MM设计手 单行本 成大先主编● 常用设计资料 能品血翕服
《机械设计手册》单行本 出版说明 在我国机械设计界享有盛名的《机械设计手册》,自1969年第一版出版发行以来,已经修订 了四版,累计销售量超过1l3万套,成为新中国成立以来,在国内影响力最强、销售量最大的机 械设计工具书。作为国家级的重点科技图书,《机械设计手册》多次获得国家和省部级奖励。其 中,1978年获全圜科学大会科技成果奖,1983年获化工部优秀科技图书奖,1995年获全国优秀 科技图书二等奖,199年获全国化工科技进步二等奖,2002年获石油和化学工业优秀科技图书 等奖,2003年获中国石油和化学工业科技进步二等奖。1986年至2002年,连续被评为全国优秀 畅销书。 《机械设计手册》第四版(5卷本),以其技术性和实用性强、标准和数据可靠、思路和方法 可行、使用和核查方便等特点,受到广大机械设计工作者和工程技术人员的首肯和厚爱。自2002 年初出版发行以来,已累计销售24000多套,收到读者来信数千封。山西省太原重型机器厂设计 院的一位工程技术人员在来信中说,“《机械设计手册》(第四版)赢得了我们机械设计者的好评。 特别是推荐了许多实用的新技术、新产品、新材料和新工艺,扩大了相应产品的品种和规格范 街,内容齐全,实用、可靠,是我们设计工作者不可缺少的好助手。”江苏省南通市的一位退休 丁程师说,“我从事机械设计工作40余年,最初用的是1969年的《机械设计手册)第一版,后来 陆续使用第二版、第三版,现在已经退休。近来逛书店,突然发现《机械设计手册》新出的第四 版,爱不释手,自已买了一套收藏,它是我一生事业中最亲密、最忠诚的伴侣。”湖南省湘潭市 江麓机械集团有限公司、辽宁省鞍山焦化耐火材料设讦总院的读者认为,“《机械设计手册》第四 版资料全而、新颖、准确、可靠,突出了实用性,从机械人员的角度出发,反映先进性,设计方 法、公式选择、参数选用都采用最新标准,实用便查。”广大读者在对《机械设计手册》第四版 的内容给予充分肯定的同时,也指出了《机械设计手册》第四版(5卷本)装帧太厚、太重,不 便携带和翻阅,希望出版篇哂小些的单行木。其中武汉钢铁设计研究总院、重庆钢铁设计研究总 院、内蒙占包头钢铁设计研究院、哈尔滨重型机器厂研究所、沈阳铁路分局沈东机械总厂、兰州 铁道学院、天津工程机械研究院等众多单位的读者都纷纷来函、来电,建议将《机械设计手册》 第四版以篇为单位改编为多卷本。 根据广大渎者的反映和建议,化学工业出版社组织编辑出版人员深人设计科例院所、大中专 院校、机械企业和有一定影响的新华书店进行调研,广泛征求和听取各方面的意见,在与主编单 位协商一致的基础上,决定编辑出版《机械设计手册》单行本。 《杋械设计手册》单行本,保留了《机械设计手册》第四版(5卷本)的优势和特色,从设计 工作的实际出发,结合机械设计专业的具体情况,将原来的5卷23篇调整为15分册22篇,分别 为:《常用设计资料》、《机械制图、极限与配合》、《常用工程材料》、《联接与紧固》、《轴及其联 接》、《轴承》、《弹簧·起重运输件扛金件》、《润滑与密封》、《机械传动》、《减(变)速器·电机 与电器》、《机械振动·机架设计》、《机构》、《液压传动》、《液压控制》、《气压传动》原第5卷第 23篇中“屮外金属材料、滚动轴承、液压介质等牌号对照”内容,分别编人《常用工程材料》、 《轴承》、《润滑与密封》、《液压传动》、《气压传动》等单行本中。这样,全套书查阅和携带更加 方便,各分册篇幅适中,利于设计人员和读者根据各自需要灵活选购
《机械设计手册)单行本,是为了适应机械设计事业发展和广大读者的需要而编辑出版的 将与《机械设计手册》第四版(5卷本)一起,成为机械设计工作者、工程技术人员和广大读者 的良师益友。 借《机械设计手册》单行本出版之际,再次向热情支持和积极参加编写J作的单位和人员表 示诚摯的敬意!向长期关心、支持《机械设计手册》的广大热心读者表示衷心感谢 由于编辑出版单行本的工作量较大,时间较紧,难免存在疏漏和缺点,恳请广大读者给予 指正 化学工业出版社 2004年1月
第四版前言 《机械设计手册》第一版于1969年问世,30多年来,共修订了三版,发行110余万套,受到 了广大读者的欢迎和厚爱。 《机械设计手册》第三版于1994年出版发行,至今已有8年的时间。在这期间,我国的改革 开放取得了举世瞩目的成就,以信息技术为代表的高新技术产业迅猛发展,经济建设日新月异。 作为世界贸易组织的新成员,我国在进一步加强对外开放,顺应经济全球化潮流,主动参与国际 竞争与合作的同时,也必将面对更为激烈的竞争和更加严峻的挑战。作为机械设计工作者,要参 与激烈的竞争,迎接严峻的挑战,就必须积极快速地开发具有国际先进水平、形成自身特色的高 质量的新产品 《机械设计手册》第四版修订就是以满足新产品开发设计的需要为宗旨而进行的。因此,本 版除了继续发扬前三版“实用可靠、内容齐全、简明便查”的特点外,首先着重推荐了许多实用 的新技术、新产品、新材料和新工艺,并扩大了相应产品的品种和规格范围,同时全面采用了最 新标准。调整了部分篇章,修改删节了不足和错误之处。全书仍分五卷出版,修订情况如下。 1.采用新技术方面 (1)为使于设计人员充分利用通用的、先进的数字仿真软件,快速地进行液压伺服系统的数 字仿真与动态分析,专门撰写∫ MATLAB仿真软件及其在液压控制系统仿真中的应用。气压传动 进行了全面更新,包括了现代气压传动最新技术的各主要方面,推荐了阀岛技术、导杆气缸、仿 生气动肌腱(一种能卷折起来的便于携带的新型气动驱动器)和模块化气动机械手等。 (2)传动方面增加了“新型非零变位锥齿轮及双曲齿轮技术”和活齿传动。新型非零变位锥 齿轮及双曲齿轮技术突破了零传动设计的制约,创立了非零传动设计。用此设计制造出的齿轮 在轴交角保持不变的条件下,具有商强度、长寿命、低噪声、小体积、大速比、少齿数等优点。 该技术具有国际先进或领先水平,适用于高强度正传动设计,小体积小型设计,低噪声负传动设 计等,并便于引进产品国产化,新产品开发创优和老产品改进,已在国内许多产品上推广使用。 (3)介绍了金属-橡胶复合弹簧的设计计算。 (4)介绍了几种新型热处理和新型表面处理工艺。 2.采用新材料、新产品方面 (1)材料全面采用最新国家标准、行业标准,并推荐了许多新型材料品种,扩大了相应的规 格范围 (2)联接与紧固、传动零部件、滚动轴承以及大部分或全部液压、气压传动和控制零部件都 釆用了最新标准及新产品,同时新增加了空气轴承、电磁轴承、膜片联轴器、膜片弹簧、盘形制 动器、惯性制动器、电液推杆等,大大丰富了机械零部件的品种和规格范围。 (3)在同类手册中首次编人了锚固联接一章,锚固联接技术有利于改善和加快设备的安装 3.补充了多点柔性传动的动力计算,从而完善了多点柔性传动的设计内容。 4.为引起读者在新产品开发设计中重视产品的造型设计,特别在第1篇中增加了结构设计应 与造型设计相结合的内容 5.扩大了儿种常用设计资料的中外对照范围,更加方便于今后的中外交流和产品开发中的 国内外产品选择和配套
6.应广大读者的要求,在介绍产品时,在备注中增加了产品生产厂名。由于市场经济的实 际变化较快,读者必须结合当时的实际情况,进一步作深人调查,了解产品实际生产品种、规格 及尺寸,以及产品质量和用户的实际反映,再作选择。 7.目前国家各级标准修订工作正处在向国际标准接轨时期,加之组织机构的调整,使各类 标准丁作末能同步进行,因此,手册中的一些名词、术语以及单位等,末能完全统…。同时,手 册在引用各种标准时,也都是根据设计需要进行摘编的,请读者在使用中注意。 8.对篇章结构作了部分调整。将第1篇原第12章通用技术条件及说明,分散到该篇相关工 艺性及结构要素各章,更便于查阅,原第11章变为第12章,并增加了结构设计应与造型设计相 结合的内容(第11章)。第5篇联接与紧固增加∫固联接一章。考虑机电一体化产品发展很 快,原第22篇内容已无汯满足产品开发设计的需要,若继续更新扩大,则于册篇牺过大,使用 不便,故第四版未再将此内容编入手册,而是单独组织编写了《光机电一体化产品设计手册》 书 为∫满足新产品开发设计的需要,我们还陆续组织编写了《机槭设计图册》(已出版)、《光 电机一体化产品设计使用手册》(已出版)、《现代设计方法实用手册》、《新产品开发设计指南》、 《技术创新专利申请策划基础》等新书日。这几套书既各自独立,又有内在联系,但其共同点都 是有助于新产品的开发,强调实用性、启发性、开拓性和先进性相结合,构成一套比较系统的 风格独特的机械新产品开发设计系列工具书。 《机械设计手册》第四版是在前几版基础上重新编写而成的。借《机械设计手册》第四版出 版之际,再次向参加每版编写的单位和个入表示衷心地感谢!同时也感谢给我们提供大力支持和 热忱帮助的单位和各界朋友们! 由于水平有限,调查研究作不够全面,《机械设计手册》第四版中难免存在疏漏和缺点 恳请广大读者继续给予指正 主编 2001年11月
内容提要 《机械设计手册》单行本共15分册22篇，涵盖了机被常规设计的所有内容。各分册分 别为：《常用设计资料》，《机械制图、极限与配合》、《用上程材料》、《联接与紧固)、《轴 及其联接》、《轴承》，（弹簧·起重运输件·五金件》《润滑与密封》、《机械传动》、《减（变） 速器·电机与电器》、《机械振动·机架设计》、《机构》，《液传动》、《液压控剖》、《气压传 动》 本书为《常用设计资料》，涵盖了机械常规设计的常用资料。共2章，包括常用基础资 料和公式，铸件设计的工艺性和铸件结构要素，锻造和冲压设计的工艺性及结构要素，焊接 和铆接设计「艺性，零部件冷加设计艺性与结构要素、热处理，表面处，装配工艺 性，工程用塑料和粉术治金专件设计要素，人机工程学有关功能参数，符合造型、载荷、材 料等因素求的零郎件结构设计准则，装运要求及设备基础等。 本书作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供大专院校有关专业帅生 参考
目 录 第1篇常用设计资料 第1章常用基础资料和公式 1-3 黑色金属硬度及强度换算值之 1常用资料和数据………… (GB/T1172-1999 字母 “ 展色金属硬度及强度换算值之二 国内标准代号及各国国家标准代号…………1-4 (GB/T1172-1999) 机械传动效率 3优先数和优先数系(GB/T321-1980) 常用材料的密度 3.1优先数系 松散物料的密度和安息 32优先数的应用示例 材料弹性模量及泊松比…………………1-74数表与数学公式…… 摩擦因数…… 4.1数表 滑动摩擦因数与速度变化的关系 滑动摩擦因数与压力变化的关系…………1-10 项式系数(2) 金属材料熔点、热导率及比热容 正多边形的圆内切、外接时,其几何 1-11 材料线膨胀系数a; 尺寸 液体材料的物理性能 弓形几何尺寸 气体材料的物理性能 4.2物理科学和技术中使用的数学符号 2法定计量单位和常用单位换算… (GB3102.11-1993) 2.1法定计量单位 4.3数学公式… 1-53 用于构成十进倍数单位和分数单位的 代数 1-53 5l词头(GB3i00-1993) -13 平面三角 常用物理量的法定计量单位 复数… (GB3102.1~3102.7—1993) 坐标系及坐标变换… 2.2常用单位换算 常用曲线…… 长度单位换算 几种曲面… 面积单位换箅 微积分 体积、容积单位换算 微积分的应用… 质量单位换算 1-32 常微分方程…………………………… 78 密度单位换算 拉氏变换 速度单位换算…… 矩阵 角速度单位换算…… 常用几何体的面积、体积及重心位置 质量流量单位换算 …1-33 体积流量单位换算 5常用力学公式 压力单位换算…………… 5.l运动学、动力学基本公式 力单位换算 运动学基本公式 力矩与转矩单位换算… 动力学基本公式 功、能与热量单位换算 转动惯量 功率单位换算 136 般物体旋转时的转动惯量 比能单位换算 常用旋转体的转动惯量 比热容与比熵单位换算 2材料力学基本公式… 传热系数单位换算 主应力及强度理论公式 热导率单位换算 ……1-37 许用应力与安全系数 1-】13
截面力学特性的计算公式… 1-116 JB/T5000.6-1998),有色金属铸件 各种截面的力学特性 (JB/T50005-1998)等铸件通用技术 杆件计算的基本公式… 1-125 条件 1203 受静载荷梁的内力及变位计算公式 1128第3章锻造和冲压设计的工艺性及 单跨刚架计算公式 结构要素……… S3接触应力 1锻造 5.4动荷应力 1-156 1金属材料的可锻性 惯性力引起的动应力… …1-156 2锻造零件的结构要素(JB/T12361-1990 冲击载荷计算公式 量-158 迅B/T9177-1999) 振动应力 模缎斜度(JBT1236 5.5厚壁圆筒、等厚圆盘及薄壳中的应力 圆角半径(JB/T12361-1990、 116 JB/T9177-1999) 厚壁圆筒计算公式 最小底厚(JB/T9177-1999) 等厚旋转圆盘计算公式 162 最小壁厚、筋宽及筋端圆角半径 薄壳中应力与位移计算公式 (JBT9177-1999) i-208 6早板中的应力… 腹板最小厚度(JBT9177-1999)……1-209 5.7压杆、梁与壳的稳定性 最小冲孔直径、盲孔和连皮厚度 等断而立柱受压稳定性计算 ……1-173 (JB/T9177-1999 I209 变断而立柱受压稳定性计算 扁钢辗成圆柱形巅尺寸 1210 梁的稳定性…… 圆钢锤扁尺寸 1210 壳的临界载荷 1.3锻件设计注意事项 第2章铸件设计的工艺性和铸件结构 2冲压 1212 要素 21冷冲压零件推荐用钢 常用铸造金属的铸造性和结构特点 22冷冲压件的结构要素 213 铸铁和铸钢的特性与结构特点………1-186 冲裁件的结构要素(JB/T4378.1-1999)…1-213 用铸造有色合金的特性与结构特点…1-188 弯曲件的结构要素(JB/T4378.1-1999…1-213 2铸件的结构要素 拉深件和翻孔件的结构要素 最小壁厚(不小于 铁皮咬口类型、用途和余量 1-215 外壁、内壁与筋的厚度… 卷边直径 1215 壁的连接 通风罩冲孔(B/7Q4262-1997) 26 壁厚的过渡 ……………1-191 零件弯角处须容纳另-个直角零件 最小铸孔 的做法 铸造内园角及过渡尺寸 最小可冲孔眼的尺寸(为板厚的倍数)…1-216 (JB/2Q4255-1997) l-192 翻孔尺寸及其距离边缘的最小距离 216 铸造外圆角(JB/ZQ426-199 加固筋的形状、尺寸及间距 铸造斜度 弯曲件尾部弯出长度 法兰铸造过渡斜度(JB/ZQ4254-1997)…1193 冲出凸部的高度………………… 1-217 凸出部分最小尺寸(JB次4169-199) 箱形零件的圆角半径、法兰边宽度和 k193 工件高度………… 加强筋 冲裁件最小许可宽度与材料的关系 l217 孔边凸台……………… 箍压时直径缩小的合理比例… 内腔 2.3冲压件的尺寸和角度公差、形状和位 凸座 置未注公差(GHT13914、13915 3铸造公差(JB/T500041998) 13916-1992)、未注公差尺寸的极 铸件设计的…般注意事项 限偏差(GB/T15055-199 1-218 (JB/2Q4169-1997) 1-195 平冲压件和成型冲压件尺寸公差 【218 5铸铁件(JB/T500.4-1998)、铸钢件 冲压件形状和位置未注公差
(GBT13916-1992) …1-223 2铆接 …|-318 2.4冷挤压件结构要素 2.1铆接设计注意事项 1-318 冷挤压件的分类 1225 2.2型钢焊接接头尺寸、螺栓和铆钉连接 确定结构要素的般原则 规线、最小弯曲半径及截切 l319 冷挤压件结构要素… 等边角钢… …1-319 2.5冷冲压、冷挤压零件的设计注意事项 不等边角钢 1-321 1226 热轧普通槽钢 3锻件通用技术条件(碳素钢和合金结构钢) 热轧普通工字钢 1324 (JB/T5000.8-1998) 1229 板材最小弯曲半径 1325 第4章焊接和铆接设计工艺性 1230 管材最小弯曲半径 1-326 1焊接……… 1-230 扁钢、圆钢弯曲的推荐尺寸 …1-327 1.1金属常用焊接方法及应用 1-230 角钢坡口弯曲e值 -328 1.2金属的可焊性 ……………1-233 角钢截切角推荐值 1-328 钢的可焊性… 3焊接件通用技术条件(JB/T5000.3-1998) 铸铁的可焊性 1-234 1328 有色金属的可焊性… ………1235第5章零部件冷加工设计工艺性与 常用异种金属间的可焊性 结构要素… ……1-330 13焊接材料及其选择… 1-239 l金属材料的切削加工性 1-330 选择焊条的基木原则… 焊条、焊丝和焊剂 标准尺寸(GBT2822-1981) 1-332 14焊缝 标准角度(参考 1-33 焊接方法代号及注法(GBT5185-1985) 锥度与锥角系列(GBT157-2001)……1333 1268 棱体的角度与斜度(GB/T4096-2001) 焊缝符号表示方法(GB/T324-1988、 1-334 GB/T12212-1990)………… 1-268 莫氏和公制锥度(附斜度对照) 1-335 碳钢、低合金钢焊缝坡口的基本型式与 60中心孔(GBT145-2001) 1335 尺寸(GB/T985-1988) 1-282 75°、909中心孔 1336 不同厚度钢板的对接焊接 零件倒圆与倒角(GBT64034-1986)…1356 有色金属焊接坡口型式及尺寸 球面半径(GBT6403.1-1986) 1337 焊缝强度计算 圆形零件自由表面过渡圆角半径和静配合 焊缝许用应力 联接轴用倒角 1.5焊接结构件未注尺寸公差与形位公差 燕尾槽(JB/ZQ4241-1997) (JB/T500.3-1998) 1293 T形槽(GB/T158-1996) 1.6焊缝质量等级规定 砂轮越程槽(GB/T6403.5-1986) 339 1.7钎焊……… 刨切、插、珩磨越程檜 1340 各种钎焊方法的比较及应用范圄… 退刀槽(JB/ZQ4238-1997) l-340 钎料和钎剂的选择原则 滚人字齿轮退刀榨(JB/ZQ4238-1997) 钎料的选择 典型钎焊的接头型式 1-301 弧形槽端部半径 轩焊接头的间隙 1302 分度盘和标尺刻度(JB/ZQ4260-1997) 钎料和钎剂 18塑料焊接 …1-3l1 滚花(GB/T6403.3-1986) 热塑性塑料的可焊性 …1311 锯缝尺寸(JB/ZQ4246-1997) 塑料焊接温度 …1-311 3冷加工设计注意事项 硬聚氯乙烯塑料焊接接头型式及尺寸 4切削加工件通用技术条件(重型机械) (JBT50009-1998) …-354 1.9焊接结构设计注意事项 1312第6章热处理…… 1-357
1钢铁热处埋 化学镀、热浸镀、真空镀膜的特点及 11铁-碳合金平衡图及钢的结构组织 -357 应用……………… 1-439 1.2热处理方法分类、特点和应用 离∫镀TN、TC化合物镀膜 1-440 普通热处呷方法、特点和应用 7金属的氧化、磷化和钝化处理 1-440 表面热处理为法、特点和应用 -364 金属的氧化、磷化和钝化处理的特点 1.3常用材料的热处理 370 与应用 ……1-440 材料在热处理中的特性 370 铝及铝合金的氧化与色 淬透性曲线图及其应用 8喷丸与滚压处理… 合金元素及碳在钢中的影响和作用 喷丸原理与应用 1-444 常用材料的⊥作条件和热处理 滚压原理与参数………………………1-4 1.4如何正确地提出零件的热处理要求…1-384 滚珠滚压加工对碳钢零件表面性质的 作图上应注明的热处理要求 1-384 改善程度 1-445 金属热处理工艺分类及代号的表示方法 表面强化使疲劳强度增加的百分数 (GB/T12603-1990) 1-385 各种表面强化方法的特点 1-445 热处理技术要求在零件图上的老示方法 9油漆 (JB/T8555-1997)…… 1-387 金属油漆涂层的类型及其选择 1-446 制定热处理要求的要点 涂料选择推荐表 …1448 几类典型零件的热处理实例 不同用途对涂料的选择… 1.5热处理刈零件结构设计的要求 -406 不同金属用底漆的选择 …………1448 般要求 各类涂装类别所用油漆的通用技术要求 感应加热表面淬火的特殊要求 14]4 (JB/T500.2-1998) 2有色金属热处理 4l6 底漆和面漆的配套 2.1有色金属材料热处理方法及选用 涂层厚度选择 2.2铝及铝合金热处理 耐热涂层 45L 变形钻合金的热处理方法和应用 三防(防湿热、防盐雾、防霉菌)涂层 铸造铝合金的热处理方法和应用 1-419 系统 23铜及锏合金热处理…… 12010表面处理的表示方法 2.4钛及钛合命热处理 -421 金属镀覆和化学处理 第7章表面处理 1-422 表面涂料涂覆(GB/T4054-1983) 145 1电镀…… 11涂装通用技术条作(JB/T5000.12-1998) 电镀层的分类 念属饿层的特点及应用 423第8章装配工艺性………… 460 镀层选择 1-4241装配类型和方法 2(电)刷镀 14272装配⊥艺设计注意事项… 1-460 层类别及刷镀落液的选择 1-427 3转动件的平衡 热喷涂 -428 3.1基本概念 热喷涂方法的分类及特性比较 3.2静平衡和动平衡的选择… 喷焊与喷涂的特性比较 1-429 3.3平衡品质的确定(GB/T92391988) 涂层类别及喷涂材料的选择… 热喷涂应用实例 1-433 34转子许用不平衡量向校正平面的分配 4塑料喷涂 1435 (JB/ZQ4165-1997) 1-472 塑料喷涂的方法和用…… 3.5转子平衡品质等级在图样上的标注 塑料涂层的类型和应用 方法(参考) 1-474 塑料噢涂对破涂件结构的一般要求……14384装配通用技术条件(BT500.10-198) 5粉末渗镀锌(JB-K5067-1991) 1-47 镜层厚度等级及厚度值 1438 4.1-般要求 6化学镀、热浸镀、真空镀膜… 1-439 4.2装配连接方式 【=475