简明机械零件设计手册（第2版）

目录
第2版前言
第1版前言
第1章常用数据和资料1
1.1国内外常用标准代号1
1.2法定计量单位和单位换算关系2
1.2.1法定计量单位(GB 3100—
1993)2
1.2.2常用计量单位换算3
1.3常用材料6
1.3.1黑色金属硬度及强度换算6
1.3.2低碳钢硬度及强度换算8
1.3.3常用材料弹性模量及泊松比9
1.3.4常用材料的密度9
1.3.5常用材料线膨胀系数10
1.3.6常用材料的熔点、热导率及比
热容10
1.3.7常用材料极限强度的近似关系10
1.3.8机械传动和轴承的效率11
1.3.9常用材料及物体的摩擦因数12
1.3.10滚动摩擦力臂13
第2章机械结构设计标准和规范14
2.1机械结构要素设计的一般标准和规范14
2.1.1标准尺寸14
2.1.2机器轴高15
2.1.3机器轴伸16
2.1.4棱体的角度与斜度系列19
2.1.5圆锥的锥度与锥角系列20
2.1.6中心孔22
2.1.7插齿、滚齿退刀槽22
2.1.8刨切、插切越程槽23
2.1.9燕尾槽23
2.1.10弧形槽端部半径24
2.1.11滚花24
2.1.12分度盘和标尺刻度24
2.1.13砂轮越程槽25
2.1.14齿轮滚刀外径尺寸25
2.1.15零件倒圆与倒角26
2.1.16圆形零件自由表面过渡圆角半径
和静配合连接轴用倒角26
2.1.17球面半径26
2.1.18T形槽和T形槽螺栓头部尺寸
(GB/T 158—1996)27
2.2铸件设计一般规范29
2.2.1铸件最小壁厚和最小铸孔尺寸29
2.2.2铸造斜度30
2.2.3铸造圆角半径30
2.2.4铸件壁厚的过渡与壁的连接形式
及其尺寸31
2.2.5铸件加强肋的尺寸33
2.2.6压铸件设计的基本参数33
2.3锻件设计一般规范34
2.3.1模锻件的锻造斜度和最小内外
圆角半径34
2.3.2模锻件肋的高宽比和最小距离34
2.3.3模锻件的凹腔和冲孔连皮尺寸35
2.3.4锻件腹板上冲孔的限制35
2.4冲压件设计一般规范36
2.4.1冲裁件36
2.4.2拉延伸件38
2.4.3成形件39
2.4.4弯曲件41
2.5焊接件结构设计一般规范42
2.5.1金属材料的焊接性和适用的焊接
方法42
2.5.2钢材焊接的坡口的形式和尺寸45
2.5.3非铁金属焊接坡口的形式及尺寸49
2.5.4焊缝符号和标注方法53
2.5.5焊接件结构的设计原则58
2.6塑料件设计一般规范60
第3章机械制图63
3.1机械制图基本标准63
3.1.1图纸幅面和格式63
3.1.2图样比例64
3.1.3标题栏和明细栏(GB/T 10609.1—
2008、GB/T 10609.2—2009)64
3.1.4图线65
3.1.5剖面符号66
3.1.6剖面区域表示法67
3.2图样画法规定69
3.2.1投影法(GB/T 14692—2008)69
3.2.2图样简化表示法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螺纹及螺纹紧固件表示法85
3.5.2花键表示法88
3.5.3滚动轴承表示法89
3.5.4齿轮表示法91
3.5.5弹簧表示法92
3.5.6动密封圈表示法94
3.6机构运动简图图形符号(GB/T 4460—
2013)97
第4章极限与配合、形状与位置公差和表面
结构105
4.1极限与配合105
4.1.1公差、偏差和配合的基本规定105
4.1.2标准公差数值106
4.1.3公差带及其选择106
4.1.4公差与配合的选择108
4.1.5孔、轴的极限偏差116
4.1.6未注公差的线性和角度尺寸的一般公差
(GB/T 1804—2000)146
4.1.7圆锥公差147
4.2几何公差形状、方向、位置和跳动
公差149
4.2.1形状、方向、位置和跳动公差
标注149
4.2.2形状、方向、位置、跳动公
差值154
4.3表面结构的表示法159
4.3.1概述159
4.3.2表面粗糙度参数及其数值159
4.3.3表面结构的图形符号、代号及其标注
(GB/T 131—2006)160
4.3.4选用表面粗糙度评定参数值的参考
图表167
第5章常用材料170
5.1金属材料常用力学性能指标170
5.2钢铁材料(黑色金属)171
5.2.1碳素结构钢和低合金结构钢牌号
和性能171
5.2.2合金结构钢177
5.2.3特殊用途钢183
5.2.4钢的型材、板材、管材和线材189
5.2.5铸钢牌号和性能213
5.2.6铸铁牌号和性能215
5.3非铁合金220
5.3.1铜和铜合金220
5.3.2铝和铝合金233
5.4非金属材料240
5.4.1橡胶240
5.4.2塑料的分类、名称和应用244
第6章螺纹和螺纹连接248
6.1常用螺纹248
6.1.1普通螺纹248
6.1.2小螺纹250
6.1.3梯形螺纹(GB/T 5796.1～5796.3—
2005)250
6.1.4锯齿形(3°、30°)螺纹252
6.1.555°密封管螺纹(GB/T 7306.1—
2000)252
6.1.660°密封管螺纹(GB/T 12716—
2011)254
6.1.755°非密封管螺纹(GB/T 7307—
2001)255
6.1.8用于管路的普通螺纹系列256
6.1.980°非密封管螺纹(GB/T 29537—
2013)257
6.2螺纹紧固件的性能等级和常用材料259
6.3螺纹连接的常用标准元件260
6.3.1螺栓260
6.3.2螺柱279
6.3.3螺母281
6.3.4螺钉298
6.3.5垫圈327
6.4螺纹零件的结构要素333
6.4.1螺纹收尾、肩距、退刀槽、
倒角333
6.4.2螺钉拧入深度和钻孔深度334
6.4.3螺栓钻孔直径和沉孔尺寸335
6.4.4扳手空间336
6.5轴系零件的紧固件337
第7章轴毂连接351
7.1键连接351
7.1.1键连接的类型、尺寸、公差配合和
表面粗糙度351
7.1.2键的选择和键连接的强度校核
计算360
7.2花键连接361
7.2.1花键连接的强度校核计算361
7.2.2矩形花键连接361
7.2.3渐开线花键连接364
7.3圆柱面过盈连接计算366
7.4胀紧连接套（GB/T 28701—2012）368
7.4.1概述368
7.4.2基本参数和主要尺寸369
7.4.3胀紧连接套的材料381
7.4.4按传递负荷选择胀套的
计算382
7.4.5结合面公差及表面粗糙度382
第8章销和铆钉连接383
8.1销连接383
8.1.1销的选择和销连接的强度校核
计算383
8.1.2销连接的标准元件384
8.2铆接396
8.2.1铆缝的设计396
8.2.2铆接结构设计中应注意的几个
问题398
8.2.3铆钉399
第9章滚动轴承403
9.1滚动轴承的代号(GB/T 272—
2017)403
9.1.1基本代号403
9.1.2前置代号405
9.1.3后置代号405
9.1.4常用汽车变速箱滚动轴承分类及
代号412
9.2滚动轴承的选用412
9.2.1滚动轴承的类型选择412
9.2.2滚动轴承的精度与游隙选择413
9.3滚动轴承的计算414
9.3.1滚动轴承的寿命计算414
9.3.2滚动轴承的静载荷计算422
9.3.3额定热转速423
9.4滚动轴承的配合425
9.4.1滚动轴承公差425
9.4.2滚动轴承的配合选择425
9.5滚动轴承的润滑428
9.5.1脂润滑428
9.5.2油润滑430
9.5.3固体润滑430
9.6滚动轴承的主要尺寸和性能431
9.6.1深沟球轴承（一）431
9.6.2深沟球轴承（二）437
9.6.3圆柱滚子轴承444
9.6.4双列圆柱滚子轴承450
9.6.5调心球轴承451
9.6.6调心滚子轴承453
9.6.7角接触球轴承457
9.6.8圆锥滚子轴承462
9.6.9推力球轴承471
9.6.10双向推力球轴承473
9.7钢球475
第10章滑动轴承476
10.1混合润滑轴承476
10.1.1径向滑动轴承座476
10.1.2金属轴套与轴瓦480
10.1.3混合润滑轴承的选用与
验算491
10.1.4润滑方式和润滑剂的选择494
10.2含油轴承496
10.2.1轴承材料的物理、力学性能497
10.2.2轴承的形式与尺寸498
10.2.3参数选择501
10.2.4润滑501
10.2.5使用安装(GB/T 2688—
2012)502
10.3无润滑轴承503
10.3.1轴承材料与性能503
10.3.2设计参数503
10.3.3承载能力503
第11章联轴器、离合器509
11.1联轴器509
11.1.1联轴器的选择计算509
11.1.2常用联轴器性能509
11.1.3联轴器轴孔和连接形式与尺寸
(GB/T 3852—2017)511
11.1.4刚性联轴器515
11.1.5无弹性元件挠性联轴器517
11.1.6非金属弹性元件挠性联
轴器530
11.1.7金属弹性元件挠性联轴器543
11.2离合器547
11.2.1常用离合器的类型及特点547
11.2.2牙嵌离合器548
11.2.3摩擦离合器551
11.2.4电磁离合器557
11.2.5气动离合器562
11.2.6超越离合器563
11.2.7离心离合器564
11.2.8安全离合器565
第12章润滑与密封566
12.1润滑剂566
12.1.1液体润滑剂566
12.1.2润滑脂573
12.1.3固体润滑剂575
12.2润滑方式577
12.3润滑件577
12.3.1油杯577
12.3.2油标580
12.3.3油枪583
12.4密封件583
12.4.1管法兰用非金属平垫片583
12.4.2O形橡胶圈587
12.4.3毡圈密封593
12.4.4J形和U形无骨架橡胶油封594
12.4.5唇形密封圈595
12.4.6VD形橡胶密封圈603
第13章齿轮传动606
13.1渐开线圆柱齿轮传动606
13.1.1基本齿廓与模数系列606
13.1.2渐开线圆柱齿轮的几何尺寸607
13.1.3渐开线圆柱齿轮的测量尺寸611
13.1.4渐开线圆柱齿轮传动的重合度
和齿轮齿条传动的重合度614
13.1.5变位齿轮的应用和变位系数的
选择615
13.1.6齿轮几何计算用图表617
13.1.7齿轮的材料621
13.1.8渐开线圆柱齿轮承载能力计算625
13.1.9圆柱齿轮的结构643
13.1.10齿轮传动的润滑648
13.1.11渐开线圆柱齿轮的精度649
13.1.12渐开线圆栓齿轮设计示例及零件工
作图669
13.2圆弧圆柱齿轮传动674
13.2.1圆弧齿轮的基本齿廓和模数
系列674
13.2.2圆弧齿轮传动的几何尺寸计算676
13.2.3圆弧齿轮测量尺寸计算677
13.2.4圆弧齿轮传动主要参数的选择679
13.2.5精度等级及其选择680
13.3渐开线锥齿轮传动681
13.3.1标准模数系列681
13.3.2直齿锥齿轮传动的几何尺寸
计算681
13.3.3正交斜齿锥齿轮传动的几何尺寸
计算683
13.3.4锥齿轮结构684
13.3.5锥齿轮的精度685
第14章蜗杆传动697
14.1概述697
14.1.1蜗杆传动的类型697
14.1.2蜗杆与蜗轮材料697
14.1.3蜗杆传动的润滑698
14.2普通圆柱蜗杆传动699
14.2.1普通圆柱蜗杆传动的参数
及尺寸699
14.2.2普通圆柱蜗杆传动的承载能力
计算703
14.2.3圆柱蜗杆与蜗轮的结构706
14.2.4圆柱蜗杆传动的精度707
14.2.5圆柱蜗杆传动的计算实例724
14.3圆弧圆柱蜗杆传动726
14.3.1圆弧圆柱蜗杆传动的类型726
14.3.2圆弧圆柱蜗杆传动的主要特点726
14.3.3圆弧圆柱蜗杆传动的参数726
第15章螺旋传动728
15.1滑动螺旋728
15.1.1螺杆与螺母材料728
15.1.2滑动螺旋传动的计算729
15.1.3螺旋的尺寸系列、精度与公差731
15.1.4预拉伸螺旋设计的有关问题736
15.2滚动螺旋736
15.2.1滚珠丝杠副的结构、性能与
类型736
15.2.2滚珠丝杠副的公称直径、公称导
程和标识符号740
15.2.3滚珠丝杠副的精度741
第16章带传动743
16.1V带传动743
16.1.1基准宽度制和有效宽度制743
16.1.2尺寸规格743
16.2V带传动的设计746
16.3带轮760
16.3.1带轮材料760
16.3.2带轮的结构760
16.3.3V带轮图例764
16.3.4带轮的技术要求765
16.4同步带765
16.4.1同步带的类型和标记765
16.4.2梯形同步带的规格765
16.4.3梯形同步齿形带的性能
(GB／Ｔ 11362—2008)767
16.4.4梯形齿同步带设计计算772
16.4.5梯形齿带轮775
16.5曲线齿同步带传动（GB/T 24619—
2009）777
16.5.1型号和标记777
16.5.2曲线齿同步带和带轮777
16.6圆弧齿同步带传动设计787
16.6.1尺寸规格787
16.6.2选型和额定功率789
16.6.3圆弧齿同步带传动设计计算793
16.6.4带轮796
第17章链传动800
17.1滚子链的基本参数和尺寸800
17.2滚子链传动设计计算803
17.3润滑范围选择805
17.4滚子链的静强度计算805
17.5滚子链链轮806
17.5.1基本参数和主要尺寸806
17.5.2齿槽形状806
17.5.3轴向齿廓808
17.5.4链轮公差809
17.5.5链轮材料及热处理809
17.5.6链轮结构810
17.5.7链轮图例812
第18章减速器813
18.1减速器的主要类型及特点813
18.2圆柱齿轮减速器的基本参数816
18.2.1中心距816
18.2.2传动比816
18.2.3齿宽系数a817
18.2.4减速器的传动比分配817
18.3减速器结构设计资料818
18.3.1铸铁箱体的结构和尺寸818
18.3.2焊接箱体的结构和尺寸820
18.3.3减速器附件821
18.3.4减速器结构设计应注意的问题825
18.4减速器典型结构图例827
第19章起重零件844
19.1钢丝绳844
19.1.1钢丝绳的术语、标记和分类
(GB／Ｔ 8706—2006)844
19.1.2一般用途钢丝绳(GB／Ｔ 20118—
2006)845
19.1.3重要用途钢丝绳(GB 8918—
2006)864
19.1.4电梯用钢丝绳(GB 8903—
2005)869
19.1.5密封钢丝绳(YB/T 5295—
2010)874
19.2绳具877
19.2.1钢丝绳夹(GB/T 5976—2006)877
19.2.2钢丝绳用套环(GB/T 5974.1—
2006)878
19.3滑轮的主要尺寸879
19.4卷筒881
19.4.1起重机卷筒直径和槽形881
19.4.2起重机用铸造卷筒形式和尺寸883
19.4.3起重机卷筒组装结构示例
(JB/T 9006—2013)885
19.5起重吊钩885
19.6制动器893
第20章弹簧896
20.1圆柱螺旋弹簧896
20.1.1圆柱螺旋弹簧尺寸系列896
20.1.2圆柱螺旋压缩弹簧897
20.1.3圆柱螺旋拉伸弹簧905
20.1.4圆柱螺旋扭转弹簧909
20.2平面涡卷弹簧912
20.2.1平面涡卷弹簧的类型、结构和
特性912
20.2.2平面涡卷弹簧的材料和许用
应力913
20.2.3平面涡卷弹簧的技术要求913
20.3碟形弹簧914
20.3.1碟形弹簧的类型和结构914
20.3.2碟形弹簧的尺寸系列914
20.3.3碟形弹簧的技术要求917
20.3.4碟形弹簧的典型工作图918
第21章常用电动机919
21.1概述919
21.2电动机选择920
21.2.1电动机型号920
21.2.2选择电动机的基本原则和方法921
21.3交流电动机923
21.3.1异步电动机923
21.3.2小功率异步电动机944
21.4直流电动机949
21.4.1直流电动机常用防护形式949
21.4.2Z4系列直流电动机949
参考文献957