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绪论1

第1篇 过程装备力学基础3

第1章 静力学3

1.1 基本概念和公理3

1.1.1 基本概念3

1.1.2 静力学公理4

1.2 约束和约束反力5

1.2.3 光滑铰链6

1.2.2 光滑接触面6

1.2.1 柔索6

1.2.4 固定端7

1.3 受力分析和受力图7

1.4 平面汇交力系的合成和平衡条件8

1.4.1 力在坐标轴上的投影9

1.4.2 合力投影定理9

1.4.3 平面汇交力系的平衡条件10

1.5 平面一般力系的简化和平衡条件11

1.5.1 力矩和平面力偶理论11

1.5.2 平面一般力系的简化13

1.5.3 平面一般力系的平衡条件14

思考题16

习题16

第2章 拉伸与压缩19

2.1 材料力学引言19

2.1.1 基本概念19

2.1.2 内力和应力19

2.2.1 直杆受拉伸（压缩）时横截面上的内力与应力21

2.2 轴向拉伸与压缩21

2.1.3 杆件变形的基本形式21

2.2.2 直杆轴向拉伸（压缩）时的强度条件23

2.2.3 直杆轴向拉伸（压缩）时的变形计算25

2.3 材料的力学性能26

2.3.1 材料的力学性能及其测试26

2.3.2 许用应力与安全系数30

2.4 简单拉压的超静定问题30

思考题32

习题33

3.1 剪切的概念与实例35

第3章 剪切与扭转35

3.2 剪切与挤压的实用计算36

3.2.1 剪切的实用计算36

3.2.2 挤压的实用计算36

3.3 扭转的概念与实例38

3.4 纯剪切38

3.5 圆轴扭转时的应力及强度条件39

3.5.1 外力偶矩的计算及横截面上的内力39

3.5.2 圆轴扭转时横截面上的应力41

3.5.3 圆轴扭转时的强度条件43

3.6 圆轴扭转时的变形及刚度条件45

思考题46

习题46

第4章 平面弯曲48

4.1 平面弯曲的概念和实例48

4.2 平面弯曲的内力分析49

4.2.1 剪力和弯矩49

4.2.2 剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图50

4.3.1 纯弯曲时梁横截面上的正应力53

4.3 平面弯曲的正应力计算53

4.3.2 常用截面的惯性矩和抗弯截面模量的计算56

4.3.3 弯曲正应力强度条件57

4.3.4 提高梁弯曲强度的措施58

4.4 平面弯曲的变形计算59

4.4.1 梁弯曲变形的度量——挠度和转角59

4.4.2 挠曲线近似微分方程及两次积分法59

4.4.3 用叠加法求梁的变形61

4.4.4 梁的刚度条件62

4.6.1 压杆稳定性的概念63

4.6 压杆稳定性简介63

4.5 简单超静定梁的求解63

4.6.2 提高压杆稳定性的措施64

思考题65

习题65

第5章 复杂应力状态及强度理论68

5.1 一点处应力状态的概念68

5.2 二向应力状态分析69

5.2.1 斜截面上的应力70

5.2.2 应力状态的分析与讨论70

5.3 三向应力状态及广义虎克定律简介72

5.4 强度理论简介73

5.5.1 弯曲与拉（压）的组合变形75

5.5 组合变形的强度计算75

5.5.2 弯曲与扭转的组合变形76

思考题77

习题77

6.1 过程装备用金属材料80

6.1.1 金属材料的主要性能80

第6章 过程装备材料80

第2篇 工程材料80

6.1.2 金属材料的晶体结构81

6.1.3 钢的热处理81

6.1.4 常用金属材料82

6.2 非金属材料88

6.2.1 高分子材料88

6.2.2 陶瓷材料89

思考题90

6.2.5 天然耐酸材料90

6.2.6 涂料90

6.2.4 石墨90

6.2.3 树脂基复合材料（玻璃钢）90

第3篇 机械设计基础92

第7章 螺纹连接92

7.1 螺纹连接的基本类型和螺纹连接件92

7.1.1 螺纹连接的基本类型92

7.1.2 螺纹连接件93

7.2.2 螺纹连接的防松95

7.2.1 螺纹连接的预紧95

7.2 螺纹连接的预紧和防松95

7.1.3 螺纹连接件的常用材料和力学性能等级95

7.3 提高螺栓连接强度的措施97

7.3.1 改善螺纹牙间的载荷分配不均的现象97

7.3.2 减小螺栓的应力幅97

7.3.3 减小应力集中98

7.3.4 避免附加弯曲应力98

7.3.5 采用合理的制造工艺98

思考题99

8.1.3 带传动的应用100

8.1.1 带传动的工作原理100

8.1.2 带传动的类型和特点100

8.1 带传动概述100

第8章 带传动及链传动100

8.2 带传动工作情况分析101

8.2.1 带传动的受力分析101

8.2.2 带的应力分析101

8.2.3 带传动的弹性滑动与失效形式102

8.3 V带传动及其选用计算103

8.3.1 V带的结构103

8.3.2 普通V带规格和基本尺寸104

8.3.3 普通V带带轮的结构105

8.3.4 带传动的张紧装置106

8.3.5 V带传动设计计算107

8.4 链传动简介113

8.4.1 链传动的组成113

8.4.2 链传动的类型113

8.4.3 链传动的特点与应用114

思考题114

习题114

9.1 齿轮传动概述115

第9章 齿轮传动及蜗杆传动115

9.2 齿轮啮合的基本定律与渐开线齿廓116

9.2.1 齿轮啮合的基本定律116

9.2.2 渐开线齿廓116

9.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及基本尺寸118

9.3.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称118

9.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸118

9.4 渐开线齿轮的正确啮合条件和连续传动条件120

9.4.1 渐开线齿轮的正确啮合条件120

9.5.1 齿轮的加工方法121

9.5 齿轮的加工、最少齿数与传动精度等级的选择121

9.4.2 渐开线齿轮连续传动条件121

9.5.2 齿轮的根切与最少齿数122

9.5.3 齿轮传动精度等级的选择122

9.6 斜齿圆柱齿轮传动123

9.6.1 斜齿圆柱齿轮的形成及其传动特点123

9.6.2 斜齿轮的几何尺寸计算124

9.7 齿轮传动的失效形式和齿轮材料126

9.7.1 齿轮传动的失效形式126

9.7.2 齿轮材料127

9.9.1 蜗杆传动的特点和应用128

9.9.2 蜗杆传动的分类128

9.9 蜗杆传动简介128

9.8 锥齿轮传动简介128

9.9.3 蜗杆传动的失效形式与材料选择129

9.10 齿轮、蜗杆、蜗轮的结构129

9.10.1 齿轮结构129

9.10.2 蜗杆与蜗轮的结构130

思考题131

习题131

10.1 轴的分类及设计要点133

第10章 轴及其连接133

10.2 轴常用的材料134

10.2.1 碳素钢134

10.2.2 合金钢134

10.2.3 球墨铸铁134

10.3 轴径的初步计算135

10.4 轴的结构设计136

10.4.1 轴上零件的定位与固定136

10.4.2 轴的加工与轴上零件装拆的要求137

10.4.3 减少应力集中的措施137

10.5.2 轴的刚度计算138

10.5 轴的工作能力校核计算简介138

10.5.1 轴的强度校核计算138

10.5.3 轴的振动稳定性概念139

10.6 轴的连接139

10.6.1 联轴器140

10.6.2 离合器142

思考题144

习题144

11.1 轮系的分类及功用145

11.1.1 轮系的分类145

第11章 轮系及减速器145

11.1.2 轮系的功用146

11.2 定轴轮系的传动比146

11.3 减速器148

11.3.1 减速器的主要型式及应用特点148

11.3.2 减速器的组成、结构和润滑149

11.3.3 标准减速器150

思考题151

习题151

12.1.1 滑动轴承的摩擦状态及特点152

第12章 轴承152

12.1 滑动轴承152

12.1.2 滑动轴承的结构与材料153

12.1.3 滑动轴承的润滑156

12.1.4 非流体润滑滑动轴承的计算157

12.2 滚动轴承159

12.2.1 滚动轴承的结构、类型和代号159

12.2.2 滚动轴承的选择162

12.2.3 滚动轴承部件的组合设计163

习题164

思考题164

第4篇 压力容器及管道设计基础165

第13章 内压容器165

13.1 概述165

13.1.1 压力容器设计内容及有关规范165

13.1.2 压力容器的总体结构及其设计特点165

13.1.3 压力容器的分类166

13.1.4 压力容器的失效形式与设计准则167

13.2 内压薄壁容器设计的理论基础168

13.2.1 无力矩理论的基本概念168

13.2.3 无力矩理论的基本方程式169

13.2.2 回转壳体的几何关系169

13.2.4 无力矩理论在容器应力分析中的应用171

13.2.5 无力矩理论的应用条件174

13.3 容器边缘应力及其处理174

13.3.1 边缘应力的产生174

13.3.2 边缘应力的特性175

13.3.3 边缘应力在设计中的处理175

13.4 内压薄壁容器的设计176

13.4.1 内压筒体设计176

13.4.2 内压封头设计177

13.4.3 设计技术参数的确定182

13.5 容器的压力试验184

思考题187

习题187

第14章 外压容器188

14.1 概述188

14.1.1 外压容器的稳定性188

14.1.2 外压容器的临界压力188

14.2 外压圆筒的稳定性计算188

14.2.2 外压圆筒的临界压力计算189

14.2.1 外压圆筒的分类189

14.2.3 外压圆筒的临界长度190

14.3 外压容器的工程设计190

14.3.1 外压容器设计参数190

14.3.2 外压圆筒设计191

14.3.3 外压球壳设计196

14.3.4 外压封头设计196

思考题197

14.4 加强圈设计简介197

习题198

第15章 压力容器通用零部件199

15.1 概述199

15.2 公称直径和公称压力199

15.2.1 公称直径199

15.2.2 公称压力200

15.3 法兰连接201

15.3.1 法兰连接结构201

15.3.2 法兰标准204

15.4.1 卧式容器支座210

15.4 容器支座210

15.4.2 立式容器支座213

15.5 容器开孔补强214

15.5.1 容器主要的开孔装置214

15.5.2 开孔补强的设计与结构215

思考题218

16.1.1 压力管道定义219

16.1.2 压力管道的分类219

16.1.3 压力管道的基本组成219

16.1 概述219

第16章 压力管道设计219

16.2 管道器材及其选择220

16.2.1 管子及其选择220

16.2.2 管件及其选择223

16.2.3 阀门225

16.3 管道支吊架及其选用228

16.3.1 管道支吊架的分类228

16.3.2 常用管道支吊架的结构特征及其应用228

16.3.3 管道支吊架的选用230

16.4 管道设计概论230

16.4.1 管道的设计程序和主要内容230

16.4.2 管道设计的一般原则231

思考题232

16.4.3 管道的结构设计232

第5篇 过程设备概论234

第17章 传热与传质设备234

17.1 换热设备234

17.1.1 概述234

17.1.2 管壳式换热设备236

17.1.3 换热设备技术进展概述238

17.2 塔设备238

17.2.1 概述238

17.2.3 塔设备的技术进展概述240

17.2.2 塔设备的总体结构240

思考题241

第18章 化学过程设备242

18.1 概述242

18.1.1 化学过程设备的应用及其特性242

18.1.2 化学过程设备的类型242

18.2 釜式反应设备243

18.2.1 釜式反应设备的总体结构243

18.2.2 釜体243

18.2.4 搅拌装置244

18.2.3 传热装置244

18.2.5 传动装置245

18.2.6 密封装置245

思考题245

第19章 机械过程设备246

19.1 物料输送设备246

19.1.1 液体输送设备246

19.1.2 气体输送设备247

19.1.3 固体物料输送设备248

19.2.1 固液分离设备249

19.2 机械分离设备249

19.2.2 气固分离设备251

19.3 粉体加工设备252

19.3.1 粉体粉碎过程设备252

19.3.2 粉体分级设备254

思考题256

附录1 型钢尺寸规格表257

附录2 钢板许用应力259

附录3 钢管许用应力261

参考文献262