机械设计与制造工艺简明手册PDF电子书下载

第一章 一般设计资料 1

1.1 我国的国家标准和行业标准代号 1

1.2 常用国外标准代号 2

1.3 我国法定计量单位 2

1.3.1 国际单位制的基本单位 2

1.3.2 国际单位制的辅助单位 2

1.3.3 常用的国际单位制导出单位 3

1.3.4 常用的国际单位制词头 4

1.3.5 某些常用单位与国际制单位的换算 4

1.4 常用材料的密度 5

1.5 材料的摩擦系数 6

1.5.1 滑动摩擦系数 6

1.5.2 滚动摩擦系数 7

1.5.3 轴承的摩擦系数 7

1.6 材料的弹性模量与泊松比 8

1.7 材料的机械性能指标 8

1.8 标准尺寸（根据GB2822—81） 10

1.9 标准锥度与角度 12

1.9.1 锥度与锥角系列（根据GB157—89） 12

1.9.2 棱体的角度与斜度（根据GB4096—83） 14

1.10 中心孔（根据GB145—85） 16

1.11 零件倒圆与倒角（根据GB6403.4—86） 18

1.12 扳手空间（根据JB/ZQ4005—84） 18

1.13 粗牙螺栓、螺钉的拧入深度和螺纹孔尺寸 21

第二章 机械制图 22

2.1 图纸幅面及格式（根据GB4457.1—84） 22

2.1.1 图纸幅面尺寸 22

2.1.2 图框格式 22

2.1.3 对中符号 23

2.1.4 图幅分区 23

2.2 比例（根据GB4457.2 —84） 24

2.3 图线（根据GB4457.4 —84） 24

2.3.1 图线的型式及应用 24

2.3.2 图线的宽度 25

2.4 剖面符号（根据GB4457.5 —84） 25

2.5 图样画法（根据GB4458.1 —84） 26

2.5.1 视图 27

2.5.2 剖视 28

2.5.3 剖面 34

2.5.4 局部放大图 35

2.5.5 简化画法 37

2.5.6 其他规定画法 40

2.6 尺寸注法（根据GB4458.4 —84） 42

2.6.1 尺寸数字 42

2.6.2 尺寸线 43

2.6.3 尺寸界线 45

2.6.4 标注尺寸的符号 47

2.6.5 简化注法和其他规定注法 48

2.7 尺寸公差与配合注法（根据GB4458.5 —84） 51

2.7.1 在零件图中的注法 51

2.7.2 在装配图中的标注方法 53

2.7.3 角度公差的标注方法 55

2.8 螺纹及螺纹紧固件画法（根据GB4459.1 —84） 55

2.8.1 螺纹的画法 55

2.8.2 螺纹的标注方法 57

2.8.3 螺纹紧固件的简化画法 58

2.9 齿轮画法（根据GB4459.2 —84） 60

2.9.1 齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮画法 60

2.9.2 齿轮、蜗轮、蜗杆啮合画法 62

2.10 花键画法（根据GB4459.3 —84） 63

2.10.1 花键的画法及其尺寸标注 63

2.10.2 花键联结的画法及代号标注 66

2.11 中心孔表示法（根据GB4459.5 —84） 67

2.11.1 中心孔的符号 67

2.11.2 在图样上的标注 67

2.12 表面粗糙度代号及其注法（根据GB/T131—93） 68

2.12.1 表面粗糙度代［符］号 68

2.12.2 在图样上的标注方法 74

第三章 公差配合、形位公差和表面粗糙度 82

3.1 公差与配合（根据GB1800～1804—79） 82

3.1.1 概述 82

3.1.2 尺寸至500mm孔、轴公差带的分布 85

3.1.3 尺寸至500mm优先和常用轴公差带的极限偏差 85

3.1.4 尺寸至500mm优先和常用孔公差带的极限偏差 98

3.1.5 基孔制的优先和常用配合 106

3.1.6 基轴制的优先和常用配合 108

3.1.7 尺寸至500mm基孔制和基轴制优先和常用配合的极限间隙或极限过盈 110

3.1.8 尺寸大于500至1000mm轴常用公差带的极限偏差 120

3.1.9 尺寸大于500至1000mm孔常用公差带的极限偏差 123

3.1.10 尺寸至1000mm未注公差尺寸的极限偏差 124

3.1.11 尺寸1～500mm“公差与配合”新旧国家标准对照表（根据GB1801—79附录） 124

3.2 形状和位置公差（简称形位公差） 130

3.2.1 形位公差的代号及其注法（根据GB1182—80） 130

3.2.2 形位公差未注公差的规定（根据GB1184—80） 135

3.3 表面粗糙度 138

3.3.1 基本概念（根据GB3505—83） 138

3.3.2 表面粗糙度的参数及其数值（根据GB1031—83） 142

3.3.3 表面粗糙度同旧国标表面光洁度的比较 145

第四章 材料 148

4.1 常用黑色金属材料的性能和应用举例 148

4.1.1 灰铸铁件（根据GB9439—88） 148

4.1.2 球墨铸铁件（根据GB1348—88） 149

4.1.3 铸造碳钢（根据GB11352—93） 151

4.1.4 碳素结构钢（根据GB700—88） 151

4.1.5 优质碳素结构钢（根据GB699—88） 154

4.1.6 低合金高强度结构钢（根据GB/T1591—94） 155

4.1.7 合金结构钢（根据GB3077—88） 158

4.1.8 黑色金属材料应用举例 160

4.2 常用钢材的规格 166

4.2.1 热轧圆钢、方钢（根据GB702—86） 166

4.2.2 冷拉圆钢、方钢（根据GB/T905—94） 167

4.2.3 热轧等边角钢（根据GB9787—88） 167

4.2.4 热轧不等边角钢（根据GB9788—88） 168

4.2.5 热轧槽钢（根据GB707 88） 169

4.2.6 热轧钢板和钢带（根据GB709—88） 169

4.2.7 冷轧钢板和钢带（根据GB708—88） 170

4.2.8 结构用无缝钢管（根据GB8162—87） 170

4.2.9 碳素弹簧钢丝（根据GB4357—89） 172

4.3 常用有色金属材料的性能和应用举例 173

4.3.1 铸造青铜（根据GB1176—87） 173

4.3.2 铸造黄铜（根据GB1176 87） 175

4.3.3 铸造铝合金（根据GB/T1173—1995） 177

4.4 有色金属加工产品 178

4.4.1 纯铜板（根据GB2040—89） 178

4.4.2 黄铜板（根据GB2041—89） 179

4.4.3 纯铜带（根据GB2059—89） 182

4.4.4 黄铜带（根据GB2060—89） 182

4.4.5 铜棒（根据GB4423—92、GB13808—92） 183

4.4.6 铜管（根据GB1527～1530—87） 186

4.4.7 铝及铝合金板（根据GB3193～3194—82） 189

4.4.8 铝及铝合金棒（根据GB3191—82） 191

4.4.9 有色金属加工产品的特点和应用举例 192

4.5 非金属材料 194

4.5.1 工业橡胶板（根据GB/T5574—94） 194

4.5.2 聚氯乙烯制品 197

4.5.3 聚四氟乙烯制品 198

4.5.4 有机玻璃制品（根据GB7134—86） 199

4.5.5 工程塑料简介 200

第五章 螺纹 202

5.1 常用螺纹的种类、特点和应用 202

5.2 普通螺纹 203

5.2.1 普通螺纹的牙型尺寸（根据GB192—81、GB196—81） 203

5.2.2 普通螺纹的直径与螺距（根据GB193—81） 204

5.2.3 普通螺纹的标记（根据GB193—81、GB197—81） 207

5.3 用螺纹密封的管螺纹（根据GB7306—87） 208

5.3.1 密封用管螺纹的牙型 208

5.3.2 密封用管螺纹的基本尺寸 210

5.3.3 密封用管螺纹的标记 210

5.4 非螺纹密封用管螺纹（根据GB7307—87） 212

5.4.1 非密封用管螺纹的牙型 212

5.4.2 非密封用管螺纹的基本尺寸 212

5.4.3 非密封用管螺纹的标记 213

5.5 60°圆锥管螺纹（根据GB/T12716—91） 214

5.5.1 锥管螺纹的牙型 214

5.5.2 锥管螺纹的基本尺寸 214

5.5.3 锥管螺纹的标记 215

5.6 米制锥螺纹（根据GB/T1415—92） 215

5.6.1 米制锥螺纹的牙型和基本尺寸 215

5.6.2 米制锥螺纹的标记 217

5.7 梯形螺纹（根据GB5796.1 ～5796.4 —86） 217

5.7.1 梯形螺纹的基本牙型尺寸 217

5.7.2 梯形螺纹的直径与螺距 219

5.7.3 梯形螺纹的基本尺寸计算 220

5.7.4 梯形螺纹的公差和旋合长度 222

5.7.5 梯形螺纹的标记 222

5.8 自攻螺钉用螺纹（根据GB5280—85） 223

5.8.1 自攻螺钉用螺纹的尺寸 223

5.8.2 自攻螺钉用螺纹的标记 224

第六章 常用零件 225

6.1 螺纹联接件 225

6.1.1 紧固零件的机械性能（根据GB3098.1 ～GB3098.3 —82） 225

6.1.2 螺栓 227

6.1.3 螺钉 237

6.1.4 螺母 254

6.1.5 垫圈 262

6.1.6 螺纹联接常用的防松方法 269

6.2 挡圈 272

6.2.1 孔用弹性挡圈（GB893.1 —86） 272

6.2.2 轴用弹性挡圈（GB894.1 —86） 272

6.2.3 孔用钢丝挡圈（（B895.1 —86） 278

6.2.4 轴用钢丝挡圈（GB895.2 —86） 279

6.2.5 螺钉紧固轴端挡圈（GB891—86） 281

6.2.6 螺栓紧固轴端挡圈（GB892—86） 282

6.2.7 轴肩挡圈（（GB886—86） 285

6.3 销 287

6.3.1 圆锥销（GB117—86） 288

6.3.2 内螺纹圆锥销（GB118—86） 288

6.3.3 圆柱销（GB119—86） 290

6.3.4 内螺纹圆柱销（GB120—86） 291

6.3.5 螺尾锥销（GB881—86） 293

6.3.6 开口销（GB91—86） 294

6.4 键 295

6.4.1 键联接的种类、特点和应用 295

6.4.2 平键和半圆键的强度校核 296

6.4.3 平键及其键槽的剖面尺寸（GB1095—79） 297

6.4.4 普通平键的型式和尺寸（GB1096—79） 300

6.4.5 导向平键的型式和尺寸（GB1097—79） 302

6.4.6 半圆键及其键槽（GB1098～1099—79） 304

6.5 弹簧 307

6.5.1 圆柱螺旋弹簧的类型、结构型式及代号（根据GB1239—89） 307

6.5.2 拉伸、压缩弹簧的参数和典型工作图（根据GB1805—86、GB4459.4 —84） 310

6.5.3 圆柱螺旋弹簧的标准尺寸系列（根据GB/T1358—93） 313

6.5.4 拉伸、压缩弹簧的强度校核 315

第七章 滚动轴承 318

7.1 常用滚动轴承的类型、特点和应用 318

7.2 滚动轴承的代号（根据GB/T 272—93） 321

7.2.1 基本代号 321

7.2.2 前置代号 324

7.2.3 后置代号 324

7.3 滚动轴承的径向游隙（根据GB/T4604—93） 324

7.4 滚动轴承的公差分级（根据GB/T307—94） 325

7.5 滚动轴承与轴和外壳的配合（根据GB/T275—93） 325

7.5.1 负荷情况的分类 325

7.5.2 安装轴承的轴公差带 325

7.5.3 安装轴承的外壳孔的公差带 327

7.5.4 配合面和瑞面的形状和位置公差 329

7.5.5 配合表面的粗糙度 330

7.6 滚动轴承的选用和计算 330

7.6.1 滚动轴承的类型选择 330

7.6.2 滚动轴承的负荷（根据GB4662—93和GB6391—86） 331

7.6.3 滚动轴承的强度校核 332

7.7 常用滚动轴承的尺寸和参数 336

7.7.1 深沟球轴承（根据GB/T276—94） 336

7.7.2 调心球轴承（根据GB/T281—94） 340

7.7.3 圆柱滚子轴承（根据GB/T283—94） 345

7.7.4 角接触球轴承（根据GB292—83） 354

7.7.5 圆锥滚子轴承（根据GB/T297—94） 360

7.7.6 推力球轴承（根据GB/T301—1995） 368

7.8 滚动轴承的安装尺寸（根据GB5868—86） 372

7.8.1 轴和外壳孔的单向圆角半径（ras） 372

7.8.2 向心球轴承、角接触轴承、调心球轴承及调心滚子轴承的挡肩高度（h） 372

7.8.3 圆柱滚子轴承的安装尺寸 374

7.8.4 圆锥滚子轴承的安装尺寸 376

7.8.5 推力球轴承的安装尺寸 379

7.9 滚动轴承的轴向固定 381

7.9.1 轴承内圈的轴向固定方法举例 381

7.9.2 轴承外圈的轴向固定方法举例 382

第八章 传动 383

8.1 概述 383

8.1.1 常用传动型式的特点和应用范围 383

8.1.2 传动设计计算中的几个常用公式 384

8.2 V带传动 384

8.2.1 V带的规格尺寸 384

8.2.2 V带传动的计算 387

8.2.3 V带轮 404

8.3 渐开线圆柱齿轮传动 409

8.3.1 基准齿形及模数系列 409

8.3.2 外啮合标准圆柱齿轮传动的几何计算 410

8.3.3 重合度ε的计算 427

8.3.4 圆柱齿轮传动的作用力计算 431

8.3.5 圆柱齿轮传动的设计计算 432

8.3.6 圆柱齿轮的结构 435

8.3.7 齿轮材料的选择 435

8.3.8 渐开线圆柱齿轮精度及公差（根据GB 10095—88） 447

8.4 渐开线圆锥齿轮传动 465

8.4.1 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算公式 465

8.4.2 直齿圆锥齿轮传动的作用力计算 469

8.4.3 直齿圆锥齿轮传动的设计计算 469

8.4.4 圆锥齿轮结构 473

8.4.5 圆锥齿轮传动的精度及公差 473

8.5 蜗杆传动（根据GB10087—88） 505

8.5.1 圆柱蜗杆传动的主要参数 505

8.5.2 圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算公式 506

8.5.3 蜗轮传动的强度计算 508

8.5.4 蜗杆传动的效率及散热计算 512

8.5.5 蜗杆、蜗轮的结构 514

8.5.6 普通蜗杆传动的精度及公差 516

8.5.7 蜗杆、蜗轮常用材料 537

第九章 铸造 539

9.1 造型和造芯方法 539

9.2 铸造用砂、粘土及其它辅助材料 543

9.2.1 铸造用砂 543

9.2.2 铸造用粘结剂 547

9.2.3 辅助材料 551

9.3 铸造工艺参数 552

9.3.1 不同合金和铸造方法能铸出的最小壁厚 552

9.3.2 一些合金的流动性 553

9.3.3 铸铁和铸钢的粘度 553

9.3.4 灰铸铁件和碳钢铸件的浇注温度 553

9.3.5 模样的拔模斜度 555

9.3.6 浇注系统 556

9.3.7 冒口的形式与尺寸 558

9.3.8 铸造圆角 563

9.3.9 铸件加工余量 563

9.4 特种铸造 569

9.4.1 压力铸造 569

9.4.2 熔模铸造 580

9.4.3 金属型铸造 586

9.4.4 离心铸造 588

9.5 铸件缺陷的分析及防止措施 589

9.5.1 铸件缺陷的名称及分类 589

9.5.2 铸件缺陷产生的原因及防止措施 589

第十章 锻压 593

10.1 锻压方法及应用范围 593

10.2 锻压加热及其设备 595

10.3 自由锻 597

10.3.1 基本工序 597

10.3.2 锻比 598

10.3.3 大型锻件缺陷分析 600

10.4 模锻 601

10.4.1 各种模锻工艺特征 601

10.4.2 锤上模锻 601

10.4.3 热模锻压力机上模锻 602

10.4.4 平锻机上模锻 603

10.4.5 螺旋压力机上模锻 605

10.5 镦锻 606

10.5.1 多工位冷镦 606

10.5.2 多工位热镦锻 607

10.6 轧制 607

10.6.1 纵轧-辊锻 607

10.6.2 楔形模横轧 608

10.6.3 螺旋孔型斜轧 608

10.7 非铁合金锻压 609

10.7.1 铝合金锻压 609

10.7.2 铜合金锻压 610

10.8 冷挤压 611

10.8.1 冷挤压用材料 611

10.8.2 挤压件的工艺设计 612

10.9 锻压及冷挤压设备 613

10.9.1 液压机 613

10.9.2 锻锤 614

10.9.3 液压螺旋压力机 615

10.9.4 机械压力机 616

10.9.5 挤压机 618

第十一章 焊接 620

11.1 电弧焊 620

11.1.1 手弧焊 620

11.1.2 埋弧焊 628

11.1.3 钨极氩弧焊 634

11.1.4 二氧化碳气体保护焊 647

11.2 电阻焊 660

11.2.1 点焊 660

11.2.2 缝焊 664

11.2.3 对焊 667

11.3 钎焊 670

11.4 其他焊接方法 675

11.4.1 气焊 675

11.4.2 摩擦焊 679

11.4.3 堆焊 680

11.5 钢铁的焊接 684

11.5.1 碳钢的焊接 684

11.5.2 低合金钢的焊接 685

11.5.3 不锈钢的焊接 688

11.5.4 铸铁的补焊与焊接 691

11.6 铜及铜合金的焊接 692

11.7 铝及铝合金的焊接 693

11.8 焊接应力及变形 696

11.8.1 焊接残余内应力对焊接结构的影响 696

11.8.2 调节与消除内应力的措施 697

11.8.3 焊接残余变形 697

11.9 焊缝质量的检验 698

11.9.1 破坏性检验 698

11.9.2 非破坏性检验 698

11.10 焊缝代号 700

11.10.1 基本符号 700

11.10.2 辅助符号 702

11.10.3 补充符号 702

11.10.4 焊缝尺寸符号 703

第十二章 热处理 704

12.1 钢的热处理基础 704

12.1.1 钢的平衡组织与铁碳合金状态图 704

12.1.2 钢在加热时的转变 708

12.1.3 钢在冷却时的转变 713

12.2 钢的退火与正火 718

12.2.1 退火 718

12.2.2 正火 722

12.3 钢的淬火及回火 722

12.3.1 淬火 722

12.3.2 回火 732

12.4 钢的化学热处理 735

12.4.1 钢的渗碳 735

12.4.2 钢的渗氮 746

12.5 铸铁的热处理 754

12.5.1 白口铸铁的热处理 754

12.5.2 灰口铸铁的去应力退火 755

12.6 铜及铜合金的热处理 755

12.6.1 工业纯铜的热处理 755

12.6.2 铜合金的热处理 757

12.7 铝及铝合金的热处理 761

12.7.1 变形铝合金的热处理 761

12.7.2 铸造铝合金的热处理 766

第十三章 冲压 769

13.1 冲裁 769

13.1.1 冲裁件的工艺性 769

13.1.2 冲裁件的排样与搭边 777

13.1.3 凸、凹模间隙 783

13.1.4 凸、凹模工作部分的尺寸和公差 787

13.1.5 冲裁时的压力 792

13.2 弯曲 796

13.2.1 弯曲件的工艺性 796

13.2.2 弯曲件的精度 798

13.2.3 弯曲件的回弹 800

13.2.4 弯曲件毛坯尺寸的计算 808

13.2.5 弯曲力的计算 823

13.2.6 弯曲凸、凹模的间隙 824

13.2.7 弯曲模工作部分尺寸计算 826

13.3 拉深 828

13.3.1 拉深件的工艺性 829

13.3.2 圆筒形件的拉深工序计算 832

13.3.3 圆筒形拉深件的拉深系数和拉深次数 849

13.3.4 拉深模工作部分设计 851

13.3.5 压边圈的采用及压边力的计算 856

13.3.6 拉深力的计算 859

13.4 翻边成形 864

13.4.1 孔翻边的工艺性 864

13.4.2 翻边系数 864

13.4.3 毛坯尺寸的确定 866

13.4.4 翻边力的计算 868

13.4.5 翻边凸模与凹模之间的间隙 868

13.5 制造冲模用的材料及硬度要求 868

13.6 冲压设备 870

13.6.1 剪板机 870

13.6.2 剪切冲型机 871

13.6.3 压力机 871

第十四章 机械加工 876

14.1 工序间加工余量 876

14.1.1 外圆柱表面加工余量及偏差 876

14.1.2 内孔加工余量及偏差 880

14.1.3 轴端面加工余量及偏差 885

14.1.4 平面加工余量及偏差 887

14.1.5 齿轮和花键加工余量 890

14.1.6 切除渗碳层的加工余量 893

14.1.7 攻丝前钻孔用麻花钻直径 894

14.2 切削液 903

14.2.1 切削液的作用 903

14.2.2 切削液的分类 903

14.2.3 切削液的选择 903

14.2.4 切削液的加注方法 908

14.3 金属切削机床 908

14.3.1 金属切削机床型号编制方法（根据JB1838—85） 908

14.3.2 金属切削机床统一名称和类、组、系的划分 912

14.3.3 常用金属切削机床技术性能 912

14.4 夹具 962

14.4.1 常用定位件的类型 962

14.4.2 定位夹紧方面的计算 964

14.4.3 几种刚性夹紧机构型式及主要特性 970

14.4.4 常用夹紧机构夹紧力的计算 974

14.4.5 常用夹具零件 986

14.5 刀具 1005

14.5.1 孔加工刀具 1005

14.5.2 铣刀 1038

14.5.3 螺纹加工刀具 1075

第十五章 电镀 1094

15.1 镀前处理 1094

15.1.1 除油 1094

15.1.2 除锈 1097

15.2 电镀 1097

15.2.1 镀锌 1097

15.2.2 镀铜 1102

15.2.3 镀铬 1103

15.2.4 镀镍 1103

15.3 镀后处理 1105

15.3.1 去氢 1105

15.3.2 钝化 1105

15.4 电镀件的工艺性 1106