簡明機械設計手冊

第1章常用資料和力學公式
1.1常用標準代號1
1.1.1國內標準代號1
1.1.2常用國際標準代號1
1.2常用計量單位及換算2
1.2.1法定計量單位2
1.2.2常用物理量符號及其法定單位4
1.2.3常用計量單位及換算6
1.2.4優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系9
1.3常用數(shù)據(jù)10
1.3.1常用材料的彈性模量及泊松比10
1.3.2常用材料的密度11
1.3.3常用材料的線脹系數(shù)11
1.3.4常見金屬材料的熔點、熱導率及比熱容11
1.3.5常用材料的摩擦因數(shù)12
1.3.6物體的摩擦因數(shù)12
1.3.7機械傳動和軸承的效率值13
1.3.8常用金屬材料的硬度13
1.3.9黑色金屬材料的硬度與強度換算關系14
1.4常用數(shù)學公式18
1.4.1代數(shù)18
1.4.2三角函數(shù)19
1.4.3導數(shù)與微分19
1.4.4幾何體的表面積和體積21
1.5常用力學公式23
1.5.1靜力學的常用計算公式23
1.5.2運動學的計算公式26
1.5.3動力學的計算公式27
1.5.4物體轉動慣量的計算29
1.5.5強度理論及適用范圍30
1.5.6材料力學的計算公式31
1.5.7等截面梁的彎矩、撓度及轉角等計算公式34
1.5.8截面的幾何特性38
第2章常用工程材料
2.1黑色金屬材料42
2.1.1結構鋼42
2.1.2特殊用途鋼56
2.1.3鑄鋼、鑄鐵69
2.2常用有色金屬材料72
2.2.1銅和銅合金72
2.2.2鋁和鋁合金77
2.3常用塑料82
2.3.1常用熱塑性塑料的特性及應用82
2.3.2常用熱固性塑料的特性及應用84
2.3.3常用塑料選用85
2.4復合材料85
第3章設計常用標準和規(guī)范
3.1機械制圖常用標準87
3.1.1圖框格式和圖幅尺寸（GB/T 14689—2008）87
3.1.2標題欄（GB/T 10609.1—2008）和明細欄（GB/T 10609.2—2009）88
3.1.3比例（GB/T 14690—1993）和線型（GB/T 4457.4—2002）88
3.1.4剖面符號（GB/T 4457.5—2013）89
3.1.5裝配圖中零、部件序號及編排方法（GB/T 4458.2—2003）90
3.1.6尺寸注法（GB/T 4458.4—2003）91
3.1.7常用零件的規(guī)定畫法99
3.1.8機構運動簡圖符號（GB/T 4460—2013）111
3.2公差與配合113
3.2.1標準公差和基本偏差113
3.2.2孔、軸的極限偏差115
3.2.3未注公差的線性尺寸和角度尺寸的一般公差168
3.2.4基孔制與基軸制的優(yōu)先、常用配合168
3.2.5圓錐公差與配合169
3.2.6過盈配合的計算和選用171
3.3幾何公差173
3.3.1幾何公差的符號173
3.3.2幾何公差的數(shù)值及應用174
3.3.3幾種主要加工方法的幾何公差等級177
3.3.4幾何公差的應用177
3.4表面粗糙度178
3.4.1表面粗糙度的主要參數(shù)178
3.4.2表面粗糙度常用符號及其標注法180
3.4.3幾種主要加工方法得到的表面粗糙度182
3.5常用熱處理規(guī)范183
3.5.1常用熱處理工藝代號183
3.5.2零件工作圖應注明的熱處理要求185
3.5.3常用零件的熱處理實例186
3.5.4熱處理零件結構設計的注意事項186
3.6常用焊接工藝性規(guī)范193
3.6.1焊接方法及其應用193
3.6.2焊接結構的設計原則193
3.6.3焊接材料及選擇194
3.6.4常用金屬的焊接性197
3.6.5焊縫198
3.6.6焊接件的幾何尺寸公差和形位公差207
3.6.7焊接質量檢驗208
3.7機加工常用規(guī)范209
3.7.1標準尺寸209
3.7.2角度的標準系列210
3.7.3圓錐的錐度和錐角210
3.7.4中心孔配合211
3.7.5越程槽尺寸213
3.7.6表面的圓角半徑和倒角尺寸214
3.7.7零件的倒圓與倒角215
3.7.8齒輪滾刀外徑、弧形鍵槽銑刀外徑尺寸216
3.7.9齒輪加工退刀槽216
3.7.10直齒三面刃銑刀尺寸217
3.7.11滾花217
3.7.12球面半徑217
第4章零件結構設計工藝性
4.1鑄件結構設計工藝性218
4.1.1常用鑄件的性能和特點218
4.1.2鑄件最小壁厚219
4.1.3鑄造外壁、內壁與筋的厚度219
4.1.4鑄造斜度219
4.1.5鑄造外圓角220
4.1.6鑄造內圓角221
4.1.7最小鑄孔221
4.1.8鑄造公差221
4.1.9壁厚過渡尺寸222
4.2鍛件結構設計工藝性223
4.2.1常用鍛造方法和材料成形特點223
4.2.2胎模鍛和自由鍛錘上固定模模鍛的圓角半徑224
4.2.3胎模鍛和自由鍛錘上固定模模鍛的模鍛斜度225
4.2.4胎模鍛和自由鍛錘上固定模模鍛的沖孔連皮尺寸225
4.2.5胎模鍛和自由鍛錘上模模鍛的筋高寬比225
4.2.6扁鋼輾成圓柱形端尺寸226
4.2.7圓鋼錘扁尺寸226
4.3冷沖壓件結構設計工藝性227
4.3.1沖壓材料和沖壓方法的選用227
4.3.2沖孔的位置和最小可沖孔尺寸227
4.3.3最小彎曲圓角半徑227
4.3.4翻孔尺寸及其距離邊緣的最小值228
4.3.5常用最小沖裁圓角半徑228
4.3.6沖裁最小尺寸229
4.4常用塑料件結構設計工藝性229
4.4.1塑料件設計的一般規(guī)范229
4.4.2塑料件的尺寸公差233
第5章螺紋連接
5.1螺紋及螺紋連接的分類和選用235
5.1.1普通螺紋236
5.1.2梯形螺紋242
5.1.3鋸齒形螺紋243
5.1.4矩形螺紋251
5.2螺紋零件的結構要素251
5.2.1普通螺紋收尾、肩距、退刀槽、倒角251
5.2.2普通螺紋內、外螺紋余留長度，鉆孔余留深度252
5.2.3緊固件通孔及螺栓、螺釘通孔和沉孔的尺寸253
5.2.4粗牙螺紋、螺釘?shù)臄Q入深度、攻螺紋深度和鉆孔深度253
5.2.5地腳螺栓孔和凸緣尺寸254
5.2.6扳手空間254
5.3常用螺紋連接件256
5.3.1螺栓256
5.3.2螺母262
5.3.3螺柱280
5.3.4螺釘282
5.3.5墊圈293
5.3.6擋圈305
5.4螺紋連接設計計算312
5.4.1螺紋連接常用材料的力學性能等級312
5.4.2螺紋連接類型及防松方法314
5.4.3螺栓連接的受力分析與強度計算316
第6章鍵、花鍵、銷及過盈連接
6.1鍵連接318
6.1.1鍵連接的類型、特點及應用318
6.1.2鍵的選擇與鍵連接的強度計算319
6.1.3鍵連接的尺寸、公差配合和表面粗糙度320
6.2花鍵連接330
6.2.1花鍵連接的類型、特點及應用330
6.2.2花鍵連接的強度計算330
6.2.3花鍵連接的尺寸、公差配合331
6.3銷連接333
6.3.1銷連接的類型、特點及應用333
6.3.2銷的選擇和銷連接的強度計算334
6.3.3常用標準銷334
6.4過盈連接341
6.4.1過盈連接的方法、特點和應用341
6.4.2過盈連接的設計與計算341
第7章帶傳動
7.1帶傳動的特點與設計343
7.1.1帶傳動的類型、特點及應用343
7.1.2帶傳動設計的一般內容345
7.2V帶傳動348
7.2.1基準寬度制和有效寬度制348
7.2.2尺寸規(guī)格348
7.2.3V帶傳動的設計351
7.3同步帶傳動361
7.3.1同步帶的類型和標記361
7.3.2梯形同步帶的規(guī)格尺寸361
7.3.3梯形同步齒形帶的性能362
7.3.4同步帶傳動的設計362
第8章鏈傳動
8.1鏈傳動的特點與應用366
8.2滾子鏈367
8.2.1滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸367
8.2.2滾子鏈傳動設計計算369
8.3齒形鏈373
8.3.1齒形鏈的規(guī)格和尺寸373
8.3.2齒形鏈傳動設計計算376
8.4鏈輪380
8.4.1鏈輪材料及熱處理380
8.4.2鏈輪結構381
8.4.3鏈輪圖例382
8.5鏈傳動的布置、張緊及潤滑383
8.5.1鏈傳動的布置383
8.5.2鏈傳動的張緊383
8.5.3鏈傳動的潤滑方法384
第9章齒輪傳動
9.1齒輪傳動的類型、特點及應用386
9.2漸開線圓柱齒輪傳動387
9.2.1漸開線圓柱齒輪模數(shù)系列387
9.2.2漸開線圓柱齒輪傳動設計387
9.2.3齒輪的材料、效率和潤滑395
9.2.4圓柱齒輪的結構396
9.2.5漸開線圓柱齒輪精度398
9.2.6漸開線圓柱齒輪圖例416
9.3直齒錐齒輪傳動418
9.3.1直齒錐齒輪的模數(shù)系列418
9.3.2錐齒輪傳動設計418
9.3.3錐齒輪的結構422
9.3.4錐齒輪傳動的精度424
9.3.5錐齒輪圖例426
第10章蝸桿傳動
10.1圓柱蝸桿基本設計429
10.1.1普通圓柱蝸桿傳動主要設計參數(shù)429
10.1.2普通圓柱蝸桿傳動的承載能力計算435
10.1.3蝸桿及蝸輪常用材料436
10.2圓柱蝸桿傳動精度數(shù)據(jù)437
10.2.1圓柱蝸桿傳動的精度等級及應用437
10.2.2對蝸輪副的檢驗要求438
10.2.3各項公差和極限偏差439
10.3潤滑及潤滑劑443
10.4圖例444
第11章軸
11.1軸的常用材料及其性能446
11.2軸的結構設計449
11.2.1零件在軸上的定位和固定449
11.2.2軸的加工和裝配工藝性451
11.2.3軸的典型結構示例451
11.3軸的強度計算452
11.3.1按扭轉強度或剛度計算452
11.3.2按彎扭合成強度計算453
11.3.3精確強度校核計算454
11.4軸的剛度計算456
11.5圖例457
第12章聯(lián)軸器和離合器
12.1聯(lián)軸器458
12.1.1聯(lián)軸器軸孔和連接形式458
12.1.2剛性聯(lián)軸器461
12.1.3非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器465
12.1.4金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器467
12.1.5安全聯(lián)軸器469
12.2離合器470
12.2.1摩擦離合器470
12.2.2牙嵌離合器472
12.2.3超越離合器475
12.2.4牙嵌式電磁離合器478
12.2.5安全離合器479
12.2.6ALY液壓安全離合器481
第13章滾動軸承
13.1常用滾動軸承的類型、特點及應用483
13.1.1滾動軸承的類型483
13.1.2滾動軸承的代號484
13.1.3常用滾動軸承的類型選擇488
13.2滾動軸承的承載能力計算488
13.2.1基本概念488
13.2.2滾動軸承壽命計算489
13.3滾動軸承的組合設計491
13.3.1軸承的安裝方式與支撐結構491
13.3.2滾動軸承的公差與配合492
13.3.3滾動軸承的潤滑和密封494
13.4常用滾動軸承主要尺寸和性能495
13.4.1深溝球軸承495
13.4.2角接觸球軸承497
13.4.3圓柱滾子軸承499
13.4.4圓錐滾子軸承501
13.5滾動軸承的壽命計算實例503
第14章滑動軸承
14.1常用數(shù)據(jù)504
14.1.1滑動軸承的類型和應用特點504
14.1.2一般設計資料504
14.2滑動軸承的設計506
14.2.1動壓潤滑徑向滑動軸承506
14.2.2混合潤滑徑向滑動軸承計算實例507
14.2.3軸向推力滑動軸承508
14.3常用軸承材料及性能509
14.4滑動軸承座結構511
14.5潤滑方式和潤滑劑的選擇514
第15章彈簧
15.1常用彈簧的主要類型516
15.2普通圓柱螺旋彈簧517
15.2.1圓柱螺旋彈簧的基本參數(shù)517
15.2.2圓柱螺旋彈簧的標準尺寸系列（摘自GB/T 1358—1993）519
15.2.3圓柱螺旋彈簧的端部結構519
15.3常用彈簧材料522
15.3.1常用彈簧材料及其應用特點522
15.3.2常用彈簧鋼絲的力學性能523
15.3.3彈簧材料的許用應力525
15.3.4彈簧絲工作極限應力的選取原則526
15.4圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計527
15.4.1幾何參數(shù)計算527
15.4.2強度計算527
15.4.3壓縮（拉伸）彈簧的剛度和變形計算528
15.4.4壓縮彈簧的穩(wěn)定性校核528
15.4.5彈簧的強度校核529
15.4.6彈簧的振動校核530
15.5圓柱螺旋扭轉彈簧的設計530
15.5.1扭轉彈簧的強度計算530
15.5.2扭轉彈簧的變形量與剛度計算530
15.5.3扭轉彈簧其他參數(shù)的確定531
第16章潤滑與密封
16.1潤滑劑532
16.1.1潤滑脂532
16.1.2潤滑油533
16.1.3固體潤滑劑537
16.1.4添加劑538
16.1.5潤滑劑的選用原則540
16.2潤滑方式及潤滑裝置540
16.2.1機械設備常見潤滑方式540
16.2.2常見潤滑裝置541
16.3密封544
16.3.1常用密封類型544
16.3.2常用密封材料545
16.3.3常用密封裝置546
第17章常用液壓元件
17.1基礎標準559
17.1.1液壓系統(tǒng)及常用元件的公稱壓力系列（GB/T 2346—2003）559
17.1.2液壓泵及液壓馬達公稱排量系列（GB/T 2347—1980）559
17.1.3液壓缸內徑及活塞外徑系列（GB/T 2348—1993）560
17.1.4液壓缸活塞行程系列（GB/T 2349—1980）560
17.1.5液壓元件的油口螺紋連接尺寸（GB/T 2878—2011）561
17.1.6液壓泵站油箱公稱容量系列（JB/T 7938—2010）561
17.1.7液壓系統(tǒng)用硬管外徑和軟管外徑（GB/T 2351—2005）561
17.1.8液壓閥油口、底板、控制裝置和電磁鐵的標識（GB/T 17490—1998）561
17.2液壓傳動系統(tǒng)的形式與選用562
17.2.1液壓傳動系統(tǒng)的形式和設計步驟562
17.2.2液壓件的選擇563
17.3液壓泵和液壓馬達564
17.3.1液壓泵和液壓馬達的類型564
17.3.2液壓泵和液壓馬達的選用566
17.4液壓缸568
17.4.1液壓缸的分類568
17.4.2液壓缸的安裝方式570
17.4.3液壓缸的主要技術參數(shù)的計算570
17.4.4液壓缸的設計選用575
17.5控制閥576
第18章減速器
18.1常用減速器簡介581
18.1.1常用減速器的類型、特點及應用581
18.1.2常見的減速器結構582
18.2減速器設計指導586
18.2.1傳動裝置的總體設計586
18.2.2傳動零件的設計計算590
18.2.3減速器裝配草圖的設計591
18.2.4減速器裝配圖的設計601
18.2.5零件工作圖的設計603
18.2.6編寫設計計算說明書607
18.2.7減速器參考圖例607
18.3減速器設計參數(shù)618
18.3.1圓柱齒輪減速器的標準中心距618
18.3.2減速器主要零件的公差配合619
18.3.3減速器的潤滑與密封619
18.3.4減速器附件624
第19章電動機
19.1電動機的分類及用途630
19.1.1電動機的分類630
19.1.2常用電動機的特點及用途632
19.2電動機的選擇635
19.2.1選擇電動機的基本原則和方法635
19.2.2電動機類型的選擇636
19.2.3電動機額定電壓的選擇636
19.2.4電動機額定轉速的選擇637
19.2.5電動機容量的選擇637
19.3常用電動機規(guī)格638
19.3.1Y系列（IP23）防護式籠型三相異步電動機638
19.3.2Y系列（IP44）封閉式籠型三相異步電動機641
19.3.3YR(IP23)系列防護式繞線型三相異步電動機646
19.3.4YR(IP44)三相封閉式繞線轉子異步電動機647
19.3.5YCJ系列齒輪減速異步電動機650
19.3.6YX系列高效三相異步電動機651
19.3.7YH系列高轉差率三相異步電動機652
19.3.8YEJ系列電磁制動三相異步電動機654
19.3.9電動機軸的中心高度655
19.3.10步進電動機655
參考文獻