内  容  简  介
    本书着重叙述振动机械的工作理论与动态设汁方法。书中扼要介绍振动机械的用途、类型、工作原理及其典型构造，较系统地叙述振动机械的工艺过程的理沦及工艺参数的设计与计算方法．振动机械振动系统参数的  计算与频率比的选择方法，双电动机或多电动机驱动的振动机械振动同步和控制同步的理论，线性和非线性振动机械(其中包括惯性式振动机、弹性连杆式振动机和电磁式振动机等)动力学参数的汁算方法，振动机械及具零部件的动态设计的理论与方法等，书中还举出了若干计算实例.
    本书可作为工程类专业的大专院校的学生及研究生学习和参考，还可供科研院所的科技人员参考。

      前         言
    振动机械是20世纪后半期得到迅速发展的一类机械，它是利用振动原理来完成各种工艺过程的机械设备。目前这类机械已广泛应用于工农业生产及国防建设等各个部门，例如采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械、电力、水利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、轻工、食品和谷物加工、农田耕作、作物收割等。在人类日常生活等许多方面也有广泛应用。这类机械可有效完成许多工艺过程，例如给料、上料、输送、筛分、布料、烘干、冷却、脱水、选分、破碎、粉磨、光饰、  落砂、成型、整形、振捣、夯土、压路、摊铺、钻挖、装载、振仓、犁土、沉桩、拔桩、清理、捆绑、采油、时效、切削、检桩、检测、勘探、测试及诊断等。随着我国经济建设和科学研究事业的进一步发展，新用途的振动机械将会不断涌现，在各个部门的使用也将日益增多，并将发挥越来越重要的作用。为了使这类机械获得更有效的使用和促进其进一步的发展，对它们的工作理论与设计计算方法进行较系统和较详细的叙述是十分必要的，特别是随着现代科学技术，诸如非线性动力学理论与方法、现代设计理论与方法和计算机技术的迅速发展，应用最新的科学技术，对振动机械进行全面和系统的动态设计，是保证该类机械可靠和有效运行的重要措施和必要手段。
    本书是在闻邦椿、刘风翘所著《振动机械的理论及应用》一书的基础上，补充了若干新的内容，与刘树英、何勒共同编写而成。作者在总结自己多年来在振动机械的理论研究和试验研究，以及研制多种新型振动机械所积累的实际经验的基础上，  吸取了国内外科技工作者在这一领域所取得的最新重要研究成果，以及有关参考文献中所介绍的振动机械设计理论和方法。书中对振动机械的工作理论进行了较详细的叙述，例如物料滑行和抛掷运动的理论和筛分过程的理论、振动机械振动系统等效质量和等效阻尼的计算理论与方法、振动机械的隔振模态与主振动模态及弹簧刚度的设计计算方法、振动机械二次隔振的理论与计算方法、双电动机或多电动机驱动的振动机械的振动同步和控制同步的理论和方法、振动机械振动系统动力学理论与动力学参数的计算方法、振动机械及其主要零部件的动态设计方法等，并提出了若干新的见解和看法，举出一些计算实例.
    在编写本书的过程中，我们得到了东北大学机械电子工程研究所及有关兄弟单位同志们的支持，还得到研究生李振平和张静等同学的大力协助，在此一并向他们致以衷心的感谢。本书可能存在一些不妥之处甚至有错误，请广大读者予于指正。
                                                                                      闻邦椿
                                                                             2001年2月于沈阳
目  录

前  言
本书常用符号
第1章  振动机械的用途、分类、工作原理及构造-------------------------1
    1．1  振动机械的用途与分类--------------------------------------1
    I．1．1  振动机械的组成-----------------------------------------1
    1．1．2  振动机械的用途-----------------------------------------1
    1．1．3  振动机械的分类-----------------------------------------2
    1．2  惯性振动机械的工作原理与构造------------------------------4
    1．2．1  惯性激振器的形式---------------------------------------4
    1．2．2  线性或近似线性的非共振类惯性振动机械-------------------5
    1．2．3  线性或近似线性的近共振类惯性振动机械------------------13
    1．2．4  非线性惯性振动机械------------------------------------14
    1．2．5  冲击式惯性振动机械------------------------------------17
    1.3  弹性连杆式振动机械的工：作原理与构造----------------------19
    1．3．1  单质体弹性连杆式振动机械------------------------------19
    1．3．2  双质体弹性连杆式振动机械------------------------------20
    1．4  电磁式振动机械的工作原理与构造---------------------------22
    1．4．1  电磁式仓壁振动器--------------------------------------22
    1．4．2  电磁式振动给料机--------------------------------------22
    1．5  液压式振动机械的工作原理与构造---------------------------24
    1．5．1  液压式激振器的类型------------------------------------24
    1．5．2  液压式振动机械的典型构造------------------------------26
第2章  振动机械工艺过程的理沦及设计计算----------------------------27
    2．1  直线运动振动机械物料运动的理论及工艺参数计算-------------27
    2．1．1  物料滑行运动的理论------------------------------------27
    2．1．2  物料抛掷运动的理沦------------------------------------35
    2．1．3  物料运动状态与运动学参数的选择------------------------40
    2．1．4  实际输送速度与生产率的汁算----------------------------43
    2．1．5  计算实例----------------------------------------------47
    2．2  圆运动和椭圆运动振动机械物料运动的理论及工艺参数计算-----49
    2．2．1  振动工作面的位移、速度和加速度------------------------49
    2．2．2  物料滑行运动的理沦------------------------------------50
    2．2．3  物料抛掷运动的理沦------------------------------------54
    2．3  非谐和振动机械物料运动的基本特征-------------------------58
    2．3．1  正向和反向滑动的初始条件------------------------------58
    2．3．2  正向和反向滑动的终止条件------------------------------59
    2．3．3  物料的平均速度的汁算----------------------------------59
    2．4  物料筛分过程的概率理论-----------------------------------60
    2．4．1  物料颗粒每次跳动的透筛概率----------------------------60
    2．4．2  下落倾角及物料在整个筛长上的跳动次数------------------63
    2，4．3  普通振动筛物料透筛总概率的计算------------------------64
    2．4．4  多层筛画的概率筛物料透筛总概率的计算------------------64
    2．5  振动机械工艺过程的动力学理论-----------------------------68
第3章  振动机械的振动质量、系统阻尼和弹簧刚度的设计与计算----------71
    3．1  物料作滑行运动时结合质量与当量阻尼的计算-----------------71
    3．1．1  考虑物料非线性作用力时振动机械的振动方程--------------71
    3．1．2  振动方程的一次近似解及物料的结合系数与阻力系数--------72
    3．1．3  物料结合系数与阻力系数的计算--------------------------74
    2．1．4  物料的非线性作用力引起的高次谐波振动------------------76
    3．2  物料作抛掷运动时结合质量与当量阻尼的计算-----------------77
    3．2．1  考虑物料非线性作用力时振动机械的振动方程--------------77
    3．2．2  振动方程的一次近似解及物料的结合系数与阻力系数--------78
    3．2．3  物料结合系数与阻力系数的汁算结果与实验结果------------81
    3．3  振动机械弹性元件的结合质量的计算-------------------------84
    3．3．1  板弹簧的结合质量计算----------------------------------84
    3．3．2  圆柱螺旋弹簧的结合质量计算----------------------------86
    3．3．3  剪切橡胶弹簧的结合质量汁算----------------------------87
    3．4  振动机械振动系统的等效阻尼及所消耗功率的计算-------------88
    3．5  振动机械的隔振理论及隔振弹簧刚度的计算-------------------90
    3．5．1  非共振振动机械的两种常用的隔振方案--------------------90
    3．5．2  振动机械隔振效果的计算--------------------------------91
    3．5．3  一次隔振系统隔振参数的计算----------------------------91
    3．5．4  二次隔振系统隔振参数的计算----------------------------93
    3．6  近共振振动机械主振系统频率比的选择及弹簧刚度的计算-------96
    3．6．1  共振的利用及减少激振力的动力学方法--------------------96
    3．6．2  振幅稳定性和频率比的关系及加强振幅稳定性的措施--------97
    3．6．3  频率比的选取及主振弹簧刚度的计算----------------------99
    3．7  振动机械的隔振模态与主振动模态及主振动响应--------------100
第4章  双电动机与多电动机驱动的振动机械8的同步理论----------------103
    4．1  双电动机驱动平面运动惯性振动机械的振动同步--------------104
    4．1．1  平面单质体同向回转自同步振动机械的同步理论-----------104
    4．1．2  平面单质体反向回转自同步振动机械的同步理论-----------110
    4．1．3  平面单质体自同步振动机械同步状态的计算---------------113
    4．1．4  自同步振动机械的同步性试验的若干结果-----------------115
    4．2  双电动机驱动空间运动惯性振动机械的振动同步--------------116
    4．3  弹性连杆式振动机械的振动同步----------------------------122
    4．3．1  双激振器驱动弹性连杆式与电磁式振动机械的振动同步-----122
    4．3．2  弹性连杆式振动机械在机电耦合情况下的振动同步---------124
    4．4  双电动机或多电动机驱动的振动机械的控制同步--------------127
    4．4．1  双电动机驱动的机械系统的变结构控制同步---------------127
    4．4．2  平面单质体同向回转自同步振动机械相位差的模糊监督控制-127
    4．5  多电动机驱动的振动机械的复合同步------------------------129
第5章  惯性式振动机械的动力学参数的设计与计算---------------------132
    5．1  非共振单轴式惯性振动机械的动力学参数--------------------132
    5．1．1  平面运动单轴惯性振动机械的动力学---------------------132
    5．1．2  空间运动单轴惯性振动机械的动力学---------------------136
    5．2  非共振双轴式惯性振动机械的动力学参数--------------------139
    5．2．1  平面运动双轴惯性振动机械的动力学---------------------139
    5．2．2  空间运动双轴惯性振动机械的动力学---------------------142
    5．3  非共振多轴式惯性振动机械的动力学参数--------------------143
    5．3．1  床面运动的一般规律-----------------------------------143
    5．3．2  当θ2为π/2时的位移、速度和加速度曲线及差动系数的值--144
    5．4  线性近共振式惯性振动机械的动力学参数--------------------146
    5．4．1  单质体线性近共振振动机械的动力学---------------------146
    5．4．2  双质体线性近共振振动机械的动力学---------------------148
    5．5  非线性近共振惯性振动机械的动力学参数--------------------150
    5．5．1  软特性非线性弹簧摇床与振动离心摇床的动力学-----------150
    5．5．2  硬特性非线性振动离心脱水机与惯性共振筛的动力学-------155
    5．6  冲击式惯性振动机械的动力学参数--------------------------163
    5．7  惯性振动机械动力学参数的计算程序及计算实例--------------165
    5．7. 1  动力学参数计算程序-----------------------------------165
    5．7．2  动力学参数计算实例-----------------------------------165
    5．8  惯性振动机械的调整--------------------------------------168
    5．8．1  惯性激振器的调整-------------------------------------168
    5．8．2  振动系统的调整---------------------------------------169
    5．8．3  主振系统的调整---------------------------------------170
第6章  弹性连杆式振动机械的动力学参数的设计与计算-----------------172
    6．1  线性单质体弹性连杆式振动机械的动力学参数----------------172
    6．2  线性双质体弹性连杆式振动机械的动力学参数----------------173
    6．2．1  平衡式双质体弹性连杆振动机械-------------------------174
    6．2．2  不平衡式双质体弹性连杆振动机械-----------------------175
    6．3  多质体弹性连杆式振动机械的动力学参数--------------------178
    6. 4  非线性弹性连杆式振动机械的动力学参数--------------------180
    6．4．1  按二个自由度振动系统的分析---------------------------181
    6．4．2  按四个自由度振动系统的分析---------------------------183
    6．5  弹性连杆式振动机械的动力学参数的计算程序及计算实例------191
    6．5．1  隔振弹簧刚度-----------------------------------------191
    6．5．2  振动质体的计算质量与诱导质量-------------------------191
    6．5．3  主振固有频率和频率比---------------------------------192
    6．5．4  连杆弹簧和储能主振弹簧刚度的选取---------------------192
    6．5．5  所需的计算激振力及偏心距-----------------------------193
    6．5．6  非线性弹簧的隙幅比与刚度-----------------------------193
    6．5．7  电动机的功率-----------------------------------------194
    6．5．8  连杆作用力及转动轴转矩-------------------------------194
    6．5．9  传给地基的最大动载荷幅值-----------------------------195
    6．6  弹性连杆式振动机械的调试--------------------------------195
    6．6．1  连杆弹簧压缩量的调整---------------------------------195
    6．6．2  振动输送机工作点的调整-------------------------------196
第7章  电磁式振动机械的动力学参数的设计与计算---------------------199
    7．1  电磁式振动机械的电磁力的基本形式------------------------199
    7．2  电磁力为谐波形式的电磁式振动机械的动力学参数------------199
    7．2．1  半波整流电振机振幅及相位差角-------------------------202
    7．2．2  半波整流加全波整流电振机振幅及相位差角---------------203
    7．3  电磁力为非谐波形式的电磁式振动机械的动力学参数----------204
    7．3．1  可控半波整流电振机的电磁力及与振幅的关系-------------204
    7．3．2  降频电振机的电磁力及与振幅的关系---------------------206
    7．4  弹性力为非线性的电磁式振动机械的动力学参数--------------208
    7．4．1  非线性弹簧的类型、主要优点及计算特点-----------------208
    7．4．2  非线性橡胶弹簧的合成刚度及与预压量的关系-------------209
    7．4．3  用最小平方矩法求弹簧的等效刚度与系统的固有频率-------210
    7．4．4  非线性电振机的工作点及其对振幅稳定性的影响-----------211
    7．5  电磁式振动机械的动力学参数的计算程序与实例--------------212
    7．6  电磁式振动机械过渡过程的分析----------------------------216
    7．6．1  频率比的实验求法-------------------------------------216
    7．6．2  阻尼比的测定与计算-----------------------------------217
    7．6．3  能耗系数的测定与计算---------------------------------217
    7．6．4  物料结合系数的测定与计算-----------------------------218
    7．7  电磁式振动机械的测试------------------------------------218
    7．7．1  主振系统的凋整---------------------------------------219
    7．7．2  隔振系统的调整---------------------------------------221
    7．7．3  电气系统的调整---------------------------------------221
第8章  电磁式振动机械的电磁参数及控制系统-------------------------222
    8．1  电磁式振动机械的励磁方式--------------------------------222
    8．2  电磁式振动机械的电磁激振力------------------------------224
    8．2. 1  电磁力基本公式的导出---------------------------------224
    8．2．2  电振机的气隙磁通密度---------------------------------226
    8．2．3  电磁铁的最大磁通密度---------------------------------230
    8．2．4  各类电振机的电磁激振力-------------------------------231
    8．2．5  最大电磁激振力和主谐波激振力幅-----------------------234
    8．3  电磁式振动机械的负载电压与电流--------------------------236
    8．3．1  电振机负载电压的波形---------------------------------236
    3．5．2  电振机电流的平均值与有效值---------------------------237
    8．4  电磁式振动机械的功率与功率因数--------------------------240
    8．4．1  电振机的功率-----------------------------------------240
    8. 4．2  电振机的功率因数-------------------------------------241
    8．5  电磁式振动机械的电磁参数计算----------------------------242
    8．6  电磁式振动机械的控制------------------------------------248
    8．6．1  电振机的控制原理和方法-------------------------------248
    8．6．2  电振机的自动控制-------------------------------------252
第9章  振动机械零部件的动态设计方法-------------------------------254
    9．1  振动机械悬挂钢丝绳的横向振动及计算----------------------254
    9．2  大长度振动输送机体的弹性弯曲振动及计算------------------259
    9．3  共振筛筛框的有限元分析及静、动强度计算------------------268
    9．3．1  共振筛筛框的静强度计算-------------------------------269
    9．3．2  共振筛筛框的动强度计算-------------------------------279
    9．4  振动筛筛箱的有限元分析及动强度计算----------------------283
    9．4．1  振动筛的动态特性分析---------------------------------283
    9．4．2  振动筛的结构强度分析---------------------------------284
    9．5  振动机械弹性元件的计算----------------------------------286
    9．5．1  弹性元件(弹簧)的种类和用途---------------------------286
    9．5．2  弹性元件的组合刚度-----------------------------------287
    9．5．3  螺旋弹簧的刚度与强度计算-----------------------------288
    9．5．4  板弹簧的刚度与强度计算-------------------------------290
    9．5．5  橡胶弹簧的刚度与强度计算-----------------------------292
第10章  振动机械动态设计的内容与方法------------------------------301
    10．1  振动机械动态设计的内容---------------------------------301
    10．2  振动机械动态设汁的步骤和方法---------------------------303
    10．3  二次隔振自同步式振动筛的动力学建模与动态特性分析-------307
    10．3．1  筛机的运动方程式及其求解----------------------------307
    10．3．2  同步性条件和同步状态的稳定性条件--------------------309
    10．3．3  机体各部位的运动轨迹--------------------------------311
    10．3．4  计算结果和实验结果----------------------------------312
    10．4  非线性振动离心脱水机的动力学建模与动态特性分析---------312
    10．5  振动压路机机架结构动态特性的动力有限元分析-------------317
    10．5．1  计算工况的确定--------------------------------------317
    10．5．2  机架结构模态分析------------------------------------319
    10．5. 3  机架应力的实验分析----------------------------------320
    10．6  长距离振动输送机机体动态特性的传递矩阵分析法-----------323
    10．6．1  固有频率的计算--------------------------------------323
    10．6．2  固有振型的汁算--------------------------------------326
    10．6．3  在简谐激振力下的稳态响应----------------------------326
    10．6. 4  弯曲振动系数的汁算----------------------------------331
    10．6．5  设计中弯曲振动的校核--------------------------------331
参考文献----------------------------------------------------------332