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第1篇 常用设计资料 1

第1章 数据和资料 1

1.1 常用数据 1

1.1.1 机械传动和轴承的效率 1

1.1.2 常用材料弹性模量及泊松比 2

1.1.3 常用材料的密度 2

1.1.4 松散物料的密度和安息角 2

1.1.5 材料的线胀系数 3

1.1.6 摩擦因数 4

1.1.7 常用材料极限强度的近似关系 6

1.1.8 金属材料熔点、热导率及比热容 6

1.1.9 常用几何体的面积、体积及重心位置 7

1.2 国内外常用标准代号 8

1.3 法定计量单位和常用单位换算 9

1.3.1 法定计量单位 9

1.3.2 常用物理量及其法定计量单位的名称符号 10

1.3.3 法定计量单位和常用单位换算 13

1.3.4 市制计量单位及换算 15

1.3.5 运动黏度与恩氏黏度对照 16

1.3.6 标准线规尺寸换算 16

1.3.7 黑色金属硬度及强度换算 17

1.3.8 低碳钢硬度及强度换算 20

1.4 常用力学公式 21

1.4.1 运动学、动力学公式 21

1.4.2 常用材料力学公式 25

1.4.3 平板弯曲计算 40

1.4.4 立柱的稳定性计算 41

1.4.5 冲击载荷计算 45

1.4.6 接触应力计算 46

1.5 照度标准值 49

1.6 噪声的量度 50

1.6.1 声压级、声功率级和声强级（噪声的物理量度） 50

1.6.2 响度和响度级（噪声的主观评价） 50

1.6.3 计权网络和声级 50

1.6.4 各种场所和环境对噪声的要求 51

1.7 电机工程常用资料 51

1.7.1 电机工程常用公式 51

1.7.2 电工设备防护 52

第2章 机械制图 55

2.1 制图基本知识 55

2.1.1 图纸幅面和格式 55

2.1.2 标题栏与明细栏 55

2.1.3 比例 56

2.1.4 图线 57

2.1.5 剖面符号 57

2.2 图样画法 58

2.3 装配图中零、部件序号及其编排方法 62

2.4 尺寸与公差配合注法 62

2.4.1 尺寸注法 62

2.4.2 尺寸公差与配合注法 66

2.5 零件和结构画法 67

2.5.1 螺纹、螺纹紧固件的表示及标注方法 67

2.5.2 齿轮画法 68

2.5.3 花键的画法 70

2.5.4 弹簧画法 70

2.5.5 滚动轴承画法 72

2.5.6 中心孔表示法 76

2.6 展开画法 76

2.7 机构运动简图 80

第3章 极限与配合 87

3.1 术语及定义（摘自GB/T 1800.1—2009、GB/T 1800.2—2009、等效 ISO 286-1:1988） 87

3.2 公差带和配合的选择 88

3.2.1 配合制的选择 88

3.2.2 公差等级的选择 89

3.2.3 公差带与配合的选用 92

3.2.4 应用示例 96

3.3 孔、轴公差带（摘自GB/T 1801—2009,等效 ISO 1829—1975） 97

3.3.1 公称尺寸至500mm的孔、轴公差带 97

3.3.2 公称尺寸大于500mm至3150mm的孔、轴公差带 97

3.4 公称尺寸至500mm的基孔制、基轴制优先、常用配合（摘自GB/T 1801—2009,等效 ISO 1829—1975） 98

3.5 标准公差数值（摘自GB/T 1800.2—2009） 99

3.6 公称尺寸至500mm孔、轴的极限偏差（摘自GB/T 1800.2—2009,等效 ISO 286-2：1988） 100

3.7 公称尺寸大于500mm至3150mm孔、轴的极限偏差（摘自GB/T 1800.4—1999,等效 ISO 286-2：1988） 112

3.8 未注公差的线性和角度尺寸的一般公差（摘自GB/T 1804—2000,等效 ISO 2768-1：1989） 115

3.8.1 一般公差的适用范围 115

3.8.2 一般公差的概念 116

3.8.3 一般公差的公差等级和极限偏差 116

3.8.4 一般公差的图样表示法 116

第4章 形状和位置公差 117

4.1 术语及定义（摘自GB/T 1182—2008、GB/T 4249—1996、GB/T 16671—1996） 117

4.2 形位公差带的定义、标注和解释（摘自GB/T 1182—2008，等效 ISO 1101：2004） 121

4.3 形状和位置公差的符号及其标注（摘自GB/T 1182—2008，等效 ISO 1101：1996） 134

4.4 形状和位置公差数值及应用 141

4.4.1 形位公差项目及公差值的选择 141

4.4.2 形状和位置公差数值及应用举例 142

4.4.3 形状和位置公差的未注公差值（摘自GB/T 1184—1996，等效 ISO 2768-2：1989） 150

4.5 公差原则的应用 151

4.5.1 公差原则的应用范围 152

4.5.2 公差原则的应用示例 153

第5章 表面粗糙度 157

5.1 术语及定义（摘自GB/T 3505—2000,等效 ISO 4287:1997） 157

5.2 表面粗糙度基本术语与参数符号的新、旧国标对照 159

5.3 表面粗糙度参数及其数值系列 160

5.4 产品几何技术规范（GPS），技术产品文件中表面结构的表示法（摘自GB/T 131—2006） 162

5.4.1 标注表面结构的图形符号 162

5.4.2 表面结构补充要求的注写 162

5.4.3 表面结构要求在图样中的注法 164

5.4.4 GB/T 131的演变 165

5.5 表面粗糙度的选用 166

5.5.1 选用原则 166

5.5.2 选用举例 166

第6章 机械零件结构设计的常用资料 168

6.1 铸件结构设计常用资料 168

6.1.1 常用铸造材料的性能及其铸件的结构特点和应用 168

6.1.2 几种铸造方法的比较 169

6.1.3 铸件的结构工艺参数 170

6.1.4 铸件结构设计注意事项 175

6.1.5 铸造公差 177

6.2 锻件结构设计常用资料 177

6.2.1 金属的可锻性 178

6.2.2 各种锻造方法的比较 178

6.2.3 锻件的结构工艺参数 178

6.2.4 锻件结构设计注意事项 180

6.3 冷冲压件结构设计常用资料 181

6.3.1 冷冲压件常用材料 181

6.3.2 冷冲压件的结构工艺参数 181

6.3.3 冷冲压零件结构设计注意事项 192

6.4 切削加工零件结构设计常用资料 193

6.4.1 常用一般标准 193

6.4.2 金属切削加工零件的结构工艺参数 197

6.4.3 切削加工件结构设计注意事项 204

第7章 钢的热处理 207

7.1 铁-碳合金状态图及钢的结构组织 207

7.2 铁-碳合金状态图的应用举例 208

7.3 常用钢的热处理方法、特点及应用 209

7.4 常用钢的表面热处理方法、特点及应用 212

7.5 零件工作图上应注明的热处理要求 216

7.5.1 普通热处理 216

7.5.2 渗碳 216

7.5.3 渗氮 216

7.5.4 碳氮共渗（氰化） 216

第8章 零件的表面处理 217

8.1 金属镀覆和化学处理表示方法用的各种符号 217

8.2 金属镀覆和化学、电化学处理的表示方法（在图纸上的标记） 219

8.3 常用金属基体材料的镀覆和化学、电化学处理方法的选择应用 219

8.3.1 选择时应考虑的问题 219

8.3.2 常用金属的镀覆方法和化学、电化学处理方法及其特点 220

8.3.3 金属镀覆和化学、电化学处理的使用环境条件 221

8.3.4 金属镀覆和化学、电化学处理准备（前处理）工序的特性及应用范围 221

8.3.5 金属镀覆层的特性和应用范围 222

8.3.6 金属的化学、电化学处理层的特性和应用范围 226

8.4 部分有机涂料、涂覆层的选择及标记 229

8.4.1 有机涂料类别名称及代号 229

8.4.2 部分有机涂料基本名称代号及与标记有关的其他符号或代号 229

8.4.3 有机涂料型号、名称举例 231

8.4.4 有机涂料涂覆标记及示例 231

8.4.5 各种有机涂料涂覆方法的选择及配套设计建议 232

8.5 用机械方法进行喷丸与滚压处理 235

8.6 塑料喷涂方法、特点和应用范围 236

第9章 装配通用技术要求 237

9.1 装配类型、方法及特点 237

9.2 机械装配工艺设计注意事项 237

9.3 零件的静平衡和动平衡及其应用 240

9.4 不平衡量的确定及在图纸上的标注 240

9.5 不平衡量计算实例 242

9.6 装配通用技术条件 242

第10章 装运要求及设备基础 243

10.1 装运要求 243

10.1.1 包装通用技术条件（摘自JB/ZQ 4286—1986） 243

10.1.2 有关运输的技术要求 243

10.2 设备基础的一般要求 243

10.3 设备安装时的净空尺寸及二次灌浆要求 245

第11章 产品设计文件及其使用说明书的要求 246

11.1 产品设计文件（摘自JB/ZZ 2—1988） 246

11.2 产品使用说明书（摘自JB/ZQ 4231—1986） 246

11.3 产品颜色 247

第12章 操作件、小车轮及管件 248

12.1 操作件 248

12.1.1 手柄 248

12.1.2 手柄球、套、杆 251

12.1.3 手柄座 253

12.1.4 手轮 255

12.1.5 把手 261

12.1.6 嵌套 264

12.2 小车轮 265

12.2.1 工业车轮 265

12.2.2 工业脚轮 266

12.3 管件 268

12.3.1 水、煤气管路连接件（摘自GB/T 3287—2000） 268

12.3.2 钢制管法兰 274

12.4 管法兰用垫片 288

12.4.1 管法兰用非金属平垫片（摘自GB/T 9126—2003） 288

12.4.2 钢制管法兰用金属环垫（摘自GB/T 9128—2003） 290

参考文献 292

第2篇 机械设计常用材料 293

第1章 黑色金属材料 293

1.1 黑色金属材料的表示方法 293

1.1.1 铸钢牌号表示方法（摘自GB/T 5613—1995） 296

1.1.2 铸铁牌号表示方法（摘自GB/T 5612—1985） 296

1.2 金属材料的力学性能代号 297

1.3 各类钢铁材料的化学成分、力学性能及用途 298

1.3.1 碳素结构钢及合金结构钢 298

1.3.2 铸钢 332

1.3.3 铸铁 336

1.4 钢板 340

1.4.1 钢板每平方米面积的理论质量 340

1.4.2 冷轧钢板和钢带（摘自GB/T 708—2006） 341

1.4.3 热轧钢板和钢带（摘自GB/T 709—2006） 341

1.4.4 锅炉用钢板（摘自GB/T 713—1997） 343

1.4.5 焊接气瓶用钢板（摘自GB/T 6653—1994） 346

1.4.6 压力容器用钢板（摘自GB/T 6654—1996） 347

1.4.7 低温压力容器用低合金钢钢板（摘自GB/T 3531—1996） 349

1.4.8 冷轧镀锡薄钢板（摘自GB/T 2520—2000） 350

1.4.9 镀铅锡合金钢板（带）（摘自GB/T 5065—2004） 351

1.4.10 不锈钢冷轧钢板（摘自GB/T 3280—2007）、不锈钢热轧钢板（摘自GB/T 4237—2007） 352

1.4.11 耐热钢板和钢带（摘自GB/T 4238—2007） 357

1.5 型钢 359

1.5.1 热轧扁钢（摘自GB/T 704—1988） 359

1.5.2 热轧圆钢、方钢（摘自GB/T 702—2004） 360

1.5.3 优质结构钢冷拉钢材技术条件（摘自GB/T 3078—1994） 361

1.5.4 不锈钢棒（摘自GB/T 1220—2007） 361

1.5.5 耐热钢棒（摘自GB/T 1221—2007） 364

1.5.6 角钢 367

1.5.7 热轧工字钢（摘自GB/T 706—1988） 376

1.5.8 热轧槽钢（摘自GB/T 707—1988） 378

1.5.9 H型钢和剖分T型钢（摘自GB/T 11263—2005） 380

1.5.10 通用冷弯开口型钢（摘自GB/T 6723—1986） 386

1.5.11 轻轨 391

1.6 钢管 393

1.6.1 无缝钢管尺寸、外形、质量及允许偏差（摘自GB/T 17395—1998） 393

1.6.2 热轧、冷拔（轧）结构用无缝钢管（摘自GB/T 8162—1999）及输送流体用无缝钢管（摘自GB/T 8163—1999） 406

1.6.3 直缝电焊钢管（摘自GB/T 13793—1992） 409

1.6.4 低压流体输送用焊接钢管和镀锌钢管（摘自GB/T 3091—2001） 412

1.6.5 低中压锅炉用无缝钢管（摘自GB/T 3087—1999） 414

1.6.6 结构用不锈钢无缝钢管（摘自GB/T 14975—2002）和流体输送用不锈钢无缝钢管（GB/T 14976—2002） 415

1.6.7 流体输送用不锈钢焊接钢管（摘自GB/T 12771—2000） 416

1.6.8 石油裂化用无缝钢管（摘自GB/T 9948—2006） 418

1.6.9 冷拔异型钢管（摘自GB/T 3094—2000） 419

1.6.10 液压和气动缸筒用精密无缝钢管（摘自GB/T 3639—2000、GB/T 8713—1988） 441

1.6.11 传动轴用电焊钢管（摘自YB/T 5209—2000） 443

1.6.12 P3型镀锌金属软管（摘自YB/T 5306—2006） 444

1.7 钢丝 445

1.7.1 冷拉圆钢丝（摘自GB/T 342—1997） 445

1.7.2 一般用途低碳钢丝（摘自YB/T 5294—2006） 446

1.7.3 优质碳素钢盘条（摘自GB/T 4354—1994） 447

1.7.4 优质碳素结构钢丝（摘自YB/T 5303—2006） 447

1.7.5 不锈钢丝（摘自GB/T 4240—1993） 448

1.7.6 高电阻电热合金（摘自GB/T 1234—1995） 449

1.8 钢丝绳（摘自GB/T 8918—2006） 451

1.8.1 钢丝绳的结构、直径、力学性能和质量 451

1.8.2 钢丝绳的捻法 451

1.8.3 钢丝绳的材料和强度 451

1.9 常用工业用金属丝编织方孔筛网（摘自GB/T 5330—2003） 455

第2章 有色金属材料 457

2.1 常用有色金属和合金元素名称及其代号（摘自GB/T 340—1976） 457

2.2 专用有色金属、合金名称及其代号（摘自GB/T 340—1976、GB/T 18035—2000） 457

2.3 有色金属铸造方法、合金状态代号（摘自GB/T 1173—1995、GB/T 1176—1987、GB/T 1175—1997） 457

2.4 有色金属产品状态、特性代号（摘自GB/T 340—1976） 457

2.5 变形铝及铝合金牌号表示方法（摘自GB/T 16474—1996） 457

2.5.1 四位字符体系牌号命名方法 458

2.5.2 纯铝牌号命名法 458

2.5.3 铝合金牌号命名法 458

2.6 变形铝及铝合金状态代号（摘自GB/T 16475—1996） 458

2.6.1 变形铝及铝合金的基础状态代号 458

2.6.2 变形铝及铝合金新旧状态代号对照 458

2.7 铸造有色金属 459

2.7.1 铸造铜合金（摘自GB/T 1176—1987） 459

2.7.2 铸造铝合金（摘自GB/T 1173—1995） 464

2.7.3 铸造锌合金（摘自GB/T 1175—1997） 466

2.7.4 铸造轴承合金（摘自GB/T 1174—1992） 466

2.7.5 铸造钛及钛合金（摘自GB/T 15073—1994） 467

2.8 有色金属型材 468

2.8.1 铜及铜合金型材 468

2.8.2 铝及铝合金型材 475

2.8.3 钛及钛合金型材 489

2.8.4 铅及铅锑合金型材 493

第3章 复合钢板 496

3.1 不锈钢复合钢板和钢带（摘自GB/T 8165—1997） 496

3.1.1 标准范围和产品 496

3.1.2 复合钢板（带）的质量 498

3.2 钛-钢复合钢板（摘自GB/T 8547—2006） 498

3.3 铜-钢复合钢板（摘自GB/T 13238—1991） 500

第4章 非金属材料 501

4.1 石棉橡胶板（摘自GB/T 3985—1995） 501

4.2 耐油石棉橡胶板（摘自GB/T 539—1995） 501

4.3 橡胶制品 502

4.3.1 工业用橡胶板（摘自GB/T 5574—1994） 502

4.3.2 橡胶管 503

4.4 玻璃制品 507

4.4.1 平端玻璃直管 507

4.4.2 扩口玻璃管 507

4.4.3 液位计玻璃板 507

4.5 常用工程塑料及型材 508

4.5.1 常用工程塑料的物理力学性能 508

4.5.2 硬聚氯乙烯层压板材（摘自GB/T 4454—1996） 514

4.5.3 硬聚氯乙烯（PVC-U）管材（摘自GB/T 4219—1996） 514

4.5.4 化工用硬聚氯乙烯管件（QB/T 3802—1999） 516

4.5.5 酚醛棉布层压板（摘自JB/T 8149.2—2000） 520

4.5.6 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）塑料板材（摘自GB/T 10009—1988） 521

4.5.7 有机玻璃型材（摘自GB/T 7134—1996） 521

4.6 复合材料 522

4.6.1 复合材料的定义 522

4.6.2 复合材料的结构 522

4.6.3 复合材料及其特性和用途 522

4.6.4 聚合物基复合材料和金属基复合材料的力学性能 524

第5章 涂料和防锈漆 527

参考文献 530

第3篇 连接与紧固 531

第1章 螺纹 531

1.1 普通螺纹 531

1.1.1 基本牙型和基本尺寸（摘自GB/T 192—2003、GB/T 196—2003） 531

1.1.2 公差配合的选用（摘自GB/T 197—2003） 535

1.1.3 螺纹标记（摘自GB/T 197—2003） 537

1.2 梯形螺纹 537

1.2.1 基本牙型和设计牙型尺寸（摘自GB/T 5796.1—2005、GB/T 5796.2—2005、GB/T 5796.3—2005） 538

1.2.2 梯形螺纹公差（摘自GB/T 5796.4—2005） 543

1.2.3 多螺纹公差 545

1.2.4 螺纹标记 545

1.3 锯齿形（3°、30°）螺纹 546

1.3.1 基本牙型和内、外螺纹设计牙型基本尺寸（摘自GB/T 13576.1—2008、GB/T 13576.3—2008） 546

1.3.2 螺纹公差（摘自GB/T 13576.4—2008） 548

1.3.3 锯齿形螺纹标记（摘自GB/T 13576.2—2008和GB/T 13576.4—2008） 551

1.4 55°非密封管螺纹 552

1.4.1 基本尺寸和公差（摘自GB/T 7307—2001，等效 ISO 228.1—1994） 552

1.4.2 螺纹标记 553

1.5 55°密封管螺纹 553

1.5.1 牙型和基本尺寸（摘自GB/T 7306.1—2000、GB/T 7306.2—2000，等效 ISO 7.1—1994） 553

1.5.2 螺纹标记 556

1.6 60°圆锥管螺纹 556

1.6.1 基本尺寸和公差（摘自GB/T 12716—2002，等效 ANSI BI.20.1：1992） 556

1.6.2 螺纹标记 556

1.7 米制锥螺纹 557

1.7.1 牙型和基本尺寸（摘自GB/T 1415—1992，等同ΓOCT 25229—1982） 557

1.7.2 极限偏差 557

1.7.3 螺纹标记 557

1.8 管路旋入端用普通螺纹尺寸系列（摘自GB/T 1414—1978） 558

1.9 切制管螺纹前的内孔和外螺纹毛坯直径 559

1.10 英寸制螺纹 559

1.11 矩形螺纹 560

1.12 30°圆弧螺纹 560

1.13 螺纹零件结构要素 561

1.13.1 螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角 561

1.13.2 紧固件用沉孔尺寸 563

1.13.3 扳手空间 564

第2章 螺纹连接 566

2.1 紧固件标记方法（摘自GB/T 1237—2000，等效 ISO 8991:1986） 566

2.2 螺纹连接的几种主要类型和应用 567

2.3 螺纹连接强度计算 567

2.4 螺纹连接紧固件的材料和力学、物理性能 570

2.5 螺栓 577

2.5.1 六角头螺栓 577

2.5.2 方头螺栓 588

2.5.3 沉头螺栓 589

2.5.4 T形槽用螺栓 590

2.5.5 活节螺栓 591

2.5.6 地脚螺栓 591

2.5.7 U形螺栓 594

2.5.8 双头螺柱 595

2.6 螺钉 598

2.7 螺母 618

2.8 垫圈 629

2.8.1 圆形垫圈 629

2.8.2 弹性垫圈 633

2.9 挡圈 638

第3章 键、花键和销连接 652

3.1 键连接 652

3.1.1 键的类型、特点和应用 652

3.1.2 键的选择和强度计算 653

3.1.3 键的标准件 655

3.2 花键连接 667

3.2.1 花键的类型和应用 667

3.2.2 花键的挤压强度校核 667

3.2.3 矩形花键 668

3.2.4 圆柱直齿渐开线花键（摘自GB/T 3478.1—1995，等效 ISO 4156:1981） 671

3.3 销连接 679

3.3.1 销的类型和应用 679

3.3.2 销的选择和连接强度计算 680

3.3.3 销的标准件 681

第4章 粘接 691

4.1 粘接剂的选择 691

4.1.1 粘接剂的组成 691

4.1.2 粘接剂的分类 692

4.1.3 选择粘接剂应注意的问题 692

4.2 粘接接头的设计 694

4.2.1 粘接接头的设计原则 694

4.2.2 常用粘接接头形式 694

4.2.3 粘接接头的改进结构 694

4.2.4 粘接技术应用举例 697

4.3 粘接工艺与步骤 697

第5章 焊接 699

5.1 焊接结构件材料与焊接方法的选择 699

5.1.1 金属材料的可焊性及焊接结构件材料的选择 699

5.1.2 几种常用金属材料的焊接方法及应用 700

5.2 焊条（焊接材料）的选择 702

5.2.1 焊条选择的基本原则 702

5.2.2 几种常用焊条的类别、型号和应用 703

5.3 焊接方法和焊缝在图样上的标注 715

5.3.1 标注方法 715

5.3.2 各种焊接方法的代号（摘自GB/T 5185—1988） 715

5.3.3 各种焊缝符号的表示方法（摘自GB/T 324—1988、GB/T 12212—1990） 715

5.3.4 碳钢、低合金钢焊缝坡口的基本形式与尺寸（摘自GB/T 985—1988） 715

5.3.5 不同厚度钢板的对接焊接接头的基本形式与尺寸 726

5.3.6 有色金属焊接坡口形式及尺寸 726

5.4 焊接接头的静载强度计算 728

5.4.1 许用应力设计法 728

5.4.2 极限状态设计法 734

5.5 焊接构件的尺寸公差及形位公差（JB/ZQ 4000.3—1986） 735

5.6 钎焊 736

5.6.1 钎焊的主要特点、接头形式和接头间隙 736

5.6.2 焊料（钎料）的种类及其选择 738

5.6.3 焊剂及其用途 740

5.7 塑料焊接 741

5.8 焊接结构工艺设计应注意的问题 743

参考文献 744

第4篇 弹簧 745

第1章 弹簧概论 745

1.1 弹簧的类型及应用 745

1.2 弹簧设计的基本概念 745

1.2.1 弹簧的强度 745

1.2.2 弹簧的刚度和特性线 746

1.2.3 弹簧的变形能 746

1.2.4 共振与阻尼（受周期变载荷的弹簧） 746

1.3 弹簧材料 746

第2章 圆柱螺旋弹簧设计 753

2.1 弹簧的负荷类型和许用应力 753

2.1.1 弹簧负荷类型 753

2.1.2 许用应力选取的原则 753

2.1.3 弹簧的试验应力及许用应力 753

2.2 圆柱螺旋压缩、拉伸弹簧的设计方法 756

2.2.1 按强度和刚度要求计算圆柱螺旋压缩、拉伸弹簧主要参数的基本计算公式 756

2.2.2 圆柱螺旋弹簧的常用设计方法 757

2.2.3 圆柱螺旋拉伸和压缩弹簧的类型和尺寸系列 758

2.2.4 圆柱螺旋压缩、拉伸弹簧几何尺寸计算 761

2.2.5 验算弹簧的钩环强度、疲劳强度、稳定性、共振和疲劳强度验算 762

2.2.6 弹簧典型工作图样 763

2.2.7 圆柱螺旋压缩弹簧设计示例（摘自GB/T 23935—2009） 771

2.2.8 圆柱螺旋拉伸弹簧设计示例（摘自GB/T 23935—2009） 774

2.2.9 查表法确定圆柱螺旋压缩拉伸弹簧尺寸 776

2.2.10 圆柱螺旋扭转弹簧设计计算 783

第3章 螺旋弹簧的制造要求及性能试验 787

3.1 普通圆柱螺旋弹簧制造要求 787

3.2 弹簧的制造精度及极限偏差 787

3.3 螺旋弹簧的性能试验 790

参考文献 790

第5篇 轴和联轴器 791

第1章 轴 791

1.1 轴的分类 791

1.2 轴的材料 791

1.3 轴的结构设计 792

1.3.1 轴结构设计的一般原则 792

1.3.2 轴上零件的定位 792

1.3.3 提高轴疲劳强度的结构措施 793

1.4 轴的强度计算 794

1.4.1 按扭转强度计算 794

1.4.2 按弯扭合成强度计算 795

1.4.3 轴强度的精确校核 795

1.4.4 轴的强度计算实例 800

1.5 轴的刚度校核 802

1.5.1 轴的扭转刚度校核 802

1.5.2 轴的弯曲刚度校核 802

1.6 轴的临界转速校核 804

第2章 联轴器 806

2.1 联轴器的分类、特点及应用 806

2.2 联轴器的选择 808

2.2.1 一般联轴器的选择计算 808

2.2.2 GⅡCL型齿式联轴器的选择计算 808

2.2.3 GSL伸缩型齿式联轴器的选择计算 809

2.2.4 十字轴万向联轴器的选择计算 809

2.2.5 星形弹性联轴器的选择计算 810

2.2.6 H形弹性块联轴器 811

2.2.7 膜片联轴器的选择计算 812

2.3 联轴器轴孔和连接形式、尺寸及标记（摘自GB/T 3852—2008） 812

2.3.1 联轴器轴孔和连接形式及代号 812

2.3.2 联轴器轴孔和连接尺寸 814

2.3.3 联轴器轴孔形式与尺寸标记 819

2.4 联轴器的性能、参数和尺寸 820

2.4.1 刚性联轴器 820

2.4.2 无弹性元件挠性联轴器 823

2.4.3 有弹性元件挠性联轴器 836

2.4.4 安全联轴器 862

参考文献 864

第6篇 轴承 865

第1章 滚动轴承 865

1.1 滚动轴承的分类、类型及其代号 865

1.1.1 滚动轴承的分类 865

1.1.2 常用滚动轴承的类型、基本结构形式、特点及应用 865

1.1.3 滚动轴承的代号（摘自GB/T 272—1993） 872

1.2 滚动轴承的选择与计算 876

1.2.1 滚动轴承的选择 876

1.2.2 滚动轴承计算中常用基本概念及术语 878

1.2.3 滚动轴承的寿命计算 878

1.2.4 滚动轴承的静载荷计算 881

1.2.5 静不定支承结构的载荷计算 882

1.2.6 滚动轴承的极限转速 882

1.2.7 滚动轴承的选择计算实例 883

1.3 滚动轴承装置的设计 886

1.3.1 滚动轴承的配置 886

1.3.2 滚动轴承的轴向紧固 888

1.3.3 滚动轴承的游隙选择 889

1.3.4 滚动轴承的配合 891

1.3.5 滚动轴承的预紧 894

1.3.6 推力轴承最小轴向载荷的确定 896

1.3.7 滚动轴承的润滑 896

1.3.8 滚动轴承的密封 898

1.4 滚动轴承组合设计的典型结构 900

1.5 常用滚动轴承尺寸及性能参数 901

1.5.1 角接触球轴承 901

1.5.2 深沟球轴承 906

1.5.3 调心球轴承 911

1.5.4 圆柱滚子轴承 919

1.5.5 调心滚子轴承 933

1.5.6 圆锥滚子轴承 943

1.5.7 推力球轴承 955

1.5.8 推力调心滚子轴承 959

1.5.9 滚针轴承 960

1.6 滚动轴承座 961

1.6.1 适用范围 961

1.6.2 型号表示法 961

1.6.3 外形尺寸 962

1.7 止推环 965

1.8 紧定套 966

1.9 退卸衬套 968

第2章 滑动轴承 971

2.1 混合润滑轴承的选用计算及常用材料 971

2.1.1 径向滑动轴承 971

2.1.2 推力滑动轴承 971

2.1.3 常用滑动轴承材料的性能和许用值 972

2.2 混合润滑轴承标准系列 975

2.2.1 整体有衬正滑动轴承座 975

2.2.2 对开式滑动轴承座 976

2.2.3 滑动轴承座技术条件（JB/T 2564—2007） 979

2.3 轴套与轴瓦 980

2.3.1 轴套 980

2.3.2 轴瓦 985

2.3.3 润滑槽 987

2.3.4 混合润滑轴承的配合 988

2.4 混合润滑轴承的润滑 988

2.5 关节轴承 989

2.5.1 向心关节轴承 989

2.5.2 推力关节轴承 995

2.5.3 角接触关节轴承 997

2.6 烧结轴承 998

2.7 塑料轴承 1001

参考文献 1003

第7篇 润滑与密封 1004

第1章 润滑剂 1004

1.1 润滑剂的选用原则 1004

1.2 润滑油的主要性能指标 1004

1.2.1 黏度及其单位 1004

1.2.2 黏度指数 1006

1.2.3 润滑油的其他性能 1008

1.3 常用润滑油 1009

1.3.1 润滑剂的分类和符号 1009

1.3.2 常用润滑油的牌号、性质和用途 1009

1.4 润滑脂 1015

1.4.1 润滑脂的组成 1015

1.4.2 润滑脂的主要性能指标 1015

1.4.3 各种润滑脂的牌号、性质及用途 1015

1.5 固体润滑剂 1016

1.5.1 固体润滑剂的特点 1016

1.5.2 常用固体润滑剂及其使用方法 1016

第2章 常用润滑方法和装置 1018

2.1 手工给油装置 1018

2.2 滴油润滑 1019

2.3 显示油面位置的装置 1021

第3章 密封 1023

3.1 密封的分类 1023

3.2 密封的特点及应用 1023

3.3 常用工况下密封的选择 1025

3.4 垫密封 1025

3.4.1 垫密封选择与基本设计要求 1025

3.4.2 常用垫片的种类及其应用 1028

3.4.3 非金属平垫片（摘自HG 20606—1997、HG 20628—1997） 1029

3.4.4 聚四氟乙烯包覆垫片（摘自HG 20607—1997、HG 20628—1997） 1030

3.4.5 柔性石墨复合垫片（摘自HG 20608—1997、HG 20629—1997） 1031

3.4.6 金属包覆垫片（摘自HG 20609—1997、HG 20630—1997） 1031

3.4.7 缠绕式垫片（摘自HG 20610—1997、HG 20631—1997） 1032

3.4.8 齿形组合垫（摘自HG 20611—1997、HG 20632—1997） 1034

3.4.9 金属环垫（摘自HG 20612—1997、HG 20633—1997） 1035

3.5 胶密封 1037

3.5.1 密封胶的分类 1037

3.5.2 液态密封胶 1037

3.5.3 厌氧密封胶 1039

3.5.4 热熔型密封胶 1040

3.5.5 常用密封胶的种类及其应用 1041

3.6 油封和防尘密封 1042

3.6.1 油封 1042

3.6.2 防尘密封 1044

3.7 成形填料密封 1047

3.7.1 O形橡胶密封圈 1048

3.7.2 橡胶唇形密封圈 1053

3.8 机械密封 1059

3.8.1 机械密封工作原理 1059

3.8.2 机械密封的类型及应用 1059

3.8.3 机械密封的设计计算 1062

3.8.4 机械密封材料 1064

3.8.5 机械密封的辅助措施 1067

3.8.6 机械密封的技术条件 1068

3.8.7 机械密封的型式和主要尺寸（摘自GB/T 6556—1994） 1069

3.8.8 机械密封的常用型式 1071

3.9 填料密封 1077

3.9.1 工作原理及结构设计 1077

3.9.2 填料密封的计算 1077

3.9.3 填料密封的性能及选择 1078

3.10 迷宫密封 1080

3.10.1 工作原理 1080

3.10.2 结构型式及其应用 1080

3.11 螺旋密封 1082

3.11.1 工作原理及特点 1082

3.11.2 类型及结构 1083

3.12 离心、停车密封 1083

3.12.1 工作原理及结构 1083

3.12.2 离心密封减压能力计算 1083

3.12.3 离心密封功率消耗计算 1084

3.12.4 停车密封及应用 1084

3.13 磁流体密封 1085

3.13.1 工作原理及结构 1085

3.13.2 磁流体密封的设计计算 1086

3.13.3 磁流体的组成与性能 1086

参考文献 1087

第8篇 机械传动 1088

第1章 带传动 1088

1.1 带传动的类型、特点及应用 1088

1.2 V带传动 1091

1.2.1 V带的尺寸规格 1091

1.2.2 V带轮 1095

1.2.3 V带传动设计计算 1099

1.2.4 V带传动设计计算实例 1124

1.3 平带传动 1125

1.3.1 平型传动带的尺寸与公差 1125

1.3.2 平带传动的标记 1125

1.3.3 普通平带（胶帆布带）传动 1127

1.3.4 聚酰胺片基复合平带传动 1133

1.4 同步带传动 1135

1.4.1 同步带的尺寸规格 1135

1.4.2 同步带轮 1141

1.4.3 同步带传动的设计计算 1148

1.4.4 同步带传动设计计算实例 1157

1.5 带传动的张紧、安装和使用 1158

1.5.1 带传动的张紧 1158

1.5.2 带传动装置的安装 1162

1.5.3 传动带的使用 1163

第2章 链传动 1164

2.1 链传动类型、特点及应用 1164

2.2 滚子链传动 1165

2.2.1 滚子链传动的基本参数和尺寸规格 1165

2.2.2 滚子链传动的设计计算 1169

2.2.3 滚子链的静强度计算 1177

2.2.4 滚子链链轮 1177

2.2.5 滚子链传动设计计算实例 1184

2.3 齿形链传动 1186

2.3.1 齿形链的结构形式、链号与链条全宽 1186

2.3.2 齿形链传动的设计计算 1188

2.3.3 齿形链链轮 1194

2.3.4 齿形链传动设计计算实例 1198

2.4 链传动的布置、张紧与润滑 1199

2.4.1 链传动的布置 1199

2.4.2 链传动的张紧 1200

2.4.3 链传动的安装 1202

2.4.4 链传动的润滑 1203

第3章 齿轮传动 1204

3.1 渐开线圆柱齿轮传动设计计算 1204

3.1.1 齿形和模数系列 1204

3.1.2 圆柱齿轮传动类型与基本参数的选择 1204

3.1.3 圆柱齿轮传动的几何尺寸计算 1208

3.1.4 圆柱齿轮传动的强度设计计算 1226

3.1.5 圆柱齿轮的结构 1252

3.1.6 渐开线圆柱齿轮精度 1255

3.1.7 齿条精度 1270

3.1.8 计算实例 1274

3.2 直齿锥齿轮传动设计计算 1277

3.2.1 锥齿轮的模数和基本齿廓 1277

3.2.2 锥齿轮传动的几何尺寸计算 1278

3.2.3 锥齿轮承载能力计算 1280

3.2.4 锥齿轮的精度 1286

3.2.5 锥齿轮的结构 1302

3.2.6 计算实例 1303

3.3 圆弧圆柱齿轮传动设计计算 1307

3.3.1 圆弧圆柱齿轮的基准齿形及模数系列 1307

3.3.2 圆弧齿轮传动的基本参数选择 1309

3.3.3 圆弧齿轮的几何参数和尺寸计算 1310

3.3.4 圆弧齿轮精度等级的选择 1313

3.3.5 圆弧圆柱齿轮的强度计算 1313

3.3.6 圆弧齿轮传动的精度及检验 1320

3.3.7 计算实例 1332

3.4 齿轮传动的润滑 1334

3.4.1 润滑剂的选用 1334

3.4.2 润滑方式的选择 1335

3.4.3 从润滑角度防止齿轮失效的对策 1336

第4章 圆柱蜗杆传动 1337

4.1 圆柱蜗杆传动的特点及分类 1337

4.2 圆柱蜗杆传动主要参数的选择 1339

4.3 圆柱蜗杆传动的几何计算 1348

4.3.1 普通圆柱蜗杆传动的几何计算 1348

4.3.2 圆弧圆柱蜗杆传动的几何计算 1349

4.4 圆柱蜗杆传动的受力分析 1350

4.5 圆柱蜗杆传动强度计算和刚度计算 1350

4.6 圆柱蜗杆传动的效率和散热计算 1353

4.6.1 效率计算 1353

4.6.2 散热计算 1354

4.7 圆柱蜗杆传动精度（摘自GB/T 10089—1988） 1355

4.7.1 适用范围 1355

4.7.2 精度等级 1359

4.7.3 蜗杆、蜗轮的检验与公差 1360

4.7.4 传动的检验与公差 1360

4.7.5 蜗杆传动的侧隙规定 1361

4.7.6 图样标注 1361

4.7.7 齿坯要求及公差 1362

4.7.8 公差或极限偏差数值 1362

4.8 蜗杆、蜗轮的结构及材料 1371

4.8.1 蜗杆、蜗轮的结构 1371

4.8.2 蜗杆、蜗轮材料的选用 1373

4.9 蜗杆传动的润滑 1373

4.10 计算实例 1374

参考文献 1378

第9篇 减速器 1379

第1章 常用标准减速器 1379

1.1 常用减速器的型式和选择 1379

1.1.1 几种常见的减速器 1379

1.1.2 我国减速器设计制造技术的发展 1379

1.1.3 减速器的发展趋势 1379

1.2 硬齿面圆柱齿轮减速器标准尺寸、性能和选择计算（摘自JB/T 8853—2001） 1379

1.2.1 硬齿面圆柱齿轮减速器的适用范围和代号 1379

1.2.2 硬齿面圆柱齿轮减速器许用输入功率 1380

1.2.3 硬齿面圆柱齿轮减速器热功率 1382

1.2.4 硬齿面圆柱齿轮减速器选择计算 1383

1.3 轴装式圆柱齿轮减速器（摘自JB/T 7007—1993） 1388

1.3.1 运用范围和代号 1388

1.3.2 公称输入功率、热功率和逆止器额定逆止转矩 1389

1.3.3 ZJY型减速器尺寸 1389

1.3.4 ZJY型减速器的润滑 1391

1.4 圆弧圆柱蜗杆减速器 1391

1.4.1 单级圆弧圆柱蜗杆减速器（摘自JB/T 7935—1999） 1391

1.4.2 立式圆弧圆柱蜗杆减速器（摘自JB/T 7848—1995） 1395

1.5 Z型摆线针轮减速器（摘自JB/T 2982—1994） 1401

1.5.1 适用范围和代号 1401

1.5.2 摆线针轮减速器的传动比和输入功率 1401

1.5.3 各种机型摆线针轮减速器的型号和尺寸 1404

第2章 减速器设计用资料 1410

2.1 减速器参数设计资料 1410

2.1.1 圆柱齿轮减速器标准中心距 1410

2.1.2 减速器的传动比 1411

2.2 减速器的结构设计资料 1412

2.2.1 齿轮减速器铸造箱体主要尺寸 1412

2.2.2 蜗杆减速器铸造箱体主要尺寸 1415

2.3 减速器的润滑 1415

2.3.1 齿轮减速器润滑油黏度选择 1415

2.3.2 齿轮减速器的润滑方法 1415

2.3.3 蜗杆减速器润滑油黏度选择 1418

2.4 减速器图例 1418

参考文献 1433

第10篇 常用电动机 1434

第1章 电动机的产品型号与分类 1434

1.1 电动机产品型号 1434

1.1.1 电机产品代号 1434

1.1.2 电机的规格代号 1434

1.1.3 电机的特殊环境代号 1435

1.1.4 电机的补充代号 1435

1.2 产品型号示例 1435

1.3 电动机的分类 1436

1.4 产品代号 1436

第2章 电动机的外壳防护等级与安装型式 1437

2.1 电动机的外壳防护等级（摘自GB/T 4942.1—2006） 1437

2.2 电动机的安装型式 1438

第3章 电动机的选择 1439

3.1 电机的发热与温升 1439

3.2 电机的绝缘等级与允许温升 1439

3.3 电机的工作方式 1440

3.4 选择电动机应综合考虑的问题 1441

3.4.1 根据负载性质选择电动机 1441

3.4.2 电动机的类型、安装防护型式、电压及转速的选择 1442

3.4.3 电动机额定功率PN的计算 1443

第4章 Y、Y2系列三相异步电动机 1450

4.1 概述 1450

4.2 型号含义 1450

4.3 技术数据 1450

第5章 防爆电动机 1462

5.1 防爆电气设备 1462

5.2 YB2系列隔爆型三相异步电动机（摘自JB/T 7565.1—2004） 1463

5.2.1 YB2系列隔爆电动机特点 1463

5.2.2 型号含义 1463

5.2.3 技术数据 1463

5.3 YA系列增安型三相异步电动机（摘自JB/T 9595—1999） 1468

5.3.1 YA系列增安型电动机特点 1468

5.3.2 型号含义 1468

5.3.3 技术数据 1468

5.4 YBGB系列管道泵用隔爆型三相异步电动机 1472

5.4.1 YBGB系列电动机特点 1472

5.4.2 型号含义 1472

5.4.3 技术数据 1473

第6章 Z4系列直流电动机 1475

6.1 直流电动机的特点 1475

6.2 Z4系列小型直流电机（摘自JB/T 6316—2006） 1475

6.2.1 型号含义 1475

6.2.2 结构型式 1475

6.2.3 技术数据 1476

第7章 YCT系列小型电磁调速异步电动机 1488

7.1 概述（摘自JB/T 7123—1993） 1488

7.2 型号含义 1488

7.3 技术数据 1488

7.4 控制器 1489

7.4.1 控制器的型号含义 1489

7.4.2 控制器的技术参数 1489

第8章 YR系列小型绕线转子异步电动机 1492

8.1 概述（摘自JB/T 7119—1993） 1492

8.2 型号含义 1492

8.3 技术数据 1492

第9章 YVP系列变频调速异步电动机 1495

9.1 型号含义 1495

9.2 技术数据 1495

第10章 电动机滑轨及附件 1498

参考文献 1500