簡明機械零件設計手冊（第2版）

目錄
第2版前言
第1版前言
第1章常用數(shù)據和資料1
1.1國內外常用標準代號1
1.2法定計量單位和單位換算關系2
1.2.1法定計量單位(GB 3100—
1993)2
1.2.2常用計量單位換算3
1.3常用材料6
1.3.1黑色金屬硬度及強度換算6
1.3.2低碳鋼硬度及強度換算8
1.3.3常用材料彈性模量及泊松比9
1.3.4常用材料的密度9
1.3.5常用材料線膨脹系數(shù)10
1.3.6常用材料的熔點、熱導率及比
熱容10
1.3.7常用材料極限強度的近似關系10
1.3.8機械傳動和軸承的效率11
1.3.9常用材料及物體的摩擦因數(shù)12
1.3.10滾動摩擦力臂13
第2章機械結構設計標準和規(guī)范14
2.1機械結構要素設計的一般標準和規(guī)范14
2.1.1標準尺寸14
2.1.2機器軸高15
2.1.3機器軸伸16
2.1.4棱體的角度與斜度系列19
2.1.5圓錐的錐度與錐角系列20
2.1.6中心孔22
2.1.7插齒、滾齒退刀槽22
2.1.8刨切、插切越程槽23
2.1.9燕尾槽23
2.1.10弧形槽端部半徑24
2.1.11滾花24
2.1.12分度盤和標尺刻度24
2.1.13砂輪越程槽25
2.1.14齒輪滾刀外徑尺寸25
2.1.15零件倒圓與倒角26
2.1.16圓形零件自由表面過渡圓角半徑
和靜配合連接軸用倒角26
2.1.17球面半徑26
2.1.18T形槽和T形槽螺栓頭部尺寸
(GB/T 158—1996)27
2.2鑄件設計一般規(guī)范29
2.2.1鑄件最小壁厚和最小鑄孔尺寸29
2.2.2鑄造斜度30
2.2.3鑄造圓角半徑30
2.2.4鑄件壁厚的過渡與壁的連接形式
及其尺寸31
2.2.5鑄件加強肋的尺寸33
2.2.6壓鑄件設計的基本參數(shù)33
2.3鍛件設計一般規(guī)范34
2.3.1模鍛件的鍛造斜度和最小內外
圓角半徑34
2.3.2模鍛件肋的高寬比和最小距離34
2.3.3模鍛件的凹腔和沖孔連皮尺寸35
2.3.4鍛件腹板上沖孔的限制35
2.4沖壓件設計一般規(guī)范36
2.4.1沖裁件36
2.4.2拉延伸件38
2.4.3成形件39
2.4.4彎曲件41
2.5焊接件結構設計一般規(guī)范42
2.5.1金屬材料的焊接性和適用的焊接
方法42
2.5.2鋼材焊接的坡口的形式和尺寸45
2.5.3非鐵金屬焊接坡口的形式及尺寸49
2.5.4焊縫符號和標注方法53
2.5.5焊接件結構的設計原則58
2.6塑料件設計一般規(guī)范60
第3章機械制圖63
3.1機械制圖基本標準63
3.1.1圖紙幅面和格式63
3.1.2圖樣比例64
3.1.3標題欄和明細欄(GB/T 10609.1—
2008、GB/T 10609.2—2009)64
3.1.4圖線65
3.1.5剖面符號66
3.1.6剖面區(qū)域表示法67
3.2圖樣畫法規(guī)定69
3.2.1投影法(GB/T 14692—2008)69
3.2.2圖樣簡化表示法70
3.3尺寸注法75
3.4中心孔表示法84
3.5常用零件的表示法85
3.5.1螺紋及螺紋緊固件表示法85
3.5.2花鍵表示法88
3.5.3滾動軸承表示法89
3.5.4齒輪表示法91
3.5.5彈簧表示法92
3.5.6動密封圈表示法94
3.6機構運動簡圖圖形符號(GB/T 4460—
2013)97
第4章極限與配合、形狀與位置公差和表面
結構105
4.1極限與配合105
4.1.1公差、偏差和配合的基本規(guī)定105
4.1.2標準公差數(shù)值106
4.1.3公差帶及其選擇106
4.1.4公差與配合的選擇108
4.1.5孔、軸的極限偏差116
4.1.6未注公差的線性和角度尺寸的一般公差
(GB/T 1804—2000)146
4.1.7圓錐公差147
4.2幾何公差形狀、方向、位置和跳動
公差149
4.2.1形狀、方向、位置和跳動公差
標注149
4.2.2形狀、方向、位置、跳動公
差值154
4.3表面結構的表示法159
4.3.1概述159
4.3.2表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值159
4.3.3表面結構的圖形符號、代號及其標注
(GB/T 131—2006)160
4.3.4選用表面粗糙度評定參數(shù)值的參考
圖表167
第5章常用材料170
5.1金屬材料常用力學性能指標170
5.2鋼鐵材料(黑色金屬)171
5.2.1碳素結構鋼和低合金結構鋼牌號
和性能171
5.2.2合金結構鋼177
5.2.3特殊用途鋼183
5.2.4鋼的型材、板材、管材和線材189
5.2.5鑄鋼牌號和性能213
5.2.6鑄鐵牌號和性能215
5.3非鐵合金220
5.3.1銅和銅合金220
5.3.2鋁和鋁合金233
5.4非金屬材料240
5.4.1橡膠240
5.4.2塑料的分類、名稱和應用244
第6章螺紋和螺紋連接248
6.1常用螺紋248
6.1.1普通螺紋248
6.1.2小螺紋250
6.1.3梯形螺紋(GB/T 5796.1～5796.3—
2005)250
6.1.4鋸齒形(3°、30°)螺紋252
6.1.555°密封管螺紋(GB/T 7306.1—
2000)252
6.1.660°密封管螺紋(GB/T 12716—
2011)254
6.1.755°非密封管螺紋(GB/T 7307—
2001)255
6.1.8用于管路的普通螺紋系列256
6.1.980°非密封管螺紋(GB/T 29537—
2013)257
6.2螺紋緊固件的性能等級和常用材料259
6.3螺紋連接的常用標準元件260
6.3.1螺栓260
6.3.2螺柱279
6.3.3螺母281
6.3.4螺釘298
6.3.5墊圈327
6.4螺紋零件的結構要素333
6.4.1螺紋收尾、肩距、退刀槽、
倒角333
6.4.2螺釘擰入深度和鉆孔深度334
6.4.3螺栓鉆孔直徑和沉孔尺寸335
6.4.4扳手空間336
6.5軸系零件的緊固件337
第7章軸轂連接351
7.1鍵連接351
7.1.1鍵連接的類型、尺寸、公差配合和
表面粗糙度351
7.1.2鍵的選擇和鍵連接的強度校核
計算360
7.2花鍵連接361
7.2.1花鍵連接的強度校核計算361
7.2.2矩形花鍵連接361
7.2.3漸開線花鍵連接364
7.3圓柱面過盈連接計算366
7.4脹緊連接套（GB/T 28701—2012）368
7.4.1概述368
7.4.2基本參數(shù)和主要尺寸369
7.4.3脹緊連接套的材料381
7.4.4按傳遞負荷選擇脹套的
計算382
7.4.5結合面公差及表面粗糙度382
第8章銷和鉚釘連接383
8.1銷連接383
8.1.1銷的選擇和銷連接的強度校核
計算383
8.1.2銷連接的標準元件384
8.2鉚接396
8.2.1鉚縫的設計396
8.2.2鉚接結構設計中應注意的幾個
問題398
8.2.3鉚釘399
第9章滾動軸承403
9.1滾動軸承的代號(GB/T 272—
2017)403
9.1.1基本代號403
9.1.2前置代號405
9.1.3后置代號405
9.1.4常用汽車變速箱滾動軸承分類及
代號412
9.2滾動軸承的選用412
9.2.1滾動軸承的類型選擇412
9.2.2滾動軸承的精度與游隙選擇413
9.3滾動軸承的計算414
9.3.1滾動軸承的壽命計算414
9.3.2滾動軸承的靜載荷計算422
9.3.3額定熱轉速423
9.4滾動軸承的配合425
9.4.1滾動軸承公差425
9.4.2滾動軸承的配合選擇425
9.5滾動軸承的潤滑428
9.5.1脂潤滑428
9.5.2油潤滑430
9.5.3固體潤滑430
9.6滾動軸承的主要尺寸和性能431
9.6.1深溝球軸承（一）431
9.6.2深溝球軸承（二）437
9.6.3圓柱滾子軸承444
9.6.4雙列圓柱滾子軸承450
9.6.5調心球軸承451
9.6.6調心滾子軸承453
9.6.7角接觸球軸承457
9.6.8圓錐滾子軸承462
9.6.9推力球軸承471
9.6.10雙向推力球軸承473
9.7鋼球475
第10章滑動軸承476
10.1混合潤滑軸承476
10.1.1徑向滑動軸承座476
10.1.2金屬軸套與軸瓦480
10.1.3混合潤滑軸承的選用與
驗算491
10.1.4潤滑方式和潤滑劑的選擇494
10.2含油軸承496
10.2.1軸承材料的物理、力學性能497
10.2.2軸承的形式與尺寸498
10.2.3參數(shù)選擇501
10.2.4潤滑501
10.2.5使用安裝(GB/T 2688—
2012)502
10.3無潤滑軸承503
10.3.1軸承材料與性能503
10.3.2設計參數(shù)503
10.3.3承載能力503
第11章聯(lián)軸器、離合器509
11.1聯(lián)軸器509
11.1.1聯(lián)軸器的選擇計算509
11.1.2常用聯(lián)軸器性能509
11.1.3聯(lián)軸器軸孔和連接形式與尺寸
(GB/T 3852—2017)511
11.1.4剛性聯(lián)軸器515
11.1.5無彈性元件撓性聯(lián)軸器517
11.1.6非金屬彈性元件撓性聯(lián)
軸器530
11.1.7金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器543
11.2離合器547
11.2.1常用離合器的類型及特點547
11.2.2牙嵌離合器548
11.2.3摩擦離合器551
11.2.4電磁離合器557
11.2.5氣動離合器562
11.2.6超越離合器563
11.2.7離心離合器564
11.2.8安全離合器565
第12章潤滑與密封566
12.1潤滑劑566
12.1.1液體潤滑劑566
12.1.2潤滑脂573
12.1.3固體潤滑劑575
12.2潤滑方式577
12.3潤滑件577
12.3.1油杯577
12.3.2油標580
12.3.3油槍583
12.4密封件583
12.4.1管法蘭用非金屬平墊片583
12.4.2O形橡膠圈587
12.4.3氈圈密封593
12.4.4J形和U形無骨架橡膠油封594
12.4.5唇形密封圈595
12.4.6VD形橡膠密封圈603
第13章齒輪傳動606
13.1漸開線圓柱齒輪傳動606
13.1.1基本齒廓與模數(shù)系列606
13.1.2漸開線圓柱齒輪的幾何尺寸607
13.1.3漸開線圓柱齒輪的測量尺寸611
13.1.4漸開線圓柱齒輪傳動的重合度
和齒輪齒條傳動的重合度614
13.1.5變位齒輪的應用和變位系數(shù)的
選擇615
13.1.6齒輪幾何計算用圖表617
13.1.7齒輪的材料621
13.1.8漸開線圓柱齒輪承載能力計算625
13.1.9圓柱齒輪的結構643
13.1.10齒輪傳動的潤滑648
13.1.11漸開線圓柱齒輪的精度649
13.1.12漸開線圓栓齒輪設計示例及零件工
作圖669
13.2圓弧圓柱齒輪傳動674
13.2.1圓弧齒輪的基本齒廓和模數(shù)
系列674
13.2.2圓弧齒輪傳動的幾何尺寸計算676
13.2.3圓弧齒輪測量尺寸計算677
13.2.4圓弧齒輪傳動主要參數(shù)的選擇679
13.2.5精度等級及其選擇680
13.3漸開線錐齒輪傳動681
13.3.1標準模數(shù)系列681
13.3.2直齒錐齒輪傳動的幾何尺寸
計算681
13.3.3正交斜齒錐齒輪傳動的幾何尺寸
計算683
13.3.4錐齒輪結構684
13.3.5錐齒輪的精度685
第14章蝸桿傳動697
14.1概述697
14.1.1蝸桿傳動的類型697
14.1.2蝸桿與蝸輪材料697
14.1.3蝸桿傳動的潤滑698
14.2普通圓柱蝸桿傳動699
14.2.1普通圓柱蝸桿傳動的參數(shù)
及尺寸699
14.2.2普通圓柱蝸桿傳動的承載能力
計算703
14.2.3圓柱蝸桿與蝸輪的結構706
14.2.4圓柱蝸桿傳動的精度707
14.2.5圓柱蝸桿傳動的計算實例724
14.3圓弧圓柱蝸桿傳動726
14.3.1圓弧圓柱蝸桿傳動的類型726
14.3.2圓弧圓柱蝸桿傳動的主要特點726
14.3.3圓弧圓柱蝸桿傳動的參數(shù)726
第15章螺旋傳動728
15.1滑動螺旋728
15.1.1螺桿與螺母材料728
15.1.2滑動螺旋傳動的計算729
15.1.3螺旋的尺寸系列、精度與公差731
15.1.4預拉伸螺旋設計的有關問題736
15.2滾動螺旋736
15.2.1滾珠絲杠副的結構、性能與
類型736
15.2.2滾珠絲杠副的公稱直徑、公稱導
程和標識符號740
15.2.3滾珠絲杠副的精度741
第16章帶傳動743
16.1V帶傳動743
16.1.1基準寬度制和有效寬度制743
16.1.2尺寸規(guī)格743
16.2V帶傳動的設計746
16.3帶輪760
16.3.1帶輪材料760
16.3.2帶輪的結構760
16.3.3V帶輪圖例764
16.3.4帶輪的技術要求765
16.4同步帶765
16.4.1同步帶的類型和標記765
16.4.2梯形同步帶的規(guī)格765
16.4.3梯形同步齒形帶的性能
(GB／Ｔ 11362—2008)767
16.4.4梯形齒同步帶設計計算772
16.4.5梯形齒帶輪775
16.5曲線齒同步帶傳動（GB/T 24619—
2009）777
16.5.1型號和標記777
16.5.2曲線齒同步帶和帶輪777
16.6圓弧齒同步帶傳動設計787
16.6.1尺寸規(guī)格787
16.6.2選型和額定功率789
16.6.3圓弧齒同步帶傳動設計計算793
16.6.4帶輪796
第17章鏈傳動800
17.1滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸800
17.2滾子鏈傳動設計計算803
17.3潤滑范圍選擇805
17.4滾子鏈的靜強度計算805
17.5滾子鏈鏈輪806
17.5.1基本參數(shù)和主要尺寸806
17.5.2齒槽形狀806
17.5.3軸向齒廓808
17.5.4鏈輪公差809
17.5.5鏈輪材料及熱處理809
17.5.6鏈輪結構810
17.5.7鏈輪圖例812
第18章減速器813
18.1減速器的主要類型及特點813
18.2圓柱齒輪減速器的基本參數(shù)816
18.2.1中心距816
18.2.2傳動比816
18.2.3齒寬系數(shù)a817
18.2.4減速器的傳動比分配817
18.3減速器結構設計資料818
18.3.1鑄鐵箱體的結構和尺寸818
18.3.2焊接箱體的結構和尺寸820
18.3.3減速器附件821
18.3.4減速器結構設計應注意的問題825
18.4減速器典型結構圖例827
第19章起重零件844
19.1鋼絲繩844
19.1.1鋼絲繩的術語、標記和分類
(GB／Ｔ 8706—2006)844
19.1.2一般用途鋼絲繩(GB／Ｔ 20118—
2006)845
19.1.3重要用途鋼絲繩(GB 8918—
2006)864
19.1.4電梯用鋼絲繩(GB 8903—
2005)869
19.1.5密封鋼絲繩(YB/T 5295—
2010)874
19.2繩具877
19.2.1鋼絲繩夾(GB/T 5976—2006)877
19.2.2鋼絲繩用套環(huán)(GB/T 5974.1—
2006)878
19.3滑輪的主要尺寸879
19.4卷筒881
19.4.1起重機卷筒直徑和槽形881
19.4.2起重機用鑄造卷筒形式和尺寸883
19.4.3起重機卷筒組裝結構示例
(JB/T 9006—2013)885
19.5起重吊鉤885
19.6制動器893
第20章彈簧896
20.1圓柱螺旋彈簧896
20.1.1圓柱螺旋彈簧尺寸系列896
20.1.2圓柱螺旋壓縮彈簧897
20.1.3圓柱螺旋拉伸彈簧905
20.1.4圓柱螺旋扭轉彈簧909
20.2平面渦卷彈簧912
20.2.1平面渦卷彈簧的類型、結構和
特性912
20.2.2平面渦卷彈簧的材料和許用
應力913
20.2.3平面渦卷彈簧的技術要求913
20.3碟形彈簧914
20.3.1碟形彈簧的類型和結構914
20.3.2碟形彈簧的尺寸系列914
20.3.3碟形彈簧的技術要求917
20.3.4碟形彈簧的典型工作圖918
第21章常用電動機919
21.1概述919
21.2電動機選擇920
21.2.1電動機型號920
21.2.2選擇電動機的基本原則和方法921
21.3交流電動機923
21.3.1異步電動機923
21.3.2小功率異步電動機944
21.4直流電動機949
21.4.1直流電動機常用防護形式949
21.4.2Z4系列直流電動機949
參考文獻957