橡胶件的工程设计及应用

橡胶件的工程设计及应用(清晰版)目 录






第 1 章 橡 胶 的 基 本 特 性 及 材 料 选 择 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1

1 .1 概述 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1
1 .2 橡胶的特点及基本特性 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1 .2 .1 橡胶的特点 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1 .2 .2 橡胶的基本特性 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1 .3 橡胶材料的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 19


第 2 章 橡 胶 件 的 设 计 计 算

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21



2 .1 设计橡胶减振件时的注意事项⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21
2 .2 橡胶减振件的强度特性及许用应力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22
2 .2 .1 橡胶减振件的强度特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22
2 .2 .2 拉伸和压缩变形的最大允许载荷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 23
2 .2 .3 橡胶的许用应力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 24
2 .3 矩形橡胶件计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 25
2 .3 .1 矩形橡胶减振件计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 27
2 .3 .2 矩形断面棒受扭转变形的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 28
2 .4 矩形橡胶堆计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29
2 .4 .1 矩形橡胶堆的垂向刚度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29
2 .4 .2 矩形橡胶堆的水平向刚度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30
2 .4 .3 矩形橡胶堆水平向刚度计算并与实测结果对比⋯⋯ 34
2 .5 矩形橡胶垫的弯曲刚度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 39
2 .6 圆形橡胶垫的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 40
2 .6 .1 圆形橡胶垫的垂向及横向变形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 40
2 .6 .2 圆形橡胶垫的弯曲变形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 41


2 .6 .3 中间有孔圆形橡胶垫的垂向、横向及扭转变形 ⋯⋯ 42
2 .6 .4 圆断面棒受扭转变形计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 43
2 .7 圆 柱形橡胶堆计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 44
2 .7 .1 圆柱形橡胶堆的垂向刚度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 44
2 .7 .2 圆柱形橡胶堆的水平向刚度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 44
2 .8 环 形断面橡胶堆计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 45
2 .8 .1 环形断面橡胶堆的垂向刚度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 45
2 .8 .2 环形断面橡胶堆的水平向刚度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 46
2 .9 具有等剪应力的扭转圆盘⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 47
2 .10 橡胶销套 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 47
2 .10 .1 橡胶销套的结构形式及压装 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 47
2 .10 .2 球形橡胶连杆销套及系列产品举例 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 49
2 .10 .3 橡胶销套的轴向剪切变形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 52
2 .10 .4 具有等剪应力的橡胶销套的轴向变形 ⋯⋯⋯⋯⋯ 53
2 .10 .5 橡胶销套的扭转变形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 54
2 .10 .6 具有等剪应力的橡胶销套的扭转变形 ⋯⋯⋯⋯⋯ 55
2 .11 像胶销套的径向变形( 方法之一) ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 55
2 .12 橡胶销套的径向变形( 方法之二) ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 58
2 .13 橡胶销套的弯曲变形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 61
2 .14 多层圆筒形橡胶套非等值径向刚度计算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62
2 .14 .1 单层橡胶套的径向刚度计算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 63
2 .14 .2 多层圆筒形橡胶套的径向刚度计算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 64
2 .14 .3 计算实例及分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 65
2 .15 椭圆形断面橡胶堆刚度计算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 66
2 .15 .1 椭圆形断面橡胶堆的垂向刚度 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 66
2 .15 .2 椭圆形断面橡胶堆的水平向刚度 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 67
2 .15 .3 椭圆形断面橡胶堆的刚度计算实例及与实测值
对比 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

68

2 .16 圆断面橡胶环的压缩变形( 横向无约束)

⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 72

2 .16 .1 接触宽度和最大应力

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 74

2 .16 .2 橡胶密封环计算例题

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 74

2 .17 厚壁圆柱形橡胶套的径向变形( 两力相对作用于
外壁) ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 76

2 .18 橡胶球受压变形

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 77

2 .19 半圆柱形和 D 型橡胶套的径向变形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 78

2 .19 .1 半圆柱形橡胶套的径向变形

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 78

2 .19 .2 D 型橡胶套的径向变形

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 80


2 .20

圆柱形筒的轴向压缩

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 81


2 .21

橡胶件同时受压和受剪的计算

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 82

2 .21 .1 同时受压和受剪的橡胶垫

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 82

2 .21 .2 同时受压受剪的橡胶堆计算举例

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 83

2 .22 锥形橡胶套计算

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 86

2 .22 .1 受轴向力的锥形橡胶套
2 .22 .2 锥形套受轴向力的例题
2 .22 .3 受径向力的锥形橡胶套
2 .22 .4 锥形套受径向力的例题

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 86
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 87
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 89
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 90

2 .22 .5 锥形橡胶套非等值径向刚度计算

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 91

2 .22 .6 锥形橡胶套非等值径向刚度的例题
2 .22 .7 带切口锥形橡胶套的轴向刚度计算
2 .22 .8 多层锥形橡胶套的非等值刚度计算

⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 92
⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 94
⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 95

2 .22 .9 锥形橡胶套的扭转变形

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 99


2 .23

2 .24

2 .25

刚性压头引起的橡胶块的凹痕⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 橡胶受压经刚性板上小孔的突出量计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯
大变形橡胶件的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 01

1 02

1 03

2 .25 .1 概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .2 橡胶制气球的膨胀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .3 圆柱形橡胶管的膨胀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .4 球形孔的膨胀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .5 二次应力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .6 大变形橡胶件的例题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 03

1 03

1 05

1 05

1 07

1 09

2 .26 橡胶件的有限元分析简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

1 10


2 .26 .1 材料的特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 10
2 .26 .2 材料举例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 12
2 .26 .3 术语和验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 13


第 3 章 橡 胶 销 套 的 压 配 合 计 算 及 试 验 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

1 18




3 .1 概述

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

1 18

3 .2 橡胶套压配合的理论分析

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 18

3 .2 .1 计算公式

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 18

3 .2 .2 橡胶套的计算弹性模数 E′⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 20

3 .2 .3 橡胶套内外压力的计算

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 20

3 .2 .4 对系数 A 的确定及验证 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 23

3 .3 橡胶套外圈压紧力 p′的测定

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 24

3 .3 .1 测试装置、试验过程及方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 24

3 .3 .2 测试结果

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 25

3 .4 压配合橡胶套的应力分布
3 .5 橡胶套压配合的计算例题

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 25

1 28

3 .6 橡胶销套压配合研究的结论

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 30

3 .7 橡胶套的应力松弛测量

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 31




第 4 章 橡 胶 件 的 工 程 应 用 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

1 33




4 .1 概述

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

1 33

4 .2 橡胶连杆销套

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 33

4 .2 .1 连杆纵向刚度计算
4 .2 .2 连杆横向刚度计算
4 .2 .3 连杆垂向刚度计算

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 35

1 35

1 36

4 .3 橡胶连杆销套计算举例及与实测值对比

⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 36

4 .4 高圆弹簧加橡胶垫的刚度

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 40

4 .4 .1 高圆弹簧两端加橡胶垫的横向刚度计算

⋯⋯⋯⋯


1 41

4 .4 .2 高圆弹簧两端加橡胶垫的计算例题及与实测值

对比 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

1 42

4 .4 .3 高圆弹簧所加橡胶垫厚度的合理选择

⋯⋯⋯⋯⋯


1 47

4 .4 .4 高圆弹簧一端加橡胶垫的横向刚度计算

⋯⋯⋯⋯


1 48

4 .4 .5 圆弹簧一端加橡胶垫的横向刚度计算例题及与

实测值对比

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 48

4 .5 高圆弹簧加橡胶垫的稳定性

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 50

4 .5 .1 高圆弹簧加橡胶垫的临界载荷的确定

⋯⋯⋯⋯⋯


1 51

4 .5 .2 高圆弹簧加橡胶垫的稳定性计算例题及实测

⋯⋯ 1 56

4 .6 桥梁橡胶支承
4 .6 .1 计算例题

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 59

1 59

4 .6 .2 桥梁橡胶支承耐久性的实例

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 61

4 .7 风洞分流门的橡胶转轴

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 62

4 .8 人字形橡胶弹簧
4 .9 车钩缓冲橡胶件

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 63

1 66

4 .9 .1 剪切刚度
4 .9 .2 径向刚度

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 66

1 67

4 .9 .3 橡胶件刚度的计算值与实测值的对比

⋯⋯⋯⋯⋯


1 69

4 .10 橡胶弹性联轴节⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
4 .11 矩形橡胶堆及系列产品举例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第 5 章 橡 胶 件 的 隔 振 和 降 噪 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 70

1 71


1 73




5 .1 振动的基本理论

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

1 73

5 .2 隔振设计举例

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 76

5 .2 .1 仪器设备的隔振

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 76

5 .2 .2 柴油机隔振

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯


1 83




参 考 文 献 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯