机械基础

全国高等院校过程装备与控制工程专业系列规划教材过程装备机械基础主编于新奇吕小荣参编郭彦书赵志广彭培英朱玉峰齐安宾朱海荣陈松柏主审刘元鹏副主编刘爱敏张道文杨萍内容简介本书系统全面地介绍了化学工程与工艺类专业学生所应具备的机械基础知识，内容主要包括5部分：第1部分工程力学基础(第1～7章)、第2部分机械传动基础(第8～10章)、第3部分过程装备材料(第11章)、第4部分容器设计基础(第12～15章)和第5部分典型过程设备(第16～18章)。各章由工程实例引出主要内容，突出实用特色，注重深度和广度的关系，适度反映学科前沿知识。本书可作为高等学校化学工程与工艺类专业及相近专业(石化、生化、制药、冶金、环保、能源等)的教材，也可供有关科研、设计部门和生产单位的工程技术人员参考。图书在版编目(CIP)数据过程装备机械基础/于新奇主编.—北京：北京大学出版社，2009.8(全国高等院校过程装备与控制工程专业系列规划教材)ISBN978-7-301-15651-3Ⅰ.过…Ⅱ.于…Ⅲ.化工过程—化工设备：机械装备—高等学校—教材Ⅳ.TQ051中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第137502号书名：过程装备机械基础著作责任者：于新奇主编责任编辑：郭穗娟李楠童君鑫标准书号：ISBN978-7-301-15651-3/TH·0155出版者：北京大学出版社地址：北京市海淀区成府路205号100871网址：电话：邮购部62752015发行部62750672编辑部62750667出版部62754962电子邮箱：[e-mail]印刷者：发行者：北京大学出版社经销者：新华书店787毫米×1092毫米16开本23.5印张547千字2009年8月第1版2009年8月第1次印刷定价：38.00元未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有侵权必究举报电话：[phone]电子邮箱：[e-mail]前言本书根据化学工程与工艺类专业对学习过程装备课程的基本要求，总结长期教学实践经验，在参考国内其他同类教材的基础上，结合过程装备的特点编写而成。其目的是使学生获得必要的机械基础知识，对过程设备有较深的认识，为以后走上工艺类技术人员与设备类技术人员的工作岗位打下良好基础。本书注重理论与工程应用的有机结合，实用性强。每章均以工程实例引出主要内容，期望提高学生的学习兴趣；通过例题、思考题和习题，帮助学生理解基本概念和基本理论，培养学生分析问题和解决问题的能力。除作为教材外，本书还可供相关专业的读者和工程技术人员参考。本书共分5部分：第1部分工程力学基础(第1～7章)，重点介绍平衡物体的受力分析、拉伸与压缩、剪切及扭转、弯曲及组合变形的基本概念与计算；第2部分机械传动基础(第8～10章)，主要介绍带传动，齿轮传动，轴、轴承和联轴器等常用传动的结构与应用；第3部分过程装备材料(第11章)，包括材料的机械性能，过程装备常用金属、非金属等材料的牌号、性能与应用，材料的腐蚀与防腐等内容；第4部分容器设计基础(第12～15章)，在阐明基本概念的基础上，根据现行国家标准，介绍容器的设计计算方法、监察与检验；第5部分典型过程设备(第16～18章)，主要介绍换热设备、塔设备和搅拌反应设备的工作原理、结构形式及提高其工作效率的方法。本书编写分工为：第1、5章由齐安宾编写；第2、3章由朱海荣、朱玉峰编写；第4、11、15、18章由于新奇编写；第6、7章由朱玉峰编写；第8～10章由赵志广编写；第12、13章由彭培英编写；第14、16、17章由郭彦书编写。全书由于新奇统稿并最终定稿。由于编者水平有限，书中如有错误或欠妥之处，衷心希望读者予以指正。编者2009年5月目录第1章静力学基础.........................................11.1静力学的基本概念.................................11.2静力学公理.............................................31.2.1静力学公理一——二力平衡公理.....................................31.2.2静力学公理二——加减平衡力系公理.............................31.2.3静力学公理三——力的平行四边形公理.........................41.2.4静力学公理四——作用与反作用公理.................................41.3约束与约束反力.....................................51.3.1基本概念.....................................51.3.2约束类型.....................................51.4受力分析和受力图.................................7本章小结..........................................................9思考题............................................................10习题...............................................................10第2章平面汇交力系...................................122.1平面汇交力系的合成...........................132.1.1平面汇交力系的分类...............132.1.2平面汇交力系的合成方法.......132.2平面汇交力系的平衡条件...................152.2.1平面汇交力系平衡的几何条件...................................152.2.2平面汇交力系平衡的解析条件...................................16本章小结........................................................18思考题............................................................18习题...............................................................18第3章平面一般力系...................................203.1力矩与力偶...........................................203.1.1力矩...........................................203.1.2力偶与力偶矩...........................213.2平面一般力系的简化...........................223.2.1力的平移定理...........................223.2.2平面一般力系的简化实例........233.2.3固定端约束...............................243.3平面一般力系的平衡条件和平衡方程...............................................24本章小结........................................................27思考题............................................................28习题...............................................................28第4章直杆的拉伸与压缩..........................314.1构件变形的基本形式...........................314.2直杆拉伸与压缩时的力与变形............324.2.1工程实例...................................324.2.2直杆拉伸与压缩时横截面上的内力...........................................334.2.3直杆拉伸与压缩时横截面上的应力...........................................344.2.4直杆拉伸与压缩时的变形........364.3材料拉伸与压缩的力学性能................384.3.1拉伸试验及材料的力学性能....384.3.2材料压缩时的力学性能............414.4直杆拉伸与压缩时的强度条件............424.4.1许用应力与安全系数................424.4.2直杆拉伸与压缩时的强度条件...................................424.5热应力...................................................44本章小结........................................................46思考题............................................................46习题...............................................................47第5章剪切及扭转........................................495.1剪切与挤压...........................................495.1.1剪切变形...................................49过程装备机械基础·IV··IV·5.1.2剪切及其强度计算...................505.1.3剪切胡克定律...........................515.1.4挤压及其强度计算...................515.2圆轴扭转时的外力和内力...................535.2.1扭转实例...................................535.2.2外力偶矩...................................535.2.3扭转时的内力——扭矩...........535.3圆轴扭转时的应力...............................565.4圆轴扭转时的强度计算和刚度计算....585.4.1强度计算...................................585.4.2圆轴的变形及刚度计算...........58本章小结........................................................60思考题............................................................61习题...............................................................61第6章梁的弯曲............................................63