《21世纪先进制造技术丛书》序

前言

第1章 绪论 1

1.1 车床概述 1

1.2 数控车床概述 2

1.3 数控车床分类 3

1.4 数控刀架概述 5

1.5 数控刀架分类 6

1.6 动力刀架 8

1.6.1 动力刀架的类别 9

1.6.2 动力刀架的用途 11

1.6.3 动力刀架的结构 12

1.7 数控刀架的发展 15

第2章 数控刀架原理 17

2.1 数控刀架通用设计原理 17

2.2 数控刀架核心零件 18

2.2.1 端齿盘 18

2.2.2 端齿盘的精度指标 20

2.2.3 端齿盘材料选用与热处理要求 20

2.2.4 端面齿受力计算 21

2.3 数控刀架精度检测 25

2.3.1 刀架几何精度检测 25

2.3.2 刀架刚性检测 27

第3章 数控刀架的应用 31

3.1 经济型数控刀架的应用 31

3.2 普及型数控刀架的应用 32

3.3 高档数控刀架的应用 35

第4章 数控刀架的典型结构 38

4.1 高速动力刀架结构 38

4.2 经济型动力刀架结构 42

4.3 气压锁紧旋转动力刀架结构 43

4.4 内置电机式动力刀架结构 46

4.5 双伺服动力刀架结构 53

4.6 单电机动力刀架结构 59

4.7 双向选刀动力刀架结构 67

4.8 气压锁紧动力刀架结构 80

4.9 单伺服电机驱动动力刀架结构 83

4.10 径向出刀双伺服刀架结构 88

4.11 直驱式伺服刀架结构 91

4.12 含Y轴动力刀架结构 94

4.13 回转式刀座 100

4.14 具有旋转锁紧结构动力刀架结构 105

4.15 含冷却装置动力刀架结构 107

4.16 皇冠式转塔动力刀架结构 110

4.17 内置力矩电机动力刀架结构 112

4.18 精密三联齿盘刀架结构 120

4.19 精确分度定位刀架结构 121

第5章 数控刀架结构可靠性设计 125

5.1 结构可靠性设计理论 126

5.1.1 可靠性设计的摄动法 126

5.1.2 任意分布参数可靠性的设计 128

5.1.3 可靠性灵敏度的设计方法 129

5.1.4 可靠性灵敏度无量纲化 130

5.2 齿轮系统可靠性求解算例 131

5.2.1 确定随机参数 131

5.2.2 基于人工神经网络算法的可靠度求解 131

5.2.3 一次二阶矩法求解可靠度 136

5.2.4 蒙特卡罗法求解可靠度 136

5.2.5 齿轮的可靠性灵敏度分析 138

第6章 数控刀架可靠性试验 140

6.1 数控刀架性能试验 140

6.1.1 刀架性能试验 140

6.1.2 刀具位置、转速、转矩检测试验 141

6.1.3 定位精度检测试验 143

6.2 动力刀架动态特性试验 145

6.3 伺服电机性能检测 149

6.3.1 转矩波动系数测试 149

6.3.2 转速波动系数测试 150

6.3.3 负载变化转速调整率 150

6.3.4 系统效率测试 151

6.3.5 正反转速差率 151

6.4 转位电机在线性能检测 151

6.5 试验数据统计分析方法 152

6.5.1 数据分析的直方图法 153

6.5.2 极大似然估计 154

6.5.3 皮尔逊检验 155

参考文献 1572100433B

《数控刀架的典型结构及可靠性设计》系统地阐述了数控刀架典型结构及可靠性设计的理论与方法。内容包括:数控机床的基础知识，动力刀架的基本理论，数控刀架核心零件和数控刀架典型结构的设计与分析及其在机床上的应用，数控刀架的精度检测技术，数控刀架部件的可靠性设计方法，数控刀架的可靠性试验方法，数控刀架伺服电机的性能试验方法，数控刀架转位电机的可靠性试验方法，实验数据统计和分析的基本方法等。《数控刀架的典型结构及可靠性设计》内容丰富，概念清晰，阐述详尽，系统性强，为读者展现了多种数控刀架典型结构及可靠性设计方法，有助于开阔读者的视野。

《土木工程研究生系列教材·工程结构可靠性设计原理》是土木工程研究生系列教材之一。《土木工程研究生系列教材·工程结构可靠性设计原理》共八章及两个附录。主要内容为绪论，结构可靠性的基本概念和原理，结构可靠度的计算方法，结构上的作用和作用效应，结构及结构构件的抗力，结构可靠度校准及极限状态设计，结构的稳健性与抗连续倒塌设计及既有结构可靠性评估。附录A 给出了有关结构可靠性的一些中英文名词对照，附录B简要回顾了概率论与数理统计的基本概念。

译 者 序　现在奉献给读者的《结构可靠性设计》一书是根据《Reliability-based Structural Design》（2010年版）翻译的。原书作者是美国佐治亚理工大学乔治·W.伍德拉夫机械工程学院副教授崔胜谦等人，这是他们增删多次后最新的一部力作。

这是一本关于结构系统可靠性分析及优化设计方法的专业书籍。本书系统、深入地论述了结构可靠性设计与优化方法，并提出了针对复杂系统可靠性设计问题的高效计算方法。全书特别注重理论与实际的紧密结合，书中介绍了多样化的工程计算实例，并给出了详细的计算过程，便于读者更加深刻地理解理论方法。因此，本书非常适合本科生和研究生学习结构可靠性分析与设计、可靠性优化等理论知识。同样，本书对于工程师、研究人员以及技术管理人员学习可靠性分析与优化理论基础、计算实现以及应用概率分析和设计解决工程实际问题，也具有重要的参考价值。

译者在从事车辆系统结构强度及疲劳寿命可靠性分析、结构优化设计等方面的研究工作中发现，一种准确高效的可靠性分析方法对于解决复杂系统的可靠性问题具有非常重要的意义。本书提出了基于随机扩展技术的可靠性分析及优化设计方法，并通过计算实例验证了这些方法的准确程度及计算效率，从而能够有效解决复杂系统的可靠性计算问题。希望本书的出版能够给予从事相关研究的人员以启迪。

本书的完成首先要感谢装备科技译著出版基金的资助，如果没有基金的资助，作者无法开展著作的翻译工作。本书翻译过程中，得到了北京理工大学苑士华教授和清华大学李克强教授的鼓励与指导，译者深表感谢。〖JP 1〗　装甲兵工程学院机械工程系洪煌杰、李建阳、王钦龙、韩立军、栗浩展、李同飞等研究生参与了本书的翻译工作。装甲兵工程学院王红岩教授、高连华教授认真审阅了全文译稿，提〖JP 2〗出了不少改进意见。装甲兵工程学院王良曦教授对本书译稿提出了许多宝贵的修改意见和建议，他们对本书倾注的热情和支持令人感动。同时，译者对装甲兵工程学院郝娜老师以及国防工业出版社冯晨编辑在装备科技译著出版基金申请及本书出版过程中给予的支持与帮助表示由衷的感谢。〖JP〗　译者对原著印刷方面的错误，一经发现便予以纠正而不加说明。译文不妥之处在所难免，诚请读者指正。

本手册共22章。第1章绪论阐述了关于结构可靠性设计的重要概念、适用范围、装备结构可靠性与耐久性主要参数和结构可靠性设计主要工作项目；第2章阐述了结构主要失效模式；第3章介绍了提高结构可靠性的设计要求与措施，重点是结构的抗疲劳设计与防腐蚀（烧蚀）设计；第4章～第6章详细叙述了载荷/环境及载荷谱，包括了载荷的统计分析与提高载荷谱统计真实性与可靠性的技术；第7章介绍了与结构可靠性分析相关的材料力学性能（强度、疲劳与断裂性能）的可靠性分析方法；第8章～第9章分别介绍了零构件与结构体系的静强度可靠性分析技术；第10章～第12章分别阐述了结构的疲劳、损伤容限和耐久性分析技术；在第13章介绍了结构的破坏危险性（疲劳断裂可靠性）分析技术以及疲劳分散系数；第14章介绍了腐蚀环境下结构的使用寿命评定技术；第15章介绍了为保证结构动强度可靠性的振动、噪声和颤振控制与分析技术，第16章则阐述了各类装备结构的可靠性试验技术。第17章～第22章中介绍了典型装备结构可靠性试验、分析与使用寿命评定的一些应用范例。

本手册内容全面、系统、具备实用性与先进性，在强调可供设计人员应用的前提下，讲清道理，明确方法，阐明适用范围，为各类装备的设计人员贯彻结构可靠性设计思想与要求提供了重要的设计工具，可供从事装备结构设计、分析与试验的技术人员使用，对于高等院校相关专业的师生和从事结构可靠性研究的科研工作者也有重要的参考价值。