機(jī)械設(shè)計手冊：常用設(shè)計資料和數(shù)據(jù)

聞邦椿，1930年9月29日出生于杭州，祖籍浙江溫嶺，東北大學(xué)教授，中國科學(xué)院院士，我國振動利用工程學(xué)科主要奠基者。國際機(jī)器理論與機(jī)構(gòu)學(xué)聯(lián)合會（IFToMM）中國委員會委員，國際轉(zhuǎn)子動力學(xué)技術(shù)委員會委員，亞太振動會議指導(dǎo)委員會委員，中國振動工程學(xué)會名譽(yù)理事長。曾任第六、七、八、九屆全國政協(xié)委員，國務(wù)院學(xué)位委員會第二、三、四屆機(jī)械工程學(xué)科評議組成員，中國振動工程學(xué)會理事長，《振動工程學(xué)報》主編等職。曾獲國際科技獎2項，國家技術(shù)發(fā)明獎和科技進(jìn)步獎5項，省、部級一、二等科技獎10余項。2100433B

機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社《機(jī)械設(shè)計手冊》第6版單行本共26分冊，內(nèi)容涵蓋機(jī)械常規(guī)設(shè)計、機(jī)電一體化設(shè)計與機(jī)電控制、現(xiàn)代設(shè)計方法及其應(yīng)用等內(nèi)容，具有系統(tǒng)全面、信息量大、內(nèi)容現(xiàn)代、突顯創(chuàng)新、實用可靠、簡明便查、便于攜帶和翻閱等特色。各分冊分別為：《常用設(shè)計資料和數(shù)據(jù)》《機(jī)械制圖與機(jī)械零部件精度設(shè)計》《機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計》《連接與緊固》《帶傳動和鏈傳動摩擦輪傳動與螺旋傳動》《齒輪傳動》《減速器和變速器》《機(jī)構(gòu)設(shè)計》《軸彈簧》《滾動軸承》《聯(lián)軸器、離合器與制動器》《起重運輸機(jī)械零部件和操作件》《機(jī)架、箱體與導(dǎo)軌》《潤滑密封》《氣壓傳動與控制》《機(jī)電一體化技術(shù)及設(shè)計》《機(jī)電系統(tǒng)控制》《機(jī)器人與機(jī)器人裝備》《數(shù)控技術(shù)》《微機(jī)電系統(tǒng)及設(shè)計》《機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計》《機(jī)械系統(tǒng)的振動設(shè)計及噪聲控制》《疲勞強(qiáng)度設(shè)計機(jī)械可靠性設(shè)計》《數(shù)字化設(shè)計》《工業(yè)設(shè)計與人機(jī)工程》《智能設(shè)計仿生機(jī)械設(shè)計》。

本單行本為《常用設(shè)計資料和數(shù)據(jù)》，主要介紹了常用符號和數(shù)據(jù)、計量單位和單位換算、常用數(shù)學(xué)公式、常用力學(xué)公式等內(nèi)容。

本書供從事機(jī)械設(shè)計、制造、維修及有關(guān)工程技術(shù)人員作為工具書使用，也可供大專院校的有關(guān)專業(yè)師生使用和參考。

《機(jī)械設(shè)計手冊》第五版單行本共16分冊，涵蓋了機(jī)械常規(guī)設(shè)計的所有內(nèi)容。各分冊分別為：《常用設(shè)計資料》、《機(jī)械制圖·精度設(shè)計》、《常用機(jī)械工程材料》、《機(jī)構(gòu)》、《連接與緊固》、《軸及其連接》、《軸承》、《起重運輸件·五金件》、《潤滑與密封》、《彈簧》、《機(jī)械傳動》、《減（變）速器·電機(jī)與電器》、《機(jī)械振動·機(jī)架設(shè)計》、《液壓傳動》、《液壓控制》、《氣壓傳動》。

本書為《常用設(shè)計資料》，涵蓋了機(jī)械常規(guī)設(shè)計的常用資料。內(nèi)容包括基礎(chǔ)資料和公式，鑄件設(shè)計的工藝性和鑄件結(jié)構(gòu)要素，鍛造和沖壓設(shè)計的工藝性及結(jié)構(gòu)要素，焊接和鉚接設(shè)計工藝性，零部件冷加工設(shè)計工藝性與結(jié)構(gòu)要素，熱處理，表面技術(shù)，裝配工藝性，工程用塑料和粉末冶金零件設(shè)計要素，人機(jī)工程學(xué)有關(guān)功能參數(shù)，符合造型、載荷、材料等因素要求的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則、裝運要求及設(shè)備基礎(chǔ)等。

本書可作為機(jī)械設(shè)計人員和有關(guān)人員技術(shù)人員的工具書，也可供高等院校有關(guān)專業(yè)師生參考。

《機(jī)械設(shè)計手冊》第六版單行本共16分冊，涵蓋了機(jī)械常規(guī)設(shè)計的所有內(nèi)容。各分冊分別為《常用設(shè)計資料》 《機(jī)械制圖·精度設(shè)計》 《常用機(jī)械工程材料》 《機(jī)構(gòu)·結(jié)構(gòu)設(shè)計》 《連接與緊固》 《軸及其連接》 《軸承》 《起重運輸件·五金件》 《潤滑與密封》 《彈簧》 《機(jī)械傳動》 《減（變）速器·電機(jī)與電器》 《機(jī)械振動·機(jī)架設(shè)計》 《液壓傳動》 《液壓控制》 《氣壓傳動》。

本書為《常用設(shè)計資料》。內(nèi)容包括常用基礎(chǔ)資料和公式，鑄件、鍛造、沖壓、拉深、焊接、鉚接、零部件冷加工、工程用塑料和粉末冶金零件的設(shè)計工藝及結(jié)構(gòu)要素，熱處理、表面技術(shù)、裝配等工藝，人機(jī)工程學(xué)有關(guān)功能參數(shù)的介紹和選擇，零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則，裝運要求及設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)計要求和選用，同時還列舉了機(jī)械設(shè)計的巧（新）例和錯例供設(shè)計人員參考。

第1篇一般設(shè)計資料

第1章常用基礎(chǔ)資料和公式1-3

1常用資料和數(shù)據(jù)1-3

2法定計量單位和常用單位換算1-13

2.1法定計量單位1-13

2.2常用單位換算1-31

3優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系1-39

3.1優(yōu)先數(shù)系（摘自GB/T 321—2005、GB/T 19763—2005）1-39

3.2優(yōu)先數(shù)的應(yīng)用示例1-42

4數(shù)表與數(shù)學(xué)公式1-45

4.1數(shù)表1-45

4.2物理科學(xué)和技術(shù)中使用的數(shù)學(xué)符號（摘自GB 3102.11—1993）1-47

4.3數(shù)學(xué)公式1-53

5常用力學(xué)公式1-100

5.1運動學(xué)、動力學(xué)基本公式1-100

5.2材料力學(xué)基本公式1-112

5.3接觸應(yīng)力1-169

5.4動荷應(yīng)力1-173

5.5厚壁圓筒、等厚圓盤及薄殼中的應(yīng)力1-177

5.6平板中的應(yīng)力1-182

5.7壓桿、梁與殼的穩(wěn)定性1-190

第2章鑄件設(shè)計的工藝性和鑄件結(jié)構(gòu)要素1-203

1鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢及新一代精確鑄造技術(shù)1-203

2常用鑄造金屬的鑄造性和結(jié)構(gòu)特點1-212

3鑄件的結(jié)構(gòu)要素1-217

4鑄造公差（摘自GB/T 6414—1999）1-222

5鑄件設(shè)計的一般注意事項（摘自JB/ZQ 4169—2006）1-223

6鑄鐵件（摘自JB/T 5000.4—2007）、鑄鋼件（摘自JB/T 5000.6—2007）、有色金屬鑄件（摘自JB/T 5000.5—2007）等鑄件通用技術(shù)條件1-231

第3章鍛造、沖壓和拉深設(shè)計的工藝性及結(jié)構(gòu)要素1-233

1鍛造1-233

1.1金屬材料的可鍛性1-233

1.2鍛造零件的結(jié)構(gòu)要素（摘自GB/T 12361—2003、JB/T 9177—1999）1-234

1.3鍛件設(shè)計注意事項1-239

1.4鍛件通用技術(shù)條件（碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼）（摘自JB/T 5000.8—2007）1-241

2沖壓1-241

2.1冷沖壓零件推薦用鋼1-241

2.2冷沖壓件的結(jié)構(gòu)要素1-242

2.3沖壓件的尺寸和角度公差、形狀和位置未注公差（摘自GB/T 13914、13915、13916—2013）、未注公差尺寸的極限偏差（摘自GB/T 15055—2007）1-246

2.4冷擠壓件結(jié)構(gòu)要素1-252

2.5冷沖壓、冷擠壓零件的設(shè)計注意事項1-254

3拉深1-257

3.1拉深件的設(shè)計及注意事項1-257

3.2無凸緣圓筒形件的拉深（JB/T 6959—2008）1-259

3.3有凸緣圓筒形件的拉深1-260

3.4無凸緣橢圓形件的拉深1-262

3.5無凸緣盒形件的拉深1-264

4壓邊（JB/T 6959—2008）1-265

4.1壓邊拉深的條件1-265

4.2壓邊載荷的計算1-266

4.3壓邊方式的選擇1-266

4.4壓機(jī)能力的選擇1-266

5模具結(jié)構(gòu)設(shè)計（JB/T 6959—2008）1-266

5.1模具的結(jié)構(gòu)形式1-266

5.2模具的圓角半徑1-267

5.3模具間隙的確定1-267

第4章焊接和鉚接設(shè)計工藝性1-268

1焊接1-268

1.1金屬常用焊接方法分類、特點及應(yīng)用1-268

1.2金屬的可焊性1-272

1.3焊接材料及其選擇1-278

1.4焊縫1-352

1.5焊接結(jié)構(gòu)的一般尺寸公差和形位公差（摘自GB/T 19804—2005）1-392

1.6釬焊1-395

1.7塑料焊接1-408

1.8焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項1-409

2鉚接1-415

2.1鉚接設(shè)計注意事項1-415

2.2型鋼焊接接頭尺寸、螺栓和鉚釘連接規(guī)線、最小彎曲半徑及截切1-416

3焊接件通用技術(shù)條件（摘自JB/T 5000.3—2007）1-425

第5章零部件冷加工設(shè)計工藝性與結(jié)構(gòu)要素1-427

1金屬材料的切削加工性1-427

2一般標(biāo)準(zhǔn)1-430

3冷加工設(shè)計注意事項1-441

4切削加工件通用技術(shù)條件（重型機(jī)械）（摘自JB/T 5000.9—2007）1-452

第6章熱處理1-455

1鋼鐵熱處理1-455

1.1鐵-碳合金平衡圖及鋼的結(jié)構(gòu)組織1-455

1.2熱處理方法分類、特點和應(yīng)用1-457

1.3常用材料的熱處理1-477

1.4如何正確地提出零件的熱處理要求1-496

1.5熱處理對零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求1-519

2有色金屬熱處理1-529

2.1有色金屬材料熱處理方法及選用1-529

2.2鋁及鋁合金熱處理1-530

2.3銅及銅合金熱處理1-533

2.4鈦及鈦合金熱處理1-534

2.5鎂合金的熱處理1-535

第7章表面技術(shù)1-538

1表面技術(shù)的分類和功能1-538

1.1表面技術(shù)的含義和分類1-538

1.2表面技術(shù)的功能1-539

2不同表面技術(shù)的特點1-542

2.1表面技術(shù)的特點與應(yīng)用1-542

2.2各種薄膜氣相沉積技術(shù)的特點對比1-550

3機(jī)械產(chǎn)品表面防護(hù)層質(zhì)量分等分級（JB/T 8595—1997）1-551

3.1技術(shù)要求1-552

3.2試驗方法1-553

3.3檢驗規(guī)則1-553

3.4試驗結(jié)果的判斷及復(fù)試要求1-553

4電鍍1-554

5復(fù)合電鍍1-559

6（電）刷鍍1-561

7納米復(fù)合電刷鍍1-565

8熱噴涂1-568

9塑料粉末熱噴涂1-579

10鋼鐵制件粉末鍍鋅（摘自JB/T 5067—1999）1-583

11化學(xué)鍍、熱浸鍍、真空鍍膜1-584

12化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法（金屬的氧化、磷化和鈍化處理）和金屬著色處理1-585

13噴丸、滾壓和表面納米化1-587

14高能束表面強(qiáng)化技術(shù)1-590

15涂裝1-597

16復(fù)合表面技術(shù)1-610

16.1以增強(qiáng)耐磨性為主的復(fù)合涂層1-610

16.2以增強(qiáng)耐蝕性為主的復(fù)合涂層1-625

16.3以增強(qiáng)固體潤滑性為主的復(fù)合涂層1-632

16.4以提高疲勞強(qiáng)度等綜合性能的表面復(fù)合涂層1-642

17陶瓷涂層1-643

18表面技術(shù)的設(shè)計選擇1-646

18.1表面（復(fù)合表面）技術(shù)設(shè)計選擇的一般原則1-646

18.2涂覆層界面結(jié)合的類型、原理和特點1-649

18.3鍍層和不同材料相互接觸時的接觸腐蝕等級1-651

18.4鍍層厚度系列及應(yīng)用范圍1-652

18.5不同金屬及合金基體材料的鍍覆層的選擇1-658

18.6表面處理的表示方法1-659

19有色金屬表面處理1-662

19.1鋁及鋁合金的氧化與著色1-662

19.2鎂合金的表面處理1-665

第8章裝配工藝性1-668

1裝配類型和方法1-668

2裝配工藝設(shè)計注意事項1-668

3轉(zhuǎn)動件的平衡1-677

3.1基本概念1-677

3.2靜平衡和動平衡的選擇1-678

3.3平衡品質(zhì)的確定（摘自GB/T 9239.1～9239.2—2006）1-678

3.4轉(zhuǎn)子許用不平衡量向校正平面的分配（摘自GB/T 9239.1～9239.2—2006）1-680

3.5轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)等級在圖樣上的標(biāo)注方法（參考）1-682

4裝配通用技術(shù)條件（摘自JB/T 5000.10—2007）1-683

4.1一般要求1-683

4.2裝配連接方式1-683

4.3典型部件的裝配1-684

4.3.1滾動軸承1-684

4.3.2滑動軸承1-685

4.3.3齒輪與齒輪箱裝配1-687

4.3.4帶和鏈傳動裝配1-687

4.3.5聯(lián)軸器裝配1-688

4.3.6制動器、離合器裝配1-688

4.4平衡試驗及其他1-688

4.5總裝及試車1-689

5配管通用技術(shù)條件（摘自JB/T 5000.11—2007）1-689

第9章工程用塑料和粉末冶金零件設(shè)計要素1-693

1工程用塑料零件設(shè)計要素1-693

1.1塑料分類、成形方法及應(yīng)用1-693

1.2工程常用塑料的選用1-694

1.3工程用塑料零件的結(jié)構(gòu)要素1-695

1.4塑料零件的尺寸公差和塑料軸承的配合間隙1-696

1.5工程用塑料零件的設(shè)計注意事項1-697

2粉末冶金零件設(shè)計要素1-700

2.1粉末冶金的特點及主要用途1-700

2.2粉末冶金零件最小厚度、尺寸范圍及其精度1-700

2.3粉末冶金零件設(shè)計注意事項1-700

第10章人機(jī)工程學(xué)有關(guān)功能參數(shù)1-703

1人體尺寸百分位數(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用1-703

1.1人體尺寸百分位數(shù)的選擇（摘自GB/T 12985—1991）1-703

1.2以主要百分位和年齡范圍的中國成人人體尺寸數(shù)據(jù)（摘自GB/T 10000—1988）1-705

1.3工作空間人體尺寸（摘自GB/T 13547—1992）1-711

1.4工作崗位尺寸設(shè)計的原則及其數(shù)值（摘自GB/T 14776—1993）1-714

1.4.1工作崗位尺寸設(shè)計1-716

1.4.2工作崗位尺寸設(shè)計舉例1-718

2人體必需和可能的活動空間1-720

2.1人體必需的空間1-720

2.2人手運動的范圍1-720

2.3上肢操作時的最佳運動區(qū)域1-720

2.4腿和腳運動的范圍1-720

3操作者有關(guān)尺寸1-721

3.1坐著工作時手工操作的最佳尺寸1-721

3.2工作坐位的推薦尺寸1-722

3.3運輸工具的坐位及駕駛室尺寸1-723

3.4站著工作時手工操作的有關(guān)尺寸1-723

4手工操作的主要數(shù)據(jù)1-724

4.1操作種類和人力關(guān)系1-724

4.2操縱機(jī)構(gòu)的功能參數(shù)及其選擇1-726

5工業(yè)企業(yè)噪聲有關(guān)數(shù)據(jù)1-728

6照明1-729

7綜合環(huán)境條件的不同舒適度區(qū)域和振動引起疲勞的極限時間1-729

8安全隔柵及其他1-730

8.1安全隔柵1-730

8.2梯子（摘自GB 4053.1，4053.2—2009）及防護(hù)欄桿（摘自GB 4053.3—2009）1-731

8.3傾斜通道1-733

第11章符號造型、載荷、材料等因素要求的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則1-734

1符合造型要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則1-734

2符合載荷要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則1-735

3符合公差要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則1-740

4符合材料及其相關(guān)因素要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則1-742

第12章裝運要求及設(shè)備基礎(chǔ)1-749

1裝運要求1-749

1.1包裝通用技術(shù)條件（摘自JB/T 5000.13—2007）1-749

1.2有關(guān)運輸要求1-750

2設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計的一般要求1-752

2.1混凝土基礎(chǔ)的類型1-752

2.2地腳螺栓1-753

2.3設(shè)備和基礎(chǔ)的連接方法及適應(yīng)范圍1-754

3墊鐵種類、型式、規(guī)格及應(yīng)用1-756

第13章機(jī)械設(shè)計的巧（新）例與錯例1-758

1巧（新）例1-758

1.1利用差動螺旋和錐面摩擦實現(xiàn)用一個手輪完成粗動和微動調(diào)節(jié)1-758

1.2多頭螺紋半自動車床1-759

1.3中華世紀(jì)壇傳動方案設(shè)計1-760

1.4增力離心離合器1-762

1.5利用陀螺效應(yīng)改進(jìn)攪拌設(shè)備1-764

1.6磁懸浮列車1-765

1.7超磁致伸縮材料1-766

1.8新巧減速器與無級變速器結(jié)構(gòu)1-768

1.8.1MPS型單級行星減速器1-768

1.8.2四級組合行星減速器1-770

1.8.3QHJLM4000型起重機(jī)回轉(zhuǎn)減速器1-771

1.8.4日本RV型減速器1-772

1.8.5新穎NN型少齒差傳動帶輪減速器1-773

1.8.6緊湊型擺線—NGW組合行星減速器1-774

1.8.7平衡式少齒差減速器1-775

1.8.8二級NGWN行星傳動軸裝式減速器1-776

1.9新巧無級變速器結(jié)構(gòu)1-777

1.9.1蝸輪—NGW行星傳動差動無級變速器1-777

1.9.2NGW行星變速器1-777

1.9.3蝸輪—NW行星傳動無級變速器1-779

1.10新穎扭矩加載器（用于封閉功率流傳動試驗臺）1-780

1.10.1二級NGWN行星傳動電動同步扭矩加載器1-780

1.10.2諧波傳動內(nèi)藏扭力桿式電動同步扭矩加載器1-781

1.11意大利SERVOMECH公司新型電動推桿1-782

1.11.1蝸輪傳動電動推拉桿1-782

1.11.2帶過載保護(hù)的蝸輪傳動電動推拉桿1-783

1.11.3同步帶傳動電動推拉桿1-783

1.12一種電動推拉桿的行程控制裝置1-784

1.13小型化、輕量化的結(jié)構(gòu)1-785

1.13.1利用擺線減速滾筒的輸送機(jī)1-785

1.13.2改變傳動系統(tǒng)改進(jìn)立式輥磨機(jī)（利用錐齒輪—行星齒輪減速器代替錐齒輪—圓柱齒輪減速器）1-785

1.14延長壽命的結(jié)構(gòu)——采用新型非零變位錐齒輪提高齒輪強(qiáng)度和壽命1-787

1.15減小噪聲與污染的結(jié)構(gòu)——臥式螺旋污泥脫水機(jī)帶式無級差速器1-788

1.16直角坐標(biāo)鉆臂的工作裝置1-789

1.17單件小批大型活塞環(huán)（漲圈）粗加工尺寸的確定1-789

1.18陀螺效應(yīng)對飛輪軸強(qiáng)度的影響1-794

1.19整機(jī)的合理布局1-796

1.20現(xiàn)代轎車自動變速器系統(tǒng)1-798

2錯例1-801

2.1引進(jìn)柴油發(fā)動機(jī)變螺距氣閥彈簧的改進(jìn)設(shè)計1-801

2.2油田抽油機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計1-802

2.32Z-X型少齒差減速器無軸向定位1-802

2.4麥芽翻拌機(jī)少齒差減速器工藝差、結(jié)構(gòu)笨重1-803

2.5雙內(nèi)嚙合二齒差行星減速器設(shè)計不當(dāng)1-804

2.6十字軸式萬向聯(lián)軸器（簡稱萬向軸）十字軸總成結(jié)構(gòu)1-805

2.7計算公式可簡化的例子1-805

2.8物料拋擲的阻力系數(shù)1-806

2.9架空索道承載索滾子鏈的蠕動1-807

2.10幾種不宜用泵串聯(lián)的問題1-808

2.11板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)串聯(lián)的設(shè)計錯誤1-809

2.12轉(zhuǎn)運站位置設(shè)置的問題1-810

2.13林木生物質(zhì)粉碎機(jī)創(chuàng)新設(shè)計1-810

2.14鈦液泵軸封的失效原因及改進(jìn)設(shè)計1-811

2.15齒輪減速機(jī)構(gòu)高速軸無法運行1-813

2.16柴油發(fā)電機(jī)組隔振系統(tǒng)的自激振蕩1-813

2.17交變載荷使橡膠聯(lián)軸器破損1-814

2.18機(jī)車輪對拆裝時易損傷車軸和輪轂1-814

2.19某電子保險鎖結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計1-815

2.20ZJ-400羅茨真空泵的設(shè)計改進(jìn)1-816

2.21改進(jìn)設(shè)計的J28型3.3m煤氣爐1-817

2.22回路構(gòu)成不合理1-818

2.23重載下的鎖緊回路振動1-819

2.24液控單向閥的泄壓方式不合理1-819

2.25拉彎機(jī)的液壓系統(tǒng)1-820

2.26換向回路沒注意滑閥的過渡機(jī)能1-820

第14章介紹一種新的計算方法——新微分算子法研究機(jī)械振動1-822

參考文獻(xiàn)1-828 2100433B