機械設計手冊 第6版 第1捲

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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111583417
商品編碼:28040595438
齣版時間:2018-03-01

具體描述

內容簡介

本版手冊是在前5版手冊的基礎上吸收並總結瞭國內外機械工程設計領域中的新標準、新材料、新工藝、新結構、新技術、新産品、新設計理論與方法,並配閤我國創新驅動戰略的需求撰寫而成的。本版手冊全麵地介紹瞭常規設計、機電一體化設計、機電控製、現代設計與創新設計方法及其應用等內容,具有體係新穎、內容現代、凸顯創新、全麵、信息量大、實用可靠及簡明便查等特點。

    本版手冊分為7捲55篇,內容有:機械設計基礎資料、機械零部件設計(連接、緊固與傳動)、機械零部件設計(軸係、支承與其他)、流體傳動與控製、機電一體化與控製技術、現代設計與創新設計等。

    本捲為第1捲,主要內容有:常用設計資料和數據,機械製圖與機械零部件精度設計、機械工程材料、機械零部件結構設計等。

    本版手冊可供從事機械設計、製造、維修及相關工程技術人員作為工具書使用,也可供大專院校的相關師生使用和參考。

作者簡介

聞邦椿,1930年9月29日齣生於杭州,祖籍浙江溫嶺,東北大學教授,中國科學院院士,我國振動利用工程學科主要奠基者。機器理論與機構學聯閤會(IFToMM)中國委員會委員,轉子動力學技術委員會委員,亞太振動會議指導委員會委員,中國振動工程學會名譽理事長。曾任第六、七、八、九屆全國政協委員,國務院學位委員會第二、三、四屆機械工程學科評議組成員,中國振動工程學會理事長,《振動工程學報》主編等職。曾獲科技奬2項,國傢技術發明奬和科技進步奬5項,省、部級一、二等科技奬10餘項。

目  錄

目錄

第1篇 常用設計資料和數據

第1章 常用符號和數據

1 常用符號1-3

1.1 常用字母1-3

1.2 國內和國外部分標準代號1-4

1.3 數學符號1-5

1.4 化學元素符號1-9

2 常用數據錶1-10

2.1 金屬硬度與強度換算1-10

2.2 常用材料的物理性能1-21

2.3 常用材料及物體的摩擦因數1-25

2.4 機械傳動效率的概略值1-28

2.5 常用物理量常數1-29

3 優先數和優先數係1-29

3.1 術語與定義1-30

3.1.1 優先數係1-30

3.1.2 係列代號1-31

3.2 係列的種類1-31

3.3 優先數的計算與序號 N的運用1-33

3.4 係列選擇原則1-33

3.5 優先數和優先數係的應用示例1-34

第2章 計量單位和單位換算

1 單位製(SI)單位1-37

2 可與單位製單位並用的我國法定計量單位1-38

3 常用物理量符號及其法定單位1-39

4 計量單位換算1-41

第3章 常用數數公式

1 代數1-43

1.1 二項式公式、多項式公式和因式分解1-43

1.1.1 二項式公式1-43

1.1.2 多項式公式1-43

1.1.3 因式分解1-43

1.2 指數和根式1-43

1.2.1 指數1-43

1.2.2 根式1-43

1.3 對數1-43

1.3.1 運算法則1-43

1.3.2 常用對數和自然對數1-44

1.4 不等式1-44

1.4.1 代數不等式1-44

1.4.2 三角不等式1-44

1.4.3 含有指數、對數的不等式1-44

1.5 代數方程1-44

1.5.1 一元方程的解1-44

1.5.2 一次方程組的解1-45

1.6 級數1-45

1.6.1 等差級數1-45

1.6.2 等比級數1-45

1.6.3 一些級數的前 n項和1-45

1.6.4 一些特殊級數的和1-45

1.6.5 二項級數1-45

1.6.6 指數函數和對數函數的冪級數展開式1-46

1.6.7 三角函數和反三角函數的冪級數展開式1-46

1.6.8 雙麯函數和反雙麯函數的冪級數展開式1-46

1.7 復數和傅裏葉級數1-47

1.7.1 復數1-47

1.7.2 傅裏葉級數1-47

1.8 行列式和矩陣1-48

1.8.1 行列式1-48

1.8.2 行列式的性質1-49

1.8.3 矩陣1-49

1.8.4 矩陣的運算1-51

1.8.5 初等變換、初等方陣及其關係1-52

1.8.6 等價矩陣和矩陣的秩1-54

1.8.7 分塊矩陣1-54

1.9 綫性方程組1-55

1.9.1 綫性方程組的基本概念1-55

1.9.2 綫性方程組解的判定1-55

1.9.3 綫性方程組求解的消元法1-55

2 三角函數與雙麯函數1-56

2.1 三角函數1-56

2.1.1 三角函數間的關係1-56

2.1.2 和差角公式1-56

2.1.3 和差化積公式1-56

2.1.4 積化和差公式1-56

2.1.5 倍角公式1-56

2.1.6 半角公式1-57

2.1.7 正弦和餘弦的冪1-57

2.1.8 三角形1-57

2.2 反三角函數間的關係1-57

2.3 雙麯函數1-58

2.3.1 雙麯函數間的關係1-58

2.3.2 反雙麯函數的對數錶達式1-58

2.3.3 雙麯函數和三角函數的關係1-58

3 平麵麯綫與空間圖形1-58

3.1 坐標係及坐標變換1-58

3.2 常用麯綫1-59

3.3 立體圖形計算公式1-64

4 微分1-66

4.1 特殊極限值1-66

4.2 導數1-67

4.2.1 導數符號1-67

4.2.2 求導法則1-67

4.2.3 基本導數公式1-67

4.2.4 簡單函數的高階導數公式1-68

4.3 泰勒公式和馬剋勞林公式1-68

4.4 麯綫形狀的導數特徵1-68

4.5 麯率和麯率中心1-70

4.6 麯綫的切綫和法綫1-70

5 積分1-70

5.1 不定積分1-70

5.1.1 不定積分法則1-70

5.1.2 常用換元積分法1-70

5.1.3 基本積分公式1-70

5.1.4 有理函數的積分1-71

5.1.5 無理函數的積分1-72

5.1.6 函數的積分1-73

5.2定積分和反常積分1-75

5.2.1 定積分一般公式1-75

5.2.2 反常積分1-76

5.2.3 重要定積分和反常積分公式1-76

6 常微分方程1-77

6.1 一階常微分方程1-77

6.2 二階常微分方程1-80

7 拉普拉斯變換1-82

7.1 拉普拉斯變換及逆變換1-82

7.2 拉普拉斯變換的性質1-82

7.3 拉普拉斯變換錶1-82

7.4 拉普拉斯逆變換錶1-84

7.5 拉普拉斯變換的應用1-85

7.5.1 常係數綫性微分方程的定解問題1-85

7.5.2 綫性定常的傳遞函數1-85

8Z變換1-86

8.1Z變換及逆變換1-86

8.2Z變換的性質1-86

8.3Z變換錶1-86

8.4Z逆變換錶1-89

第4章 常用力學公式

1 靜力學基本公式1-91

2 運動學基本公式1-95

3 動力學基本公式1-99

4 點的應力、應變狀態分析和強度理論1-108

5 平麵圖形幾何性質的計算公式1-112

6 杆件的強度和剛度計算公式1-119

7 杆係結構的內力、應力和位移計算公式1-144

8 薄闆小撓度彎麯時的應力與位移計算公式(綫彈性範圍)1-147

9 薄殼的內力與位移計算公式(綫彈性範圍)1-156

10 厚殼的應力、位移計算公式和強度設計公式1-164

11 鏇轉圓筒和鏇轉圓盤的應力和位移計算公式1-165

12 接觸問題的應力、位移計算公式和強度計算1-167

12.1 接觸麵上的應力和位移的計算公式1-167 12.2 接觸強度計算1-171

13 構件的穩定性計算公式1-173

14 靜態應變測量計算公式1-185

參考文獻 1-189

第2篇 機械製圖與機械零部件精度設計

第1章 機械製圖

1 概述2-3

2 通用性規定2-4

2.1 圖紙幅麵和格式2-4

2.1.1 圖紙幅麵2-4

2.1.2 圖紙邊框格式及尺寸2-5

2.1.3 圖幅分區及對中符號、方嚮符號2-5

2.2 標題欄及明細欄2-6

2.2.1 標題欄的放置位置、格式和尺寸2-6

2.2.2 明細欄的格式2-6

2.3 比例2-8

2.3.1 術語和定義2-8

2.3.2 比例係列2-8

2.3.3 比例的標注方法2-8

2.4 字體及其在CAD製圖中的規定2-8

2.4.1 字體的基本要求2-8

2.4.2 字體示例2-9

2.4.3 CAD製圖中字體的要求2-9

2.5 圖綫畫法及其在CAD製圖中的規定2-10

2.5.1 圖綫的術語和定義2-10

2.5.2 圖綫的寬度、形式和應用2-10

2.5.3 圖綫畫法2-15

2.5.4 CAD製圖中圖綫的結構2-15

2.5.5 指引綫和基準綫的基本規定2-15

2.6 剖麵區域錶示法2-19

2.6.1 常用的金屬材料剖麵區的剖麵或截麵錶示法2-19

2.6.2 特殊材料的錶示2-19

3 圖樣畫法2-19

3.1 角投影法和第三角投影法2-19

3.2 視圖2-22

3.2.1 視圖選擇2-22

3.2.2 視圖分類和畫法2-23

3.2.3 視圖的其他錶示法2-24

3.3 剖視圖和斷麵圖2-27

3.3.1 剖視圖2-27

3.3.2 斷麵圖2-32

3.4 簡化畫法和規定畫法2-34

3.4.1 簡化畫法2-34

 3.4.2 規定畫法2-38

3.5 尺寸標注2-39

3.5.1 基本規則2-39

3.5.2 尺寸注法的一般規定2-40

3.5.3 簡化注法2-45

3.6 尺寸公差與配閤注法2-49

3.6.1 公差與配閤的一般標注2-49

3.6.2 配製配閤的標注2-51

3.7 裝配圖中零部件序號及其編排方法2-52

3.7.1 序號及編排方法2-52

3.7.2 裝配圖中序號編排的基本要求2-53

3.8 軸測圖2-53

3.8.1 軸測投影基本概念2-53

3.8.2 繪製軸測圖的基本方法2-54

3.9 常見結構(螺紋、花鍵、中心孔)錶示法2-57

3.9.1 螺紋錶示法2-57

3.9.2 花鍵錶示法2-60

3.9.3 中心孔錶示法2-62

3.10 常用件(螺紋緊固件、齒輪、彈簧、滾動軸承、動密封圈)錶示法2-63

3.10.1 帶螺紋的緊固件的錶示法2-63

3.10.2 齒輪錶示法2-65

3.10.3 彈簧錶示法2-69

3.10.4 滾動軸承錶示法2-73

3.10.5 動密封圈錶示法2-78

第2章 極限、配閤與公差

1 極限與配閤2-84

1.1 極限與配閤標準的主要內容2-84

1.1.1 術語和定義2-84

1.1.2 標準公差2-87

1.1.3 基本偏差2-88

1.1.4 公差帶2-94

1.1.5 配閤2-94

1.1.6 公差帶和配閤的選擇2-95

1.2 標準公差與配閤的選用2-147

1.2.1 標準公差的選用2-147

1.2.2 配閤的選用2-149

2 綫性和角度尺寸的一般公差2-154

2.1 綫性和角度尺寸一般公差的目錄概念和應用2-154

2.2 一般公差的公差等級和極限偏差2-154

3 圓錐公差與配閤2-155

3.1 圓錐的錐度與錐角係列2-155

3.1.1 術語和定義2-155

3.1.2 錐度與錐角係列2-155

3.1.3 應用說明2-156

3.2 圓錐公差2-157

3.2.1 術語和定義2-157

3.2.2 圓錐公差的項目和給定方法2-158

3.2.3 圓錐公差數值2-158

3.2.4 應用說明2-158

3.3 圓錐配閤2-161

3.3.1 圓錐配閤的形式2-161

3.3.2 術語和定義2-161

3.3.3 圓錐配閤的一般規定2-162

3.3.4 應用說明2-162

4 光滑工件尺寸的檢驗2-167

4.1 産品幾何技術規範(GPS)光滑工件尺寸的檢驗標準(GB/T 3177—2009)的主要內容2-167

4.1.1 驗收原則2-167

4.1.2 驗收方法的基礎2-167

4.1.3 標準溫度2-167

4.1.4 驗收極限2-167

4.1.5 計量器具的選擇2-169

4.1.6 仲裁2-169

4.2 應用說明2-169

4.2.1 適用範圍2-169

4.2.2 驗收原則和驗收極限2-169

4.2.3 計量器具的選擇說明2-169

第3章 幾何公差 1 概述2-170

1.1 零件的幾何特性2-170

1.2 幾何公差標準及對應的ISO標準2-170

2 幾何公差的術語、定義或解釋2-171

2.1 幾何公差要素類的術語及其定義或解釋2-171

2.2 基準和基準體係術語定義2-175

3 幾何公差的符號與標注2-176

3.1 幾何公差標注的基本原則2-176

3.2 幾何公差的分類、幾何特徵、符號及附加符號2-177

3.3 幾何公差標注方法2-177

3.4 公差帶標注的規定2-180

3.5 廢止的標注方法2-183

4 幾何公差的公差帶定義、標注解釋2-185

5 延伸公差帶的含義及標注2-198

6 幾何公差的公差值2-200

6.1 未注公差值2-200

6.1.1 未注公差值的基本概念2-200

6.1.2 采用未注公差值的優點2-200

6.1.3 未注公差值的規定2-201

6.1.4 未注公差值在圖樣上的錶示方法2-202

6.1.5 未注公差值的測量2-202

6.1.6 未注公差值的應用要點2-202

6.1.7 綜閤示例2-203

6.2 幾何公差注齣公差值2-204

6.2.1 注齣公差值的選用原則2-204

6.2.2 注齣公差值數係錶2-204

6.2.3 常用的加工方法可達到的幾何公差等級(僅供參考)2-209

7 公差原則2-209

7.1 獨立原則2-210

7.2 包容要求2-211

7.3 大實體要求2-212

7.4 小實體要求2-220

7.5 可逆要求2-223

7.6 公差原則的綜閤分析與選用2-225

8 綜閤示例2-226

第4章 錶麵結構

1 概述2-233

1.1 基本概念2-233

1.2 國傢標準與對應的ISO標準2-234

2 術語及定義2-235

2.1 一般術語及定義2-235

2.2 幾何參數術語及定義2-237

2.3 錶麵輪廓參數術語及定義2-238

2.4 GB/T 3505新、舊標準的區彆2-242

3 錶麵粗糙度2-242

3.1 錶麵粗糙度對機械零件及設備功能的影響2-242

3.1.1 對機械零件的影響2-242

3.1.2 對機械設備功能的影響2-243

3.2 錶麵粗糙度數值及其選用原則2-243

3.2.1 參數值、取樣長度值及兩者之間的關係2-243

3.2.2 參數及參數值的選用原則2-244

3.2.3 實際應用中有關參數的經驗圖錶2-244

3.2.4 參數值應用舉例2-245

3.3 木製件錶麵粗糙度及其參數值2-250

3.3.1 評定參數及其數值2-250

3.3.2 選用木製件錶麵粗糙度的一般規則2-251

4 錶麵波紋度2-253

4.1 錶麵波紋度術語及定義2-253

4.1.1 錶麵、輪廓及基準的術語及定義2-253

4.1.2 波紋度參數的術語及定義2-255

4.1.3 新、舊標準在術語與參數代號方麵的變化2-257

4.2 錶麵波紋度參數值2-257

4.3 不同加工方法可能達到的錶麵波紋度幅值範圍2-257

5 錶麵缺陷2-259

5.1 一般術語與定義2-259

5.2 錶麵缺陷的特徵和參數2-260

5.3 錶麵缺陷類型的術語及定義2-260

5.3.1 凹缺陷的術語及定義2-260

5.3.2 凸缺陷的術語及定義2-261

5.3.3 混閤錶麵缺陷2-261

5.3.4 區域缺陷和外觀缺陷2-262

6 錶麵結構的錶示法2-262

6.1 錶麵結構的圖形符號及代號2-262

6.1.1 錶麵結構的圖形符號及其組成2-263

6.1.2 圖形符號的比例和尺寸2-264

6.1.3 錶麵紋理符號及標注解釋2-265

6.2 標注參數及附加要求的規定2-266

6.2.1 錶麵結構的四項內容2-266

6.2.2 取樣長度和評定長度的標注2-266

6.2.3 傳輸帶的標注2-266

6.2.4 極限值判斷規則的標注2-267

6.2.5 錶麵參數的雙嚮極限值的標注2-267

6.2.6 錶麵結構代號示例及含義2-267

6.2.7 其他標注的規定2-268

6.3 錶麵結構代號在圖樣上的標注2-269

6.4 錶麵結構代號的綜閤示例2-271

6.5 新、舊國傢標準GB/T 131的主要不同點2-273

7 輪廓法評定錶麵結構的規則和方法2-274

7.1 參數測定2-274

7.2 測得值與規定值的對比規則2-274

7.3 參數評定的基本要求2-274

7.4 粗糙度輪廓參數的測量2-275

7.4.1 非周期性粗糙度輪廓的測量程序2-275

7.4.2 周期性粗糙度輪廓的測量程序2-275

8 錶麵粗糙度比較樣塊2-276

8.1 鑄造錶麵比較樣塊2-276

8.1.1 樣塊的分類及參數值2-276

8.1.2 樣塊的錶麵特徵2-276

8.1.3 錶麵粗糙度的評定方法2-277

8.1.4 樣塊的結構尺寸2-277

8.1.5 樣塊的標誌2-277

8.2 機械加工———磨、車、鏜、銑、插及刨加工錶麵的比較樣塊2-277

8.2.1 樣塊的定義及錶麵特徵2-277

8.2.2 樣塊的分類及參數值2-278

8.2.3 錶麵粗糙度的評定2-278

8.2.4 樣塊的加工紋理2-278

8.2.5 樣塊的結構尺寸及標誌2-279

8.3 電火花、拋(噴)丸、噴砂、研磨、銼、拋光錶麵比較樣塊2-279

8.3.1 電火花、研磨、銼和拋光錶麵及拋(噴)丸、噴砂錶麵的錶麵粗糙度參數值2-279

8.3.2 錶麵粗糙度的評定2-279

8.4 木製件錶麵比較樣塊2-280

8.4.1 樣塊的定義及錶麵特徵2-280

8.4.2 樣塊的分類及參數值2-281

8.4.3 錶麵粗糙度的評定2-281

8.4.4 樣塊的結構尺寸與標誌2-281

參考文獻 2-282

第3篇 機械工程材料

第1章 鋼鐵材料

1 鋼鐵材料牌號錶示方法3-3

1.1 鋼鐵産品牌號錶示方法3-3

1.2 鋼鐵及閤號統一數字代號體係3-11

1.3 金屬材料常用力學性能名稱、符號及含義3-12

2 鑄鐵3-15

2.1 灰鑄鐵件3-15

2.2 可鍛鑄鐵件3-20

2.3 球墨鑄鐵件3-21

2.4 低溫鐵素體球墨鑄鐵件3-25

2.5 蠕墨鑄鐵件3-26

2.6 耐熱鑄鐵件3-30

2.7 高矽耐蝕鑄鐵件3-31

2.8 抗磨白口鑄鐵件3-32

2.9 鉻錳鎢係抗磨鑄鐵件3-34

2.10 奧氏體鑄鐵件3-34

3 鋼3-37

3.1 鑄鋼3-37

3.1.1 一般工程用鑄造碳鋼件3-37

3.1.2 熔模鑄造碳鋼件3-38

3.1.3 焊接結構用鑄鋼件3-40

3.1.4 奧氏體錳鋼鑄件3-40

3.1.5 一般工程與結構用低閤金鋼鑄件3-41

3.1.6 大型低閤金鋼鑄件3-42

3.1.7 一般用途耐蝕鋼鑄件3-43

3.1.8 工程結構用中、高強度不銹鋼鑄件3-50

3.1.9 一般用途耐熱鋼和閤金鑄件3-51

3.1.10 耐磨鋼鑄件3-53

3.1.11 耐磨耐蝕鋼鑄件3-53

3.1.12 低溫承壓通用鑄鋼件3-54

3.1.13 高溫承壓馬氏體不銹鋼和閤金鋼通用鑄件3-55

3.2 結構鋼3-58

3.2.1 碳素結構鋼3-58

3.2.2 碳素結構鋼3-59

3.2.3 低閤金高強度結構鋼3-66

3.2.4 閤金結構鋼3-71

3.2.5 保證淬透性結構鋼3-98

3.2.6 耐候結構鋼3-102

3.2.7 冷鐓和冷擠壓用鋼3-103

3.2.8 非調質機械結構鋼3-110

3.2.9 易切削結構鋼3-111

3.2.10 彈簧鋼3-113

3.2.11 橋梁用結構鋼3-114

3.2.12 鍛件用結構鋼3-115

3.2.13 超高強度閤金鋼鍛件3-123

3.2.14 大型不銹、耐酸、耐熱鋼鍛件3-127

3.3 工具鋼3-129

3.3.1 高速工具鋼3-129

3.3.2 工模具鋼3-132

3.4 不銹鋼和耐熱鋼3-145

 3.4.1 不銹鋼3-145

3.4.2 耐熱鋼3-161

3.5 軸承鋼3-175

3.5.1 高碳鉻軸承鋼3-175

3.5.2 高碳鉻不銹軸承鋼3-177

3.5.3 滲碳軸承鋼3-178

3.5.4 碳素軸承鋼3-179

4 鋼鐵材料國內外牌號對照3-180

4.1 鑄鐵國內外牌號對照3-180

4.2 鑄鋼國內外牌號對照3-182

4.3 結構鋼國內外牌號對照3-185

4.4 工具鋼國內外牌號對照3-195

4.5 軸承鋼國內外牌號對照3-197

4.6 不銹鋼和耐熱鋼國內外牌號對照3-198

5 鋼材3-202

5.1 型材3-202

5.1.1 熱軋鋼棒3-202

5.1.2 熱軋型鋼3-207

5.1.3 熱軋H型鋼3-218

5.1.4 鍛製鋼棒3-227

5.1.5 冷拉圓鋼、方鋼和六角鋼3-228

5.1.6 銀亮鋼3-229

5.1.7 結構用冷彎空心型鋼3-231

5.1.8 通用冷彎開口型鋼3-239

5.1.9 熱軋輕軌3-250

5.2 鋼闆和鋼帶3-251

5.2.1 冷軋鋼闆和鋼帶尺寸規格3-251

5.2.2 碳素結構鋼冷軋薄鋼闆和鋼帶3-252

5.2.3 不銹鋼冷軋鋼闆和鋼帶3-252

5.2.4 熱軋鋼闆和鋼帶尺寸規格3-266

5.2.5 碳素結構鋼和低閤金結構鋼熱軋鋼闆和鋼帶3-266

5.2.6 閤金結構鋼熱軋厚鋼闆3-267

5.2.7 超高強度結構用熱處理鋼闆3-267

5.2.8 高強度結構用調質鋼闆3-268

5.2.9 碳素結構鋼熱軋鋼闆和鋼帶3-269

5.2.10 工程機械用高強度耐磨鋼闆3-269

5.2.11 耐熱鋼闆和鋼帶3-270

5.2.12 不銹鋼熱軋鋼闆和鋼帶3-275

5.2.13 花紋鋼闆3-276

5.3 鋼管3-277

5.3.1 焊接鋼管尺寸及單位長度理論質量3-277

5.3.2 直縫電焊鋼管3-287

5.3.3 低壓流體輸送用焊接鋼管3-287

5.3.4 流體輸送用不銹鋼焊接鋼管3-289

5.3.5 奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼焊接鋼管3-289

5.3.6 雙層銅焊鋼管3-291

5.3.7 無縫鋼管尺寸及單位長度理論質量3-292

5.3.8 結構用無縫鋼管和輸送流體用無縫鋼管3-302

5.3.9 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管3-303

5.3.10 結構用不銹鋼無縫鋼管3-306

5.3.11 不銹鋼極薄壁無縫鋼管3-307

5.3.12 薄壁不銹鋼水管3-307

5.3.13 奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管3-308

5.3.14 低溫管道用無縫鋼管3-310

5.3.15 冷拔或冷軋精密無縫鋼管3-311

5.3.16 冷拔異型鋼管3-316

5.3.17 P3型鍍鋅金屬軟管3-322

5.3.18 S型釺焊不銹鋼金屬軟管3-322

5.4 鋼絲3-323

5.4.1 冷拉圓鋼絲、方鋼絲和六角鋼絲3-323

5.4.2 一般用途低碳鋼絲3-325

5.4.3 重要用途低碳鋼絲3-325

5.4.4 油淬火-迴火彈簧鋼絲3-326

5.4.5 碳素結構鋼絲3-329

5.4.6 重要用途碳素彈簧鋼絲3-329

5.4.7 冷拉碳素彈簧鋼絲3-330

5.4.8 閤金彈簧鋼絲3-332

5.4.9 閤金結構鋼絲3-333

5.4.10 不銹鋼絲3-333

5.4.11 不銹彈簧鋼絲3-336

5.4.12 高速工具鋼絲3-337

6 粉末冶金材料3-337

6.1 粉末冶金結構材料3-337

6.1.1 粉末冶金鐵基結構材料3-337

6.1.2 鐵基粉末冶金結構零件材料3-339

6.1.3 熱處理狀態粉末冶金鐵基結構材料3-348

6.1.4 燒結奧氏體不銹鋼結構零件 材料3-348

6.1.5 燒結锡青銅結構材料3-349

6.1.6 美國MPIF標準粉末冶金結構零件材料3-349

6.2 粉末冶金摩擦材料3-368

6.2.1 鐵基乾式摩擦材料3-368

6.2.2 銅基乾式摩擦材料3-371

6.2.3 銅基濕式摩擦材料3-371

6.2.4 鐵-銅基摩擦材料3-373

6.3 粉末冶金減摩材料3-374

6.3.1 粉末冶金鐵基和銅基軸承材料3-374

6.3.2 粉末冶金軸承用青銅:青銅-石墨材料3-375

6.3.3 美國MPIF標準粉末冶金自潤滑軸承材料3-376

6.3.4 美國SAE燒結鋼-銅鉛閤金減摩雙金屬帶材3-383

6.3.5 日本燒結金屬含油軸承材料3-384

6.3.6 德國軸承材料3-386

6.3.7 燒結金屬石墨材料3-387

 6.3.8 燒結金屬含油軸承無鉛閤金材料3-389

6.4 粉末冶金過濾材料3-389

6.4.1 燒結金屬過濾元件3-389

6.4.2 燒結不銹鋼過濾元件3-395

6.4.3 燒結金屬縴維氈3-403

6.4.4 燒結锡青銅過濾元件3-404

7 常用機械零件鋼鐵材料的選用3-405

第2章 有色金屬材料

1 有色金屬及閤號錶示方法3-412

1.1 有色金屬及閤金加工産品牌號錶示方法3-412

1.2 有色金屬及閤金鑄造産品牌號錶示方法3-415

2 銅及銅閤金3-416

2.1 銅及銅閤金鑄造産品3-416

2.1.1 鑄造銅及銅閤金3-416

2.1.2 壓鑄銅閤金3-424

2.2 加工銅及銅閤金3-425

2.2.1 加工銅及銅閤金的牌號、特性及應用3-425

2.2.2 加工銅及銅閤金一般室溫力學性能3-430

2.2.3 加工銅閤金高、低溫力學性能3-436

2.2.4 加工銅閤金的物理性能3-441

2.2.5 加工銅閤金的耐蝕性能3-443

2.3 銅及銅閤金的熱處理類型及應用3-448

2.4 銅及銅閤金加工産品3-449

2.4.1 銅及銅閤金拉製棒材3-449

2.4.2 銅及銅閤金擠製棒材3-452

2.4.3 銅及銅閤金無縫管材尺寸規格3-453

2.4.4 銅及銅閤金拉製管3-454

2.4.5 銅及銅閤金擠製管3-456

2.4.6 銅及銅閤金闆材3-457

2.4.7 銅及銅閤金帶材3-463

2.4.8 銅及銅閤金箔材3-465

2.4.9 銅及銅閤金綫材3-466

2.4.10 鈹青銅綫3-480

2.4.11 銅及銅閤金扁綫3-480

2.5 銅及銅閤金鍛件3-482

3 鋁及鋁閤金3-489

3.1 鋁及鋁閤金鑄造産品3-489

3.1.1 鑄造鋁閤金3-489

3.1.2 壓鑄鋁閤金3-500

3.1.3 鑄造鋁閤金錠3-501

3.2 變形鋁及鋁閤號、特性及狀態代號3-505

3.2.1 變形鋁及鋁閤號、特性及應用3-505

3.2.2 變形鋁及鋁閤金狀態代號3-510

3.2.3 變形鋁閤金的熱處理類型及應用3-511

3.3 變形鋁及鋁閤金加工産品3-512

3.3.1 鋁及鋁閤金擠壓棒材3-512

3.3.2 鋁及鋁閤金擠壓扁棒3-517

3.3.3 鋁及鋁閤金管材尺寸規格3-522

3.3.4 鋁及鋁閤金拉(軋)製無縫管3-523

3.3.5 鋁及鋁閤金熱擠壓無縫圓管3-525

3.3.6 一般工業用鋁及鋁閤金闆、帶材3-530

3.3.7 鋁及鋁閤金花紋闆3-584

3.3.8 一般工業用鋁及鋁閤金箔3-587

3.3.9 鋁及鋁閤金(導體用)拉製圓綫3-590

4 鈦及鈦閤金3-591

4.1 鑄造鈦及鈦閤金和鑄件3-591

4.2 加工鈦及鈦閤號、特性及應用3-593

4.3 鈦及鈦閤金加工産品3-597

 4.3.1 鈦及鈦閤金棒材3-597

4.3.2 鈦及鈦閤金無縫管3-599

4.3.3 鈦及鈦閤金擠壓管3-600

4.3.4 鈦及鈦閤金闆材3-602

4.3.5 鈦及鈦閤金餅和環3-605

4.3.6 冷軋鈦帶捲3-606

4.3.7 鈦及鈦閤金絲3-607

5 鎂及鎂閤金3-608

5.1 鎂及鎂閤金鑄造産品3-608

5.1.1 鎂閤金鑄件3-608

5.1.2 鑄造鎂閤金3-611

5.1.3 鎂閤金壓鑄件3-614

5.2 加工鎂及鎂閤號、特性及應用3-616

5.3 鎂及鎂閤金加工産品3-620

5.3.1 鎂閤金熱擠壓棒材3-620

5.3.2 鎂閤金闆材和帶材3-622

5.3.3 鎂閤金熱擠壓管材3-625

5.3.4 鎂閤金熱擠壓型材3-625

6 其他有色金屬材料3-626

6.1 鎳及鎳閤金3-626

6.1.1 加工鎳及鎳閤金組彆、代號、特性及應用3-626

6.1.2 加工鎳及鎳閤金的物理、力學性能3-627

6.1.3 鎳及鎳閤金棒3-631

6.1.4 鎳及鎳閤金管3-633

6.1.5 鎳及鎳閤金闆3-636

6.1.6 鎳及鎳閤金鍛件3-637

6.2 鋅閤金3-642

6.2.1 鑄造鋅閤金3-642

6.2.2 壓鑄鋅閤金和鋅閤金壓鑄件3-643

6.2.3 加工鋅及鋅閤金3-644

6.3 鉛及鉛閤金3-645

6.3.1 鉛錠3-645

6.3.2 鉛及鉛銻閤金管3-646

6.3.3 鉛及鉛銻閤金棒和綫材3-647

6.3.4 鉛及鉛銻閤金闆3-647

6.4 鑄造軸承閤金材料3-648

6.4.1 鑄造軸承閤金錠3-648

6.4.2 鑄造軸承閤金3-650

7 常用機械零件有色金屬材料的選用3-654

8 有色金屬及其閤金國內外牌號對照3-656

8.1 銅及銅閤金國內外牌號對照3-656

8.2 鋁及鋁閤金國內外牌號對照3-661

8.3 鎂及鎂閤金國內外牌號對照3-667

8.4 鋅及鋅閤金國內外牌號對照3-669

第3章 非金屬材料

1 橡膠及橡膠製品3-671

1.1 工程常用橡膠的性能及應用3-671

1.2 橡膠闆3-676

1.2.1 工業用橡膠闆3-676

1.2.2 設備防腐橡膠襯裏3-677

1.3 橡膠管3-678

1.3.1 輸水通用橡膠軟管3-678

1.3.2 蒸汽橡膠軟管3-678

1.3.3 壓縮空氣用織物增強橡膠軟管3-679

1.3.4 氧氣橡膠軟管3-680

 1.3.5 乙炔橡膠軟管3-680

1.3.6 輸送無水氨用橡膠軟管及軟管組閤件3-680

1.3.7 耐稀酸堿橡膠軟管3-681

1.3.8 液化石油氣(LPG)橡膠軟管3-682

1.3.9 織物增強液壓橡膠軟管和軟管組閤件3-683

1.3.10 鋼絲纏繞增強外覆橡膠的液壓橡膠軟管和軟管組閤件3-684

2 塗料3-686

2.1 塗料産品分類及基本名稱代號3-686

2.2 常用塗料的性能及應用3-686

2.3 常用塗料品種3-694

3 水泥品種3-700

3.1 通用矽酸鹽水泥3-700

3.1.1 矽酸鹽水泥和普通矽酸鹽水泥3-700

3.1.2 摻混閤料的矽酸鹽水泥3-701

3.2 抗硫酸鹽矽酸鹽水泥3-701

3.3 特快硬調凝鋁酸鹽水泥3-702

4 陶瓷3-703

4.1 耐酸陶瓷3-703

4.1.1 耐酸陶瓷種類、性能及應用3-703

4.1.2 耐酸磚3-704

4.1.3 化工陶瓷管3-705

4.2 過濾陶瓷3-706

4.2.1 過濾陶瓷種類、特性及應用3-706

4.2.2 過濾陶瓷性能3-707

4.2.3 孔梯度陶瓷性能及應用3-707

4.3 結構陶瓷3-707

4.3.1 常用結構陶瓷種類、特性及應用3-707

4.3.2 氧化鋁陶瓷3-710

4.3.3 氧化鋯陶瓷3-711

4.3.4 氧化鈹陶瓷3-711

4.3.5 二氧化矽陶瓷3-712

4.3.6 莫來石陶瓷3-712

4.3.7 氮化矽陶瓷3-712

4.3.8 氮化鋁陶瓷3-712

4.3.9 賽隆陶瓷3-713

4.3.10 碳化物陶瓷3-713

4.3.11 硼化物陶瓷3-713

4.3.12 矽化物陶瓷3-714

4.3.13 透明氧化鋁陶瓷3-714

5 玻璃3-714

5.1 平闆玻璃3-714

5.2 鋼化玻璃3-715

5.3 防火玻璃3-716

5.4 石英玻璃3-716

6 石棉製品3-718

6.1 常用石棉性能及應用3-718

6.2 溫石棉3-718

6.3 石棉橡膠闆3-719

6.4 耐油石棉橡膠闆3-720

6.5 耐酸石棉橡膠闆3-721

6.6 工農業機械用摩擦片3-722

6.7 石棉布、帶3-723

6.8 石棉繩3-724

6.9 常用密封填料3-724

7 木材3-725

7.1 常用木材品種及性能3-725

7.2 針葉樹鋸材和闊葉樹鋸材3-728

8 紙製品3-728

8.1 硬鋼紙闆3-728

8.2 軟鋼紙闆3-729

8.3 絕緣紙闆3-730

9 石墨材料3-733

9.1 碳、石墨製品的分類、特性、應用及應用實例3-733

9.2 高純石墨3-735

9.3 玻璃態碳材料3-735

9.4 閥門用柔性石墨填料環3-735

9.5 機械密封用炭石墨密封環3-736

9.6 柔性石墨闆3-737

9.7 柔性石墨編織填料3-737

9.8 柔性石墨復閤增強(闆)墊3-738

9.9 柔性石墨金屬纏繞墊片3-738

9.10 碳(化)縴維浸漬聚四氟乙烯編織填料3-739

9.11 機械用炭材料及製品3-740

9.12 炭石墨耐磨材料3-742

9.13 不透性石墨3-743

10 隔熱材料3-744

10.1 膨脹珍珠岩絕熱製品3-744

10.2 絕熱用玻璃棉及其製品3-745

10.3 膨脹蛭石及其製品3-747

11 工業用毛氈3-748

第4章 塑料和復閤材料 1 工程常用塑料的性能和應用3-755

1.1 工程常用塑料性能特點及應用3-755

1.2 工程常用塑料的技術性能3-759

1.3 塑料符號和縮略語3-763

2 工程常用塑料的品種3-764

2.1 聚乙烯(PE)3-764

2.2 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)3-765

2.3 聚氯乙烯(PVC)3-766

2.4 聚苯乙烯(PS)3-768

2.5ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)3-769

2.6 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)3-772 2

.7 聚碳酸酯(PC)3-772

2.8 聚丙烯(PP)3-773

2.9 聚酰胺(尼龍)(PA)3-778

2.10 玻璃縴維增強聚碳酸酯(PC)3-794

2.11 聚甲醛(PCM)3-800

2.12 聚醚酰亞胺(PEI)3-803

2.13 聚酰亞胺(PI)3-805

2.14 聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)3-810

2.15 聚酰胺-酰亞胺(PAI)3-816

2.16 聚四氟乙烯(PTFE)3-819

2.17 聚苯硫醚(PPS)3-824

2.18 聚碸(PSF)3-828

2.19 聚酮3-831

2.20 聚芳酯(PAR)3-833

2.21 液晶聚閤物(LCP)3-836

3 工程常用塑料的選用3-837

3.1 按要求選用3-837

3.2 常用工程塑料的性能3-843

4 預浸料3-859

5 縴維增強塑料基復閤材料3-863

5.1 玻璃縴維增強熱固性塑料3-863

5.2 玻璃縴維增強熱塑性塑料3-865

5.3 通用型片狀模塑料(SMC)3-867

5.4 玻璃縴維增強塑料夾砂管3-868

5.5 聚丙烯-玻璃縴維增強塑料復閤管和管件3-875

5.6 石棉縴維增強塑料3-879

5.7 碳縴維增強熱固性塑料3-879

5.8 碳縴維增強熱塑性塑料3-880

5.9 混雜縴維增強塑料3-882

6 縴維增強金屬基復閤材料3-883

6.1 碳(石墨)縴維增強鋁復閤材料3-883

6.2 碳縴維增強鉛復閤材料3-883

6.3 碳縴維增強銅復閤材料3-884

6.4 顆粒增強金屬復閤材料3-884

6.5 SiC增強鋁基復閤材料3-885

6.6 硼縴維增強鋁基復閤材料3-885

6.7 陶瓷縴維增強鋁基復閤材料3-886

6.8 縴維增強鎂基復閤材料3-886

6.9 陶瓷縴維增強鈦基復閤材料3-887

7 塑料-金屬基復閤材料3-887

7.1 鋁管搭接焊式鋁塑管3-887

7.2 鋁管對接焊式鋁塑管3-890

7.3 給水襯塑復閤鋼管3-891

7.4 給水塗塑復閤鋼管3-892

7.5 鋼塑復閤壓力管3-893

7.6 鋼塑復閤管3-895

7.7 不銹鋼襯塑復閤管3-897

7.8 內襯不銹鋼復閤管3-898

7.9 塑覆銅管3-899

7.10 改性聚四氟乙烯(PTFE)-青銅-鋼背三層復閤自潤滑闆材3-900

7.11 改性聚甲醛(POM)-青銅-鋼背三層復閤自潤滑闆材3-900

8 陶瓷基復閤材料3-901

8.1 陶瓷縴維增強陶瓷基復閤材料3-901

8.2 顆粒增強陶瓷基復閤材料3-902

8.3 金屬陶瓷3-903

8.4 氧化鋯增強陶瓷基復閤材料3-904

8.5 陶瓷內襯復閤鋼管3-906

9 層壓金屬復閤材料3-906

9.1 不銹鋼復閤鋼闆和鋼帶3-906

9.2 鈦-鋼復閤闆3-908

9.3 鈦-不銹鋼復閤闆3-908

9.4 銅-鋼復閤闆3-910

9.5 鎳-鋼復閤闆3-910

9.6 不銹鋼復閤鋼闆和鋼帶3-911

9.7 結構用不銹鋼復閤管3-911

9.8 流體輸送用雙金屬復閤耐腐蝕鋼管3-913

10 一般通用塑料製品3-917

10.1 聚四氟乙烯闆3-917

10.2 環氧樹脂硬質層壓闆3-918

10.3 硬質聚氯乙烯闆材3-924

10.4 聚乙烯闆3-924

10.5 酚醛棉布層壓闆3-925

10.6 酚醛紙層壓闆3-925

10.7 澆鑄型工業有機玻璃闆材3-926

10.8 軟聚氯乙烯壓延薄膜和片材3-927

10.9 聚四氟乙烯管材3-927

10.10 工業用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管材及管件3-929

10.11 壓縮空氣用織物增強熱塑性塑料軟管3-933

10.12 排吸用螺鏇綫增強的熱塑性 塑料軟管3- 934

10.13 冷熱水用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管材及管件3-936

10.14 工業用硬聚氯乙烯(PVC-U)管道用管材3-939

10.15 尼龍管材3-940

10.16 聚四氯乙烯棒材3-940

10.17 尼龍棒材3-941

11 耐磨損復閤材料鑄件3-942

參考文獻 3-944

第4篇 機械零部件結構設計

第1章 概論

1 機械零部件結構設計內容和實例4-3

1.1 結構設計內容4-3

1.2 結構設計實例4-3

2 機械零部件結構設計基本要求4-5

3 機械零部件結構方案的評價4-5

3.1 評價的標準4-6

3.2 技術性評價方法4-6

3.3 經濟性評價方法4-6

3.4 評價舉例4-7

第2章 滿足功能要求的結構設計

1 利用自由度分析法的結構設計4-8

1.1 機械零件的自由度4-8

1.2 應用舉例4-9

1.2.1 聯軸器結構設計4-9

1.2.2 軸承組閤結構設計4-9

2 利用功能麵的結構設計4-10

2.1 功能麵及其參數變化4-10

2.2 應用舉例4-12

第3章 滿足工作能力要求的結構設計

1 提高強度的結構設計4-16

1.1 提高零部件的受力閤理性4-16

1.1.1 載荷均勻分布4-16

1.1.2 載荷分擔4-19

1.1.3 力流短4-19

1.1.4 自平衡設計4-20

1.1.5 自加強4-21

1.2 提高靜強度的設計4-21

1.2.1 降低零件載荷或應力的大值4-21

1.2.2 截麵係數4-22

1.2.3 采用空心軸提高強度4-23

1.2.4 用拉壓代替彎麯4-23

1.2.5 等強度設計4-23

1.2.6 彈性強化和塑性強化4-24

1.3 提高疲勞強度的設計4-25

1.3.1 減小應力幅4-25

1.3.2 減小應力集中4-26

1.3.3 改善錶麵狀況4-28

1.3.4 錶麵強化處理4-28

1.3.5 將轉軸變為心軸4-29

1.4 提高接觸強度的設計4-29

1.4.1 綜閤麯率半徑4-29

1.4.2 以麵接觸代替點、綫接觸4-29

1.4.3 采用閤理的材料和熱處理4-29

1.5 提高衝擊強度的設計4-30

1.5.1 適當減小零件剛度4-31

1.5.2 使用緩衝器4-31

1.5.3 增加承受衝擊的零件數4-31

1.5.4 提高零件材料的衝擊韌性4-31

2 提高剛度的結構設計4-32

2.1 選擇彈性模量高的材料4-32

2.2 用拉壓代替彎麯4-32

2.3 改善零件結構減小彎矩值4-33

2.4 閤理設計支承方式和位置4-34

2.5 閤理設計截麵形狀4-34

2.6 用加強肋和隔闆增強剛度4-36

2.7 用預變形抵抗有害變形4-37

2.8 提高零件錶麵接觸剛度4-37

3 提高耐磨性的結構設計4-38

3.1 改變摩擦方式4-38

3.2 使磨損均勻的設計4-38

3.3 采用材料分體結構4-40

3.4 采用磨損補償結構4-41

3.5 局部更換易損零件4-42

4 提高耐腐蝕性的結構設計4-42

4.1 防止沉積區和沉積縫4-42

4.2 防止接觸腐蝕4-43

4.3 便於更換腐蝕零件4-43

4.4 用覆蓋保護層減輕腐蝕4-44

5 提高精度的結構設計4-44

5.1 精度與阿貝原則4-44

5.2 利用誤差補償提高精度4-45

5.3 誤差傳遞4-46

5.4 利用誤差均化提高精度4-47

5.5 閤理配置誤差4-48

5.6 消除空迴4-48

5.7 選擇適當的材料4-49

6 考慮噪聲和發熱的結構設計4-49

6.1 考慮發熱的結構設計4-49

6.1.1 降低發熱影響的措施4-49

6.1.2 降低發熱影響的結構設計4-50

6.2 考慮噪聲的結構設計4-51

6.2.1 噪聲的限製值4-51

6.2.2 減小噪聲的措施4-52

6.2.3 減小噪聲的結構設計4-53

7 零部件結構設計實例4-53

7.1 減速器結構設計4-53

7.1.1 概述4-53

7.1.2 減速器結構設計4-54

7.2 滾動軸承部件結構設計4-57

7.2.1 使軸承支承受力閤理的設計4-57

7.2.2 提高軸承支承剛度的設計4-59

7.2.3 提高軸承精度的設計4-61

7.2.4 滿足高速要求的設計4-63

7.2.5 適應結構需要的設計4-64

7.2.6 軸承潤滑結構設計4-65

第4章 滿足加工工藝的結構設計

1 概述4-67

1.1 零件結構設計工藝性的概念4-67

1.2 影響零件結構設計工藝性的因素4-67

1.3 零件結構設計工藝性的基本要求4-67

2 鑄件結構設計工藝性4-68

2.1 常用鑄造金屬材料和鑄造方法4-68

2.1.1 常用鑄造金屬材料的鑄造性和結構特點4-68

2.1.2 常用鑄造方法的特點和應用範圍4-68

2.2 鑄造工藝對鑄件結構設計工藝性的要求4-70

2.3 閤金鑄造性能對鑄件結構設計工藝性的要求4-75

2.3.1 閤理設計鑄件壁厚4-75

2.3.2 鑄件的結構圓角與圓滑過渡4-76

2.3.3 閤理的鑄件結構形狀4-80

2.4 鑄造方法對鑄件結構設計工藝性的要求4-82

2.4.1 壓鑄件的結構特點4-82

2.4.2 熔模鑄件的結構特點4-83

2.4.3 金屬型鑄件的結構特點4-85

2.5 鑄造公差4-85

2.6 鑄件缺陷與改進措施4-86

3 鍛件結構設計工藝性4-93

3.1 鍛造方法與金屬材料的可鍛性4-93

3.1.1 各種鍛造方法及其特點4-93

3.1.2 金屬材料的可鍛性4-96

3.2 鍛造方法對鍛件結構設計工藝性的要求4-96

3.2.1 自由鍛件的結構設計工藝性4-96

3.2.2 模鍛件的結構設計工藝性4-99

3.3 模鍛件結構設計的注意事項4-103

4 衝壓件結構設計工藝性4-105

4.1 衝壓方式和衝壓材料的選用4-105

4.1.1 衝壓的基本工序4-105

4.1.2 衝壓材料的選用4-107

4.2 衝壓件結構設計的基本參數4-108

4.2.1 衝裁件4-108

4.2.2 彎麯件4-110

4.2.3 拉深件4-113

4.2.4 成形件4-115

4.3 衝壓件結構設計的注意事項4-117

4.4 衝壓件的尺寸和角度公差、形狀和位置未注公差、未注公差尺寸的極限偏差4-119

5 焊接件結構設計工藝性4-125

5.1 焊接方法及其應用4-125

5.1.1 焊接方法的分類、特點及應用4-125

5.1.2 常用金屬材料的適用焊接方法4-125

5.2 焊接結構的設計原則4-127

5.2.1 焊接性4-127

5.2.2 結構剛度和減振能力4-129

5.2.3 應力集中4-129

5.2.4 焊接殘餘應力和變形4-129

5.2.5 焊接接頭性能的不均勻性4-129

5.2.6 應盡量減少和排除焊接缺陷4-129

5.3 焊接接頭的形式4-129

5.3.1 焊接接頭的特點4-129

5.3.2 接頭形式及選用4-130

5.4 焊縫坡口的基本形式與尺寸4-130

5.4.1 坡口參數的確定4-130

5.4.2 碳鋼、低閤金鋼的焊條電弧焊、氣焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸4-130

5.4.3 碳鋼、低閤金鋼埋弧焊焊縫坡口的形式與尺寸4-136

5.4.4 鋁閤金氣體保護焊焊縫坡口形式與尺寸4-142

5.4.5 銅及銅閤金焊接坡口形狀及尺寸4-146

5.4.6 接頭坡口的製作4-146

5.5 焊接件結構設計應注意的問題4-146

5.6 焊接件的幾何尺寸公差和形狀公差4-149

5.6.1 綫性尺寸公差4-149

5.6.2 角度尺寸公差4-149

5.6.3 直綫度、平麵度和平行度公差4-150

5.6.4 焊前彎麯成形的筒體允差4-150

5.6.5 焊前管子的彎麯半徑、圓度公差及允許波紋度4-150

5.7 焊接質量檢驗4-151

6 金屬切削加工件結構設計工藝性4-151

6.1 金屬材料的可加工性4-151

6.2 金屬切削加工件的一般標準4-152

6.2.1 標準尺寸4-152

6.2.2 圓錐的錐度與錐角係列4-154

6.2.3 棱體的角度與斜度4-155

6.2.4 中心孔4-156

6.2.5 零件的倒圓、倒角4-157

6.2.6 圓形零件自由錶麵過渡圓角半徑和靜配閤連接軸用倒角4-158

6.2.7 球麵半徑4-159

6.2.8 燕尾槽4-159

6.2.9 T形槽4-159

6.2.10 弧形槽端部半徑4-161

6.2.11 砂輪越程槽4-161

6.2.12 刨切、插切、珩磨越程槽4-162

6.2.13 退刀槽4-162

6.2.14 插齒、滾齒退刀槽4-163

6.2.15 滾花4-164

6.2.16 分度盤和標尺刻度4-164

6.2.17 鋸縫尺寸4-164

6.3 切削加工件的結構設計工藝性4-165

6.3.1 零件工作圖的尺寸標注應適應加工工藝要求4-165

6.3.2 零件應有安裝和夾緊的基麵4-166

6.3.3 減少裝夾和進給次數4-167

6.3.4 減少加工麵積,簡化零件形狀4-167

6.3.5 盡可能避免內凹錶麵及內錶麵的加工4-169

6.3.6 保證零件加工時的必要的剛性4-169

6.3.7 零件結構要適應刀具尺寸要求,並盡可能采用標準刀具4-170

6.4 自動化生産對零件結構設計工藝性的要求4-171

7 熱處理零件結構設計工藝性4-172

7.1 零件熱處理方法的選擇4-172

7.1.1 退火及正火4-172

7.1.2 淬火及迴火4-173

7.1.3 錶麵淬火4-175

7.1.4 鋼的化學熱處理4-175

7.2 影響熱處理零件結構設計工藝性的因素4-176

7.2.1 零件材料的熱處理性能4-176

7.2.2 零件的幾何形狀和剛度4-178

7.2.3 零件的尺寸大小4-178

7.2.4 零件的錶麵質量4-178

7.3 對零件的熱處理要求4-178

7.3.1 在工作圖上應標明的熱處理要求4-178

7.3.2 金屬熱處理工藝分類及代號的錶示方法4-178

7.4 熱處理零件結構設計的注意事項4-180

7.4.1 防止熱處理零件開裂的注意事項4-180

7.4.2 防止熱處理零件變形的注意事項4-183

7.4.3 防止熱處理零件硬度不均的注意事項4-186

第5章 滿足材料要求的結構設計

1 工程塑料件結構設計工藝性4-188

1.1 工程塑料的選用4-188

1.2 工程塑料零件的製造方法4-188

1.2.1 工程塑料的成型方法4-188

1.2.2 工程塑料的機械加工4-189

1.3 工程塑料零件設計的基本參數4-189

1.4 工程塑料零件結構設計的注意事項4-192

2 橡膠件結構設計工藝性4-194

2.1 橡膠製品質量指標的含義4-194

2.2 橡膠的選用4-194

2.3 橡膠件結構設計的工藝性4-195

2.3.1 脫模斜度4-195

2.3.2 斷麵厚度與圓角4-195

2.3.3 囊類零件的口徑腹徑比4-195

2.3.4 波紋管製品的峰榖直徑比4-196

2.3.5 孔4-196

2.3.6 鑲嵌件4-196

2.4 橡膠件的精度4-196

2.4.1 模壓製品的尺寸公差4-196

2.4.2 壓齣製品的尺寸公差4-197

2.4.3 膠輥尺寸公差4-199

2.4.4 橡膠製品的尺寸測量4-202

3 陶瓷件結構設計工藝性4-202

4 粉末冶金件結構設計工藝性4-204

4.1 粉末冶金材料的分類和選用4-204

4.1.1 粉末冶金減摩材料4-205

4.1.2 粉末冶金摩擦材料4-205

4.1.3 粉末冶金過濾材料4-205

4.1.4 粉末冶金鐵基結構材料4-205

4.2 粉末冶金零件結構設計的基本參數4-205

4.3 粉末冶金零件結構設計的注意事項4-208

第6章 零部件的裝配和維修工藝性

1 一般裝配對零部件結構設計工藝性的要求4-212

1.1 組成單獨的部件或裝配單元4-212

1.2 應具有閤適的裝配基麵4-212

1.3 結閤工藝特點考慮結構的閤理性4-212

1.4 考慮裝配的方便性4-212

1.5 考慮拆卸的方便性4-212

1.6 考慮修配的方便性4-212

1.7 選擇閤理的調整補償環4-212

1.8 減少修整外觀的工作量4-212

2 自動裝配對零件結構設計工藝性的要求4-217

3 吊運對零件結構設計工藝性的要求4-219

4 零部件的維修工藝性4-219

參考文獻 4-221

前  言

本版手冊為新齣版的第6版七捲本《機械設計手冊》。由於科學技術的快速發展,需要我們對手冊內容進行更新,增加新的科技內容,以滿足廣大讀者的迫切需要。

    《機械設計手冊》自1991年麵世發行以來,曆經5次修訂,截至2016年已纍計發行38萬套。作為重點科技圖書的《機械設計手冊》,深受社會各界的重視和好評,在全國具有很大的影響力,該手冊曾獲得全國科技圖書奬二等奬(1995年)、機械工業部科技進步奬二等奬(1997年)、機械工業科學技術奬一等奬(2011年)、中國齣版政府奬提名奬(2013年),並多次獲得全國科技書奬等奬項。1994年,《機械設計手冊》曾在我國建宏齣版社齣版發行,並在海內外産生瞭廣泛的影響。《機械設計手冊》榮獲的一係列國傢和部級奬項錶明,其具有很高的科學價值、實用價值和文化價值。《機械設計手冊》已成為機械設計領域的一部大型品牌工具書,已成為機械工程領域的和影響力較大的大型工具書,長期以來,它為我國裝備製造業的發展做齣瞭巨大貢獻。

    第5版《機械設計手冊》齣版發行至今已有7年時間,這期間我國國民經濟有瞭很大發展,國傢製定瞭《國傢創新驅動發展戰略綱要》,其中把創新驅動發展作為瞭國傢的優先戰略。因此,《機械設計手冊》第6版修訂工作的指導思想除努力貫徹“科學性、先進性、創新性、實用性、可靠性”外,更加突齣瞭“創新性”,以全力配閤我國“創新驅動發展戰略”的重大需求,為實現我國建設創新型國傢和科技強國夢做齣貢獻。

    在本版手冊的修訂過程中,廣泛調研瞭廠礦企業、設計院、科研院所和高等院校等多方麵的使用情況和意見。對機械設計的基礎內容、經典內容和傳統內容,從取材、産品及其零部件的設計方法與計算流程、設計實例等多方麵進行瞭深入的整閤,同時,還全麵總結瞭當前國內外機械設計的新理論、新方法、新材料、新工藝、新結構、新産品和新技術,特彆是在現代設計與創新設計理論與方法、機電一體化及機械控製技術等方麵做瞭和全麵的論述和凝煉。相信本版手冊會以嶄新的麵貌展現在廣大讀者麵前,它將對提高我國機械産品的設計水平、推進新産品的研究與開發、老産品的改造,以及産品的引進、消化、吸收和再創新,進而促進我國由製造大國嚮製造強國躍升,發揮齣巨大的作用。

    本版手冊分為7捲55篇:第1捲 機械設計基礎資料;第2捲 機械零部件設計(連接、緊固與傳動);第3捲 機械零部件設計(軸係、支承與其他);第4捲 流體傳動與控製;第5捲 機電一體化與控製技術;第6捲 現代設計與創新設計(一);第7捲 現代設計與創新設計(二)。

    本版手冊有以下七大特點:

    一、構建新體係

    構建瞭科學、先進、實用、適應現代機械設計創新潮流的《機械設計手冊》新結構體係。該體係層次為:機械基礎、常規設計、機電一體化設計與控製技術、現代設計與創新設計方法。該體係的特點是:常規設計方法與現代設計方法互相融閤,光、機、電設計融為一體,局部的零部件設計與化設計互相銜接,並努力將創新設計的理念貫穿於常規設計與現代設計之中。

    二、凸顯創新性

    總書記在2014年6月和2016年5月召開的中國科學院、中國工程院兩院院士大會上分彆提齣瞭我國科技發展的方嚮就是“創新、創新、再創新”,以及實現創新型國傢和科技強國的三個階段的目標和五項具體工作。為瞭配閤我國創新驅動發展戰略的重大需求,本版手冊突齣瞭機械創新設計內容的編寫,主要有以下幾個方麵:

    (1)新增第7捲,重點介紹瞭創新設計及與創新設計有關的內容。

    該捲主要內容有:機械創新設計概論,創新設計方法論,頂層設計原理、方法與應用,創新原理、思維、方法與應用,綠色設計與和諧設計,智能設計,仿生機械設計,互聯網上的閤作設計,工業通信網絡,麵嚮機械工程領域的大數據、雲計算與物聯網技術,3D打印設計與製造技術,化設計理論與方法。

    (2)在一些篇章編入瞭創新設計和多種典型機械創新設計的內容。

    “第11篇 機構設計”篇新增加瞭“機構創新設計”一章,該章編入瞭機構創新設計的原理、方法及飛剪機剪切機構創新設計,大型空間摺展機構創新設計等多個創新設計的案例。典型機械的創新設計有大型全斷麵掘進機(盾構機)仿真分析與數字化設計、機器人挖掘機的機電一體化創新設計、節能抽油機的創新設計、産品包裝生産綫的機構方案創新設計等。

    (3)編入瞭一大批典型的創新機械産品。

    “機械無級變速器”一章中編入瞭新型金屬帶式無級變速器,“並聯機構的設計與應用”一章中編入瞭數十個新型的並聯機床産品,“振動的利用”一章中新編入瞭激振器偏移式自同步振動篩、慣性共振式振動篩、振動壓路機等十多個典型的創新機械産品。這些産品有的獲得瞭國傢或省部級奬勵,有的是專利産品。

    (4)編入瞭機械設計理論和設計方法論等方麵的創新研究成果。

    1)聞邦椿院士團隊經過長期研究,在上首先創建瞭振動利用工程學科,提齣瞭該類機械設計理論和方法。本版手冊中編入瞭相關內容和實例。

    2)根據多年的研究,提齣瞭以非綫性動力學理論為基礎的深層次的動態設計理論與方法。本版手冊編入瞭該方法並列舉瞭若乾應用範例。

    3)首先提齣瞭和諧設計的新概念和新內容,闡明瞭自然環境、社會環境(政治環境、經濟環境、人文環境、環境、國內環境)、技術環境、資金環境、法律環境下的産品和諧設計的概念和內容的新體係,把既有的綠色設計篇拓展為綠色設計與和諧設計篇。

    4)全麵地闡述瞭産品化設計的理論和方法,提齣瞭産品設計的總體目標、廣義目標和技術目標的內涵,提齣瞭應該用IQCTES六項設計要求來代替QCTES五項要求,詳細闡明瞭設計的四個理想步驟,即“3I調研”“7D規劃”“1 3 X實施”“5(A C)檢驗”,明確提齣瞭産品化設計的基本內容是主輔功能、三大性能和特殊性能要求的具體實現。

    5)本版手冊引入瞭聞邦椿院士經過長期實踐總結齣的獨特的、科學的創新設計方法論體係和規則,用來指導産品設計,並提齣瞭創新設計方法論的運用可嚮智能化方嚮發展,即采用專傢來完成。

    三、堅持科學性

    手冊的科學水平是評價手冊編寫質量的重要方麵,因此,本版手冊特彆強調突齣內容的科學性。

    (1)本版手冊努力貫徹科學發展觀及科學方法論的指導思想和方法,並將其落實到手冊內容的編寫中,特彆是在産品設計理論方法的和諧設計、深層次設計及化設計的編寫中。

    (2)本版手冊中的許多內容是編著者多年研究成果的科學總結。這些內容中有不少是國傢863、973計劃項目,國傢科研重大專項,國傢自然科學基金重大、重點和麵上項目資助項目的研究成果,有不少成果曾獲得、國傢、部委、省市科技奬勵及技術專利,充分體現瞭本版手冊內容的重大科學價值與創新性。

    下麵簡要介紹本版手冊編入的幾方麵的重要研究成果:

    1)振動利用工程新學科是聞邦椿院士團隊經過長期研究在上首先創建的。本版手冊中編入瞭振動利用機械的設計理論、方法和範例。

    2)産品化設計理論與方法的體係和內容是聞邦椿院士團隊提齣並加以完善的,編寫者依據多年的研究成果和係列專著,經綜閤整理後編入本版手冊。

    3)仿生機械設計是一門新興的綜閤性交叉學科,近年來得到瞭快速發展,它為機械設計的創新提供瞭新思路、新理論和新方法。吉林大學任露泉院士領導的工程仿生教育部重點實驗室開展瞭大量的深入研究工作,取得瞭一係列創新成果且齣版瞭專著,據此並結閤國內外大量較新的文獻資料,為本版手冊構建瞭仿生機械設計的新體係,編寫瞭“仿生機械設計”篇(第50篇)。

    4)激光及其在機械工程中的應用篇是中國科學院長春光學精密機械與物理研究所王立軍院士依據多年的研究成果,並參考國內外大量較新的文獻資料編寫而成的。

    5)綠色製造工程是國傢確立的五項重大工程之一,綠色設計是綠色製造工程的重要環節,是一個新的學科。閤肥工業大學劉誌峰教授依據在綠色設計方麵獲多項國傢和省部級奬勵的研究成果,參考國內外大量較新的文獻資料為本版手冊構建瞭綠色設計新體係,編寫瞭“綠色設計與和諧設計”篇(第48篇)。

    6)微機電及設計是前沿的新技術。東南大學黃慶安教授領導的微電子機械教育部重點實驗室多年來開展瞭大量研究工作,取得瞭一係列創新研究成果,本版手冊的“微機電及設計”篇(第28篇)就是依據這些成果和國內外大量較新的文獻資料編寫而成的。

    四、重視先進性

    (1)本版手冊對機械基礎設計和常規設計的內容做瞭大規模全麵修訂,編入瞭大量新標準、新材料、新結構、新工藝、新産品、新技術、新設計理論和計算方法等。

    1)編入和更新瞭産品設計中需要的大量國傢標準,僅機械工程材料篇就更新瞭標準126個,如GB/T 699—2015《碳素結構鋼》和GB/T 3077—2015《閤金結構鋼》等。

    2)在新材料方麵,充實並完善瞭鋁及鋁閤金、鈦及鈦閤金、鎂及鎂閤金等內容。這些材料由於具有優良的力學性能、物理性能以及迴收率高等優點,目前廣泛應用於航空、航天、高鐵、計算機、通信元件、電子産品、紡織和印刷等行業。增加瞭國內外粉末冶金材料的新品種,如美國、德國和日本等國傢的各種粉末冶金材料。充實瞭國內外工程塑料及復閤材料的新品種。

    3)新編的“機械零部件結構設計”篇(第4篇),依據11個結構設計方麵的基本要求,編寫瞭相應的內容,並編入瞭結構設計的評估體係和減速器結構設計、滾動軸承部件結構設計的示例。

    4)按照GB/T 3480.1~3—2013(報批稿)、GB/T 10062.1~3—2003及ISO 6336—2006等新標準,重新構建瞭更加完善的漸開綫圓柱齒輪傳動和錐齒輪傳動的設計計算新體係;按照初步確定尺寸的簡化計算、簡化疲勞強度校核計算、一般疲勞強度校核計算,編排瞭三種設計計算方法,以滿足不同場閤、不同要求的齒輪設計。

    5)在“第4捲 流體傳動與控製”捲中,編入瞭一大批國內外的新標準、新結構、新産品、新技術和新設計計算方法。在“液力傳動”篇(第23篇)中新增加瞭液黏傳動,它是一種新型的液力傳動。

    (2)“第5捲 機電一體化與控製技術”捲充實瞭智能控製及專傢的內容,大篇幅增加瞭機器人與機器人裝備的內容。

    機器人是機電一體化特徵為顯著的現代機械,機器人技術是智能製造的關鍵技術。由於智能製造的迅速發展,近年來機器人産業呈現齣高速發展的態勢。為此,本版手冊大篇幅增加瞭“機器人與機器人裝備”篇(第26篇)的內容。該篇從實用性的角度,編寫瞭串聯機器人、並聯機器人、輪式機器人、機器人工裝夾具及變位機;編入瞭機器人的驅動、控製、傳感、視角和人工智能等共性技術;結閤噴塗、搬運、電焊、衝壓及壓鑄等工藝,介紹瞭機器人的典型應用實例;介紹瞭服務機器人技術的新進展。

    (3)為瞭配閤我國創新驅動戰略的重大需求,本版手冊擴大瞭創新設計的篇數,將原第6捲擴編為兩捲,即新的“現代設計與創新設計(一)”(第6捲)和“現代設計與創新設計(二)”(第7捲)。前者保留瞭原第6捲的主要內容,後者編入瞭創新設計和與創新設計有關的內容及一些前沿的技術內容。

    本版手冊“現代設計與創新設計(一)”捲(第6捲)的重點內容和新增內容主要有:

    1)在“現代設計理論與方法綜述”篇(第32篇)中,簡要介紹瞭機械製造技術發展總趨勢、在上有影響的主要設計理論與方法、産品研究與開發的一般過程和關鍵技術、現代設計理論的發展和根據不同的設計目標對設計理論與方法的選用。聞邦椿院士在國內外按照工程原理,對産品的現代設計方法做瞭科學分類,剋服瞭目前産品設計方法的論述缺乏性的不足。

    2)新編瞭“數字化設計”篇(第40篇)。數字化設計是智能製造的重要手段,並呈現應用日益廣泛、發展更加深刻的趨勢。本篇編入瞭數字化技術及其相關技術、計算機圖形學基礎、産品的數字化建模、數字化仿真與分析、逆嚮工程與快速原型製造、協同設計、虛擬設計等內容,並編入瞭大型全斷麵掘進機(盾構機)的數字化仿真分析和數字化設計、摩托車逆嚮工程設計等多個實例。

    3)新編瞭“試驗優化設計”篇(第41篇)。試驗是保證産品性能與質量的重要手段。本篇以新的視覺優化設計構建瞭試驗設計的新體係、全新內容,主要包括正交試驗、試驗乾擾控製、正交試驗的結果分析、穩健試驗設計、廣義試驗設計、迴歸設計、混料迴歸設計、試驗優化分析及試驗優化設計常用軟件等。

    4)將手冊第5版的“造型設計與人機工程”篇改編為“工業設計與人機工程”篇(第42篇),引入瞭工業設計的相關理論及新的理念,主要有品牌設計與産品識彆(PIS)設計、通用設計、交互設計、設計、服務設計等,並編入瞭機器人的産品設計分析及自行車的人機設計等典型案例。

    (4)“現代設計與創新設計(二)”捲(第7捲)主要編入瞭創新設計和與創新設計有關的內容及一些前沿技術內容,其重點內容和新編內容有:

    1)新編瞭“機械創新設計概論”篇(第44篇)。該篇主要編入瞭創新是我國科技和經濟發展的重要戰略、創新設計的發展與現狀、創新設計的指導思想與目標、創新設計的內容與方法、創新設計的未來發展戰略、創新設計方法論的體係和規則等。

    2)新編瞭“創新設計方法論”篇(第45篇)。該篇為創新設計提供瞭正確的指導思想和方法,主要編入瞭創新設計方法論的體係、規則,創新設計的目的、要求、內容、步驟、程序及科學方法,創新設計工作者或團隊的四項潛能,創新設計客觀因素的影響及動態因素的作用,用科學哲學思想來統領創新設計工作,創新設計方法論的應用,創新設計方法論應用的智能化及專傢,創新設計的關鍵因素及製約的因素分析等內容。

    3)創新設計是提高機械産品競爭力的重要手段和方法,大力發展創新設計對我國國民經濟發展具有重要的戰略意義。為此,編寫瞭“創新原理、思維、方法與應用”篇(第47篇)。除編入瞭創新思維、原理和方法,創新設計的基本理論和創新的化設計方法外,還編入瞭29種創新思維方法、30種創新技術、40種發明創造原理,列舉瞭大量的應用範例,為引領機械創新設計做齣瞭示範。

    4)綠色設計是實現低資源消耗、低環境汙染、低碳經濟的保護環境和資源閤理利用的重要技術政策。本版手冊中編入瞭“綠色設計與和諧設計”篇(第48篇)。該篇地論述瞭綠色設計的概念、理論、方法及其關鍵技術。編者結閤多年的研究實踐,並參考瞭大量的國內外文獻及較新的研究成果,構建瞭實用的綠色設計的完整體係,包括綠色材料選擇、拆卸迴收産品設計、包裝設計、節能設計、綠色設計體係與評估方法,並給齣瞭係列典型範例,這些對推動工程綠色設計的普遍實施具有重要的指引和示範作用。

    5)仿生機械設計是一門新興的綜閤性交叉學科,本版手冊新編入瞭“仿生機械設計”篇(第50篇),包括仿生機械設計的原理、方法、步驟,仿生機械設計的生物模本,仿生機械形態與結構設計,仿生機械運動學設計,仿生機構設計,並結閤仿生行走、飛行、遊走、運動及生機電仿生手臂,編入瞭多個仿生機械設計範例。

    6)第55篇為“化設計理論與方法”篇。裝備製造機械産品的大型化、復雜化、信息化程度越來越高,對設計方法的科學性、全麵性、深刻性、性提齣的要求也越來越高,為瞭滿足我國製造強國的重大需要,亟待創建一種能統領産品設計全局的先進設計方法。該方法已經在我國許多重要機械産品(如動車、大型離心壓縮機等)中成功應用,並獲得重大的社會效益和經濟效益。本版手冊對該化設計方法做瞭論述並給齣瞭大型綜閤應用實例,相信該化設計方法對我國大型、復雜、現代化機械産品的設計具有重要的指導和示範作用。

    7)本版手冊第7捲還編入瞭與創新設計有關的其他多篇現代化設計方法及前沿新技術,包括頂層設計原理、方法與應用,智能設計,互聯網上的閤作設計,工業通信網絡,麵嚮機械工程領域的大數據、雲計算與物聯網技術,3D打印設計與製造技術等。

    五、突齣實用性

    為瞭方便産品設計者使用和參考,本版手冊對每種機械零部件和産品均給齣瞭具體應用,並給齣瞭選用方法或設計方法、設計步驟及應用範例,有的給齣瞭零部件的生産企業,以加強實際設計的指導和應用。本版手冊的編排盡量采用錶格化、框圖化等形式來錶達産品設計所需要的內容和資料,使其更加簡明、便查;對各種標準采用摘編、數據閤並、改排和格式統一等方法進行改編,使其更為規範和便於讀者使用。

    六、保證可靠性

    編入本版手冊的資料盡可能取自原始資料,重要的資料均注明來源,以保證其可靠性。所有數據、公式、圖錶力求準確可靠,方法、工藝、技術力求成熟。所有材料、零部件、産品和工藝標準均采用新公布的標準資料,並且在編入時做到認真核對以避免差錯。所有計算公式、計算參數和計算方法都經過長期檢驗,各種算例、設計實例均來自工程實際,並經過認真的計算,以確保可靠。本版手冊編入的各種通用的及標準化的産品均說明其特點及適用情況,並注明生産廠傢,供設計人員全麵瞭解情況後選用。

    七、保證高質量和性

    本版手冊主編單位東北大學是國傢211、985重點大學、“重大機械關鍵設計製造共性技術”985創新平颱建設單位、2011國傢鋼鐵共性技術協同創新中心建設單位,建有“機械設計及理論國傢重點學科”和“機械工程一級學科”。由東北大學機械及相關學科的老教授、老專傢和中青年學術精英組成瞭實力強大的大型工具書編寫團隊骨乾,以及一批來自國傢重點高校、研究院所、大型企業等30多個單位、近200位專傢、學者組成瞭高水平編審團隊。編審團隊成員的大多數都是所在領域的專傢,他們具有深廣的理論基礎、豐富的機械設計工作經曆、豐富的工具書編篡經驗和執著的敬業精神,從而確保瞭本版手冊的高質量和性。

    在本版手冊編寫中,為便於協調,提高質量,加快編寫進度,編審人員以東北大學的教師為主,並組織邀請瞭清華大學、上海交通大學、西安交通大學、浙江大學、哈爾濱工業大學、吉林大學、天津大學、華中科技大學、北京科技大學、大連理工大學、東南大學、同濟大學、重慶大學、北京化工大學、南京航空航天大學、上海師範大學、閤肥工業大學、大連交通大學、長安大學、西安建築科技大學、瀋陽工業大學、瀋陽航空航天大學、瀋陽建築大學、瀋陽理工大學、瀋陽化工大學、重慶理工大學、中國科學院長春精密機械及物理研究所、中國科學院瀋陽自動化研究所等單位的專傢、學者參加。

    在本版手冊齣版之際,特嚮機械專傢、本手冊創始人、第1版及第2版的主編徐灝教授緻以崇高的敬意,嚮曆次版本副主編邱宣懷教授、蔡春源教授、嚴雋琪教授、林忠欽教授、餘俊教授、汪愷總工程師、周士昌教授緻以崇高的敬意,嚮參加本手冊曆次版本的編寫單位和人員錶示衷心感謝,嚮在本手冊曆次版本的編寫、齣版過程中給予大力支持的單位和社會各界朋友們錶示衷心感謝,特彆感謝機械科學研究總院、鄭州機械研究所、徐州工程機械集團公司、北方重工集團瀋陽重型機械集團有限責任公司和瀋陽礦山機械集團有限責任公司、瀋陽機床集團有限責任公司、瀋陽鼓風機集團有限責任公司及遼寜省標準研究院等單位的大力支持。

    由於編者水平有限,手冊中難免有一些不盡如人意之處,殷切希望廣大讀者批評指正。

    主編 聞邦椿


《機械設計手冊(第六版)第一捲》 概述 《機械設計手冊(第六版)第一捲》是一部集理論、方法、數據、工程實踐於一體的綜閤性機械設計參考工具書。本捲係統地梳理和更新瞭機械設計領域的基礎理論、通用技術和關鍵要素,旨在為廣大機械工程師、設計師、研究人員以及相關專業的學生提供全麵、權威、實用的指導。本書內容緊密結閤現代機械工程的發展趨勢,融入瞭新材料、新工藝、新技術的最新成果,並充分考慮瞭工程實踐中的實際需求和問題,力求做到科學性、先進性、實用性和可查性的高度統一。 內容詳述 本捲主要涵蓋以下幾個核心部分,每個部分都經過精心編排,力求內容的深度與廣度並存: 第一部分:機械設計通用基礎 材料力學基礎與常用材料性能: 詳細闡述瞭材料在各種載荷作用下的應力、應變、彈性模量、泊鬆比、強度極限、屈服極限、疲勞極限、硬度等基本概念及計算方法。深入介紹瞭機械設計中最常用的金屬材料(如各種鋼、鑄鐵、鋁閤金、銅閤金等)和非金屬材料(如工程塑料、橡膠、復閤材料等)的化學成分、熱處理工藝、力學性能、物理性能、耐腐蝕性、加工性能等,並提供大量詳細的材料性能數據錶格,方便工程師根據具體工況選擇最閤適的材料。同時,也涵蓋瞭材料的失效分析基礎,指導如何避免材料在設計中的潛在問題。 機械零件設計基礎理論: 係統講解瞭各種基本機械零件(如軸、鍵、銷、聯軸器、齒輪、蝸杆、軸承、彈簧、緊固件等)的設計原則、設計步驟、計算方法和載荷分析。重點突齣強度設計、剛度設計、疲勞設計、磨損設計等關鍵環節。針對每一類零件,都提供瞭詳細的設計公式、圖錶、經驗數據以及標準規範的引用,並結閤實際工程案例,講解如何進行優化設計,以達到輕量化、高可靠性和低成本的目標。 公差與配閤、錶麵粗糙度: 詳細闡述瞭現代機械製造中至關重要的公差與配閤理論,包括基本尺寸、公差帶、基準、配閤種類(過盈配閤、間隙配閤、過渡配閤)的選用原則及計算方法。介紹瞭國際標準(ISO)和國傢標準(GB)中關於公差與配閤的體係及其應用。同時,深入講解瞭錶麵粗糙度對零件功能(如密封性、耐磨性、抗疲勞性、接觸精度等)的影響,提供瞭不同精度等級錶麵的加工方法、檢測手段以及相應的粗糙度數值標準,指導工程師根據零件的工作要求閤理選擇和標注錶麵粗糙度。 第二部分:機械傳動與動力傳遞裝置 齒輪傳動設計: 詳盡介紹瞭圓柱齒輪、錐齒輪、斜齒輪、行星齒輪等各種齒輪傳動的設計方法。包括齒輪參數的確定、幾何尺寸的計算、載荷的估算、強度計算(彎麯強度、接觸強度)、精度等級的選擇、潤滑與冷卻等。重點分析瞭齒輪傳動的失效形式(如輪齒摺斷、輪齒錶麵疲勞點蝕、磨損、膠閤等)及其預防措施。提供瞭多種標準齒輪的規格參數和設計實例。 蝸杆傳動設計: 詳細闡述瞭蝸杆傳動的結構、工作原理、傳動比的確定、效率計算、熱平衡計算、載荷能力計算(耐磨性、強度)以及潤滑方法。分析瞭蝸杆傳動的優缺點和適用範圍。 帶傳動設計: 全麵介紹瞭三角帶傳動、平帶傳動、 V帶傳動、多楔帶傳動的結構、工作原理、傳動比的計算、帶的選擇、帶張力的確定、中心距的計算、載荷的估算以及壽命的計算。重點強調瞭帶傳動中過載保護和效率損耗的分析。 鏈傳動設計: 闡述瞭滾子鏈、齒形鏈等鏈傳動的基本參數、傳動比的確定、鏈條的選擇、鏈節的強度計算、中心距的確定、載荷的估算以及潤滑要求。分析瞭鏈傳動的優點、缺點及適用場閤。 摩擦輪傳動設計: 講解瞭圓柱摩擦輪、錐麵摩擦輪等傳動的設計原理,包括傳動比的確定、接觸壓力的計算、摩擦力的分析以及載荷能力的計算。 其他傳動裝置: 簡要介紹瞭液力傳動、氣壓傳動等動力傳遞裝置的基本原理和應用,為讀者提供更廣泛的選擇。 第三部分:機械連接與緊固件 螺紋連接設計: 深入講解瞭螺紋的基本參數、螺紋標準、螺紋的強度計算(拉伸強度、剪切強度、擠壓強度)、螺紋副的連接強度計算、螺紋連接的防鬆措施以及螺紋緊固件的選擇。詳細列齣瞭常用螺紋緊固件(如螺栓、螺母、墊圈)的標準規格和性能等級。 鍵連接設計: 闡述瞭鍵連接的類型(如半圓鍵、方鍵、花鍵等)、工作原理、強度計算、鍵槽的加工要求以及選擇原則。 銷連接設計: 介紹瞭圓錐銷、圓柱銷、開口銷等銷連接的結構、用途、強度計算和選擇。 鉚接與焊接連接: 簡要介紹瞭鉚接和焊接連接的基本原理、類型、設計注意事項和強度計算方法,並引用瞭相關的國傢標準。 聯軸器設計: 詳細介紹瞭剛性聯軸器、撓性聯軸器(如齒輪聯軸器、梅花聯軸器、萬嚮聯軸器等)的結構、工作原理、傳動能力計算、選擇原則以及安裝要求。 第四部分:軸、支承與密封 軸的設計: 詳細講解瞭軸的類型、材料選擇、受力分析、剛度計算、強度計算(包括軸的彎麯、扭轉、軸嚮力等綜閤強度)、疲勞強度計算、軸的結構設計(如軸肩、花鍵、軸槽等)、軸的材料熱處理與錶麵強化工藝。提供瞭多種軸的標準尺寸和設計圖例。 軸承選擇與設計: 全麵介紹瞭滾動軸承(如球軸承、滾子軸承)和滑動軸承(如銅瓦、軸瓦)的分類、結構、工作原理、基本參數、載荷能力計算、壽命計算、潤滑要求、安裝與維護。重點講解瞭根據工作條件和載荷選擇最閤適的軸承類型和規格。 密封技術: 闡述瞭各種機械密封(如唇形密封、O形圈、油封、機械密封、填料密封等)的類型、工作原理、結構特點、材料選擇、密封性能分析、安裝要求以及失效原因。針對不同工況(如高溫、高壓、腐蝕性介質等)提供瞭相應的密封解決方案。 總結 《機械設計手冊(第六版)第一捲》是一部為機械工程領域專業人士量身打造的必備工具書。其內容體係嚴謹,數據翔實,圖文並茂,理論與實踐緊密結閤。本書不僅涵蓋瞭機械設計的基礎理論和通用技術,更融入瞭大量的工程實用數據、標準規範和設計經驗,能夠幫助工程師高效、準確地完成機械零件和係統的設計工作,提升設計質量和效率,規避設計風險。無論是在産品研發、技術改進,還是在教育教學過程中,本書都將成為您不可或缺的得力助手。

用戶評價

評分

我是一名獨立創客,在進行個人項目和原型開發時,《機械設計手冊 第6版 第1捲》是我最信賴的“設計顧問”。雖然我沒有專業的工程背景,但對機械的熱愛驅使我不斷學習和實踐。這本書就像一位耐心的老師,一步步地引導我理解機械設計的奧秘。我尤其喜歡手冊中那些“基礎篇”的內容,例如關於各種運動副、連接副的講解,這些最基礎的知識,對於我構建簡單的機械裝置至關重要。當我遇到一些結構上的難題時,我常常會翻閱手冊,尋找類似的結構設計和解決方案,然後將其應用到我的項目中。手冊中關於受力分析和結構優化的介紹,也讓我受益匪淺。它讓我明白,一個好的設計不僅僅是把零件組裝在一起,更需要考慮力的傳遞、應力的分布以及整體的穩定性。我嘗試著將手冊中的一些計算方法應用到我的簡易設計中,雖然過程有些笨拙,但每一次成功的驗證都讓我充滿成就感。手冊中關於材料選擇和加工方法的介紹,也為我提供瞭寶貴的實踐指導。它讓我瞭解到不同材料的特性,以及如何選擇適閤我的項目所需的加工工藝。這本書極大地拓寬瞭我的視野,讓我對機械設計有瞭更係統、更深入的認識,也讓我更有信心去實現我腦海中的各種創意。

評分

作為一名機械工程領域的資深從業者,我必須說,《機械設計手冊 第6版 第1捲》是一本真正意義上的“案頭必備”。它所涵蓋的知識點之全麵,理論推導之嚴謹,參數選取之權威,都達到瞭業界頂尖的水平。很多時候,我們可能憑著經驗就能做齣一些設計,但當麵臨更嚴苛的性能要求、更復雜的工況或者需要進行知識産權證明時,一本能夠提供詳實理論依據和嚴密計算過程的手冊就顯得尤為重要。我尤其欣賞書中關於可靠性設計和安全係數確定的章節。在很多項目中,我們不僅要考慮設計的可行性,更要確保其長期運行的穩定性和安全性。手冊中關於概率論在可靠性分析中的應用,以及如何根據失效模式和風險等級來確定閤理的安全係數,都為我們提供瞭科學的方法論。我記得在一次航空發動機關鍵部件的設計評審中,我們之所以能夠順利通過,很大程度上是因為我們能夠清晰地展示我們設計所依據的理論模型和計算過程,而這些正是源自這本手冊。手冊在材料力學、結構力學、以及振動力學等基礎理論方麵的論述,更是提供瞭堅實的理論支撐,讓我們在麵對復雜問題時,能夠迅速定位到關鍵的理論工具。此外,手冊中關於標準件、通用件的選用規範和設計要求,也為我們節省瞭大量的時間,並且能夠有效提高設計的標準化和通用性。總而言之,這本書不僅是一本技術參考書,更是一種工程思維的體現,它能夠幫助我們構建起嚴謹、科學、高效的設計體係。

評分

作為一個有幾年經驗的機械工程師,我對《機械設計手冊 第6版 第1捲》的評價,更多地是從解決實際工程問題的角度齣發。不得不說,這本手冊的內容深度和廣度都達到瞭一個相當的高度,尤其是在應對復雜工況下的設計挑戰時,它提供的理論依據和工程經驗都顯得尤為寶貴。書中關於強度、剛度、疲勞設計的部分,我個人覺得是它最大的亮點。它不僅提供瞭標準的計算方法,還涵蓋瞭許多非標設計中常遇到的問題,比如如何處理應力集中、如何選擇閤適的材料以及如何進行可靠性分析。我記得在一次解決設備關鍵零部件的早期失效問題時,翻閱手冊中關於材料疲勞性能的章節,結閤實驗數據,最終找到瞭問題的根源,並提齣瞭有效的改進方案。這種能夠直接指導實踐、解決痛點的能力,是很多普通教材所不具備的。此外,手冊在傳動機構設計方麵的論述也十分詳盡,無論是齒輪、蝸杆、還是連杆機構,都提供瞭豐富的計算公式、設計準則和案例分析。這對於我這樣需要經常設計和優化傳動係統的工程師來說,簡直是如虎添翼。我尤其欣賞書中關於“設計原則”和“經驗總結”的闡述,這些往往是隱藏在理論背後的寶貴智慧,能夠幫助我們規避很多新手容易犯的錯誤。而且,手冊中的圖錶數據都非常權威,查閱起來也非常方便,節省瞭我大量搜集和驗證數據的時間。它就像一個隨時待命的“智囊團”,在我遇到技術難題時,總能提供一個清晰的解決思路,或者至少是一個可靠的齣發點。

評分

對我來說,《機械設計手冊 第6版 第1捲》不僅僅是一本技術書籍,更是一種“工匠精神”的體現。它所展現齣的對細節的極緻追求、對精確性的嚴謹態度,以及對可靠性的不懈堅持,都讓我深感敬佩。我是一個對精密機械和工藝美學有獨到見解的讀者,我常常會從手冊的字裏行間感受到那種“精益求精”的設計理念。手冊中關於公差配閤、錶麵粗糙度、以及形位公差的詳細論述,都讓我看到瞭機械設計在微觀層麵上的精妙之處。我喜歡去理解為什麼這些看似微小的參數會對機械的整體性能産生如此大的影響。手冊中關於各種加工方法(如車削、銑削、磨削等)的原理和精度介紹,也讓我對製造過程有瞭更深的認識。我尤其欣賞書中在講解某個結構件的設計時,會同時考慮其強度、剛度、以及製造的經濟性,這種多方麵的權衡和優化,正體現瞭真正的工匠精神。它讓我明白,好的機械設計,不僅僅是滿足功能需求,更是在材料、工藝、以及成本之間找到最佳的平衡點,最終呈現齣既實用又美觀的傑作。這本書在我心中樹立瞭一個高標準,讓我對機械設計有瞭更深層次的理解和欣賞。

評分

作為一名項目經理,在評估技術方案和管理供應商時,《機械設計手冊 第6版 第1捲》為我提供瞭重要的決策依據。雖然我不直接進行細節設計,但對設計原理、材料性能以及工藝可行性的基本瞭解,能夠幫助我更好地把握項目的技術風險和成本控製。手冊中關於各種材料的力學性能、熱學性能以及化學性能的詳盡介紹,讓我能夠理解不同材料在特定應用場景下的優劣,從而與供應商進行更有效的溝通,選擇最適閤項目的材料。我尤其關注手冊中關於標準件和通用件的選用規範,這有助於我指導團隊進行標準化設計,降低采購成本,並且能夠更好地管理備件庫存。在評估供應商的技術能力時,我也會參考手冊中關於特定設計領域(如軸承、齒輪、液壓元件等)的設計準則和性能要求,來判斷其方案的閤理性和先進性。手冊中關於可靠性設計和壽命預測的內容,也為我進行項目風險評估和製定維護計劃提供瞭重要的參考。它能夠幫助我理解,一個看似簡單的設計,背後可能需要考慮的諸多因素,從而更全麵地認識項目的技術復雜度和潛在風險。這本書讓我不再僅僅是從“能用”的角度去看待設計,而是能夠從“更好用”、“更可靠”、“更經濟”等更深層次的角度去評估。

評分

我是一名機械設計專業的在讀研究生,對於《機械設計手冊 第6版 第1捲》的閱讀體驗,我更多的是從學術研究和理論深化的角度來理解的。這本書簡直是機械設計領域的一部百科全書,它的內容之豐富、條理之清晰、邏輯之嚴謹,都讓我嘆為觀止。在我撰寫學位論文的過程中,常常需要查閱大量的資料來支撐我的理論模型和計算結果。這本手冊就成為瞭我不可或缺的參考書。書中關於各種機械零件的受力分析、變形分析、以及失效模式的講解,都非常深入和透徹。它不僅僅是給齣結論,更重要的是它詳細推導瞭每一個公式的來源和適用條件,這對於我們做研究的人來說至關重要。我曾經在研究一種新型減速器時,遇到瞭關於齒輪強度計算的一些難題,翻閱瞭手冊中關於齒輪傳動的章節,發現裏麵詳細介紹瞭不同類型齒輪的受力特性和承載能力計算方法,並提供瞭多種設計改進的建議。這些信息對我論文的思路啓發很大。此外,手冊在材料選擇和熱處理等方麵的論述也非常有價值。它不僅列舉瞭各種常用材料的性能參數,還深入分析瞭不同材料在特定工況下的錶現,這對於我進行新材料的應用研究提供瞭重要的參考。我經常會花很多時間來對照手冊中的內容,思考如何將書中的理論知識與我正在進行的課題結閤起來,尋找創新的解決方案。這本書給我最大的感受就是,它真正做到瞭“授人以漁”,讓我不僅僅是學會瞭如何使用工具,更是理解瞭工具背後的原理和精髓。

評分

在我看來,《機械設計手冊 第6版 第1捲》不僅僅是一本技術參考,更像是一部機械設計的“史詩”。它承載瞭無數工程師的智慧和經驗,記錄瞭機械工程發展的脈絡。我是一個對工程曆史和技術發展感興趣的普通讀者,通過閱讀這本書,我得以窺見機械設計是如何從最初的簡單構想到如今的精密復雜的。手冊中對一些經典機械原理和結構的介紹,例如滑輪組、杠杆原理、以及各種凸輪機構,都讓我對這些基礎知識有瞭更深層次的認識。我甚至會去查閱一些關於這些機械原理的發明故事,將書中的理論與曆史聯係起來,這讓我的閱讀體驗更加豐富和有趣。我尤其欣賞書中在講解某個設計原理時,會追溯其曆史淵源和發展演變,這讓我能夠更好地理解設計思想是如何一代代傳承和發展的。它讓我明白,每一個看似簡單的機械部件,背後都可能有著漫長而麯摺的設計演進過程。通過閱讀手冊,我能夠瞭解到不同曆史時期,工程師們是如何在有限的條件下,通過智慧和創造力來解決工程難題的。這種對工程“過去”的理解,也讓我對“現在”和“未來”的機械設計有瞭更廣闊的視野。它讓我意識到,機械設計不僅僅是解決當下的技術問題,更是一種承載著人類智慧和創造力的偉大事業。

評分

這本《機械設計手冊 第6版 第1捲》真是讓我大開眼界,原本以為隻是本查閱資料的工具書,沒想到它竟然能引發我這麼多思考。我是一名初入機械設計行業不久的工程師,很多概念和理論對我來說還比較模糊,急需一本能夠係統梳理知識體係的寶典。這本手冊正好滿足瞭我的需求。它並非簡單地羅列公式和參數,而是將枯燥的理論知識融入到實際的應用場景中,讓我能夠理解“為什麼”和“怎麼用”。例如,在講解軸的設計部分,書中不僅僅給齣瞭各種應力計算公式,還結閤瞭實際的失效案例,詳細分析瞭不同載荷、不同材料、不同加工工藝對軸承壽命的影響。這種“理論+實踐”的講解方式,比我之前看過的任何教材都更加生動和有啓發性。我尤其喜歡它在講解零件結構設計時,提供的多種優化方案和對比分析。有時候,一個看似微小的結構調整,就能帶來顯著的性能提升和成本降低。這讓我意識到,機械設計並非簡單的堆砌零件,而是需要精巧的構思和深入的理解。我常常會花上一個下午的時間,僅僅是閱讀其中一個章節,反復推敲書中的插圖和文字,嘗試將書中的概念應用到我目前正在負責的項目中。每次重讀,似乎都能發現新的細節和之前忽略的要點,這種“學無止境”的感覺,讓我對機械設計這個領域充滿瞭敬畏和好奇。手冊的排版和圖例設計也十分考究,清晰易懂,大大降低瞭閱讀門檻,讓我能夠更專注於內容的理解。總而言之,這不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的導師,在我職業生涯的起步階段,為我指明瞭方嚮,點燃瞭我對機械設計更深層次的熱情。

評分

我是一名工業設備維修工程師,在處理各種復雜故障時,我發現《機械設計手冊 第6版 第1捲》簡直是我手中的“診斷利器”。雖然我不是直接參與設計的,但對設備工作原理和結構細節的深入理解,對於快速定位和排除故障至關重要。這本手冊就為我提供瞭最權威、最係統的知識支撐。在一次處理一颱大型數控機床的傳動係統故障時,我利用手冊中關於齒輪傳動、軸承選型以及潤滑係統的詳細介紹,結閤設備現場的實際情況,很快就分析齣瞭故障可能的原因,並采取瞭有針對性的維修措施,大大縮短瞭停機時間。我尤其喜歡手冊中關於各種零件失效模式的分析,它詳細列舉瞭不同零件可能齣現的磨損、疲勞、斷裂等現象,並深入分析瞭其産生的原因和預防方法。這對於我理解設備故障的根本原因非常有幫助。通過學習手冊的內容,我能夠更準確地判斷故障的類型,從而避免不必要的拆卸和檢查,提高維修效率。同時,手冊中關於材料性能、加工工藝的介紹,也讓我對設備的製造過程有瞭更深的認識,這有助於我更好地理解設備在設計時所做的權衡和取捨,從而更好地進行維修和維護。對於我們維修人員來說,理解“為什麼會壞”比“怎麼修”更重要,而這本手冊恰恰能夠幫助我們實現這一點。它就像一個經驗豐富的“老技師”,在我遇到難題時,總能給我最可靠的指導。

評分

作為一名機械設計愛好者,我購買《機械設計手冊 第6版 第1捲》更多的是齣於對機械工程的濃厚興趣和自我提升的需求。這本書對我來說,就像打開瞭一扇通往機械設計殿堂的大門,讓我得以一窺其中精妙絕倫的設計理念和嚴謹的科學邏輯。我特彆喜歡手冊中那些精美的插圖和詳細的分解圖,它們直觀地展示瞭各種機械零件的結構和工作原理,讓我能夠清晰地理解復雜的機械係統是如何運作的。例如,在閱讀關於連杆機構的部分時,書中通過圖示和文字相結閤的方式,詳細講解瞭不同連杆機構的運動特性和應用場景,讓我對機械的“形”與“動”有瞭更深刻的理解。手冊中對於設計流程和方法論的介紹,也讓我受益匪淺。它不僅僅是提供瞭具體的計算公式,更重要的是教會瞭我如何係統地思考問題,如何從宏觀到微觀地進行設計。我嘗試將書中的一些基本設計方法應用到我個人的一些小項目上,比如製作一個簡單的機械臂或者設計一個微型減速器,雖然過程充滿挑戰,但每一次進步都讓我充滿瞭成就感。手冊的語言風格也比較易懂,雖然有些專業術語,但通過結閤上下文和圖例,基本都能理解。它讓我意識到,機械設計並非遙不可及的學問,而是可以通過係統學習和實踐來掌握的技能。這本書激發瞭我更深入地學習機械原理和相關知識的動力,我期待著在未來的日子裏,能夠用它來指導我更多的實踐探索。

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