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第1章 常用资料和力学公式 1

1.1 常用标准代号 1

1.1.1 国内标准代号 1

1.1.2 常用国际标准代号 1

1.2 常用计量单位及换算 2

1.2.1 法定计量单位 2

1.2.2 常用物理量符号及其法定单位 4

1.2.3 常用计量单位及换算 6

1.2.4 优先数和优先数系 9

1.3 常用数据 10

1.3.1 常用材料的弹性模量及泊松比 10

1.3.2 常用材料的密度 11

1.3.3 常用材料的线胀系数 11

1.3.4 常见金属材料的熔点、热导率及比热容 11

1.3.5 常用材料的摩擦因数 12

1.3.6 物体的摩擦因数 12

1.3.7 机械传动和轴承的效率值 13

1.3.8 常用金属材料的硬度 13

1.3.9 黑色金属材料的硬度与强度换算关系 14

1.4 常用数学公式 18

1.4.1 代数 18

1.4.2 三角函数 19

1.4.3 导数与微分 19

1.4.4 几何体的表面积和体积 21

1.5 常用力学公式 23

1.5.1 静力学的常用计算公式 23

1.5.2 运动学的计算公式 26

1.5.3 动力学的计算公式 27

1.5.4 物体转动惯量的计算 29

1.5.5 强度理论及适用范围 30

1.5.6 材料力学的计算公式 31

1.5.7 等截面梁的弯矩、挠度及转角等计算公式 34

1.5.8 截面的几何特性 38

第2章 常用工程材料 42

2.1 黑色金属材料 42

2.1.1 结构钢 42

2.1.2 特殊用途钢 56

2.1.3 铸钢、铸铁 69

2.2 常用有色金属材料 72

2.2.1 铜和铜合金 72

2.2.2 铝和铝合金 77

2.3 常用塑料 82

2.3.1 常用热塑性塑料的特性及应用 82

2.3.2 常用热固性塑料的特性及应用 84

2.3.3 常用塑料选用 85

2.4 复合材料 85

第3章 设计常用标准和规范 87

3.1 机械制图常用标准 87

3.1.1 图框格式和图幅尺寸（GB/T 14689—2008） 87

3.1.2 标题栏（GB/T 10609.1 —2008）和明细栏（GB/T 10609.2 —2009） 88

3.1.3 比例（GB/T 14690—1993）和线型（GB/T 4457.4 2002） 88

3.1.4 剖面符号（GB/T 4457.5 —2013） 89

3.1.5 装配图中零、部件序号及编排方法（GB/T 4458.2 —2003） 90

3.1.6 尺寸注法（GB/T 4458.4 —2003） 91

3.1.7 常用零件的规定画法 99

3.1.8 机构运动简图符号（GB/T 4460—2013） 111

3.2 公差与配合 113

3.2.1 标准公差和基本偏差 113

3.2.2 孔、轴的极限偏差 115

3.2.3 未注公差的线性尺寸和角度尺寸的一般公差 168

3.2.4 基孔制与基轴制的优先、常用配合 168

3.2.5 圆锥公差与配合 169

3.2.6 过盈配合的计算和选用 171

3.3 几何公差 173

3.3.1 几何公差的符号 173

3.3.2 几何公差的数值及应用 174

3.3.3 几种主要加工方法的几何公差等级 177

3.3.4 几何公差的应用 177

3.4 表面粗糙度 178

3.4.1 表面粗糙度的主要参数 178

3.4.2 表面粗糙度常用符号及其标注法 180

3.4.3 几种主要加工方法得到的表面粗糙度 182

3.5 常用热处理规范 183

3.5.1 常用热处理工艺代号 183

3.5.2 零件工作图应注明的热处理要求 185

3.5.3 常用零件的热处理实例 186

3.5.4 热处理零件结构设计的注意事项 186

3.6 常用焊接工艺性规范 193

3.6.1 焊接方法及其应用 193

3.6.2 焊接结构的设计原则 193

3.6.3 焊接材料及选择 194

3.6.4 常用金属的焊接性 197

3.6.5 焊缝 198

3.6.6 焊接件的几何尺寸公差和形位公差 207

3.6.7 焊接质量检验 208

3.7 机加工常用规范 209

3.7.1 标准尺寸 209

3.7.2 角度的标准系列 210

3.7.3 圆锥的锥度和锥角 210

3.7.4 中心孔配合 211

3.7.5 越程槽尺寸 213

3.7.6 表面的圆角半径和倒角尺寸 214

3.7.7 零件的倒圆与倒角 215

3.7.8 齿轮滚刀外径、弧形键槽铣刀外径尺寸 216

3.7.9 齿轮加工退刀槽 216

3.7.10 直齿三面刃铣刀尺寸 217

3.7.11 滚花 217

3.7.12 球面半径 217

第4章 零件结构设计工艺性 218

4.1 铸件结构设计工艺性 218

4.1.1 常用铸件的性能和特点 218

4.1.2 铸件最小壁厚 219

4.1.3 铸造外壁、内壁与筋的厚度 219

4.1.4 铸造斜度 219

4.1.5 铸造外圆角 220

4.1.6 铸造内圆角 221

4.1.7 最小铸孔 221

4.1.8 铸造公差 221

4.1.9 壁厚过渡尺寸 222

4.2 锻件结构设计工艺性 223

4.2.1 常用锻造方法和材料成形特点 223

4.2.2 胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的圆角半径 224

4.2.3 胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的模锻斜度 225

4.2.4 胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的冲孔连皮尺寸 225

4.2.5 胎模锻和自由锻锤上模模锻的筋高宽比 225

4.2.6 扁钢辗成圆柱形端尺寸 226

4.2.7 圆钢锤扁尺寸 226

4.3 冷冲压件结构设计工艺性 227

4.3.1 冲压材料和冲压方法的选用 227

4.3.2 冲孔的位置和最小可冲孔尺寸 227

4.3.3 最小弯曲圆角半径 227

4.3.4 翻孔尺寸及其距离边缘的最小值 228

4.3.5 常用最小冲裁圆角半径 228

4.3.6 冲裁最小尺寸 229

4.4 常用塑料件结构设计工艺性 229

4.4.1 塑料件设计的一般规范 229

4.4.2 塑料件的尺寸公差 233

第5章 螺纹连接 235

5.1 螺纹及螺纹连接的分类和选用 235

5.1.1 普通螺纹 236

5.1.2 梯形螺纹 242

5.1.3 锯齿形螺纹 243

5.1.4 矩形螺纹 251

5.2 螺纹零件的结构要素 251

5.2.1 普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角 251

5.2.2 普通螺纹内、外螺纹余留长度，钻孔余留深度 252

5.2.3 紧固件通孔及螺栓、螺钉通孔和沉孔的尺寸 253

5.2.4 粗牙螺纹、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度 253

5.2.5 地脚螺栓孔和凸缘尺寸 254

5.2.6 扳手空间 254

5.3 常用螺纹连接件 256

5.3.1 螺栓 256

5.3.2 螺母 262

5.3.3 螺柱 280

5.3.4 螺钉 282

5.3.5 垫圈 293

5.3.6 挡圈 305

5.4 螺纹连接设计计算 312

5.4.1 螺纹连接常用材料的力学性能等级 312

5.4.2 螺纹连接类型及防松方法 314

5.4.3 螺栓连接的受力分析与强度计算 316

第6章 键、花键、销及过盈连接 318

6.1 键连接 318

6.1.1 键连接的类型、特点及应用 318

6.1.2 键的选择与键连接的强度计算 319

6.1.3 键连接的尺寸、公差配合和表面粗糙度 320

6.2 花键连接 330

6.2.1 花键连接的类型、特点及应用 330

6.2.2 花键连接的强度计算 330

6.2.3 花键连接的尺寸、公差配合 331

6.3 销连接 333

6.3.1 销连接的类型、特点及应用 333

6.3.2 销的选择和销连接的强度计算 334

6.3.3 常用标准销 334

6.4 过盈连接 341

6.4.1 过盈连接的方法、特点和应用 341

6.4.2 过盈连接的设计与计算 341

第7章 带传动 343

7.1 带传动的特点与设计 343

7.1.1 带传动的类型、特点及应用 343

7.1.2 带传动设计的一般内容 345

7.2 V带传动 348

7.2.1 基准宽度制和有效宽度制 348

7.2.2 尺寸规格 348

7.2.3 V带传动的设计 351

7.3 同步带传动 361

7.3.1 同步带的类型和标记 361

7.3.2 梯形同步带的规格尺寸 361

7.3.3 梯形同步齿形带的性能 362

7.3.4 同步带传动的设计 362

第8章 链传动 366

8.1 链传动的特点与应用 366

8.2 滚子链 367

8.2.1 滚子链的基本参数和尺寸 367

8.2.2 滚子链传动设计计算 369

8.3 齿形链 373

8.3.1 齿形链的规格和尺寸 373

8.3.2 齿形链传动设计计算 376

8.4 链轮 380

8.4.1 链轮材料及热处理 380

8.4.2 链轮结构 381

8.4.3 链轮图例 382

8.5 链传动的布置、张紧及润滑 383

8.5.1 链传动的布置 383

8.5.2 链传动的张紧 383

8.5.3 链传动的润滑方法 384

第9章 齿轮传动 386

9.1 齿轮传动的类型、特点及应用 386

9.2 渐开线圆柱齿轮传动 387

9.2.1 渐开线圆柱齿轮模数系列 387

9.2.2 渐开线圆柱齿轮传动设计 387

9.2.3 齿轮的材料、效率和润滑 395

9.2.4 圆柱齿轮的结构 396

9.2.5 渐开线圆柱齿轮精度 398

9.2.6 渐开线圆柱齿轮图例 416

9.3 直齿锥齿轮传动 418

9.3.1 直齿锥齿轮的模数系列 418

9.3.2 锥齿轮传动设计 418

9.3.3 锥齿轮的结构 422

9.3.4 锥齿轮传动的精度 424

9.3.5 锥齿轮图例 426

第10章 蜗杆传动 429

10.1 圆柱蜗杆基本设计 429

10.1.1 普通圆柱蜗杆传动主要设计参数 429

10.1.2 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 435

10.1.3 蜗杆及蜗轮常用材料 436

10.2 圆柱蜗杆传动精度数据 437

10.2.1 圆柱蜗杆传动的精度等级及应用 437

10.2.2 对蜗轮副的检验要求 438

10.2.3 各项公差和极限偏差 439

10.3 润滑及润滑剂 443

10.4 图例 444

第11章 轴 446

11.1 轴的常用材料及其性能 446

11.2 轴的结构设计 449

11.2.1 零件在轴上的定位和固定 449

11.2.2 轴的加工和装配工艺性 451

11.2.3 轴的典型结构示例 451

11.3 轴的强度计算 452

11.3.1 按扭转强度或刚度计算 452

11.3.2 按弯扭合成强度计算 453

11.3.3 精确强度校核计算 454

11.4 轴的刚度计算 456

11.5 图例 457

第12章 联轴器和离合器 458

12.1 联轴器 458

12.1.1 联轴器轴孔和连接形式 458

12.1.2 刚性联轴器 461

12.1.3 非金属弹性元件的挠性联轴器 465

12.1.4 金属弹性元件挠性联轴器 467

12.1.5 安全联轴器 469

12.2 离合器 470

12.2.1 摩擦离合器 470

12.2.2 牙嵌离合器 472

12.2.3 超越离合器 475

12.2.4 牙嵌式电磁离合器 478

12.2.5 安全离合器 479

12.2.6 ALY液压安全离合器 481

第13章 滚动轴承 483

13.1 常用滚动轴承的类型、特点及应用 483

13.1.1 滚动轴承的类型 483

13.1.2 滚动轴承的代号 484

13.1.3 常用滚动轴承的类型选择 488

13.2 滚动轴承的承载能力计算 488

13.2.1 基本概念 488

13.2.2 滚动轴承寿命计算 489

13 3 滚动轴承的组合设计 491

13.3.1 轴承的安装方式与支撑结构 491

13.3.2 滚动轴承的公差与配合 492

13.3.3 滚动轴承的润滑和密封 494

13.4 常用滚动轴承主要尺寸和性能 495

13.4.1 深沟球轴承 495

13.4.2 角接触球轴承 497

13.4.3 圆柱滚子轴承 499

13.4.4 圆锥滚子轴承 501

13.5 滚动轴承的寿命计算实例 503

第14章 滑动轴承 504

14.1 常用数据 504

14.1.1 滑动轴承的类型和应用特点 504

14.1.2 一般设计资料 504

14.2 滑动轴承的设计 506

14.2.1 动压润滑径向滑动轴承 506

14.2.2 混合润滑径向滑动轴承计算实例 507

14.2.3 轴向推力滑动轴承 508

14.3 常用轴承材料及性能 509

14.4 滑动轴承座结构 511

14.5 润滑方式和润滑剂的选择 514

第15章 弹簧 516

15.1 常用弹簧的主要类型 516

15.2 普通圆柱螺旋弹簧 517

15.2.1 圆柱螺旋弹簧的基本参数 517

15.2.2 圆柱螺旋弹簧的标准尺寸系列（摘自GB/T 1358—1993） 519

15.2.3 圆柱螺旋弹簧的端部结构 519

15.3 常用弹簧材料 522

15.3.1 常用弹簧材料及其应用特点 522

15.3.2 常用弹簧钢丝的力学性能 523

15.3.3 弹簧材料的许用应力 525

15.3.4 弹簧丝工作极限应力的选取原则 526

15.4 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计 527

15.4.1 几何参数计算 527

15.4.2 强度计算 527

15.4.3 压缩（拉伸）弹簧的刚度和变形计算 528

15.4.4 压缩弹簧的稳定性校核 528

15.4.5 弹簧的强度校核 529

15.4.6 弹簧的振动校核 530

15.5 圆柱螺旋扭转弹簧的设计 530

15.5.1 扭转弹簧的强度计算 530

15.5.2 扭转弹簧的变形量与刚度计算 530

15.5.3 扭转弹簧其他参数的确定 531

第16章 润滑与密封 532

16.1 润滑剂 532

16.1.1 润滑脂 532

16.1.2 润滑油 533

16.1.3 固体润滑剂 537

16.1.4 添加剂 538

16.1.5 润滑剂的选用原则 540

16.2 润滑方式及润滑装置 540

16.2.1 机械设备常见润滑方式 540

16.2.2 常见润滑装置 541

16.3 密封 544

16.3.1 常用密封类型 544

16.3.2 常用密封材料 545

16.3.3 常用密封装置 546

第17章 常用液压元件 559

17.1 基础标准 559

17.1.1 液压系统及常用元件的公称压力系列（GB/T 2346—2003） 559

17.1.2 液压泵及液压马达公称排量系列（GB/T 2347—1980） 559

17.1.3 液压缸内径及活塞外径系列（GB/T 2348—1993） 560

17.1.4 液压缸活塞行程系列（GB/T 2349—1980） 560

17.1.5 液压元件的油口螺纹连接尺寸（GB/T 2878—2011） 561

17.1.6 液压泵站油箱公称容量系列（JB/T 7938—2010） 561

17.1.7 液压系统用硬管外径和软管外径（GB/T 2351—2005） 561

17.1.8 液压阀油口、底板、控制装置和电磁铁的标识（GB/T 17490—1998） 561

17.2 液压传动系统的形式与选用 562

17.2.1 液压传动系统的形式和设计步骤 562

17.2.2 液压件的选择 563

17.3 液压泵和液压马达 564

17.3.1 液压泵和液压马达的类型 564

17.3.2 液压泵和液压马达的选用 566

17.4 液压缸 568

17.4.1 液压缸的分类 568

17.4.2 液压缸的安装方式 570

17.4.3 液压缸的主要技术参数的计算 570

17.4.4 液压缸的设计选用 575

17.5 控制阀 576

第18章 减速器 581

18.1 常用减速器简介 581

18.1.1 常用减速器的类型、特点及应用 581

18.1.2 常见的减速器结构 582

18.2 减速器设计指导 586

18.2.1 传动装置的总体设计 586

18.2.2 传动零件的设计计算 590

18.2.3 减速器装配草图的设计 591

18.2.4 减速器装配图的设计 601

18.2.5 零件工作图的设计 603

18.2.6 编写设计计算说明书 607

18.2.7 减速器参考图例 607

18.3 减速器设计参数 618

18.3.1 圆柱齿轮减速器的标准中心距 618

18.3.2 减速器主要零件的公差配合 619

18.3.3 减速器的润滑与密封 619

18.3.4 减速器附件 624

第19章 电动机 630

19.1 电动机的分类及用途 630

19.1.1 电动机的分类 630

19.1.2 常用电动机的特点及用途 632

19.2 电动机的选择 635

19.2.1 选择电动机的基本原则和方法 635

19.2.2 电动机类型的选择 636

19.2.3 电动机额定电压的选择 636

19.2.4 电动机额定转速的选择 637

19.2.5 电动机容量的选择 637

19.3 常用电动机规格 638

19.3.1 Y系列（IP23）防护式笼型三相异步电动机 638

19.3.2 Y系列（IP44）封闭式笼型三相异步电动机 641

19.3.3 YR（IP23）系列防护式绕线型三相异步电动机 646

19.3.4 YR（IP44）三相封闭式绕线转子异步电动机 647

19.3.5 YCJ系列齿轮减速异步电动机 650

19.3.6 YX系列高效三相异步电动机 651

19.3.7 YH系列高转差率三相异步电动机 652

19.3.8 YEJ系列电磁制动三相异步电动机 654

19.3.9 电动机轴的中心高度 655

19.3.10 步进电动机 655