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1　绪论1

1.1 机械设计1

1.1.1　机械设计的概念1

1.1.2　机械设计的类型与步骤1

1.1.3　机械设计的任务4

1.1.4　机械设计的发展10

1.2　机械系统13

1.2.1　系统的概念及特性13

1.2.2　机械系统的组成14

1.3　机械系统设计的特点与方法16

1.3.1　机械系统设计的特点16

1.3.2　系统的分解17

1.3.3　系统分析18

1.3.4　系统的评价21

2　机械产品功能原理设计23

2.1　概述23

2.2.1　功能原理设计的工作特点24

2.2　功能原理设计的工作特点和工作内容24

2.2.2　功能原理设计的任务和主要工作内容25

2.3　功能、功能单元与功能结构25

2.3.1　功能26

2.3.2　功能单元26

2.3.3　功能结构和功能系统分析27

2.4　功能类型及其对应的求解思路28

2.4.1 功能类型28

2.4.2　几种对应的求解思路30

2.5　分功能求解的方法36

2.5.1　分功能求解的基本思路36

2.5.2　工作原理36

2.5.3　功能载体37

2.5.4　知识库38

2.5.5　通过原理求解的要点39

2.6.1　检索与选择40

2.6　求解的组合方法40

2.6.2　变异41

2.6.3　方法库42

2.6.4　定量分析43

2.6.5　变体分析44

2.7　原理方案综合45

2.7.1　形态学矩阵45

2.7.2　原理方案设计的主要步骤46

2.8　功能原理设计中的创造性问题46

2.8.1　创造力的构成46

2.8.2　创造性思维47

3　机械设备系统实用化设计51

3.1　实用化设计的任务和程序51

3.2　机械设备系统总体设计概述51

3.3　机械设备系统的总体布置设计52

3.3.1　执行系统的布置52

3.3.2　传动系统的布置53

3.3.3　控制系统的布置55

3.3.4　动力系统及其他系统的布置55

3.4　机械设备系统的总体结构设计56

3.4.1　基本参数设计56

3.4.2　执行系统设计57

3.4.3　传动系统设计61

3.4.4　操纵系统设计74

3.4.5　控制系统设计简介77

3.5　机械设备结构设计86

3.5.1 零件的相关和结构要素87

3.5.2　零件的结构方案设计原理88

3.5.3　结构设计中的强度和刚度问题92

3.5.4　零件结构设计的工艺问题97

3.5.5　结构设计中的材料选择98

3.6.1　机械优化设计103

3.6　实用化设计中的设计技术问题103

3.6.2　抗疲劳设计106

3.6.3　机械可靠性设计108

3.6.4　抗振性设计112

3.6.5　人机学设计的几个问题115

3.6.6　其他设计技术简介119

4　机械设备系统商品化设计123

4.1　产品商品化设计要点123

4.2　产品适用性设计123

4.2.1　适应性设计123

4.2.2　开发新用途设计124

4.2.3　增添附加功能设计124

4.3　产品标准化、系列化、模块化设计124

4.4　产品造型设计125

4.4.1 产品造型设计的基本原则126

4.4.2　产品造型设计的手段127

4.4.3　产品造型设计的程序129

4.5　产品价值工程设计129

4.5.1 价值工程129

4.5.2　价值工程对提高产品价值的要求130

4.5.3　价值工程中的功能分析131

4.5.4　价值工程工作的程序134

5　石油钻采机械系统135

5.1 石油钻采机械的分类与任务135

5.1.1 分类135

5.1.2　任务135

5.2　钻机与修井作业机139

5.2.1　执行系统139

5.2.2　动力与传动系统143

5.3　固井与压裂设备146

5.3.1　执行系统146

5.4　人工举升设备147

5.3.2　动力与传动系统147

5.4.1　井下泵举升设备的执行系统148

5.4.2　动力与传动系统149

5.4.3　几种实用的井下泵举升设备151

5.5　注入设备154

5.5.1　注水设备154

5.5.2　注气设备155

5.6　小结156

5.5.3　注蒸汽设备156

6　石油钻采设备执行系统设计158

6.1　提升系统设计158

6.1.1 提升系统的功能原理设计158

6.1.2　提升系统的结构设计159

6.2　旋转与循环系统设计171

6.2.1　旋转系统设计171

6.2.2　循环系统设计174

6.3.1　泵抽系统功能原理分析180

6.3　泵抽系统设计180

6.3.2　有杆泵系统182

6.3.3　其他泵抽系统194

7　石油钻采设备动力及传动系统设计199

7.1　石油钻采设备动力系统设计199

7.1.1 动力系统选择的主要依据199

7.1.2　设备执行系统的工作载荷及对动力系统的要求199

7.1.3　评价动力机输出特性的几项指标203

7.1.4　常用原动机的特性及选用204

7.1.5　起升、循环及旋转系统的动力系统选择206

7.1.6　泵抽系统动力系统选择215

7.2　传动系统设计221

7.2.1　液力传动221

7.2.2　机械传动230

7.2.3　液力机械传动237

参考文献238