4.3.2 彈性連杆式振動機械在機電耦合情況下的振動同步147
4.4 雙電動機或多電動機驅動的振動機械的控制同步151
4.4.1 雙電動機驅動的機械系統的變結構控制同步151
4.4.2 平面單質體同向回轉自同步振動機械相位差的模糊監督控制151
4.5 多電動機驅動的振動機械的複合同步153
第5章 慣性式振動機械動力學參數的設計與計算156
5.1 單軸慣性式非共振型振動機械的動力學156
5.1.1 平面運動單軸慣性振動機械的動力學156
5.1.2 空間運動單軸慣性式非共振動型振動機械的動力學162
5.2 雙軸慣性式非共振型振動機械的動力學164
5.2.1 平面運動雙軸慣性式振動機械的動力學164
5.2.2 空間運動雙軸慣性式振動機械的動力學168
5.3 多軸慣性式非共振型振動機械的動力學169
5.3.1 床面運動的一般規律169
5.3.2 當θ2為π2時的位移?速度和加速度曲線及差動係數的值171
5.4 慣性式近共振型振動機械的動力學173
5.4.1 單質體線性近共振型振動機械的動力學173
5.4.2 雙質體線性近共振型振動機械的動力學174
5.5 含複雜分段線性的非線性振動系統178
5.5.1 分段線性非線性共振篩振動系統178
5.5.2 軟式不對稱分段線性非線性振動系統182
5.5.3 硬特性非線性振動離心脫水機與共振篩振動系統185
5.6 慣性振動機械動力學參數的計算程序與計算實例193
5.6.1 慣性振動機械動力學參數的計算程序193
5.6.2 動力學參數計算實例194
5.7 慣性振動機械的調整197
5.7.1 慣性激振器的調整197
5.7.2 振動系統的調整198
5.7.3 主振系統的調整199
第6章 彈性連杆式振動機械動力學參數的設計與計算201
6.1 單質體彈性連杆式近共振型振動機械的動力學201
6.2 雙質體彈性連杆式近共型振動機械的動力學203
6.2.1 平衡式雙質體彈性連杆式振動機械203
6.2.2 不平衡式雙質體彈性連杆式振動機械205
6.3 彈性連杆式振動機械動力學參數的計算及計算實例208
6.3.1 隔振彈簧剛度208
6.3.2 振動質體的計算質量與誘導質量208
6.3.3 主振固有頻率與頻率比209
6.3.4 連杆彈簧和儲能主振彈簧剛度的計算210
6.3.5 所需的計算激振力及偏心距的計算210
6.3.6 電動機功率的計算210
6.3.7 連杆作用力及傳動軸轉矩211
6.3.8 傳給基礎的最大動載荷幅值211
6.4 彈性連杆式振動機械的調試212
6.4.1 連杆彈簧壓縮量的調整212
6.4.2 振動輸送機工作點的調整213
第7章 振動機械某些零部件的動態設計方法216
7.1 振動機械懸掛鋼絲繩的橫向振動及計算216
7.1.1 懸掛鋼絲繩的自由振動216
7.1.2 懸掛鋼絲繩的強迫振動219
7.2 大長度振動輸送機機體的彈性彎曲振動及計算221
7.2.1 單質體振動輸送機彈性彎曲振動的力學模型及其微分方程222
7.2.2 彈簧隔振雙質體振動輸送機彈性彎曲振動的力學模型及其微分方程223
7.2.3 雙質體振動輸送機相對彈性彎曲振動及絕對彈性彎曲振動的固有頻率225
7.2.4 振動輸送機彈性彎曲振動的各種振型227
7.2.5 振動輸送機槽體和底架彈性彎曲振動的振幅228
7.2.6 試驗結果的分析及理論計算結果的比較229
7.2.7 減輕振動輸送機彈性彎曲振動的基本措施231
7.3 振動篩篩箱的有限元分析及動強度計算232
7.3.1 振動篩的動態特性分析232
7.3.2 振動篩的結構強度分析234
7.4 振動機械彈性元件的計算235
7.4.1 彈性元件(彈簧)的種類和用途235
7.4.2 彈性元件的組合剛度236
7.4.3 螺旋彈簧的剛度與強度計算238
7.4.4 板彈簧的剛度與強度計算240
7.4.5 橡膠彈簧的剛度與強度計算243
第8章 振動機械動態設計的內容與一般方法251
8.1 振動機械動態設計的內容251
8.2 振動機械動態設計的步驟和方法253
8.2.1 運動學參數的計算254
8.2.2 動力學建模255
8.2.3 動態特性分析與動力學參數計算256
8.2.4 其他動力學特性分析256
8.2.5 試驗模態256
8.2.6 對系統物理參數進行識別257
8.2.7 審核與修改準則257
8.2.8 對結構進行修改258
8.3 二次隔振自同步式振動篩的動力學建模與動態特性分析258
8.3.1 篩機的運動方程及其求解258
8.3.2 同步性條件和同步狀態的穩定性條件260
8.3.3 機體各部位的運動軌跡263
8.3.4 計算結果和試驗結果263
8.4 非線性振動離心脫水機的動力學建模與動態特性分析264
8.4.1 物料非線性慣性力及振動離心脫水機振動系統的運動方程264
8.4.2 振動離心脫水機的非線性振動響應266
8.4.3 振動離心脫水機的幅頻特性268
8.4.4 振動離心脫水機的試驗振動響應268
8.5 振動壓路機機架結構動態特性的動力有限元分析269
8.5.1 計算工況的確定269
8.5.2 機架結構模態分析272
8.5.3 振動壓路機機架應力的試驗分析272
8.6 長距離振動輸送機機體動態特性的傳遞矩陣分析方法275
8.6.1 固有頻率的計算276
8.6.2 固有振型的計算279
8.6.3 在簡諧激振力下的穩態響應279
8.6.4 彎曲振動係數的計算280
8.6.5 設計中彎曲振動的校核284
第9章 創新設計的概念?內涵與方法285
9.1 創新設計的概念285
9.2 創新設計戰略和路線圖的探討286
9.3 創新設計的特點286
9.4 創新設計的指導思想?目標?內容和方法287
9.5 做好創新設計應有科學方法論的指導293
9.6 創新設計要有創新思維,用好創新原理和方法294
第10章 振動機械創新設計實例298
10.1 引言298
10.2 研究出新原理299
10.3 發明了新機構300
10.4 建立了新模型301
10.5 發展了新理論301
10.6 提出了新方法302
10.7 研發了新技術303
10.8 研製了新機器303
10.9 創建了新學科304
附錄 本書常用符號306
參考文獻308
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