机械设计实用手册（第四版）

　　《机械设计实用手册》从机械设计的思考过程、思考方法和设计顺序入手，阐述机械设计必须掌握的基础知识，引导设计者了解并掌握整个设计的全过程及各设计阶段的任务。本手册小而全，精简精选设计人员和学校做设计的师生常用的标准、资料，实用、使用便捷。手册提供了实际机械设计所需的详细、充分的设计内容，包括：机械传动、机构、结构的设计步骤、设计参数的选择、设计的计算及数据；液压及气动系统的组成、元器件结构原理、系统设计；现代数字自动化设计中必须采用的变频电动机、伺服电动机、传感器等的工作原理、技术参数和产品。标准件、工程材料、外购通用零部件产品等，均重点说明了选用方法或选用实例，务求达到选用准确、合理，并加快选用过程。 本手册适合从事机械设计的工程技术人员使用，也可供高等院校师生教学和设计做设计参考工具书使用。

　　高志，清华大学机械系，副教授，教学经历：开设机械设计、机械创新设计、机械设计综合训练等课程。科研方向：机械设计，摩擦学设计，密封，计算机辅助机械设计。

第1篇常用设计资料
第1章数据和资料2
1.1常用数据2
1.1.1机械传动效率2
1.1.2常用材料弹性模量及泊松比3
1.1.3常用材料的密度3
1.1.4松散物料的密度和安息角3
1.1.5材料的线胀系数4
1.1.6摩擦因数5
1.1.7常用材料极限强度的近似关系8
1.1.8金属材料熔点、热导率及比热容8
1.1.9液体材料的物理性能9
1.1.10气体材料的物理性能9
1.1.11常用几何体的面积、体积及重心位置10
1.2国内外常用标准代号11
1.3法定计量单位和常用单位换算12
1.3.1法定计量单位12
1.3.2常用物理量及其法定计量单位的名称符号14
1.3.3法定计量单位和常用单位换算17
1.3.4市制计量单位及换算20
1.3.5标准线规尺寸换算21
1.3.6黑色金属硬度及强度换算22
1.3.7碳钢硬度及强度换算值24
1.3.8运动黏度与恩氏黏度对照25
1.4常用力学公式26
1.4.1运动学、动力学公式26
1.4.2常用材料力学公式32
1.4.3平板弯曲计算49
1.4.4立柱的稳定性计算51
1.4.5冲击载荷计算55
1.4.6接触应力计算56
1.5照度标准值60
1.6噪声排放标准61
1.7电机工程常用资料62
1.7.1电机工程常用公式62
1.7.2电工设备防护63
第2章机械制图67
2.1制图基本知识67
2.1.1图纸幅面和格式67
2.1.2标题栏与明细栏68
2.1.3比例68
2.1.4图线69
2.1.5剖面符号69
2.2图样画法70
2.3装配图中零、部件序号及其编排方法75
2.4尺寸与公差配合注法75
2.4.1尺寸注法75
2.4.2尺寸公差与配合注法79
2.5零件和结构画法80
2.5.1螺纹、螺纹紧固件的表示及标注方法80
2.5.2齿轮画法81
2.5.3花键的画法83
2.5.4弹簧画法83
2.5.5滚动轴承画法85
2.5.6中心孔表示法89
2.6展开画法89
2.7机构运动简图93
第3章极限与配合100
3.1公差、偏差和配合的基础100
3.1.1术语、定义及标注（摘自GB/T 1800.1—2009）100
3.1.2标准公差数值表（摘自GB/T 1800.1—2009）102
3.2公差和配合的选择102
3.2.1配合制的选择102
3.2.2标准公差等级的选择103
3.2.3公差带与配合的选用106
3.2.4应用示例110
3.3孔、轴公差带（摘自GB/T 1801—2009）111
3.3.1公称尺寸至500mm的孔、轴公差带111
3.3.2公称尺寸大于500mm至3150mm的孔、轴公差带111
3.4公称尺寸至500mm的基孔制、基轴制优先、常用配合（摘自GB/T 1801—2009）112
3.5公称尺寸至500mm孔、轴的极限偏差（摘自GB/T 1800.2—2009）113
3.6公称尺寸大于500mm至3150mm孔、轴的极限偏差（摘自GB/T 1800.2—2009)125
3.7未注公差的线性和角度尺寸的一般公差（摘自GB/T 1804—2000）129
3.7.1一般公差的适用范围129
3.7.2一般公差的概念129
3.7.3一般公差的公差等级和极限偏差129
3.7.4一般公差的图样表示法129
第4章几何公差131
4.1术语及定义（摘自GB/T 1182—2018、GB/T 4249—2018、GB/T 17851—2010、GB/T 16671—2018、
GB/T 18780.1—2002）131
4.2几何公差的符号及其标注134
4.3几何公差带的定义、标注和解释（摘自GB/T 1182—2018）142
4.4几何公差的数值及其应用162
4.4.1几何公差项目及公差值的选择162
4.4.2几何公差数值及应用举例163
4.4.3形状和位置公差的未注公差值（摘自GB/T 1184—1996）172
4.5基本原则的应用174
4.6最大实体要求，最小实体要求和可逆要求的应用176
第5章表面结构183
5.1概述183
5.2术语及定义（摘自GB/T 3505—2009）183
5.2.1一般术语及定义183
5.2.2几何参数术语及定义184
5.2.3表面轮廓参数术语及定义184
5.2.4基本术语与参数符号的新、旧标准对照186
5.3表面粗糙度参数及其数值系列187
5.4产品几何技术规范（GPS），技术产品文件中表面结构的表示法（摘自GB/T 131—2006）188
5.4.1标注表面结构的图形符号188
5.4.2表面结构完整图形符号的组成189
5.4.3表面结构要求在图样中的注法190
5.4.4表面结构要求图样标注的演变191
5.5表面粗糙度的选用192
5.5.1选用原则192
5.5.2选用举例193
第6章机械制造技术与结构设计的工艺性196
6.1铸造工艺与铸体设计的工艺性196
6.1.1常用铸造材料的性能及其铸件的结构特点和应用196
6.1.2铸件的结构工艺参数197
6.1.3铸造公差203
6.1.4铸件结构设计注意事项204
6.2锻造工艺与锻件设计的工艺性205
6.2.1金属的可锻性205
6.2.2各种锻造方法的比较205
6.2.3锻件的结构工艺参数206
6.2.4锻件结构设计注意事项210
6.3冷冲压技术与冲压件结构设计的工艺性212
6.3.1冷冲压件常用材料212
6.3.2冷冲压件的结构工艺参数212
6.3.3冷冲压零件结构设计注意事项224
6.4切削加工与零件结构设计的工艺性224
6.4.1常用一般标准224
6.4.2金属切削加工零件的结构工艺参数230
6.4.3切削加工件结构设计注意事项237
第7章钢的热处理241
7.1铁-碳合金状态图及钢的结构组织241
7.2常用钢的热处理方法、特点及应用244
7.3常用钢的表面热处理方法、特点及应用248
7.4常用零件材料的热处理要求250
7.5零件工作图应注明的热处理要求253
7.5.1在工作图上应标明的热处理要求253
7.5.2金属热处理工艺分类及代号254
7.5.3热处理技术要求在零件图样上的表示方法255
第8章零件的表面处理258
8.1金属镀覆和化学处理表示方法用的各种符号258
8.2金属镀覆和化学、电化学处理的表示方法（在图纸上的标记）260
8.3常用金属基体材料的镀覆和化学、电化学处理方法的选择应用261
8.3.1选择时应考虑的问题261
8.3.2常用金属的镀覆方法和化学、电化学处理方法及其特点261
8.3.3金属镀覆和化学、电化学处理的使用环境条件262
8.3.4金属镀覆和化学、电化学处理准备（前处理）工序的特性及应用范围263
8.3.5金属镀覆层的特性和应用范围264
8.3.6金属的化学、电化学处理层的特性和应用范围269
8.4部分有机涂料、涂覆层的选择及标记272
8.4.1有机涂料类别名称及代号272
8.4.2部分有机涂料基本名称代号及与标记有关的其他符号或代号273
8.4.3有机涂料型号、名称举例275
8.4.4有机涂料涂覆标记及示例275
8.4.5各种有机涂料涂覆方法的选择及配套设计276