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| 內容簡介： |
本版手册是在前5版手册的基础上吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法，并配合我国创新驱动战略的需求撰写而成的。本版手册全面系统地介绍了常规设计、机电一体化设计、机电系统控制、现代设计与创新设计方法及其应用等内容，具有体系新颖、内容现代、凸显创新、系统全面、信息量大、实用可靠及简明便查等特点。
本版手册分为7卷55篇，内容有：机械设计基础资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化与控制技术、现代设计与创新设计等。
本卷为第1卷，主要内容有：常用设计资料和数据，机械制图与机械零部件精度设计、机械工程材料、机械零部件结构设计等。
本版手册可供从事机械设计、制造、维修及相关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的相关专业师生使用和参考。
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| 關於作者： |
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闻邦椿，1930年9月29日出生于杭州，祖籍浙江温岭，东北大学教授，中国科学院院士，我国振动利用工程学科主要奠基者。国际机器理论与机构学联合会（IFToMM）中国委员会委员，国际转子动力学技术委员会委员，亚太振动会议指导委员会委员，中国振动工程学会名誉理事长。曾任第六、七、八、九届全国政协委员，国务院学位委员会第二、三、四届机械工程学科评议组成员，中国振动工程学会理事长，《振动工程学报》主编等职。曾获国际科技奖2项，国家技术发明奖和科技进步奖5项，省、部级一、二等科技奖10余项。
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| 目錄：
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目录
第1篇
常用设计资料和数据
第1章
常用符号和数据
1 常用符号1-3
1.1 常用字母1-3
1.2 国内和国外部分标准代号1-4
1.3 数学符号1-5
1.4 化学元素符号1-9
2 常用数据表1-10
2.1 金属硬度与强度换算1-10
2.2 常用材料的物理性能1-21
2.3 常用材料及物体的摩擦因数1-25
2.4 机械传动效率的概略值1-28
2.5 常用物理量常数1-29
3 优先数和优先数系1-29
3.1 术语与定义1-30
3.1.1 优先数系1-30
3.1.2 系列代号1-31
3.2 系列的种类1-31
3.3 优先数的计算与序号 N的运用1-33
3.4 系列选择原则1-33
3.5 优先数和优先数系的应用示例1-34
第2章
计量单位和单位换算
1 国际单位制（SI）单位1-37
2 可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位1-38
3 常用物理量符号及其法定单位1-39
4 计量单位换算1-41
第3章
常用数数公式
1 代数1-43
1.1 二项式公式、多项式公式和因式分解1-43
1.1.1 二项式公式1-43
1.1.2 多项式公式1-43
1.1.3 因式分解1-43
1.2 指数和根式1-43
1.2.1 指数1-43
1.2.2 根式1-43
1.3 对数1-43
1.3.1 运算法则1-43
1.3.2 常用对数和自然对数1-44
1.4 不等式1-44
1.4.1 代数不等式1-44
1.4.2 三角不等式1-44
1.4.3 含有指数、对数的不等式1-44
1.5 代数方程1-44
1.5.1 一元方程的解1-44
1.5.2 一次方程组的解1-45
1.6 级数1-45
1.6.1 等差级数1-45
1.6.2 等比级数1-45
1.6.3 一些级数的前 n项和1-45
1.6.4 一些特殊级数的和1-45
1.6.5 二项级数1-45
1.6.6 指数函数和对数函数的幂级数展开式1-46
1.6.7 三角函数和反三角函数的幂级数展开式1-46
1.6.8 双曲函数和反双曲函数的幂级数展开式1-46
1.7 复数和傅里叶级数1-47
1.7.1 复数1-47
1.7.2 傅里叶级数1-47
1.8 行列式和矩阵1-48
1.8.1 行列式1-48
1.8.2 行列式的性质1-49
1.8.3 矩阵1-49
1.8.4 矩阵的运算1-51
1.8.5 初等变换、初等方阵及其关系1-52
1.8.6 等价矩阵和矩阵的秩1-54
1.8.7 分块矩阵1-54
1.9 线性方程组1-55
1.9.1 线性方程组的基本概念1-55
1.9.2 线性方程组解的判定1-55
1.9.3 线性方程组求解的消元法1-55
2 三角函数与双曲函数1-56
2.1 三角函数1-56
2.1.1 三角函数间的关系1-56
2.1.2 和差角公式1-56
2.1.3 和差化积公式1-56
2.1.4 积化和差公式1-56
2.1.5 倍角公式1-56
2.1.6 半角公式1-57
2.1.7 正弦和余弦的幂1-57
2.1.8 三角形1-57
2.2 反三角函数间的关系1-57
2.3 双曲函数1-58
2.3.1 双曲函数间的关系1-58
2.3.2 反双曲函数的对数表达式1-58
2.3.3 双曲函数和三角函数的关系1-58
3 平面曲线与空间图形1-58
3.1 坐标系及坐标变换1-58
3.2 常用曲线1-59
3.3 立体图形计算公式1-64
4 微分1-66
4.1 特殊极限值1-66
4.2 导数1-67
4.2.1 导数符号1-67
4.2.2 求导法则1-67
4.2.3 基本导数公式1-67
4.2.4 简单函数的高阶导数公式1-68
4.3 泰勒公式和马克劳林公式1-68
4.4 曲线形状的导数特征1-68
4.5 曲率和曲率中心1-70
4.6 曲线的切线和法线1-70
5 积分1-70
5.1 不定积分1-70
5.1.1 不定积分法则1-70
5.1.2 常用换元积分法1-70
5.1.3 基本积分公式1-70
5.1.4 有理函数的积分1-71
5.1.5 无理函数的积分1-72
5.1.6 超越函数的积分1-73
5.2定积分和反常积分1-75
5.2.1 定积分一般公式1-75
5.2.2 反常积分1-76
5.2.3 重要定积分和反常积分公式1-76
6 常微分方程1-77
6.1 一阶常微分方程1-77
6.2 二阶常微分方程1-80
7 拉普拉斯变换1-82
7.1 拉普拉斯变换及逆变换1-82
7.2 拉普拉斯变换的性质1-82
7.3 拉普拉斯变换表1-82
7.4 拉普拉斯逆变换表1-84
7.5 拉普拉斯变换的应用1-85
7.5.1 常系数线性微分方程的定解问题1-85
7.5.2 线性定常系统的传递函数1-85
8Z变换1-86
8.1Z变换及逆变换1-86
8.2Z变换的性质1-86
8.3Z变换表1-86
8.4Z逆变换表1-89
第4章
常用力学公式
1 静力学基本公式1-91
2 运动学基本公式1-95
3 动力学基本公式1-99
4 点的应力、应变状态分析和强度理论1-108
5 平面图形几何性质的计算公式1-112
6 杆件的强度和刚度计算公式1-119
7 杆系结构的内力、应力和位移计算公式1-144
8 薄板小挠度弯曲时的应力与位移计算公式（线弹性范围）1-147
9 薄壳的内力与位移计算公式（线弹性范围）1-156
10 厚壳的应力、位移计算公式和强度设计公式1-164
11 旋转圆筒和旋转圆盘的应力和位移计算公式1-165
12 接触问题的应力、位移计算公式和强度计算1-167
12.1 接触面上的应力和位移的计算公式1-167
12.2 接触强度计算1-171
13 构件的稳定性计算公式1-173
14 静态应变测量计算公式1-185
参考文献 1-189
第2篇
机械制图与机械零部件精度设计
第1章
机械制图
1 概述2-3
2 通用性规定2-4
2.1 图纸幅面和格式2-4
2.1.1 图纸幅面2-4
2.1.2 图纸边框格式及尺寸2-5
2.1.3 图幅分区及对中符号、方向符号2-5
2.2 标题栏及明细栏2-6
2.2.1 标题栏的放置位置、格式和尺寸2-6
2.2.2 明细栏的格式2-6
2.3 比例2-8
2.3.1 术语和定义2-8
2.3.2 比例系列2-8
2.3.3 比例的标注方法2-8
2.4 字体及其在CAD制图中的规定2-8
2.4.1 字体的基本要求2-8
2.4.2 字体示例2-9
2.4.3 CAD制图中字体的要求2-9
2.5 图线画法及其在CAD制图中的规定2-10
2.5.1 图线的术语和定义2-10
2.5.2 图线的宽度、形式和应用2-10
2.5.3 图线画法2-15
2.5.4 CAD制图中图线的结构2-15
2.5.5 指引线和基准线的基本规定2-15
2.6 剖面区域表示法2-19
2.6.1 常用的金属材料剖面区的剖面或截面表示法2-19
2.6.2 特殊材料的表示2-19
3 图样画法2-19
3.1 第一角投影法和第三角投影法2-19
3.2 视图2-22
3.2.1 视图选择2-22
3.2.2 视图分类和画法2-23
3.2.3 视图的其他表示法2-24
3.3 剖视图和断面图2-27
3.3.1 剖视图2-27
3.3.2 断面图2-32
3.4 简化画法和规定画法2-34
3.4.1 简化画法2-34
3.4.2 规定画法2-38
3.5 尺寸标注2-39
3.5.1 基本规则2-39
3.5.2 尺寸注法的一般规定2-40
3.5.3 简化注法2-45
3.6 尺寸公差与配合注法2-49
3.6.1 公差与配合的一般标注2-49
3.6.2 配制配合的标注2-51
3.7 装配图中零部件序号及其编排方法2-52
3.7.1 序号及编排方法2-52
3.7.2 装配图中序号编排的基本要求2-53
3.8 轴测图2-53
3.8.1 轴测投影基本概念2-53
3.8.2 绘制轴测图的基本方法2-54
3.9 常见结构（螺纹、花键、中心孔）表示法2-57
3.9.1 螺纹表示法2-57
3.9.2 花键表示法2-60
3.9.3 中心孔表示法2-62
3.10 常用件（螺纹紧固件、齿轮、弹簧、滚动轴承、动密封圈）表示法2-63
3.10.1 带螺纹的紧固件的表示法2-63
3.10.2 齿轮表示法2-65
3.10.3 弹簧表示法2-69
3.10.4 滚动轴承表示法2-73
3.10.5 动密封圈表示法2-78
第2章
极限、配合与公差
1 极限与配合2-84
1.1 极限与配合标准的主要内容2-84
1.1.1 术语和定义2-84
1.1.2 标准公差2-87
1.1.3 基本偏差2-88
1.1.4 公差带2-94
1.1.5 配合2-94
1.1.6 公差带和配合的选择2-95
1.2 标准公差与配合的选用2-147
1.2.1 标准公差的选用2-147
1.2.2 配合的选用2-149
2 线性和角度尺寸的一般公差2-154
2.1 线性和角度尺寸一般公差的目录概念和应用2-154
2.2 一般公差的公差等级和极限偏差2-154
3 圆锥公差与配合2-155
3.1 圆锥的锥度与锥角系列2-155
3.1.1 术语和定义2-155
3.1.2 锥度与锥角系列2-155
3.1.3 应用说明2-156
3.2 圆锥公差2-157
3.2.1 术语和定义2-157
3.2.2 圆锥公差的项目和给定方法2-158
3.2.3 圆锥公差数值2-158
3.2.4 应用说明2-158
3.3 圆锥配合2-161
3.3.1 圆锥配合的形式2-161
3.3.2 术语和定义2-161
3.3.3 圆锥配合的一般规定2-162
3.3.4 应用说明2-162
4 光滑工件尺寸的检验2-167
4.1 产品几何技术规范（GPS）光滑工件尺寸的检验标准（GBT
31772009）的主要内容2-167
4.1.1 验收原则2-167
4.1.2 验收方法的基础2-167
4.1.3 标准温度2-167
4.1.4 验收极限2-167
4.1.5 计量器具的选择2-169
4.1.6 仲裁2-169
4.2 应用说明2-169
4.2.1 适用范围2-169
4.2.2 验收原则和验收极限2-169
4.2.3 计量器具的选择说明2-169
第3章
几何公差 1 概述2-170
1.1 零件的几何特性2-170
1.2 几何公差标准及对应的ISO标准2-170
2 几何公差的术语、定义或解释2-171
2.1 几何公差要素类的术语及其定义或解释2-171
2.2 基准和基准体系术语定义2-175
3 几何公差的符号与标注2-176
3.1 几何公差标注的基本原则2-176
3.2 几何公差的分类、几何特征、符号及附加符号2-177
3.3 几何公差标注方法2-177
3.4 公差带标注的规定2-180
3.5 废止的标注方法2-183
4 几何公差的公差带定义、标注解释2-185
5 延伸公差带的含义及标注2-198
6 几何公差的公差值2-200
6.1 未注公差值2-200
6.1.1 未注公差值的基本概念2-200
6.1.2 采用未注公差值的优点2-200
6.1.3 未注公差值的规定2-201
6.1.4 未注公差值在图样上的表示方法2-202
6.1.5 未注公差值的测量2-202
6.1.6 未注公差值的应用要点2-202
6.1.7 综合示例2-203
6.2 几何公差注出公差值2-204
6.2.1 注出公差值的选用原则2-204
6.2.2 注出公差值数系表2-204
6.2.3 常用的加工方法可达到的几何公差等级（仅供参考）2-209
7 公差原则2-209
7.1 独立原则2-210
7.2 包容要求2-211
7.3 最大实体要求2-212
7.4 最小实体要求2-220
7.5 可逆要求2-223
7.6 公差原则的综合分析与选用2-225
8 综合示例2-226
第4章
表面结构
1 概述2-233
1.1 基本概念2-233
1.2 国家标准与对应的ISO标准2-234
2 术语及定义2-235
2.1 一般术语及定义2-235
2.2 几何参数术语及定义2-237
2.3 表面轮廓参数术语及定义2-238
2.4 GBT 3505新、旧标准的区别2-242
3 表面粗糙度2-242
3.1 表面粗糙度对机械零件及设备功能的影响2-242
3.1.1 对机械零件的影响2-242
3.1.2 对机械设备功能的影响2-243
3.2 表面粗糙度数值及其选用原则2-243
3.2.1 参数值、取样长度值及两者之间的关系2-243
3.2.2 参数及参数值的选用原则2-244
3.2.3 实际应用中有关参数的经验图表2-244
3.2.4 参数值应用举例2-245
3.3 木制件表面粗糙度及其参数值2-250
3.3.1 评定参数及其数值2-250
3.3.2 选用木制件表面粗糙度的一般规则2-251
4 表面波纹度2-253
4.1 表面波纹度术语及定义2-253
4.1.1 表面、轮廓及基准的术语及定义2-253
4.1.2 波纹度参数的术语及定义2-255
4.1.3 新、旧标准在术语与参数代号方面的变化2-257
4.2 表面波纹度参数值2-257
4.3 不同加工方法可能达到的表面波纹度幅值范围2-257
5 表面缺陷2-259
5.1 一般术语与定义2-259
5.2 表面缺陷的特征和参数2-260
5.3 表面缺陷类型的术语及定义2-260
5.3.1 凹缺陷的术语及定义2-260
5.3.2 凸缺陷的术语及定义2-261
5.3.3 混合表面缺陷2-261
5.3.4 区域缺陷和外观缺陷2-262
6 表面结构的表示法2-262
6.1 表面结构的图形符号及代号2-262
6.1.1 表面结构的图形符号及其组成2-263
6.1.2 图形符号的比例和尺寸2-264
6.1.3 表面纹理符号及标注解释2-265
6.2 标注参数及附加要求的规定2-266
6.2.1 表面结构的四项内容2-266
6.2.2 取样长度和评定长度的标注2-266
6.2.3 传输带的标注2-266
6.2.4 极限值判断规则的标注2-267
6.2.5 表面参数的双向极限值的标注2-267
6.2.6 表面结构代号示例及含义2-267
6.2.7 其他标注的规定2-268
6.3 表面结构代号在图样上的标注2-269
6.4 表面结构代号的综合示例2-271
6.5 新、旧国家标准GBT 131的主要不同点2-273
7 轮廓法评定表面结构的规则和方法2-274
7.1 参数测定2-274
7.2 测得值与规定值的对比规则2-274
7.3 参数评定的基本要求2-274
7.4 粗糙度轮廓参数的测量2-275
7.4.1 非周期性粗糙度轮廓的测量程序2-275
7.4.2 周期性粗糙度轮廓的测量程序2-275
8 表面粗糙度比较样块2-276
8.1 铸造表面比较样块2-276
8.1.1 样块的分类及参数值2-276
8.1.2 样块的表面特征2-276
8.1.3 表面粗糙度的评定方法2-277
8.1.4 样块的结构尺寸2-277
8.1.5 样块的标志2-277
8.2 机械加工磨、车、镗、铣、插及刨加工表面的比较样块2-277
8.2.1 样块的定义及表面特征2-277
8.2.2 样块的分类及参数值2-278
8.2.3 表面粗糙度的评定2-278
8.2.4 样块的加工纹理2-278
8.2.5 样块的结构尺寸及标志2-279
8.3 电火花、抛（喷）丸、喷砂、研磨、锉、抛光表面比较样块2-279
8.3.1 电火花、研磨、锉和抛光表面及抛（喷）丸、喷砂表面的表面粗糙度参数值2-279
8.3.2 表面粗糙度的评定2-279
8.4 木制件表面比较样块2-280
8.4.1 样块的定义及表面特征2-280
8.4.2 样块的分类及参数值2-281
8.4.3 表面粗糙度的评定2-281
8.4.4 样块的结构尺寸与标志2-281
参考文献 2-282
第3篇
机械工程材料
第1章
钢铁材料
1 钢铁材料牌号表示方法3-3
1.1 钢铁产品牌号表示方法3-3
1.2 钢铁及合金牌号统一数字代号体系3-11
1.3 金属材料常用力学性能名称、符号及含义3-12
2 铸铁3-15
2.1 灰铸铁件3-15
2.2 可锻铸铁件3-20
2.3 球墨铸铁件3-21
2.4 低温铁素体球墨铸铁件3-25
2.5 蠕墨铸铁件3-26
2.6 耐热铸铁件3-30
2.7 高硅耐蚀铸铁件3-31
2.8 抗磨白口铸铁件3-32
2.9 铬锰钨系抗磨铸铁件3-34
2.10 奥氏体铸铁件3-34
3 钢3-37
3.1 铸钢3-37
3.1.1 一般工程用铸造碳钢件3-37
3.1.2 熔模铸造碳钢件3-38
3.1.3 焊接结构用铸钢件3-40
3.1.4 奥氏体锰钢铸件3-40
3.1.5 一般工程与结构用低合金钢铸件3-41
3.1.6 大型低合金钢铸件3-42
3.1.7 一般用途耐蚀钢铸件3-43
3.1.8 工程结构用中、高强度不锈钢铸件3-50
3.1.9 一般用途耐热钢和合金铸件3-51
3.1.10 耐磨钢铸件3-53
3.1.11 耐磨耐蚀钢铸件3-53
3.1.12 低温承压通用铸钢件3-54
3.1.13 高温承压马氏体不锈钢和合金钢通用铸件3-55
3.2 结构钢3-58
3.2.1 碳素结构钢3-58
3.2.2 优质碳素结构钢3-59
3.2.3 低合金高强度结构钢3-66
3.2.4 合金结构钢3-71
3.2.5 保证淬透性结构钢3-98
3.2.6 耐候结构钢3-102
3.2.7 冷镦和冷挤压用钢3-103
3.2.8 非调质机械结构钢3-110
3.2.9 易切削结构钢3-111
3.2.10 弹簧钢3-113
3.2.11 桥梁用结构钢3-114
3.2.12 锻件用结构钢3-115
3.2.13 超高强度合金钢锻件3-123
3.2.14 大型不锈、耐酸、耐热钢锻件3-127
3.3 工具钢3-129
3.3.1 高速工具钢3-129
3.3.2 工模具钢3-132
3.4 不锈钢和耐热钢3-145
3.4.1 不锈钢3-145
3.4.2 耐热钢3-161
3.5 轴承钢3-175
3.5.1 高碳铬轴承钢3-175
3.5.2 高碳铬不锈轴承钢3-177
3.5.3 渗碳轴承钢3-178
3.5.4 碳素轴承钢3-179
4 钢铁材料国内外牌号对照3-180
4.1 铸铁国内外牌号对照3-180
4.2 铸钢国内外牌号对照3-182
4.3 结构钢国内外牌号对照3-185
4.4 工具钢国内外牌号对照3-195
4.5 轴承钢国内外牌号对照3-197
4.6 不锈钢和耐热钢国内外牌号对照3-198
5 钢材3-202
5.1 型材3-202
5.1.1 热轧钢棒3-202
5.1.2 热轧型钢3-207
5.1.3 热轧H型钢3-218
5.1.4 锻制钢棒3-227
5.1.5 冷拉圆钢、方钢和六角钢3-228
5.1.6 银亮钢3-229
5.1.7 结构用冷弯空心型钢3-231
5.1.8 通用冷弯开口型钢3-239
5.1.9 热轧轻轨3-250
5.2 钢板和钢带3-251
5.2.1 冷轧钢板和钢带尺寸规格3-251
5.2.2 优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带3-252
5.2.3 不锈钢冷轧钢板和钢带3-252
5.2.4 热轧钢板和钢带尺寸规格3-266
5.2.5 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带3-266
5.2.6 合金结构钢热轧厚钢板3-267
5.2.7 超高强度结构用热处理钢板3-267
5.2.8 高强度结构用调质钢板3-268
5.2.9 优质碳素结构钢热轧钢板和钢带3-269
5.2.10 工程机械用高强度耐磨钢板3-269
5.2.11 耐热钢板和钢带3-270
5.2.12 不锈钢热轧钢板和钢带3-275
5.2.13 花纹钢板3-276
5.3 钢管3-277
5.3.1 焊接钢管尺寸及单位长度理论质量3-277
5.3.2 直缝电焊钢管3-287
5.3.3 低压流体输送用焊接钢管3-287
5.3.4 流体输送用不锈钢焊接钢管3-289
5.3.5 奥氏体-铁素体型双相不锈钢焊接钢管3-289
5.3.6 双层铜焊钢管3-291
5.3.7 无缝钢管尺寸及单位长度理论质量3-292
5.3.8 结构用无缝钢管和输送流体用无缝钢管3-302
5.3.9 流体输送用不锈钢无缝钢管3-303
5.3.10 结构用不锈钢无缝钢管3-306
5.3.11 不锈钢极薄壁无缝钢管3-307
5.3.12 薄壁不锈钢水管3-307
5.3.13 奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管3-308
5.3.14 低温管道用无缝钢管3-310
5.3.15 冷拔或冷轧精密无缝钢管3-311
5.3.16 冷拔异型钢管3-316
5.3.17 P3型镀锌金属软管3-322
5.3.18 S型钎焊不锈钢金属软管3-322
5.4 钢丝3-323
5.4.1 冷拉圆钢丝、方钢丝和六角钢丝3-323
5.4.2 一般用途低碳钢丝3-325
5.4.3 重要用途低碳钢丝3-325
5.4.4 油淬火-回火弹簧钢丝3-326
5.4.5 优质碳素结构钢丝3-329
5.4.6 重要用途碳素弹簧钢丝3-329
5.4.7 冷拉碳素弹簧钢丝3-330
5.4.8 合金弹簧钢丝3-332
5.4.9 合金结构钢丝3-333
5.4.10 不锈钢丝3-333
5.4.11 不锈弹簧钢丝3-336
5.4.12 高速工具钢丝3-337
6 粉末冶金材料3-337
6.1 粉末冶金结构材料3-337
6.1.1 粉末冶金铁基结构材料3-337
6.1.2 铁基粉末冶金结构零件材料3-339
6.1.3 热处理状态粉末冶金铁基结构材料3-348
6.1.4 烧结奥氏体不锈钢结构零件 材料3-348
6.1.5 烧结锡青铜结构材料3-349
6.1.6 美国MPIF标准粉末冶金结构零件材料3-349
6.2 粉末冶金摩擦材料3-368
6.2.1 铁基干式摩擦材料3-368
6.2.2 铜基干式摩擦材料3-371
6.2.3 铜基湿式摩擦材料3-371
6.2.4 铁-铜基摩擦材料3-373
6.3 粉末冶金减摩材料3-374
6.3.1 粉末冶金铁基和铜基轴承材料3-374
6.3.2 粉末冶金轴承用青铜：青铜-石墨材料3-375
6.3.3 美国MPIF标准粉末冶金自润滑轴承材料3-376
6.3.4 美国SAE烧结钢-铜铅合金减摩双金属带材3-383
6.3.5 日本烧结金属含油轴承材料3-384
6.3.6 德国轴承材料3-386
6.3.7 烧结金属石墨材料3-387
6.3.8 烧结金属含油轴承无铅合金材料3-389
6.4 粉末冶金过滤材料3-389
6.4.1 烧结金属过滤元件3-389
6.4.2 烧结不锈钢过滤元件3-395
6.4.3 烧结金属纤维毡3-403
6.4.4 烧结锡青铜过滤元件3-404
7 常用机械零件钢铁材料的选用3-405
第2章
有色金属材料
1 有色金属及合金牌号表示方法3-412
1.1 有色金属及合金加工产品牌号表示方法3-412
1.2 有色金属及合金铸造产品牌号表示方法3-415
2 铜及铜合金3-416
2.1 铜及铜合金铸造产品3-416
2.1.1 铸造铜及铜合金3-416
2.1.2 压铸铜合金3-424
2.2 加工铜及铜合金3-425
2.2.1 加工铜及铜合金的牌号、特性及应用3-425
2.2.2 加工铜及铜合金一般室温力学性能3-430
2.2.3 加工铜合金高、低温力学性能3-436
2.2.4 加工铜合金的物理性能3-441
2.2.5 加工铜合金的耐蚀性能3-443
2.3 铜及铜合金的热处理类型及应用3-448
2.4 铜及铜合金加工产品3-449
2.4.1 铜及铜合金拉制棒材3-449
2.4.2 铜及铜合金挤制棒材3-452
2.4.3 铜及铜合金无缝管材尺寸规格3-453
2.4.4 铜及铜合金拉制管3-454
2.4.5 铜及铜合金挤制管3-456
2.4.6 铜及铜合金板材3-457
2.4.7 铜及铜合金带材3-463
2.4.8 铜及铜合金箔材3-465
2.4.9 铜及铜合金线材3-466
2.4.10 铍青铜线3-480
2.4.11 铜及铜合金扁线3-480
2.5 铜及铜合金锻件3-482
3 铝及铝合金3-489
3.1 铝及铝合金铸造产品3-489
3.1.1 铸造铝合金3-489
3.1.2 压铸铝合金3-500
3.1.3 铸造铝合金锭3-501
3.2 变形铝及铝合金牌号、特性及状态代号3-505
3.2.1 变形铝及铝合金牌号、特性及应用3-505
3.2.2 变形铝及铝合金状态代号3-510
3.2.3 变形铝合金的热处理类型及应用3-511
3.3 变形铝及铝合金加工产品3-512
3.3.1 铝及铝合金挤压棒材3-512
3.3.2 铝及铝合金挤压扁棒3-517
3.3.3 铝及铝合金管材尺寸规格3-522
3.3.4 铝及铝合金拉（轧）制无缝管3-523
3.3.5 铝及铝合金热挤压无缝圆管3-525
3.3.6 一般工业用铝及铝合金板、带材3-530
3.3.7 铝及铝合金花纹板3-584
3.3.8 一般工业用铝及铝合金箔3-587
3.3.9 铝及铝合金（导体用）拉制圆线3-590
4 钛及钛合金3-591
4.1 铸造钛及钛合金和铸件3-591
4.2 加工钛及钛合金牌号、特性及应用3-593
4.3 钛及钛合金加工产品3-597
4.3.1 钛及钛合金棒材3-597
4.3.2 钛及钛合金无缝管3-599
4.3.3 钛及钛合金挤压管3-600
4.3.4 钛及钛合金板材3-602
4.3.5 钛及钛合金饼和环3-605
4.3.6 冷轧钛带卷3-606
4.3.7 钛及钛合金丝3-607
5 镁及镁合金3-608
5.1 镁及镁合金铸造产品3-608
5.1.1 镁合金铸件3-608
5.1.2 铸造镁合金3-611
5.1.3 镁合金压铸件3-614
5.2 加工镁及镁合金牌号、特性及应用3-616
5.3 镁及镁合金加工产品3-620
5.3.1 镁合金热挤压棒材3-620
5.3.2 镁合金板材和带材3-622
5.3.3 镁合金热挤压管材3-625
5.3.4 镁合金热挤压型材3-625
6 其他有色金属材料3-626
6.1 镍及镍合金3-626
6.1.1 加工镍及镍合金组别、代号、特性及应用3-626
6.1.2 加工镍及镍合金的物理、力学性能3-627
6.1.3 镍及镍合金棒3-631
6.1.4 镍及镍合金管3-633
6.1.5 镍及镍合金板3-636
6.1.6 镍及镍合金锻件3-637
6.2 锌合金3-642
6.2.1 铸造锌合金3-642
6.2.2 压铸锌合金和锌合金压铸件3-643
6.2.3 加工锌及锌合金3-644
6.3 铅及铅合金3-645
6.3.1 铅锭3-645
6.3.2 铅及铅锑合金管3-646
6.3.3 铅及铅锑合金棒和线材3-647
6.3.4 铅及铅锑合金板3-647
6.4 铸造轴承合金材料3-648
6.4.1 铸造轴承合金锭3-648
6.4.2 铸造轴承合金3-650
7 常用机械零件有色金属材料的选用3-654
8 有色金属及其合金国内外牌号对照3-656
8.1 铜及铜合金国内外牌号对照3-656
8.2 铝及铝合金国内外牌号对照3-661
8.3 镁及镁合金国内外牌号对照3-667
8.4 锌及锌合金国内外牌号对照3-669
第3章
非金属材料
1 橡胶及橡胶制品3-671
1.1 工程常用橡胶的性能及应用3-671
1.2 橡胶板3-676
1.2.1 工业用橡胶板3-676
1.2.2 设备防腐橡胶衬里3-677
1.3 橡胶管3-678
1.3.1 输水通用橡胶软管3-678
1.3.2 蒸汽橡胶软管3-678
1.3.3 压缩空气用织物增强橡胶软管3-679
1.3.4 氧气橡胶软管3-680
1.3.5 乙炔橡胶软管3-680
1.3.6 输送无水氨用橡胶软管及软管组合件3-680
1.3.7 耐稀酸碱橡胶软管3-681
1.3.8 液化石油气（LPG）橡胶软管3-682
1.3.9 织物增强液压橡胶软管和软管组合件3-683
1.3.10 钢丝缠绕增强外覆橡胶的液压橡胶软管和软管组合件3-684
2 涂料3-686
2.1 涂料产品分类及基本名称代号3-686
2.2 常用涂料的性能及应用3-686
2.3 常用涂料品种3-694
3 水泥品种3-700
3.1 通用硅酸盐水泥3-700
3.1.1 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥3-700
3.1.2 掺混合料的硅酸盐水泥3-701
3.2 抗硫酸盐硅酸盐水泥3-701
3.3 特快硬调凝铝酸盐水泥3-702
4 陶瓷3-703
4.1 耐酸陶瓷3-703
4.1.1 耐酸陶瓷种类、性能及应用3-703
4.1.2 耐酸砖3-704
4.1.3 化工陶瓷管3-705
4.2 过滤陶瓷3-706
4.2.1 过滤陶瓷种类、特性及应用3-706
4.2.2 过滤陶瓷性能3-707
4.2.3 孔梯度陶瓷性能及应用3-707
4.3 结构陶瓷3-707
4.3.1 常用结构陶瓷种类、特性及应用3-707
4.3.2 氧化铝陶瓷3-710
4.3.3 氧化锆陶瓷3-711
4.3.4 氧化铍陶瓷3-711
4.3.5 二氧化硅陶瓷3-712
4.3.6 莫来石陶瓷3-712
4.3.7 氮化硅陶瓷3-712
4.3.8 氮化铝陶瓷3-712
4.3.9 赛隆陶瓷3-713
4.3.10 碳化物陶瓷3-713
4.3.11 硼化物陶瓷3-713
4.3.12 硅化物陶瓷3-714
4.3.13 透明氧化铝陶瓷3-714
5 玻璃3-714
5.1 平板玻璃3-714
5.2 钢化玻璃3-715
5.3 防火玻璃3-716
5.4 石英玻璃3-716
6 石棉制品3-718
6.1 常用石棉性能及应用3-718
6.2 温石棉3-718
6.3 石棉橡胶板3-719
6.4 耐油石棉橡胶板3-720
6.5 耐酸石棉橡胶板3-721
6.6 工农业机械用摩擦片3-722
6.7 石棉布、带3-723
6.8 石棉绳3-724
6.9 常用密封填料3-724
7 木材3-725
7.1 常用木材品种及性能3-725
7.2 针叶树锯材和阔叶树锯材3-728
8 纸制品3-728
8.1 硬钢纸板3-728
8.2 软钢纸板3-729
8.3 绝缘纸板3-730
9 石墨材料3-733
9.1 碳、石墨制品的分类、特性、应用及应用实例3-733
9.2 高纯石墨3-735
9.3 玻璃态碳材料3-735
9.4 阀门用柔性石墨填料环3-735
9.5 机械密封用炭石墨密封环3-736
9.6 柔性石墨板3-737
9.7 柔性石墨编织填料3-737
9.8 柔性石墨复合增强（板）垫3-738
9.9 柔性石墨金属缠绕垫片3-738
9.10 碳（化）纤维浸渍聚四氟乙烯编织填料3-739
9.11 机械用炭材料及制品3-740
9.12 炭石墨耐磨材料3-742
9.13 不透性石墨3-743
10 隔热材料3-744
10.1 膨胀珍珠岩绝热制品3-744
10.2 绝热用玻璃棉及其制品3-745
10.3 膨胀蛭石及其制品3-747
11 工业用毛毡3-748
第4章
塑料和复合材料 1 工程常用塑料的性能和应用3-755
1.1 工程常用塑料性能特点及应用3-755
1.2 工程常用塑料的技术性能3-759
1.3 塑料符号和缩略语3-763
2 工程常用塑料的品种3-764
2.1 聚乙烯（PE）3-764
2.2 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）3-765
2.3 聚氯乙烯（PVC）3-766
2.4 聚苯乙烯（PS）3-768
2.5ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）3-769
2.6 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）3-772 2
.7 聚碳酸酯（PC）3-772
2.8 聚丙烯（PP）3-773
2.9 聚酰胺（尼龙）（PA）3-778
2.10 玻璃纤维增强聚碳酸酯（PC）3-794
2.11 聚甲醛（PCM）3-800
2.12 聚醚酰亚胺（PEI）3-803
2.13 聚酰亚胺（PI）3-805
2.14 聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）3-810
2.15 聚酰胺-酰亚胺（PAI）3-816
2.16 聚四氟乙烯（PTFE）3-819
2.17 聚苯硫醚（PPS）3-824
2.18 聚砜（PSF）3-828
2.19 聚酮3-831
2.20 聚芳酯（PAR）3-833
2.21 液晶聚合物（LCP）3-836
3 工程常用塑料的选用3-837
3.1 按要求选用3-837
3.2 常用工程塑料的性能3-843
4 预浸料3-859
5 纤维增强塑料基复合材料3-863
5.1 玻璃纤维增强热固性塑料3-863
5.2 玻璃纤维增强热塑性塑料3-865
5.3 通用型片状模塑料（SMC）3-867
5.4 玻璃纤维增强塑料夹砂管3-868
5.5 聚丙烯-玻璃纤维增强塑料复合管和管件3-875
5.6 石棉纤维增强塑料3-879
5.7 碳纤维增强热固性塑料3-879
5.8 碳纤维增强热塑性塑料3-880
5.9 混杂纤维增强塑料3-882
6 纤维增强金属基复合材料3-883
6.1 碳（石墨）纤维增强铝复合材料3-883
6.2 碳纤维增强铅复合材料3-883
6.3 碳纤维增强铜复合材料3-884
6.4 颗粒增强金属复合材料3-884
6.5 SiC增强铝基复合材料3-885
6.6 硼纤维增强铝基复合材料3-885
6.7 陶瓷纤维增强铝基复合材料3-886
6.8 纤维增强镁基复合材料3-886
6.9 陶瓷纤维增强钛基复合材料3-887
7 塑料-金属基复合材料3-887
7.1 铝管搭接焊式铝塑管3-887
7.2 铝管对接焊式铝塑管3-890
7.3 给水衬塑复合钢管3-891
7.4 给水涂塑复合钢管3-892
7.5 钢塑复合压力管3-893
7.6 钢塑复合管3-895
7.7 不锈钢衬塑复合管3-897
7.8 内衬不锈钢复合管3-898
7.9 塑覆铜管3-899
7.10 改性聚四氟乙烯（PTFE）-青铜-钢背三层复合自润滑板材3-900
7.11 改性聚甲醛（POM）-青铜-钢背三层复合自润滑板材3-900
8 陶瓷基复合材料3-901
8.1 陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料3-901
8.2 颗粒增强陶瓷基复合材料3-902
8.3 金属陶瓷3-903
8.4 氧化锆增强陶瓷基复合材料3-904
8.5 陶瓷内衬复合钢管3-906
9 层压金属复合材料3-906
9.1 不锈钢复合钢板和钢带3-906
9.2 钛-钢复合板3-908
9.3 钛-不锈钢复合板3-908
9.4 铜-钢复合板3-910
9.5 镍-钢复合板3-910
9.6 不锈钢复合钢板和钢带3-911
9.7 结构用不锈钢复合管3-911
9.8 流体输送用双金属复合耐腐蚀钢管3-913
10 一般通用塑料制品3-917
10.1 聚四氟乙烯板3-917
10.2 环氧树脂硬质层压板3-918
10.3 硬质聚氯乙烯板材3-924
10.4 聚乙烯板3-924
10.5 酚醛棉布层压板3-925
10.6 酚醛纸层压板3-925
10.7 浇铸型工业有机玻璃板材3-926
10.8 软聚氯乙烯压延薄膜和片材3-927
10.9 聚四氟乙烯管材3-927
10.10 工业用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材及管件3-929
10.11 压缩空气用织物增强热塑性塑料软管3-933
10.12 排吸用螺旋线增强的热塑性 塑料软管3- 934
10.13 冷热水用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材及管件3-936
10.14 工业用硬聚氯乙烯（PVC-U）管道系统用管材3-939
10.15 尼龙管材3-940
10.16 聚四氯乙烯棒材3-940
10.17 尼龙棒材3-941
11 耐磨损复合材料铸件3-942
参考文献 3-944
第4篇
机械零部件结构设计
第1章
概论
1 机械零部件结构设计内容和实例4-3
1.1 结构设计内容4-3
1.2 结构设计实例4-3
2 机械零部件结构设计基本要求4-5
3 机械零部件结构方案的评价4-5
3.1 评价的标准4-6
3.2 技术性评价方法4-6
3.3 经济性评价方法4-6
3.4 评价举例4-7
第2章
满足功能要求的结构设计
1 利用自由度分析法的结构设计4-8
1.1 机械零件的自由度4-8
1.2 应用举例4-9
1.2.1 联轴器结构设计4-9
1.2.2 轴承组合结构设计4-9
2 利用功能面的结构设计4-10
2.1 功能面及其参数变化4-10
2.2 应用举例4-12
第3章
满足工作能力要求的结构设计
1 提高强度的结构设计4-16
1.1 提高零部件的受力合理性4-16
1.1.1 载荷均匀分布4-16
1.1.2 载荷分担4-19
1.1.3 力流最短4-19
1.1.4 自平衡设计4-20
1.1.5 自加强4-21
1.2 提高静强度的设计4-21
1.2.1 降低零件载荷或应力的最大值4-21
1.2.2 增大截面系数4-22
1.2.3 采用空心轴提高强度4-23
1.2.4 用拉压代替弯曲4-23
1.2.5 等强度设计4-23
1.2.6 弹性强化和塑性强化4-24
1.3 提高疲劳强度的设计4-25
1.3.1 减小应力幅4-25
1.3.2 减小应力集中4-26
1.3.3 改善表面状况4-28
1.3.4 表面强化处理4-28
1.3.5 将转轴变为心轴4-29
1.4 提高接触强度的设计4-29
1.4.1 增大综合曲率半径4-29
1.4.2 以面接触代替点、线接触4-29
1.4.3 采用合理的材料和热处理4-29
1.5 提高冲击强度的设计4-30
1.5.1 适当减小零件刚度4-31
1.5.2 使用缓冲器4-31
1.5.3 增加承受冲击的零件数4-31
1.5.4 提高零件材料的冲击韧性4-31
2 提高刚度的结构设计4-32
2.1 选择弹性模量高的材料4-32
2.2 用拉压代替弯曲4-32
2.3 改善零件结构减小弯矩值4-33
2.4 合理设计支承方式和位置4-34
2.5 合理设计截面形状4-34
2.6 用加强肋和隔板增强刚度4-36
2.7 用预变形抵抗有害变形4-37
2.8 提高零件表面接触刚度4-37
3 提高耐磨性的结构设计4-38
3.1 改变摩擦方式4-38
3.2 使磨损均匀的设计4-38
3.3 采用材料分体结构4-40
3.4 采用磨损补偿结构4-41
3.5 局部更换易损零件4-42
4 提高耐腐蚀性的结构设计4-42
4.1 防止沉积区和沉积缝4-42
4.2 防止接触腐蚀4-43
4.3 便于更换腐蚀零件4-43
4.4 用覆盖保护层减轻腐蚀4-44
5 提高精度的结构设计4-44
5.1 精度与阿贝原则4-44
5.2 利用误差补偿提高精度4-45
5.3 误差传递4-46
5.4 利用误差均化提高精度4-47
5.5 合理配置误差4-48
5.6 消除空回4-48
5.7 选择适当的材料4-49
6 考虑噪声和发热的结构设计4-49
6.1 考虑发热的结构设计4-49
6.1.1 降低发热影响的措施4-49
6.1.2 降低发热影响的结构设计4-50
6.2 考虑噪声的结构设计4-51
6.2.1 噪声的限制值4-51
6.2.2 减小噪声的措施4-52
6.2.3 减小噪声的结构设计4-53
7 零部件结构设计实例4-53
7.1 减速器结构设计4-53
7.1.1 概述4-53
7.1.2 减速器结构设计4-54
7.2 滚动轴承部件结构设计4-57
7.2.1 使轴承支承受力合理的设计4-57
7.2.2 提高轴承支承刚度的设计4-59
7.2.3 提高轴承精度的设计4-61
7.2.4 满足高速要求的设计4-63
7.2.5 适应结构需要的设计4-64
7.2.6 轴承润滑结构设计4-65
第4章
满足加工工艺的结构设计
1 概述4-67
1.1 零件结构设计工艺性的概念4-67
1.2 影响零件结构设计工艺性的因素4-67
1.3 零件结构设计工艺性的基本要求4-67
2 铸件结构设计工艺性4-68
2.1 常用铸造金属材料和铸造方法4-68
2.1.1 常用铸造金属材料的铸造性和结构特点4-68
2.1.2 常用铸造方法的特点和应用范围4-68
2.2 铸造工艺对铸件结构设计工艺性的要求4-70
2.3 合金铸造性能对铸件结构设计工艺性的要求4-75
2.3.1 合理设计铸件壁厚4-75
2.3.2 铸件的结构圆角与圆滑过渡4-76
2.3.3 合理的铸件结构形状4-80
2.4 铸造方法对铸件结构设计工艺性的要求4-82
2.4.1 压铸件的结构特点4-82
2.4.2 熔模铸件的结构特点4-83
2.4.3 金属型铸件的结构特点4-85
2.5 铸造公差4-85
2.6 铸件缺陷与改进措施4-86
3 锻件结构设计工艺性4-93
3.1 锻造方法与金属材料的可锻性4-93
3.1.1 各种锻造方法及其特点4-93
3.1.2 金属材料的可锻性4-96
3.2 锻造方法对锻件结构设计工艺性的要求4-96
3.2.1 自由锻件的结构设计工艺性4-96
3.2.2 模锻件的结构设计工艺性4-99
3.3 模锻件结构设计的注意事项4-103
4 冲压件结构设计工艺性4-105
4.1 冲压方式和冲压材料的选用4-105
4.1.1 冲压的基本工序4-105
4.1.2 冲压材料的选用4-107
4.2 冲压件结构设计的基本参数4-108
4.2.1 冲裁件4-108
4.2.2 弯曲件4-110
4.2.3 拉深件4-113
4.2.4 成形件4-115
4.3 冲压件结构设计的注意事项4-117
4.4 冲压件的尺寸和角度公差、形状和位置未注公差、未注公差尺寸的极限偏差4-119
5 焊接件结构设计工艺性4-125
5.1 焊接方法及其应用4-125
5.1.1 焊接方法的分类、特点及应用4-125
5.1.2 常用金属材料的适用焊接方法4-125
5.2 焊接结构的设计原则4-127
5.2.1 焊接性4-127
5.2.2 结构刚度和减振能力4-129
5.2.3 应力集中4-129
5.2.4 焊接残余应力和变形4-129
5.2.5 焊接接头性能的不均匀性4-129
5.2.6 应尽量减少和排除焊接缺陷4-129
5.3 焊接接头的形式4-129
5.3.1 焊接接头的特点4-129
5.3.2 接头形式及选用4-130
5.4 焊缝坡口的基本形式与尺寸4-130
5.4.1 坡口参数的确定4-130
5.4.2 碳钢、低合金钢的焊条电弧焊、气焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸4-130
5.4.3 碳钢、低合金钢埋弧焊焊缝坡口的形式与尺寸4-136
5.4.4 铝合金气体保护焊焊缝坡口形式与尺寸4-142
5.4.5 铜及铜合金焊接坡口形状及尺寸4-146
5.4.6 接头坡口的制作4-146
5.5 焊接件结构设计应注意的问题4-146
5.6 焊接件的几何尺寸公差和形状公差4-149
5.6.1 线性尺寸公差4-149
5.6.2 角度尺寸公差4-149
5.6.3 直线度、平面度和平行度公差4-150
5.6.4 焊前弯曲成形的筒体允差4-150
5.6.5 焊前管子的弯曲半径、圆度公差及允许波纹度4-150
5.7 焊接质量检验4-151
6 金属切削加工件结构设计工艺性4-151
6.1 金属材料的可加工性4-151
6.2 金属切削加工件的一般标准4-152
6.2.1 标准尺寸4-152
6.2.2 圆锥的锥度与锥角系列4-154
6.2.3 棱体的角度与斜度4-155
6.2.4 中心孔4-156
6.2.5 零件的倒圆、倒角4-157
6.2.6 圆形零件自由表面过渡圆角半径和静配合连接轴用倒角4-158
6.2.7 球面半径4-159
6.2.8 燕尾槽4-159
6.2.9 T形槽4-159
6.2.10 弧形槽端部半径4-161
6.2.11 砂轮越程槽4-161
6.2.12 刨切、插切、珩磨越程槽4-162
6.2.13 退刀槽4-162
6.2.14 插齿、滚齿退刀槽4-163
6.2.15 滚花4-164
6.2.16 分度盘和标尺刻度4-164
6.2.17 锯缝尺寸4-164
6.3 切削加工件的结构设计工艺性4-165
6.3.1 零件工作图的尺寸标注应适应加工工艺要求4-165
6.3.2 零件应有安装和夹紧的基面4-166
6.3.3 减少装夹和进给次数4-167
6.3.4 减少加工面积，简化零件形状4-167
6.3.5 尽可能避免内凹表面及内表面的加工4-169
6.3.6 保证零件加工时的必要的刚性4-169
6.3.7 零件结构要适应刀具尺寸要求，并尽可能采用标准刀具4-170
6.4 自动化生产对零件结构设计工艺性的要求4-171
7 热处理零件结构设计工艺性4-172
7.1 零件热处理方法的选择4-172
7.1.1 退火及正火4-172
7.1.2 淬火及回火4-173
7.1.3 表面淬火4-175
7.1.4 钢的化学热处理4-175
7.2 影响热处理零件结构设计工艺性的因素4-176
7.2.1 零件材料的热处理性能4-176
7.2.2 零件的几何形状和刚度4-178
7.2.3 零件的尺寸大小4-178
7.2.4 零件的表面质量4-178
7.3 对零件的热处理要求4-178
7.3.1 在工作图上应标明的热处理要求4-178
7.3.2 金属热处理工艺分类及代号的表示方法4-178
7.4 热处理零件结构设计的注意事项4-180
7.4.1 防止热处理零件开裂的注意事项4-180
7.4.2 防止热处理零件变形的注意事项4-183
7.4.3 防止热处理零件硬度不均的注意事项4-186
第5章
满足材料要求的结构设计
1 工程塑料件结构设计工艺性4-188
1.1 工程塑料的选用4-188
1.2 工程塑料零件的制造方法4-188
1.2.1 工程塑料的成型方法4-188
1.2.2 工程塑料的机械加工4-189
1.3 工程塑料零件设计的基本参数4-189
1.4 工程塑料零件结构设计的注意事项4-192
2 橡胶件结构设计工艺性4-194
2.1 橡胶制品质量指标的含义4-194
2.2 橡胶的选用4-194
2.3 橡胶件结构设计的工艺性4-195
2.3.1 脱模斜度4-195
2.3.2 断面厚度与圆角4-195
2.3.3 囊类零件的口径腹径比4-195
2.3.4 波纹管制品的峰谷直径比4-196
2.3.5 孔4-196
2.3.6 镶嵌件4-196
2.4 橡胶件的精度4-196
2.4.1 模压制品的尺寸公差4-196
2.4.2 压出制品的尺寸公差4-197
2.4.3 胶辊尺寸公差4-199
2.4.4 橡胶制品的尺寸测量4-202
3 陶瓷件结构设计工艺性4-202
4 粉末冶金件结构设计工艺性4-204
4.1 粉末冶金材料的分类和选用4-204
4.1.1 粉末冶金减摩材料4-205
4.1.2 粉末冶金摩擦材料4-205
4.1.3 粉末冶金过滤材料4-205
4.1.4 粉末冶金铁基结构材料4-205
4.2 粉末冶金零件结构设计的基本参数4-205
4.3 粉末冶金零件结构设计的注意事项4-208
第6章
零部件的装配和维修工艺性
1 一般装配对零部件结构设计工艺性的要求4-212
1.1 组成单独的部件或装配单元4-212
1.2 应具有合适的装配基面4-212
1.3 结合工艺特点考虑结构的合理性4-212
1.4 考虑装配的方便性4-212
1.5 考虑拆卸的方便性4-212
1.6 考虑修配的方便性4-212
1.7 选择合理的调整补偿环4-212
1.8 减少修整外观的工作量4-212
2 自动装配对零件结构设计工艺性的要求4-217
3 吊运对零件结构设计工艺性的要求4-219
4 零部件的维修工艺性4-219
参考文献 4-221
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本版手册为新出版的第6版七卷本《机械设计手册》。由于科学技术的快速发展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。
《机械设计手册》自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为国家级重点科技图书的《机械设计手册》，深受社会各界的重视和好评，在全国具有很大的影响力，该手册曾获得全国优秀科技图书奖二等奖（1995年）、机械工业部科技进步奖二等奖（1997年）、机械工业科学技术奖一等奖（2011年）、中国出版政府奖提名奖（2013年），并多次获得全国科技畅销书奖等奖项。1994年，《机械设计手册》曾在我国台湾建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。《机械设计手册》荣获的一系列国家和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和文化价值。《机械设计手册》已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域权威的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。
第5版《机械设计手册》出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，国家制定了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中把创新驱动发展作为了国家的优先战略。因此，《机械设计手册》第6版修订工作的指导思想除努力贯彻科学性、先进性、创新性、实用性、可靠性外，更加突出了创新性，以全力配合我国创新驱动发展战略的重大需求，为实现我国建设创新型国家和科技强国梦做出贡献。
在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械系统控制技术等方面做了系统和全面的论述和凝炼。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水平、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。
本版手册分为7卷55篇：第1卷 机械设计基础资料；第2卷 机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷 机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷 流体传动与控制；第5卷 机电一体化与控制技术；第6卷 现代设计与创新设计（一）；第7卷 现代设计与创新设计（二）。
本版手册有以下七大特点：
一、构建新体系
构建了科学、先进、实用、适应现代机械设计创新潮流的《机械设计手册》新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与系统化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。
二、凸显创新性
习近平总书记在2014年6月和2016年5月召开的中国科学院、中国工程院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向就是创新、创新、再创新，以及实现创新型国家和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：
（1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。
该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法。
（2）在一些篇章编入了创新设计和多种典型机械创新设计的内容。
第11篇 机构设计篇新增加了机构创新设计一章，该章编入了机构创新设计的原理、方法及飞剪机剪切机构创新设计，大型空间折展机构创新设计等多个创新设计的案例。典型机械的创新设计有大型全断面掘进机（盾构机）仿真分析与数字化设计、机器人挖掘机的机电一体化创新设计、节能抽油机的创新设计、产品包装生产线的机构方案创新设计等。
（3）编入了一大批典型的创新机械产品。
机械无级变速器一章中编入了新型金属带式无级变速器，并联机构的设计与应用一章中编入了数十个新型的并联机床产品，振动的利用一章中新编入了激振器偏移式自同步振动筛、惯性共振式振动筛、振动压路机等十多个典型的创新机械产品。这些产品有的获得了国家或省部级奖励，有的是专利产品。
（4）编入了机械设计理论和设计方法论等方面的创新研究成果。
1）闻邦椿院士团队经过长期研究，在国际上首先创建了振动利用工程学科，提出了该类机械设计理论和方法。本版手册中编入了相关内容和实例。
2）根据多年的研究，提出了以非线性动力学理论为基础的深层次的动态设计理论与方法。本版手册首次编入了该方法并列举了若干应用范例。
3）首先提出了和谐设计的新概念和新内容，阐明了自然环境、社会环境（政治环境、经济环境、人文环境、国际环境、国内环境）、技术环境、资金环境、法律环境下的产品和谐设计的概念和内容的新体系，把既有的绿色设计篇拓展为绿色设计与和谐设计篇。
4）全面系统地阐述了产品系统化设计的理论和方法，提出了产品设计的总体目标、广义目标和技术目标的内涵，提出了应该用IQCTES六项设计要求来代替QCTES五项要求，详细阐明了设计的四个理想步骤，即3I调研7D规划1 3 X实施5（A C）检验，明确提出了产品系统化设计的基本内容是主辅功能、三大性能和特殊性能要求的具体实现。
5）本版手册引入了闻邦椿院士经过长期实践总结出的独特的、科学的创新设计方法论体系和规则，用来指导产品设计，并提出了创新设计方法论的运用可向智能化方向发展，即采用专家系统来完成。
三、坚持科学性
手册的科学水平是评价手册编写质量的重要方面，因此，本版手册特别强调突出内容的科学性。
（1）本版手册努力贯彻科学发展观及科学方法论的指导思想和方法，并将其落实到手册内容的编写中，特别是在产品设计理论方法的和谐设计、深层次设计及系统化设计的编写中。
（2）本版手册中的许多内容是编著者多年研究成果的科学总结。这些内容中有不少是国家863、973计划项目，国家科研重大专项，国家自然科学基金重大、重点和面上项目资助项目的研究成果，有不少成果曾获得国际、国家、部委、省市科技奖励及技术专利，充分体现了本版手册内容的重大科学价值与创新性。
下面简要介绍本版手册编入的几方面的重要研究成果：
1）振动利用工程新学科是闻邦椿院士团队经过长期研究在国际上首先创建的。本版手册中编入了振动利用机械的设计理论、方法和范例。
2）产品系统化设计理论与方法的体系和内容是闻邦椿院士团队提出并加以完善的，编写者依据多年的研究成果和系列专著，经综合整理后首次编入本版手册。
3）仿生机械设计是一门新兴的综合性交叉学科，近年来得到了快速发展，它为机械设计的创新提供了新思路、新理论和新方法。吉林大学任露泉院士领导的工程仿生教育部重点实验室开展了大量的深入研究工作，取得了一系列创新成果且出版了专著，据此并结合国内外大量较新的文献资料，为本版手册构建了仿生机械设计的新体系，编写了仿生机械设计篇（第50篇）。
4）激光及其在机械工程中的应用篇是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所王立军院士依据多年的研究成果，并参考国内外大量较新的文献资料编写而成的。
5）绿色制造工程是国家确立的五项重大工程之一，绿色设计是绿色制造工程的最重要环节，是一个新的学科。合肥工业大学刘志峰教授依据在绿色设计方面获多项国家和省部级奖励的研究成果，参考国内外大量较新的文献资料为本版手册首次构建了绿色设计新体系，编写了绿色设计与和谐设计篇（第48篇）。
6）微机电系统及设计是前沿的新技术。东南大学黄庆安教授领导的微电子机械系统教育部重点实验室多年来开展了大量研究工作，取得了一系列创新研究成果，本版手册的微机电系统及设计篇（第28篇）就是依据这些成果和国内外大量较新的文献资料编写而成的。
四、重视先进性
（1）本版手册对机械基础设计和常规设计的内容做了大规模全面修订，编入了大量新标准、新材料、新结构、新工艺、新产品、新技术、新设计理论和计算方法等。
1）编入和更新了产品设计中需要的大量国家标准，仅机械工程材料篇就更新了标准126个，如GBT 6992015《优质碳素结构钢》和GBT 30772015《合金结构钢》等。
2）在新材料方面，充实并完善了铝及铝合金、钛及钛合金、镁及镁合金等内容。这些材料由于具有优良的力学性能、物理性能以及回收率高等优点，目前广泛应用于航空、航天、高铁、计算机、通信元件、电子产品、纺织和印刷等行业。增加了国内外粉末冶金材料的新品种，如美国、德国和日本等国家的各种粉末冶金材料。充实了国内外工程塑料及复合材料的新品种。
3）新编的机械零部件结构设计篇（第4篇），依据11个结构设计方面的基本要求，编写了相应的内容，并编入了结构设计的评估体系和减速器结构设计、滚动轴承部件结构设计的示例。
4）按照GBT
3480.1～32013（报批稿）、GBT 10062.1～32003及ISO 63362006等新标准，重新构建了更加完善的渐开线圆柱齿轮传动和锥齿轮传动的设计计算新体系；按照初步确定尺寸的简化计算、简化疲劳强度校核计算、一般疲劳强度校核计算，编排了三种设计计算方法，以满足不同场合、不同要求的齿轮设计。
5）在第4卷 流体传动与控制卷中，编入了一大批国内外知名品牌的新标准、新结构、新产品、新技术和新设计计算方法。在液力传动篇（第23篇）中新增加了液黏传动，它是一种新型的液力传动。
（2）第5卷 机电一体化与控制技术卷充实了智能控制及专家系统的内容，大篇幅增加了机器人与机器人装备的内容。
机器人是机电一体化特征最为显著的现代机械系统，机器人技术是智能制造的关键技术。由于智能制造的迅速发展，近年来机器人产业呈现出高速发展的态势。为此，本版手册大篇幅增加了机器人与机器人装备篇（第26篇）的内容。该篇从实用性的角度，编写了串联机器人、并联机器人、轮式机器人、机器人工装夹具及变位机；编入了机器人的驱动、控制、传感、视角和人工智能等共性技术；结合喷涂、搬运、电焊、冲压及压铸等工艺，介绍了机器人的典型应用实例；介绍了服务机器人技术的新进展。
（3）为了配合我国创新驱动战略的重大需求，本版手册扩大了创新设计的篇数，将原第6卷扩编为两卷，即新的现代设计与创新设计（一）（第6卷）和现代设计与创新设计（二）（第7卷）。前者保留了原第6卷的主要内容，后者编入了创新设计和与创新设计有关的内容及一些前沿的技术内容。
本版手册现代设计与创新设计（一）卷（第6卷）的重点内容和新增内容主要有：
1）在现代设计理论与方法综述篇（第32篇）中，简要介绍了机械制造技术发展总趋势、在国际上有影响的主要设计理论与方法、产品研究与开发的一般过程和关键技术、现代设计理论的发展和根据不同的设计目标对设计理论与方法的选用。闻邦椿院士在国内外首次按照系统工程原理，对产品的现代设计方法做了科学分类，克服了目前产品设计方法的论述缺乏系统性的不足。
2）新编了数字化设计篇（第40篇）。数字化设计是智能制造的重要手段，并呈现应用日益广泛、发展更加深刻的趋势。本篇编入了数字化技术及其相关技术、计算机图形学基础、产品的数字化建模、数字化仿真与分析、逆向工程与快速原型制造、协同设计、虚拟设计等内容，并编入了大型全断面掘进机（盾构机）的数字化仿真分析和数字化设计、摩托车逆向工程设计等多个实例。
3）新编了试验优化设计篇（第41篇）。试验是保证产品性能与质量的重要手段。本篇以新的视觉优化设计构建了试验设计的新体系、全新内容，主要包括正交试验、试验干扰控制、正交试验的结果分析、稳健试验设计、广义试验设计、回归设计、混料回归设计、试验优化分析及试验优化设计常用软件等。
4）将手册第5版的造型设计与人机工程篇改编为工业设计与人机工程篇（第42篇），引入了工业设计的相关理论及新的理念，主要有品牌设计与产品识别系统（PIS）设计、通用设计、交互设计、系统设计、服务设计等，并编入了机器人的产品系统设计分析及自行车的人机系统设计等典型案例。
（4）现代设计与创新设计（二）卷（第7卷）主要编入了创新设计和与创新设计有关的内容及一些前沿技术内容，其重点内容和新编内容有：
1）新编了机械创新设计概论篇（第44篇）。该篇主要编入了创新是我国科技和经济发展的重要战略、创新设计的发展与现状、创新设计的指导思想与目标、创新设计的内容与方法、创新设计的未来发展战略、创新设计方法论的体系和规则等。
2）新编了创新设计方法论篇（第45篇）。该篇为创新设计提供了正确的指导思想和方法，主要编入了创新设计方法论的体系、规则，创新设计的目的、要求、内容、步骤、程序及科学方法，创新设计工作者或团队的四项潜能，创新设计客观因素的影响及动态因素的作用，用科学哲学思想来统领创新设计工作，创新设计方法论的应用，创新设计方法论应用的智能化及专家系统，创新设计的关键因素及制约的因素分析等内容。
3）创新设计是提高机械产品竞争力的重要手段和方法，大力发展创新设计对我国国民经济发展具有重要的战略意义。为此，编写了创新原理、思维、方法与应用篇（第47篇）。除编入了创新思维、原理和方法，创新设计的基本理论和创新的系统化设计方法外，还编入了29种创新思维方法、30种创新技术、40种发明创造原理，列举了大量的应用范例，为引领机械创新设计做出了示范。
4）绿色设计是实现低资源消耗、低环境污染、低碳经济的保护环境和资源合理利用的重要技术政策。本版手册中编入了绿色设计与和谐设计篇（第48篇）。该篇系统地论述了绿色设计的概念、理论、方法及其关键技术。编者结合多年的研究实践，并参考了大量的国内外文献及较新的研究成果，首次构建了系统实用的绿色设计的完整体系，包括绿色材料选择、拆卸回收产品设计、包装设计、节能设计、绿色设计体系与评估方法，并给出了系列典型范例，这些对推动工程绿色设计的普遍实施具有重要的指引和示范作用。
5）仿生机械设计是一门新兴的综合性交叉学科，本版手册新编入了仿生机械设计篇（第50篇），包括仿生机械设计的原理、方法、步骤，仿生机械设计的生物模本，仿生机械形态与结构设计，仿生机械运动学设计，仿生机构设计，并结合仿生行走、飞行、游走、运动及生机电仿生手臂，编入了多个仿生机械设计范例。
6）第55篇为系统化设计理论与方法篇。装备制造机械产品的大型化、复杂化、信息化程度越来越高，对设计方法的科学性、全面性、深刻性、系统性提出的要求也越来越高，为了满足我国制造强国的重大需要，亟待创建一种能统领产品设计全局的先进设计方法。该方法已经在我国许多重要机械产品（如动车、大型离心压缩机等）中成功应用，并获得重大的社会效益和经济效益。本版手册对该系统化设计方法做了系统论述并给出了大型综合应用实例，相信该系统化设计方法对我国大型、复杂、现代化机械产品的设计具有重要的指导和示范作用。
7）本版手册第7卷还编入了与创新设计有关的其他多篇现代化设计方法及前沿新技术，包括顶层设计原理、方法与应用，智能设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术等。
五、突出实用性
为了方便产品设计者使用和参考，本版手册对每种机械零部件和产品均给出了具体应用，并给出了选用方法或设计方法、设计步骤及应用范例，有的给出了零部件的生产企业，以加强实际设计的指导和应用。本版手册的编排尽量采用表格化、框图化等形式来表达产品设计所需要的内容和资料，使其更加简明、便查；对各种标准采用摘编、数据合并、改排和格式统一等方法进行改编，使其更为规范和便于读者使用。
六、保证可靠性
编入本版手册的资料尽可能取自原始资料，重要的资料均注明来源，以保证其可靠性。所有数据、公式、图表力求准确可靠，方法、工艺、技术力求成熟。所有材料、零部件、产品和工艺标准均采用新公布的标准资料，并且在编入时做到认真核对以避免差错。所有计算公式、计算参数和计算方法都经过长期检验，各种算例、设计实例均来自工程实际，并经过认真的计算，以确保可靠。本版手册编入的各种通用的及标准化的产品均说明其特点及适用情况，并注明生产厂家，供设计人员全面了解情况后选用。
七、保证高质量和权威性
本版手册主编单位东北大学是国家211、985重点大学、重大机械关键设计制造共性技术985创新平台建设单位、2011国家钢铁共性技术协同创新中心建设单位，建有机械设计及理论国家重点学科和机械工程一级学科。由东北大学机械及相关学科的老教授、老专家和中青年学术精英组成了实力强大的大型工具书编写团队骨干，以及一批来自国家重点高校、研究院所、大型企业等30多个单位、近200位专家、学者组成了高水平编审团队。编审团队成员的大多数都是所在领域的著名资深专家，他们具有深广的理论基础、丰富的机械设计工作经历、丰富的工具书编篡经验和执着的敬业精神，从而确保了本版手册的高质量和权威性。
在本版手册编写中，为便于协调，提高质量，加快编写进度，编审人员以东北大学的教师为主，并组织邀请了清华大学、上海交通大学、西安交通大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、吉林大学、天津大学、华中科技大学、北京科技大学、大连理工大学、东南大学、同济大学、重庆大学、北京化工大学、南京航空航天大学、上海师范大学、合肥工业大学、大连交通大学、长安大学、西安建筑科技大学、沈阳工业大学、沈阳航空航天大学、沈阳建筑大学、沈阳理工大学、沈阳化工大学、重庆理工大学、中国科学院长春精密机械及物理研究所、中国科学院沈阳自动化研究所等单位的专家、学者参加。
在本版手册出版之际，特向著名机械专家、本手册创始人、第1版及第2版的主编徐灏教授致以崇高的敬意，向历次版本副主编邱宣怀教授、蔡春源教授、严隽琪教授、林忠钦教授、余俊教授、汪恺总工程师、周士昌教授致以崇高的敬意，向参加本手册历次版本的编写单位和人员表示衷心感谢，向在本手册历次版本的编写、出版过程中给予大力支持的单位和社会各界朋友们表示衷心感谢，特别感谢机械科学研究总院、郑州机械研究所、徐州工程机械集团公司、北方重工集团沈阳重型机械集团有限责任公司和沈阳矿山机械集团有限责任公司、沈阳机床集团有限责任公司、沈阳鼓风机集团有限责任公司及辽宁省标准研究院等单位的大力支持。
由于编者水平有限，手册中难免有一些不尽如人意之处，殷切希望广大读者批评指正。
主编 闻邦椿
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