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第一章 非标准机械设计概论 1

一、非标准机械设计的特点 1

（一）单件或小批量生产 1

（二）设计难度大 1

1.缺少可直接采用的设计计算方法、资料和实践数据 1

2.缺少加工工艺装备 2

3.缺少完整的试验及改进过程 2

4.材料及热处理的选择受制约 3

（三）普遍采用焊接结构设计 3

（四）对设计可靠性有特殊的要求 3

二、非标准机械设计对工业企业发展的重要作用 4

（一）推动新产品的开发与加快产品的更新换代 4

（二）填补市场空缺及开拓市场 5

（三）促进工业企业技术改造 6

三、非标准机械设计的新趋势 6

（一）适应市场需要及满足用户要求已成为衡量非标准机械设计成败的主要标尺 6

（二）普遍采用商品化的标准零配件，提升设计、制造水平 7

1.提高了非标准机械的工作可靠性 8

2.降低了非标准机械的制造成本 8

3.提高了设计效率及缩短了制造周期 8

（三）设计工作范围及牵涉面日益扩大 9

（四）选用国际名牌零配件，与世界机械技术水平接轨 9

（五）非标准机械产业走向专业化 10

1.标志着非标准机械产业的发展已达到一个新的水平 11

2.提高了非标准机械的设计和制造水平 11

3.减少了单件生产带来的困难 11

（六）采用新的设计方法——“积木式”设计 11

四、非标准机械零件的合理设计 13

（一）合理确定零件的结构形状和尺寸 13

（二）设计零件要有良好的加工工艺性和装配工艺性 14

（三）合理确定加工精度、配合种类及表面加工质量 17

（四）合理选择热处理及表面处理方法 18

第二章 非标准机械设计流程及结构方案拟定 19

一、非标准机械设计流程 19

二、非标准机械设计项目的来源及设计依据 20

（一）设计项目的来源 20

（二）非标准机械的设计依据 20

1.来自用户及市场对设计的要求 20

2.成套设备或生产线的生产工艺流程及其主要设计参数 20

三、非标准机械设计结构方案的拟定 22

（一）非标准机械设计结构拟定的方法和规律 22

1.认真落实非标准机械设备的功能和参数 22

2.找出设计结构方案的参照物 22

3.根据参照物找出其工作原理 22

4.根据工作原理拟定最合理的结构方案 23

（二）非标准机械创新结构方案拟定实例 23

第三章 非标准机械设计计算 32

一、非标准机械设计计算的特点 32

（一）设计计算的特殊性 32

（二）设计计算的可靠性和高效性 32

二、用能量守恒原理计算功率 33

（一）所需功率的一般表达式 33

（二）输入功用于克服机械运动阻力时功率的计算公式 33

（三）输入功转变为势能时功率的计算公式 33

（四）输入功转变为动能时功率的计算公式 34

（五）输入功转变为流体压力能时功率的计算公式 34

（六）输入功转变为热能时功率的计算公式 34

（七）载荷作周期性变化时功率的计算公式 34

三、强度理论及简化计算 37

（一）强度理论 37

1.第一强度理论——最大主应力理论 37

2.第二强度理论——最大线变形理论 38

3.第三强度理论——最大剪应力理论 38

4.第四强度理论——能量理论 38

（二）强度的一些简化计算 39

1.悬臂传动轴的简化计算 39

2.圆柱齿轮传动强度的简化计算 40

3.蜗杆传动强度的简化计算 43

4.传动轴扭转变形的简化计算 46

四、非标准机械设计计算应注意的一些问题 48

（一）非标准机械设计计算的许用应力 48

（二）传动设计计算有关的一些实际问题 49

1.带传动中弹性滑动对带速的影响 49

2.链传动中传动比分配的合理性 49

3.增加悬臂传动轴抗弯强度的简易办法 49

第四章 常用数据及资料 51

一、国内标准代号及各国国家标准代号 51

二、材料的物理性能及其他数据 52

（一）常用材料密度 52

1.金属材料密度 52

2.钢材截面面积和理论质量计算公式 53

3.非金属材料密度 53

（二）气体的密度 54

（三）液体的密度 54

（四）金属材料的熔点及比热容 55

（五）膨胀系数 55

1.固体的线膨胀系数 55

2.液体、气体的膨胀系数 56

（六）热导率 56

1.固体和液体的热导率 56

2.气体的热导率 57

（七）材料弹性模量及泊松比 57

（八）材料的电阻率和电阻系数 58

1.材料的电阻率 58

2.材料电温度系数 58

（九）摩擦因数 59

1.材料滑动摩擦因数 59

2.物体滚动摩擦力臂 60

3.轴承及某些物体摩擦因数 60

（十）机械传动效率的概略数值 61

（十一）各种硬度值对照 61

（十二）材料熔点和沸点 63

（十三）松散物料的密度和安息角 63

三、环境物理数据 64

（一）水的物理化学常数 64

（二）空气 65

1.空气的组成 65

2.空气的物理化学常数 65

（三）某些气体 65

1.某些气体的气体常数 65

2.某些气体的临界常数 65

（四）噪声限值 66

1.工业企业噪声限值 66

2.常用机械产品的噪声限值 66

（五）风级、风速及风压 67

四、法定计量单位及其换算 68

（一）国际单位制 68

1.国际单位制的基本单位 68

2.国际单位制中具有专门名称的导出单位 68

（二）国家选定的非国际单位制单位 68

（三）国际单位制词头 69

（四）常用法定计量单位的换算 69

1.长度单位换算 69

2.功率单位换算 69

3.常用法定计量单位及其换算 69

五、机械制图 72

（一）图纸幅面和格式 73

（二）图样比例 74

（三）图线型式及其应用 74

（四）剖面符号 75

（五）尺寸标注 75

六、机械加工一般规范 80

（一）标准尺寸 80

（二）锥度与锥角系列 81

1.一般用途圆锥的锥度与锥角 81

2.特殊用途圆锥的锥度与锥角 82

（三）圆锥公差 82

（四）未注公差角度的极限偏差 84

（五）滚花 84

（六）T形槽 85

（七）燕尾槽 86

（八）插齿、滚齿空刀槽 87

（九）弧形槽端部半径 87

（十）砂轮越程槽（GB／T 6403.5—1986） 88

（十一）中心孔（GB／T 145—2001） 89

（十二）分度盘和标尺刻度（JB／ZQ 4260—1986） 91

（十三）公、英制内螺纹加工前底孔钻头直径选择 91

1.公制内螺纹钻底孔用钻头直径 91

2.英制螺纹钻底孔用钻头直径 92

3.管螺纹钻底孔用钻头直径 92

七、零件结构要素 93

（一）螺塞与连接螺孔尺寸 93

（二）地脚螺栓的凸台和孔径 93

（三）扳子空间 94

八、焊接 95

（一）常用焊接方法的特点、应用及推荐的适用焊接方法 95

1.常用焊接方法的特点及应用 95

2.常用金属材料推荐的适用焊接方法 96

（二）常用金属材料的焊接性 97

1.钢材的焊接性 97

2.铸铁的焊接性 97

3.有色金属的焊接性 97

4.异种金属间的焊接性 99

（三）焊条的分类及选用原则 99

1.焊条的分类及用途 99

2.焊条的选用原则 100

（四）非标准机械焊接件设计 100

（五）板材、管材最小弯曲半径 104

1.板材的最小弯曲半径 104

2.管材的最小弯曲半径 105

（六）型材、管材最小弯曲半径计算公式 106

九、通用技术条件 109

（一）部分通用技术条件的标准代号 109

（二）特殊规定的技术条件 109

1.JB／T 5000.10—1998《装配通用技术条件》 109

2.JB／T 5000.3—1998《焊接通用技术条件》 109

3.JB／T 5000.9—1998《机械加工技术条件》 109

4.JB／T 5000.12—1998《涂漆通用技术条件》 109

（三）零件的静平衡和动平衡 109

1.静平衡和动平衡的选择 110

2.许用不平衡矩的确定 110

十、集装箱主要结构参数及常用包装储运标志 111

（一）集装箱主要结构参数 111

1.20英尺干货集装箱结构参数 111

2.40英尺干货集装箱结构参数 111

（二）几种常用包装储运标志 112

十一、常用数学资料 112

（一）平面三角函数的定义 112

（二）三角函数的基本公式 113

（三）平面任意三角形 114

（四）几何 114

1.平面图形的公式 114

2.几何体的表面积和体积 116

（五）微积分 117

1.求导数基本法则 117

2.基本函数的导数 117

3.不定积分法则 118

4.常用不定积分 118

5.定积分法则 119

十二、工程力学计算资料 120

（一）运动学的一些基本公式 120

（二）动力学的一些基本公式 121

（三）截面的几何特性和力学特性 122

1.截面的几何特性 122

2.不同形状截面中性轴的曲率半径 126

3.物体的转动惯量 127

（四）强度理论及其常用参数 128

1.强度理论及其相当应力的表达式 128

2.选用强度理论的参考范围 129

3.复合应力下的强度理论 129

4.强度校核时的常用参数 130

（五）材料力学的有关计算公式 130

1.剪力图、弯矩图和扭矩图的作法 130

2.简单载荷作用下等截面梁的支座反力、剪力、弯矩、挠度和转角计算公式 131

（六）受冲击载荷梁的计算公式 136

（七）等截面直杆扭转时惯性矩与应力计算 136

（八）平板弯曲计算 139

1.刚性薄平板的计算公式和矩形平板系数 140

2.圆形平板计算公式 141

3.圆环形平板圆周受载荷计算公式和圆环形平板系数 142

（九）接触强度 144

（十）厚壁圆筒受内压力和外压力 145

（十一）高速旋转圆盘计算 146

十三、工程热力学主要计算公式 147

（一）工程热力学有关定律 147

1.热力学第一定律 147

2.内能 148

3.焓 149

4.热力学第二定律 150

（二）常用热力过程计算 151

（三）主要热力循环的热效率 152

十四、传热学的基本计算 153

（一）对流换热 153

（二）导热 154

1.单层平壁导热 154

2.多层平壁导热 155

3.圆筒壁导热 155

4.多层圆筒壁导热 156

第五章 工程材料 157

一、黑色金属 157

（一）钢铁材料中常用的化学元素 157

（二）铸铁 157

1.铸铁牌号的表示方法 157

2.灰铸铁 158

（三）工程用铸造碳钢 159

（四）工业用钢 159

1.钢的牌号表示方法 159

2.碳素结构钢 160

3.优质碳素结构钢 160

4.较高含锰量优质碳素结构钢 163

5.低合金高强度结构钢 164

6.合金结构钢 165

7.滚动轴承钢 170

8.易切削钢 170

9.焊接结构用耐候钢 171

10.碳素工具钢 171

11.合金工具钢 172

12.高速工具钢 172

13.不锈钢的力学性能和用途 172

14.耐热钢 178

15.低温用钢 180

16.国内外常用钢号对照 180

（五）型钢 180

1.热轧圆钢和方钢 180

2.热轧六角钢和八角钢 189

3.冷拉圆钢、方钢和六角钢 190

4.热轧等边角钢 191

5.热轧普通槽钢 194

6.热轧轻型槽钢 195

7.热轧普通工字钢 196

8.热轧扁钢 197

9.冷弯型钢 198

（六）钢板 200

1.热轧碳素钢板 200

2.冷轧碳素薄钢板 201

3.热镀铅钢板 202

4.热镀锌薄钢板 202

5.合金结构钢薄钢板 203

6.合金结构钢热轧厚钢板 203

7.不锈钢钢板 203

8.花纹钢板 205

（七）钢带 206

1.普通碳素结构钢热轧钢带 206

2.普通碳素结构钢冷轧钢带 206

3.优质碳素结构钢冷轧钢带 206

（八）钢管 207

1.无缝钢管 207

2.热轧无缝钢管 207

3.冷拔（轧）无缝钢管 208

4.低压流体输送焊接钢管 208

5.低中压锅炉用无缝钢管 209

6.热轧（挤压）不锈钢无缝钢管 209

7.冷拔（轧）不锈钢无缝钢管 210

8.不锈钢无缝钢管 210

9.不锈钢小直径钢管 211

10.不锈耐酸钢薄壁无缝钢管 211

11.冷拔异型方形钢管 211

12.冷拔异型矩形钢管 212

二、有色金属材料 214

（一）有色金属及其合金牌号表示方法 214

1.有色金属、合金名称及代号 214

2.加工产品状态、铸造方法及热处理工艺名称、代号 214

3.有色金属及合金产品牌号表示方法 215

4.铸造非铁合金牌号表示方法 215

（二）铝及铝合金 215

1.变形铝及铝合金的牌号表示方法 216

2.铝及铝合金新旧牌号对照 216

3.铝及铝合金加工产品的力学性能及用途 217

4.铸造铝合金的力学性能 219

（三）铜及铜合金 220

1.加工铜及铜合金的力学性能 220

2.铸造铜合金的力学性能及用途 224

（四）铸造锌合金 225

（五）钛及钛合金 226

（六）有色金属及合金型材 227

1.棒材 227

2.板材 233

3.铝合金型材 238

三、非金属材料 239

（一）工程塑料及塑料制品 239

1.常用工程塑料的特性及用途 239

2.塑料板材及棒材 240

（二）其他非金属材料 247

1.保温材料 247

2.石棉及其制品 249

3.工业用毛毡 251

第六章 公差配合及表面粗糙度 253

一、公差与配合 253

（一）公差等级和标准公差数值 253

（二）优先和常用配合 254

1.配合制度及极限偏差数值 254

2.公差与配合的选用 262

3.大尺寸公差与配合 266

（三）未注公差尺寸的极限偏差 272

二、形状与位置公差 273

（一）形状与位置公差的特征符号与公差框格 273

（二）形位公差符号在图样上的表示方法 274

（三）形位公差数值 278

1.图样上注出公差值的规定数值 278

2.未注形位公差值 283

3.位置度公差的计算 283

三、表面粗糙度 283

（一）表面粗糙度主要评定参数的定义 283

（二）评定表面粗糙度的参数及数值 284

（三）表面粗糙度的标注 285

1.表面粗糙度符号的意义 285

2.表面粗糙度代号的意义 285

3.表面粗糙度代（符）号在图样上的标注 285

4.表面粗糙度标注示例 286

（四）表面粗糙度的选择 287

四、冷作钣金件公差 289

（一）冷作钣金件精度分级 289

（二）冷作钣金零件加工允差 290

1.钢材矫正后的允差 290

2.钢材卷圆弯曲成型一般结构件的筒体允差 291

3.弯管的允差 291

4.焊接结构件未注公差 292

第七章 热处理与表面处理 293

一、热处理 293

（一）钢铁材料的热处理 293

1.普通热处理 293

2.表面热处理 296

（二）有色金属材料的热处理 300

（三）机器零件材料与热处理方法的选用及热处理技术条件的标注 303

1.机器零件材料与热处理工艺方法选用的一般原则 303

2.常用最后热处理方法的应用 304

3.典型零件的选材及热处理 305

4.零件图上热处理技术条件的标注 309

（四）热处理对零件结构设计的要求 311

二、表面处理 314

（一）电镀 314

1.主要金属镀层的特点及应用范围 314

2.主要金属镀层的厚度 316

（二）化学镀、热浸镀、真空镀膜及塑料电镀 317

（三）金属的氧化、磷化和钝化 319

（四）喷丸及滚压处理 320

1.喷丸与滚压的原理、特点及应用 320

2.滚珠滚压加工对碳钢工件表面质量的改善程度 321

3.表面强化对疲劳强度的改善程度 321

4.各种表面强化方法的特点 321

（五）油漆 322

1.油漆的分类、代号及主要成膜物质 322

2.油漆基本名称代号 322

3.油漆产品序号代号 323

4.常用油漆的特性和用途 323

5.对各种油漆涂层的要求 325

6.各种金属材料对底漆的适应性 326

7.主要油漆施工方法及其优缺点 326

8.底漆与面漆的配套性 327

第八章 固定连接 328

一、螺纹 328

（一）螺纹的分类、特点和应用 328

（二）普通螺纹 330

1.普通螺纹的牙型和基本尺寸 330

2.普通螺纹的直径与螺距系列 330

3.普通螺纹的公差与配合 331

4.普通螺纹的标记 332

（三）梯形螺纹 332

1.梯形螺纹的牙型、直径与螺距 332

2.梯形螺纹的基本尺寸 333

3.梯形螺纹的公差 335

4.梯形螺纹的旋合长度 338

5.梯形螺纹公差带的选用及标注 339

（四）锯齿形（3°、30°）螺纹 339

1.锯齿形螺纹的直径、螺距系列与牙型尺寸 339

2.锯齿形螺纹公差带的选用及标注 340

（五）水系统45°锯齿形螺纹 340

（六）55°非螺纹密封管螺纹 342

（七）55°密封管螺纹 343

1.55°密封管螺纹的牙型和基本尺寸 343

2.连接形式 343

3.标记示例 344

（八）60°圆锥管螺纹 344

（九）管路旋入端用普通螺纹 345

（十）米制锥螺纹 346

（十一）管螺纹的毛坯尺寸 347

（十二）矩形螺纹 348

（十三）粗牙、细牙螺纹的保证载荷 349

二、螺纹连接件与挡圈 350

（一）螺纹紧固件连接的基本类型及其应用 350

（二）螺栓、螺钉、螺柱和螺母的性能等级 350

1.螺栓、螺钉和螺柱的力学性能等级 350

2.螺母的力学性能等级 351

3.紧定螺钉的力学性能 351

4.自攻螺钉的力学性能 352

5.不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母的性能标记和材料 352

（三）螺纹紧固件的材料 353

1.螺纹紧固件常用材料及其力学性能 353

2.重要的或特殊用途的螺纹紧固件推荐材料 353

3.高温螺纹紧固件用材料及其最高使用温度 353

4.低温螺纹紧固件用材料及其最低使用温度 353

（四）螺纹紧固件——螺栓的强度计算 354

（五）螺纹连接的标准元件 356

1.螺栓螺柱 356

2.螺钉 374

3.螺母 389

4.垫圈及挡圈 401

三、拉铆连接 418

（一）抽芯铆钉 418

1.抽芯铆钉的结构 418

2.抽芯铆钉的用途 418

3.抽芯铆钉的规格及钻孔直径 418

4.抽芯铆钉的材料及力学性能 418

（二）击芯铆钉 418

1.击芯铆钉的结构 418

2.击芯铆钉的用途 420

3.击芯铆钉的规格 420

（三）钢膨胀螺栓 420

1.钢膨胀螺栓结构及安装示意图 420

2.钢膨胀螺栓的用途 420

3.钢膨胀螺栓的规格 421

（四）膨胀螺母 422

1.膨胀螺母的结构形式 422

2.膨胀螺母的种类、代号及应用场合 422

3.膨胀螺母的安装说明 422

4.膨胀螺母的主要尺寸及承载能力 422

（五）铆螺母 423

1.铆螺母的结构及安装示意图 423

2.铆螺母的用途及安装 424

3.铆螺母的规格 424

四、销连接 425

（一）销的类型、特点和应用 425

（二）销的选择和销连接的强度校核计算 426

（三）销的标准元件 428

五、键连接 433

（一）键的类型、特点和应用 433

（二）键的选择和连接的强度计算 435

（三）键的标准元件 437

六、花键连接 445

（一）花键的类型、特点和应用 445

（二）花键的挤压强度校核 446

（三）矩形花键 446

1.矩形花键基本尺寸系列 447

2.矩形内花键形式及长度系列 447

3.矩形花键的公差与配合 447

4.矩形花键的形位公差 447

（四）圆柱直齿渐开线花键连接 449

1.渐开线花键的基本齿廓 449

2.渐开线花键的基本参数 450

3.渐开线花键的基本尺寸计算 450

4.渐开线花键的尺寸系列 451

5.渐开线花键的公差与配合 451

6.渐开线花键的参数标注 460

七、胀紧（无键）连接 462

（一）胀紧连接的原理和特点 462

（二）胀紧连接套的形式与基本尺寸 463

1.Z2型胀紧连接套 463

2.Z5型胀紧连接套 464

（三）胀紧连接套的选用 465

1.按载荷选择胀套的计算 465

2.结合面公差及表面粗糙度 466

3.被连接件的尺寸 466

4.胀紧连接套安装和拆卸的一般要求 469

第九章 带传动 471

一、带传动的类型、常用工作范围和特点 471

二、V带传动 473

（一）基准宽度制V带的尺寸规格 474

（二）基准宽度制V带的传动设计 475

（三）带轮 485

1.带轮设计要求 485

2.带轮材料 485

3.带轮结构 485

4.带轮的标记 486

5.带轮的技术要求 486

（四）V带传动设计中应注意的问题 486

（五）设计实例 487

（六）有效宽度制窄V带和联组窄V带传动 489

1.尺寸规格 489

2.传动设计 491

3.带轮 496

（七）多楔带传动 497

1.尺寸规格 497

2.设计计算 498

3.带轮 499

（八）双面V带 500

三、平带传动 502

（一）高速环形带尺寸规格 502

（二）高速环形带的设计计算 502

（三）平带轮 505

四、带传动的张紧 508

（一）张紧方法 508

（二）预紧力的控制 509

第十章 链传动 510

一、滚子链 510

（一）滚子链的基本参数和尺寸 510

（二）滚子链传动的设计计算 510

（三）滚子链的静强度计算 519

（四）滚子链链轮 519

1.链轮材料及热处理 519

2.链轮的几何尺寸计算及齿槽形状 519

3.链轮的公差 520

4.链轮的结构 523

5.链轮零件图 525

（五）设计实例 525

二、输送链 528

（一）短节距滚子输送链 528

（二）双节距滚子输送链 528

1.传动用双节距精密滚子链 529

2.输送用双节距精密滚子链 529

3.传动或输送用双节距滚子链的规定标记 532

（三）双节距精密滚子链的链轮 532

（四）米制长节距输送链 534

1.输送链的结构形式 534

2.输送链的基本参数和尺寸 536

3.输送链的输送用附件 538

4.规定标记 538

5.链轮 539

（五）平顶输送链 541

1.平顶输送链的结构和特点 541

2.平顶输送链的基本参数和尺寸 542

3.规定标记 542

4.链轮 542

三、链传动的布置、张紧和润滑 545

（一）链传动的布置 545

（二）链传动的张紧 546

（三）链传动的安装 548

（四）链传动的润滑 548

第十一章 齿轮与蜗杆传动 550

一、齿轮传动 550

（一）渐开线圆柱齿轮传动 550

1.渐开线圆柱齿轮的基本齿形、模数系列和齿形修缘 550

2.圆柱齿轮传动几何尺寸计算公式 551

3.渐开线圆柱齿轮齿厚的测量与计算 552

4.渐开线圆柱齿轮传动的设计计算 553

5.齿轮的材料 558

6.渐开线圆柱齿轮精度 566

7.渐开线圆柱齿轮工作图 573

（二）锥齿轮传动 576

1.锥齿轮大端端面模数 577

2.直齿锥齿轮的变位 577

3.锥齿轮传动的几何尺寸计算 578

4.直齿锥齿轮传动的受力分析及强度计算 582

5.锥齿轮的精度 583

6.锥齿轮零件工作图 599

二、蜗杆传动 600

（一）概述 600

（二）普通圆柱蜗杆传动 601

1.普通圆柱蜗杆传动的主要参数 601

2.普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 604

3.普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 604

4.蜗杆、蜗轮的结构 612

5.蜗杆传动的精度 613

6.提高蜗杆传动使用寿命的措施 621

7.蜗杆、蜗轮工作图示例 622

第十二章 轴与软轴 625

一、轴 625

（一）轴的分类 625

1.按受载情况分类 625

2.按结构形状分类 625

3.按几何轴线形状分类 625

（二）轴的设计要求及步骤 625

（三）轴的材料 625

（四）轴的强度或刚度计算 628

1.按扭转强度或刚度估算 628

2.按弯扭合成强度近似计算 629

（五）轴的结构设计 630

1.轴的结构设计的一般原则 631

2.提高疲劳强度的结构措施 631

3.圆柱形轴伸 632

4.圆锥形轴伸 632

5.轴的加工和装配工艺性 632

（六）轴强度的精确校核计算 635

1.疲劳强度安全系数校核 636

2.静强度安全系数校核 639

（七）轴的强度计算实例 643

1.按扭矩初步估算直径 643

2.轴的结构设计 643

3.求作用在齿轮上的力 643

4.求轴上的支反力及弯矩 645

5.作弯矩及扭矩图 645

6.按疲劳强度校核轴的安全系数 645

7.轴的静强度校核 646

（八）轴的刚度校核 646

1.轴的扭转变形校核 646

2.轴的弯曲变形校核 647

（九）关于轴的临界转速校核的说明 648

（十）轴的工作图 649

二、软轴 650

（一）软轴的结构组成和规格 650

1.钢丝软轴 650

2.软管 650

3.软轴接头 651

4.软管接头 652

（二）常用软轴的典型结构 653

（三）防逆转装置 653

（四）软轴的选择 654

第十三章 弹簧设计 656

一、圆柱螺旋弹簧 656

（一）螺旋弹簧材料 656

1.弹簧常用材料的性能及用途 656

2.弹簧材料的抗拉强度 657

3.弹簧材料的许用应力 658

4.弹簧材料的选择 660

（二）螺旋弹簧常见失效形式与主要预防措施 660

（三）圆柱螺旋压缩弹簧的设计 660

1.端部结构 660

2.弹簧结构参数的选取 661

3.弹簧的设计计算 662

4.稳定性及共振验算 673

5.组合弹簧设计 674

6.压缩弹簧工作图及技术要求 676

（四）圆柱螺旋拉伸弹簧的设计 677

1.拉伸弹簧端部结构 677

2.拉伸弹簧设计的特点 677

3.初拉力P0的确定 678

4.圆柱拉伸弹簧的设计计算示例 678

5.拉伸弹簧工作图及技术要求 679

（五）圆柱螺旋扭转弹簧的设计 680

1.扭转弹簧的端部结构 680

2.扭转弹簧的结构及设计特点 680

3.扭转弹簧设计计算示例 681

4.扭转弹簧工作图及技术要求 682

（六）冷卷圆柱螺旋压缩弹簧制造精度及极限偏差 683

二、碟形弹簧 683

（一）碟形弹簧的特点、分类及标准系列 683

1.碟形弹簧的特点 683

2.碟形弹簧的分类及标准系列 683

（二）标准碟形弹簧的选择 687

（三）碟形弹簧的设计计算 687

1.单片碟形弹簧的计算公式 687

2.单片碟形弹簧的特性曲线 689

3.组合碟形弹簧的设计 689

（四）碟形弹簧的材料、许用应力及疲劳强度的校核 690

（五）碟形弹簧的制造 692

（六）碟簧参数的公差及偏差和表面粗糙度 693

（七）碟形弹簧计算示例 693

三、橡胶弹簧 695

（一）橡胶弹簧的优缺点 695

（二）橡胶弹簧的材料 695

1.常用橡胶弹簧材料的力学性能 695

2.橡胶弹簧材料的力学特性 695

（三）橡胶弹簧的计算公式 696

（四）橡胶弹簧的稳定性验算 697

（五）橡胶压缩弹簧计算实例 697

第十四章 联轴器和离合器 699

一、联轴器 699

（一）联轴器的分类 699

（二）联轴器类型的选择 699

（三）联轴器规格的选择 700

（四）联轴器轴孔和联接型式及尺寸 701

1.圆柱形轴孔和键槽型式及尺寸 701

2.圆锥形轴孔和键槽型式及尺寸 704

3.联轴器轴孔、键槽型式及尺寸的标记 706

（五）联轴器轮毂与轴的轴向固定 707

（六）常用挠性联轴器的规格及技术性能 708

1.GCLD型鼓形齿式联轴器 708

2.GL型滚子链联轴器 709

3.JM型弹性膜片联轴器 712

4.UL型轮胎式联轴器 715

5.LM型梅花形弹性联轴器 716

6.HL型弹性柱销联轴器 718

二、离合器 720

（一）离合器的功用及对它的基本要求 720

（二）离合器的分类、特性及类型的选择 720

1.操纵式离合器的分类、特性及类型的选择 720

2.自控式离合器的分类、特性及类型的选择 720

（三）离合器规格的选择 721

（四）离合器性能及结构尺寸 722

1.电磁离合器 722

2.离心离合器 723

3.超越离合器 740

4.安全离合器 745

第十五章 滚动轴承 750

一、常用滚动轴承的结构型式及特性 750

（一）常用普通滚动轴承的结构型式及特性 750

（二）带座外球面球轴承的结构型式及特性 753

（三）关节轴承的结构型式及特性 753

二、滚动轴承代号 754

（一）普通轴承的代号 755

1.基本代号的组成 755

2.后置代号的组成 755

（二）带座外球面球轴承的代号 756

（三）关节轴承代号 756

三、滚动轴承的选择 757

（一）普通滚动轴承类型选择 757

（二）普通滚动轴承精度选择 758

（三）普通滚动轴承游隙选择 759

（四）普通滚动轴承尺寸的选择 759

1.按疲劳寿命选择轴承尺寸 759

2.按静负荷选择轴承 763

（五）普通推力轴承的最小轴向负荷 764

（六）关节轴承的选择与计算 765

四、滚动轴承的配合 766

（一）轴承配合的选择 766

（二）滚动轴承配合的特点 769

（三）配合表面的形位公差与粗糙度 770

（四）无内圈滚针轴承的配合 771

五、滚动轴承的支承型式与轴向固定 771

（一）支承型式 771

1.两端固定支承 771

2.一端固定一端游动支承 772

3.两端游动支承 772

（二）轴向定位和固定 775

（三）轴承安装尺寸 777

六、滚动轴承的润滑与密封 777

（一）润滑剂的选择 777

（二）润滑的种类 778

（三）轴承的密封 779

七、常用滚动轴承尺寸与性能表 782

（一）普通滚动轴承尺寸与性能表 782

1.深沟球轴承 782

2.调心球轴承 794

3.角接触球轴承 801

4.圆柱滚子轴承 807

5.调心滚子轴承 812

6.圆锥滚子轴承 818

7.推力球轴承 825

8.推力调心滚子轴承 829

9.滚针轴承 830

（二）带座外球面球轴承尺寸与性能表 834

1.使用说明 834

2.带立式座外球面球轴承 835

3.带凸台圆形座外球面球轴承 839

（三）关节轴承尺寸与性能表 843

1.向心关节轴承 843

2.角接触关节轴承 846

3.推力关节轴承 847

4.自润滑杆端关节轴承 848

第十六章 滑动轴承 851

一、滑动轴承的分类、特点及应用 851

二、滑动轴承设计的基本知识 852

（一）径向滑动轴承的选用原则、结构设计与验算 852

1.选用原则 852

2.结构设计 853

3.校核验算 858

（二）推力滑动轴承的结构型式与验算 862

1.推力轴承的结构型式 862

2.校核验算 862

（三）滑动轴承的润滑 863

1.润滑方式的选择 863

2.润滑脂的选用 864

3.润滑油的选用 864

三、常用滑动轴承及其零件 864

（一）滑动轴承座技术条件 864

（二）常用滑动轴承 865

1.整体有衬正滑动轴承座 865

2.对开式滑动轴承 867

3.法兰盘（凸缘）式滑动轴承 869

（三）滑动轴承座用轴瓦与轴套 872

1.轴瓦 872

2.铸铁轴套 874

3.铜合金整体轴套 875

4.铸造青铜轴套的尺寸 879

5.法兰盘（凸缘）式有衬滑动轴承用轴套 881

6.卷制轴套 881

7.覆有减震塑料层的双金属卷制轴套 883

（四）粉末冶金轴承 884

1.粉末冶金筒形轴承型式与尺寸 884

2.粉末冶金带挡边筒形轴承型式与尺寸 886

3.粉末冶金球形轴承型式尺寸 887

4.含油轴承材料的性能 888

5.安装含油轴承的轴承座与轴的尺寸公差 888

6.含油轴承的选用计算 889

（五）塑料轴承 889

1.轴承用塑料的性能 889

2.塑料轴承的配合间隙 890

3.尼龙轴套的设计 891

第十七章 减速器、变速器 893

一、减速器 893

（一）摆线针轮行星减速器 893

1.摆线针轮减速器的优缺点 893

2.摆线针轮减速器的型号 893

3.WB系列微型摆线针轮行星减速机 893

4.X系列摆线针轮行星减速器 900

（二）CW型圆弧圆柱蜗杆减速器 906

1.特点及适用范围 906

2.型号标记说明 907

3.减速器承载能力 907

4.减速器的外形安装尺寸 910

5.减速器的效率 912

6.减速器的选用 912

（三）RV系列铝合金蜗轮蜗杆减速器 914

1.概述 914

2.型号标记说明 914

3.选型说明 915

4.减速器外形及安装尺寸 918

5.减速器使用维护要求 921

（四）ZDY、ZLY、ZSY型硬齿面圆柱齿轮减速器 922

1.概述 922

2.型号标记说明 922

3.外形尺寸及装配型式 922

4.减速器的承载能力 926

5.减速器规格的选择 932

（五）YDS系列超低速电机 933

1.概述 933

2.性能参数 934

3.外形及安装尺寸 935

二、变速器 935

（一）SPT系列锥盘环盘无级变速器 935

1.变速器特点及技术性能 935

2.型号标记说明 936

3.性能参数 936

4.外形安装尺寸 937

（二）MB系列行星摩擦式机械无级变速器 938

1.变速器特点及技术性能 938

2.变速器型号标注说明 938

3.变速器的选型说明 940

4.变速器的安装方位及其代号 944

5.变速器的外形及安装尺寸 944

6.变速器的润滑 951

第十八章 常用配套外购件及其选用 952

一、密封件 952

（一）O形橡胶密封圈 952

1.液压气动用O形橡胶密封圈的尺寸及公差 952

2.O形橡胶密封圈的材料和使用范围 954

3.O形橡胶密封圈的沟槽形式及尺寸 954

4.O形橡胶密封圈沟槽尺寸公差及表面粗糙度 955

（二）毛毡圈密封 956

（三）J形和U形无骨架橡胶密封 957

（四）组合密封垫圈 958

（五）橡胶防尘密封圈 959

（六）旋转轴唇形密封圈（油封） 961

（七）VD形橡胶密封圈 964

二、润滑装置 966

（一）油杯 966

1.直通式和接头式压注油杯的形式与尺寸 966

2.旋盖式油杯的形式与尺寸 966

3.压配式压注油杯的形式与尺寸 967

4.弹簧盖油杯的形式与尺寸 967

5.针阀式注油杯的形式与尺寸 968

（二）油标 969

（三）油枪 971

（四）手动加油润滑泵 972

三、阀门 972

（一）阀门分类 972

1.按压力高低划分 972

2.按阀门的功能划分 972

3.按工作温度高低划分 972

（二）阀门产品型号及其说明 972

（三）常用阀门 975

1.闸阀 975

2.截止阀 978

3.止回阀 981

4.球阀 984

5.隔膜阀 986

6.旋塞阀 987

7.节流阀 989

8.安全阀 990

9.减压阀 993

10.蝶阀 994

11.疏水阀 996

12.浮球阀 997

13.水嘴 998

四、泵 1000

（一）IS型单级清水离心泵 1000

1.型号说明 1000

2.技术参数 1001

3.外形及安装尺寸 1008

（二）IR型热水循环泵 1010

1.型号说明 1010

2.技术参数 1010

3.外形及安装尺寸 1014

（三）GD型管道循环、加压水泵 1014

1.型号说明 1015

2.技术参数 1015

3.外形及安装尺寸 1019

（四）冷却、润滑电泵 1020

1.单、三相电泵 1020

2.JCB型电泵 1021

（五）PW型污水泵 1021

1.特点及应用 1021

2.工作性能 1022

3.外形及安装尺寸 1022

五、风机 1023

（一）风机的分类 1023

（二）风机的选择 1023

（三）风机产品 1024

1.4-72、B4-72型离心通风机 1024

2.9-19、9-26型离心通风机 1032

六、仪表 1035

（一）温度测量仪表 1035

1.接触式温度仪表 1036

2.非接触式温度仪表 1044

（二）压力测量仪表 1046

1.一般压力表 1047

2.精密压力表 1052

3.氨压力表 1054

4.膜盒压力表 1056

5.电接点压力表 1058

6.电位器式远传压力表 1059

（三）流量测量仪表 1060

1.涡街流量计 1062

2.工业玻璃转子流量计 1066

3.电磁流量计 1068

4.椭圆齿轮流量计 1069

5.腰轮流量计 1071

6.QBL型气动靶式流量变送器 1073

（四）物位测量仪表 1074

1.直读式液位仪表 1074

2.浮力式液位计 1078

3.超声物位计 1081

4.电容物位计 1081

（五）转速测量仪表 1083

1.转速—位移转速表 1083

2.转速传感器 1085

3.SZMT-102，402磁电转速记录调节仪 1086

4.XJP-02A转速数字显示仪 1087

（六）气体减压器 1087

1.用途 1087

2.结构及工作原理 1088

3.主要技术数据 1088

第十九章 常用机构 1089

一、机构的基本概念及表示方法 1089

（一）常用名词术语 1089

（二）常用各级运动副及其表示方法 1089

（三）构件及其与运动副相连接的表示方法 1091

二、凸轮机构 1093

（一）凸轮机构的分类 1093

1.平面凸轮机构 1093

2.空间凸轮机构 1094

（二）凸轮机构设计的有关术语 1094

1.压力角α、传动角θ 1094

2.推程与回程 1094

3.工作行程与空行程 1095

4.基圆及基圆半径 1095

5.动程与运动角 1095

（三）凸轮机构中的作用力与压力角的选择 1095

1.凸轮机构中作用力的计算 1095

2.压力角的选择 1097

（四）从动件运动规律的选择 1097

（五）凸轮最小尺寸的确定 1100

（六）凸轮轮廓设计 1100

（七）凸轮及滚子结构、材料、强度、精度及表面粗糙度 1104

1.凸轮结构 1104

2.滚子结构 1104

3.材料和热处理 1106

4.强度校核及许用应力 1106

5.凸轮的精度及表面粗糙度 1107

6.凸轮工作图 1107

三、间歇运动机构 1109

（一）棘轮机构 1109

1.传动类型和特点 1109

2.棘轮齿形及其特点 1111

3.棘轮机构的自动啮紧（楔紧）条件 1112

4.棘轮转角的调节 1113

5.啮合式棘轮机构的参数和尺寸计算 1113

6.棘轮、棘爪材料，热处理及强度计算 1113

7.棘轮和棘爪的齿形画法 1115

8.棘轮机构的加工精度和技术要求 1116

（二）槽轮机构 1116

1.槽轮机构的类型和特点 1116

2.槽轮机构的几何尺寸和主要运动参数计算 1116

3.槽轮机构的配合选择、零件材料与热处理 1121

（三）不完全齿轮机构 1122

1.不完全齿轮机构的类型和特点 1122

2.不完全齿轮机构设计的几个问题 1122

3.不完全齿轮机构的设计计算 1127

四、其他机构 1127

第二十章 液压元件及气动元件 1131

一、液压泵与液压马达 1131

（一）齿轮泵 1131

1.CB-B型齿轮泵 1131

2.CB-F型齿轮泵 1131

3.CB※-E、CB※-F型齿轮泵 1134

（二）叶片泵 1141

1.YB型叶片泵 1141

2.YB-※-Y2型叶片泵 1144

3.YB1型叶片泵 1144

4.YBX型变量叶片泵 1146

（三）柱塞泵 1149

（四）液压马达 1156

1.GM5系列齿轮马达 1156

2.摆线液压马达 1159

3.YM-F-E系列叶片马达 1162

二、液压缸 1164

（一）HSG型工程用液压缸 1164

（二）轻型拉杆式液压缸 1172

三、液压控制阀 1182

（一）叠加阀 1182

1.叠加阀简介 1182

2.大连组合机床研究所系列叠加阀 1182

3.大连组合机床研究所系列多机能叠加阀 1191

4.液压叠加阀安装面尺寸 1193

（二）换向阀 1195

1.电磁换向阀 1195

2.电液换向阀 1199

3.手动换向阀 1208

（三）压力表开关 1214

1.AF6型压力表开关 1214

2.MS2型六点压力表开关 1215

3.KF型压力表开关 1216

四、气动元件 1216

（一）汽缸 1216

1.QGCX系列小型汽缸 1216

2.QGBM系列米型汽缸 1217

3.10A-2系列汽缸 1226

4.QCQ2系列薄型汽缸 1226

5.QGK系列齿轮齿条式摆动汽缸 1229

6.LBA系列微型摆动汽缸 1234

（二）气动控制元件 1235

1.压力控制阀 1235

2.流量控制阀 1236

3.方向控制阀 1239

（三）过滤器、减压阀、油雾器三联件 1249

1.QLPY系列三联件 1249

2.QFLJWA系列三联件 1251

第二十一章 常用电动机及电气器件 1253

一、常用电动机 1253

（一）电动机的选择 1253

1.电动机类型的选择 1253

2.电动机电压和转速的选择 1253

3.电动机功率的确定 1254

（二）电动机外壳的防护分级 1254

（三）电动机结构及安装形式代号 1255

（四）常用电动机性能参数及外形尺寸 1257

1.一般异步电动机 1257

2.变速异步电动机 1279

3.隔爆异步电动机 1293

4.小功率电动机 1304

二、常用电气器件 1309

（一）控制按钮 1309

1.LA19系列控制按钮 1309

2.LA20系列控制按钮 1310

（二）行程开关及微动开关 1313

1.LX19系列行程开关 1313

2.LXW6系列微动开关 1315

（三）LXJ 6系列接近开关 1317

（四）继电器 1318

1.JL14系列交直流电流继电器 1318

2.JDZ1系列中间继电器 1320

3.JZ17系列中间继电器 1321

4.JS23系列时间继电器 1321

5.JSD1-囗M型电动式时间继电器 1322

6.GR1系列热过载继电器 1323

7.JR36系列热过载继电器 1325

（五）交流接触器 1329

1.CJ20系列交流接触器 1329

2.GC1系列交流接触器 1331

3.GC3系列可逆交流接触器 1338

4.GC5系列交流接触器 1340

5.NC6系列交流接触器 1342

6.NC1系列交流接触器 1344

（六）起动器 1346

1.LAJ1-5型接钮起动器 1346

2.QS5、QS5 A系列手动起动器 1347

3.QS6系列手动起动器 1348

4.DRB、DEB、MSB系列电磁起动器 1350

5.GC4系列“星—三角”降压起动器 1352

6.SM1系列软起动器 1354

（七）熔断器 1357

1.RL8D系列螺旋式熔断器 1357

2.NH系列低压高分断能力熔断器 1359

3.RT18系列熔断器、RT18X系列断相自动显示报警熔断器 1362

（八）AD11系列指示灯 1362

1.概述 1362

2.技术数据 1363

（九）HZ15系列组合开关 1369

（十）DZ23系列小型塑料外壳式断路器 1371

（十一）JXD／LH系列接线端子 1373

（十二）电磁铁 1375

1.MQ3系列交流牵引电磁铁 1375

2.直流牵引电磁铁 1377

（十三）电动推杆和电液推杆 1378

1.DT系列电动推杆 1378

2.DYT系列电液推杆 1382

附录 1388