机械设计手册：常用设计资料和数据作者简介

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。2100433B

机 械 工 业 出 版 社《机械设计手册》第6版单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。

本单行本为《常用设计资料和数据》，主要介绍了常用符号和数据、计量单位和单位换算、常用数学公式、常用力学公式等内容。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。

《机械设计手册》第五版单行本共16分册，涵盖了机械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·精度设计》、《常用机械工程材料》、《机构》、《连接与紧固》、《轴及其连接》、《轴承》、《起重运输件·五金件》、《润滑与密封》、《弹簧》、《机械传动》、《减（变）速器·电机与电器》、《机械振动·机架设计》、《液压传动》、《液压控制》、《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。内容包括基础资料和公式，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，焊接和铆接设计工艺性，零部件冷加工设计工艺性与结构要素，热处理，表面技术，装配工艺性，工程用塑料和粉末冶金零件设计要素，人机工程学有关功能参数，符合造型、载荷、材料等因素要求的零部件结构设计准则、装运要求及设备基础等。

本书可作为机械设计人员和有关人员技术人员的工具书，也可供高等院校有关专业师生参考。

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本书为《常用设计资料》。内容包括常用基础资料和公式，铸件、锻造、冲压、拉深、焊接、铆接、零部件冷加工、工程用塑料和粉末冶金零件的设计工艺及结构要素，热处理、表面技术、装配等工艺，人机工程学有关功能参数的介绍和选择，零部件结构设计准则，装运要求及设备基础的设计要求和选用，同时还列举了机械设计的巧（新）例和错例供设计人员参考。

第1篇一般设计资料

第1章常用基础资料和公式1-3

1常用资料和数据1-3

2法定计量单位和常用单位换算1-13

2.1法定计量单位1-13

2.2常用单位换算1-31

3优先数和优先数系1-39

3.1优先数系（摘自GB/T 321—2005、GB/T 19763—2005）1-39

3.2优先数的应用示例1-42

4数表与数学公式1-45

4.1数表1-45

4.2物理科学和技术中使用的数学符号（摘自GB 3102.11—1993）1-47

4.3数学公式1-53

5常用力学公式1-100

5.1运动学、动力学基本公式1-100

5.2材料力学基本公式1-112

5.3接触应力1-169

5.4动荷应力1-173

5.5厚壁圆筒、等厚圆盘及薄壳中的应力1-177

5.6平板中的应力1-182

5.7压杆、梁与壳的稳定性1-190

第2章铸件设计的工艺性和铸件结构要素1-203

1铸造技术发展趋势及新一代精确铸造技术1-203

2常用铸造金属的铸造性和结构特点1-212

3铸件的结构要素1-217

4铸造公差（摘自GB/T 6414—1999）1-222

5铸件设计的一般注意事项（摘自JB/ZQ 4169—2006）1-223

6铸铁件（摘自JB/T 5000.4—2007）、铸钢件（摘自JB/T 5000.6—2007）、有色金属铸件（摘自JB/T 5000.5—2007）等铸件通用技术条件1-231

第3章锻造、冲压和拉深设计的工艺性及结构要素1-233

1锻造1-233

1.1金属材料的可锻性1-233

1.2锻造零件的结构要素（摘自GB/T 12361—2003、JB/T 9177—1999）1-234

1.3锻件设计注意事项1-239

1.4锻件通用技术条件（碳素钢和合金结构钢）（摘自JB/T 5000.8—2007）1-241

2冲压1-241

2.1冷冲压零件推荐用钢1-241

2.2冷冲压件的结构要素1-242

2.3冲压件的尺寸和角度公差、形状和位置未注公差（摘自GB/T 13914、13915、13916—2013）、未注公差尺寸的极限偏差（摘自GB/T 15055—2007）1-246

2.4冷挤压件结构要素1-252

2.5冷冲压、冷挤压零件的设计注意事项1-254

3拉深1-257

3.1拉深件的设计及注意事项1-257

3.2无凸缘圆筒形件的拉深（JB/T 6959—2008）1-259

3.3有凸缘圆筒形件的拉深1-260

3.4无凸缘椭圆形件的拉深1-262

3.5无凸缘盒形件的拉深1-264

4压边（JB/T 6959—2008）1-265

4.1压边拉深的条件1-265

4.2压边载荷的计算1-266

4.3压边方式的选择1-266

4.4压机能力的选择1-266

5模具结构设计（JB/T 6959—2008）1-266

5.1模具的结构形式1-266

5.2模具的圆角半径1-267

5.3模具间隙的确定1-267

第4章焊接和铆接设计工艺性1-268

1焊接1-268

1.1金属常用焊接方法分类、特点及应用1-268

1.2金属的可焊性1-272

1.3焊接材料及其选择1-278

1.4焊缝1-352

1.5焊接结构的一般尺寸公差和形位公差（摘自GB/T 19804—2005）1-392

1.6钎焊1-395

1.7塑料焊接1-408

1.8焊接结构设计注意事项1-409

2铆接1-415

2.1铆接设计注意事项1-415

2.2型钢焊接接头尺寸、螺栓和铆钉连接规线、最小弯曲半径及截切1-416

3焊接件通用技术条件（摘自JB/T 5000.3—2007）1-425

第5章零部件冷加工设计工艺性与结构要素1-427

1金属材料的切削加工性1-427

2一般标准1-430

3冷加工设计注意事项1-441

4切削加工件通用技术条件（重型机械）（摘自JB/T 5000.9—2007）1-452

第6章热处理1-455

1钢铁热处理1-455

1.1铁-碳合金平衡图及钢的结构组织1-455

1.2热处理方法分类、特点和应用1-457

1.3常用材料的热处理1-477

1.4如何正确地提出零件的热处理要求1-496

1.5热处理对零件结构设计的要求1-519

2有色金属热处理1-529

2.1有色金属材料热处理方法及选用1-529

2.2铝及铝合金热处理1-530

2.3铜及铜合金热处理1-533

2.4钛及钛合金热处理1-534

2.5镁合金的热处理1-535

第7章表面技术1-538

1表面技术的分类和功能1-538

1.1表面技术的含义和分类1-538

1.2表面技术的功能1-539

2不同表面技术的特点1-542

2.1表面技术的特点与应用1-542

2.2各种薄膜气相沉积技术的特点对比1-550

3机械产品表面防护层质量分等分级（JB/T 8595—1997）1-551

3.1技术要求1-552

3.2试验方法1-553

3.3检验规则1-553

3.4试验结果的判断及复试要求1-553

4电镀1-554

5复合电镀1-559

6（电）刷镀1-561

7纳米复合电刷镀1-565

8热喷涂1-568

9塑料粉末热喷涂1-579

10钢铁制件粉末镀锌（摘自JB/T 5067—1999）1-583

11化学镀、热浸镀、真空镀膜1-584

12化学转化膜法（金属的氧化、磷化和钝化处理）和金属着色处理1-585

13喷丸、滚压和表面纳米化1-587

14高能束表面强化技术1-590

15涂装1-597

16复合表面技术1-610

16.1以增强耐磨性为主的复合涂层1-610

16.2以增强耐蚀性为主的复合涂层1-625

16.3以增强固体润滑性为主的复合涂层1-632

16.4以提高疲劳强度等综合性能的表面复合涂层1-642

17陶瓷涂层1-643

18表面技术的设计选择1-646

18.1表面（复合表面）技术设计选择的一般原则1-646

18.2涂覆层界面结合的类型、原理和特点1-649

18.3镀层和不同材料相互接触时的接触腐蚀等级1-651

18.4镀层厚度系列及应用范围1-652

18.5不同金属及合金基体材料的镀覆层的选择1-658

18.6表面处理的表示方法1-659

19有色金属表面处理1-662

19.1铝及铝合金的氧化与着色1-662

19.2镁合金的表面处理1-665

第8章装配工艺性1-668

1装配类型和方法1-668

2装配工艺设计注意事项1-668

3转动件的平衡1-677

3.1基本概念1-677

3.2静平衡和动平衡的选择1-678

3.3平衡品质的确定（摘自GB/T 9239.1～9239.2—2006）1-678

3.4转子许用不平衡量向校正平面的分配（摘自GB/T 9239.1～9239.2—2006）1-680

3.5转子平衡品质等级在图样上的标注方法（参考）1-682

4装配通用技术条件（摘自JB/T 5000.10—2007）1-683

4.1一般要求1-683

4.2装配连接方式1-683

4.3典型部件的装配1-684

4.3.1滚动轴承1-684

4.3.2滑动轴承1-685

4.3.3齿轮与齿轮箱装配1-687

4.3.4带和链传动装配1-687

4.3.5联轴器装配1-688

4.3.6制动器、离合器装配1-688

4.4平衡试验及其他1-688

4.5总装及试车1-689

5配管通用技术条件（摘自JB/T 5000.11—2007）1-689

第9章工程用塑料和粉末冶金零件设计要素1-693

1工程用塑料零件设计要素1-693

1.1塑料分类、成形方法及应用1-693

1.2工程常用塑料的选用1-694

1.3工程用塑料零件的结构要素1-695

1.4塑料零件的尺寸公差和塑料轴承的配合间隙1-696

1.5工程用塑料零件的设计注意事项1-697

2粉末冶金零件设计要素1-700

2.1粉末冶金的特点及主要用途1-700

2.2粉末冶金零件最小厚度、尺寸范围及其精度1-700

2.3粉末冶金零件设计注意事项1-700

第10章人机工程学有关功能参数1-703

1人体尺寸百分位数在产品设计中的应用1-703

1.1人体尺寸百分位数的选择（摘自GB/T 12985—1991）1-703

1.2以主要百分位和年龄范围的中国成人人体尺寸数据（摘自GB/T 10000—1988）1-705

1.3工作空间人体尺寸（摘自GB/T 13547—1992）1-711

1.4工作岗位尺寸设计的原则及其数值（摘自GB/T 14776—1993）1-714

1.4.1工作岗位尺寸设计1-716

1.4.2工作岗位尺寸设计举例1-718

2人体必需和可能的活动空间1-720

2.1人体必需的空间1-720

2.2人手运动的范围1-720

2.3上肢操作时的最佳运动区域1-720

2.4腿和脚运动的范围1-720

3操作者有关尺寸1-721

3.1坐着工作时手工操作的最佳尺寸1-721

3.2工作坐位的推荐尺寸1-722

3.3运输工具的坐位及驾驶室尺寸1-723

3.4站着工作时手工操作的有关尺寸1-723

4手工操作的主要数据1-724

4.1操作种类和人力关系1-724

4.2操纵机构的功能参数及其选择1-726

5工业企业噪声有关数据1-728

6照明1-729

7综合环境条件的不同舒适度区域和振动引起疲劳的极限时间1-729

8安全隔栅及其他1-730

8.1安全隔栅1-730

8.2梯子（摘自GB 4053.1，4053.2—2009）及防护栏杆（摘自GB 4053.3—2009）1-731

8.3倾斜通道1-733

第11章符号造型、载荷、材料等因素要求的零部件结构设计准则1-734

1符合造型要求的结构设计准则1-734

2符合载荷要求的结构设计准则1-735

3符合公差要求的结构设计准则1-740

4符合材料及其相关因素要求的结构设计准则1-742

第12章装运要求及设备基础1-749

1装运要求1-749

1.1包装通用技术条件（摘自JB/T 5000.13—2007）1-749

1.2有关运输要求1-750

2设备基础设计的一般要求1-752

2.1混凝土基础的类型1-752

2.2地脚螺栓1-753

2.3设备和基础的连接方法及适应范围1-754

3垫铁种类、型式、规格及应用1-756

第13章机械设计的巧（新）例与错例1-758

1巧（新）例1-758

1.1利用差动螺旋和锥面摩擦实现用一个手轮完成粗动和微动调节1-758

1.2多头螺纹半自动车床1-759

1.3中华世纪坛传动方案设计1-760

1.4增力离心离合器1-762

1.5利用陀螺效应改进搅拌设备1-764

1.6磁悬浮列车1-765

1.7超磁致伸缩材料1-766

1.8新巧减速器与无级变速器结构1-768

1.8.1MPS型单级行星减速器1-768

1.8.2四级组合行星减速器1-770

1.8.3QHJLM4000型起重机回转减速器1-771

1.8.4日本RV型减速器1-772

1.8.5新颖NN型少齿差传动带轮减速器1-773

1.8.6紧凑型摆线—NGW组合行星减速器1-774

1.8.7平衡式少齿差减速器1-775

1.8.8二级NGWN行星传动轴装式减速器1-776

1.9新巧无级变速器结构1-777

1.9.1蜗轮—NGW行星传动差动无级变速器1-777

1.9.2NGW行星变速器1-777

1.9.3蜗轮—NW行星传动无级变速器1-779

1.10新颖扭矩加载器（用于封闭功率流传动试验台）1-780

1.10.1二级NGWN行星传动电动同步扭矩加载器1-780

1.10.2谐波传动内藏扭力杆式电动同步扭矩加载器1-781

1.11意大利SERVOMECH公司新型电动推杆1-782

1.11.1蜗轮传动电动推拉杆1-782

1.11.2带过载保护的蜗轮传动电动推拉杆1-783

1.11.3同步带传动电动推拉杆1-783

1.12一种电动推拉杆的行程控制装置1-784

1.13小型化、轻量化的结构1-785

1.13.1利用摆线减速滚筒的输送机1-785

1.13.2改变传动系统改进立式辊磨机（利用锥齿轮—行星齿轮减速器代替锥齿轮—圆柱齿轮减速器）1-785

1.14延长寿命的结构——采用新型非零变位锥齿轮提高齿轮强度和寿命1-787

1.15减小噪声与污染的结构——卧式螺旋污泥脱水机带式无级差速器1-788

1.16直角坐标钻臂的工作装置1-789

1.17单件小批大型活塞环（涨圈）粗加工尺寸的确定1-789

1.18陀螺效应对飞轮轴强度的影响1-794

1.19整机的合理布局1-796

1.20现代轿车自动变速器系统1-798

2错例1-801

2.1引进柴油发动机变螺距气阀弹簧的改进设计1-801

2.2油田抽油机结构改进设计1-802

2.32Z-X型少齿差减速器无轴向定位1-802

2.4麦芽翻拌机少齿差减速器工艺差、结构笨重1-803

2.5双内啮合二齿差行星减速器设计不当1-804

2.6十字轴式万向联轴器（简称万向轴）十字轴总成结构1-805

2.7计算公式可简化的例子1-805

2.8物料抛掷的阻力系数1-806

2.9架空索道承载索滚子链的蠕动1-807

2.10几种不宜用泵串联的问题1-808

2.11板链式输送机串联的设计错误1-809

2.12转运站位置设置的问题1-810

2.13林木生物质粉碎机创新设计1-810

2.14钛液泵轴封的失效原因及改进设计1-811

2.15齿轮减速机构高速轴无法运行1-813

2.16柴油发电机组隔振系统的自激振荡1-813

2.17交变载荷使橡胶联轴器破损1-814

2.18机车轮对拆装时易损伤车轴和轮毂1-814

2.19某电子保险锁结构的改进设计1-815

2.20ZJ-400罗茨真空泵的设计改进1-816

2.21改进设计的J28型3.3m煤气炉1-817

2.22回路构成不合理1-818

2.23重载下的锁紧回路振动1-819

2.24液控单向阀的泄压方式不合理1-819

2.25拉弯机的液压系统1-820

2.26换向回路没注意滑阀的过渡机能1-820

第14章介绍一种新的计算方法——新微分算子法研究机械振动1-822

参考文献1-828 2100433B