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第1篇 一般设计资料 3

第1章 常用基础资料和公式 3

1 常用资料和数据 3

字母 3

国内标准代号及各国国家标准代号 4

机械传动效率 5

常用材料的密度 6

松散物料的密度和安息角 6

材料弹性模量及泊松比 7

摩擦因数 8

滑动摩擦因数与速度变化的关系 10

滑动摩擦因数与压力变化的关系 10

金属材料熔点、热导率及比热容 11

材料线膨胀系数a1 11

液体材料的物理性能 12

气体材料的物理性能 12

2法定计量单位和常用单位换算 13

2．1法定计量单位 13

用于构成十进倍数单位和分数单位的SI词头（GB3100—199一大半3） 13

常用物理量的法定计量单位（GB—3102．1～3102．7—1993） 13

2．2常用单位换算 31

长度单位换算 31

面积单位换算 31

体积、容积单位换算 32

质量单位换算 32

密度单位换算 32

速度单位换算 33

角速度单位换算 33

质量流量单位换算 33

体积流量单位换算 34

压力单位换算 34

力单位换算 35

力矩与转矩单位换算 35

功、能与热量单位换算 36

功率单位换算 36

比能单位换算 37

比热容与比熵单位换算 37

传热系数单位换算 37

热导率单位换算 37

黑色金属硬度及强度换算值之一（GB/T 1172—1999） 38

黑色金属硬度及强度换算值之二（GB/T 1172—1999） 40

3优先数和优先数系（GB 321—1980） 40

3．1 优先数系 41

3．2 优先数的应用示例 43

4 数表与数学公式 46

4．1 数表 46

二项式系数（？） 46

圆的内切、外接多边形几何尺寸 47

弓形几何尺寸 47

4．2物理科学和技术中使用的数学符号（GB 3102．11—1993） 48

4．3 数学公式 53

代数 53

平面三角 57

复数 61

坐标系及坐标变换 62

常用曲线 63

几种曲面 67

微积分 68

微积分的应用 71

常微分方程 78

拉氏变换 79

矩阵 82

常用几何体的面积、体积及重心位置 91

5常用力学公式 93

5．1 运动学、动力学基本公式 93

运动学基本公式 93

动力学基本公式 94

转动惯量 96

一般物体旋转时的转动惯量 97

常用旋转体的转动惯量 104

5．2 材料力学基本公式 105

主应力及强度理论公式 105

许用应力与安全系数 113

截面力学特性的计算公式 116

各种截面的力学特性 117

杆件计算的基本公式 125

受静载荷梁的内力及变位计算公式 128

单跨刚架计算公式 149

5．3 接触应力 152

5．4 动荷应力 156

惯性力引起的动应力 156

冲击载荷计算公式 158

振动应力 159

5．5 厚壁圆筒、等厚圆盘及薄壳中的应力 160

厚壁圆筒计算公式 160

等厚旋转圆盘计算公式 162

薄壳中应力与位移计算公式 162

5．6 平板中的应力 165

5．7 压杆、梁与壳的稳定性 173

等断面立柱受压稳定性计算 173

变断面立柱受压稳定性计算 180

梁的稳定性 180

壳的临界载荷 185

第2章 铸件设计的工艺性和铸件结构要素 186

1 常用铸造金属的铸造性和结构特点 186

铸铁和铸钢的特性与结构特点 186

常用铸造有色合金的特性与结构特点 188

2 铸件的结构要素 189

最小壁厚（不小于） 189

外壁、内壁与筋的厚度 189

壁的连接 189

壁厚的过渡 191

最小铸孔 191

铸造内圆角及过渡尺寸（JB/ZQ4255—1997） 192

铸造外圆角（JB/ZQ4256—1997） 192

铸造斜度 193

法兰铸造过渡斜度（JB/ZQ 4254—1997） 193

凸出部分最小尺寸（JB/ZQ 4169—1997） 193

加强筋 193

孔边凸台 194

内腔 194

凸座 194

3 铸造公差（JB/T 5000．4—1998） 194

4 铸件设计的一般注意事项（JB/ZQ 4169—1997） 195

5 铸铁件（J B/T 5000．4—1998）、铸钢件（JB/T 5000．6—1998）、有色金属铸件（JB/T 5000．5—1998）等铸件通用技术条件 203

第3章 锻造和冲压设计的工艺性及结构要素 204

1 锻造 204

1．1 金属材料的可锻性 204

1．2 锻造零件的结构要素 204

模锻斜度（JB/Z 295—1987） 204

圆角半径（JB/Z 295—1987） 205

腹板厚度（JB/Z 295—1987） 208

最小冲孔直径、盲孔和连皮厚度（JB/Z 295—1987） 208

不同截面形状的最小底厚t、最小筋宽b和最小圆角半径R1（JB/Z 295—1987） 209

扁钢辗成圆柱形端尺寸 210

圆钢锤扁尺寸 210

1．3 锻件设计注意事项 210

2冲压 212

2．1 冷冲压零件推荐用钢 212

2．2 冲压件的结构要素 213

冲裁件的结构要素（JB 4378—1987） 213

弯曲件的结构要素（JB 4378—1987） 213

拉深件和翻孔件的结构要素 214

铁皮咬口类型、用途和余量 215

卷边直径 215

通风罩冲孔（JB/ZQ 4262—1997） 216

零件弯角处须容纳另一个直角零件的做法 216

最小可冲孔眼的尺寸（为板厚的倍数） 216

翻孔尺寸及其距离边缘的最小距离 216

加固筋的形状、尺寸及间距 217

弯曲件尾部弯出长度 217

冲出凸部的高度 217

箱形零件的圆角半径、法兰边宽度和工件高度 217

冲裁件最小许可宽度与材料的关系 217

箍压时直径缩小的合理比例 217

2．3冲压件的尺寸和角度公差、形状和位置未注公差（GB/T 13914、13915、13916—1992）、未注公差尺寸的极限偏差（GB/T 15055—1994） 218

平冲压件和成型冲压件尺寸公差 218

冲压件形状和位置未注公差（GB/T 13916—1992） 223

2．4冷挤压件结构要素 224

冷挤压件的分类 225

确定结构要素的一般原则 225

冷挤压件结构要素 226

2．5冷冲压、冷挤压零件的设计注意事项 226

3锻件通用技术条件（碳素钢和合金结构钢）（JB/T 5000．8—1998） 229

第4章 焊接和铆接设计工艺性 230

1 焊接 230

1．1 金属常用焊接方法及应用 230

1．2 金属的可焊性 233

钢的可焊性 233

铸铁的可焊性 234

有色金属的可焊性 235

常用异种金属间的可焊性 236

1．3 焊接材料及其选择 239

选择焊条的基本原则 239

焊条、焊丝和焊剂 240

1．4 焊缝 268

焊接方法代号及注法（GB/T 5185—1985） 268

焊缝符号表示方法（GB/T 324—1988、GB/T 12212—1990） 268

碳钢、低合金钢焊缝坡口的基本型式与尺寸（GB/T 985—1988） 282

不同厚度钢板的对接焊接 286

有色金属焊接坡口型式及尺寸 286

焊缝强度计算 287

焊缝许用应力 291

1．5焊接结构件未注尺寸公差与形位公差（JB/T 5000．3—1998） 293

1．6 焊缝质量等级规定 295

1．7 钎焊 298

各种钎焊方法的比较及应用范围 298

钎料和钎剂的选择原则 299

钎料的选择 300

典型钎焊的接头型式 301

钎焊接头的间隙 302

钎料和钎剂 303

1．8 塑料焊接 311

热塑性塑料的可焊性 311

塑料焊接温度 311

硬聚氯乙烯塑料焊接接头型式及尺寸 311

1．9 焊接结构设计注意事项 312

2 铆接 318

2．1铆接设计注意事项 318

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 319

等边角钢 319

不等边角钢 321

热轧普通槽钢 323

热轧普通工字钢 324

板材最小弯曲半径 325

管材最小弯曲半径 326

扁钢、圆钢弯曲的推荐尺寸 327

角钢坡口弯曲c值 328

角钢截切角推荐值 328

3焊接件通用技术条件（JB/T 5000．3—1998） 328

第5章 零部件冷加工设计工艺性与结构要素 330

1金属材料的切削加工性 330

2 一般标准 332

标准尺寸（GB 2822—1981） 332

标准角度（Q/ZB 132—1973） 333

锥度与锥角系列（GB 157—1989） 333

棱体的角度与斜度（GB 4096—1983） 334

莫氏和公制锥度（附斜度对照） 334

60°中心孔（GB145—1985） 335

75°90°中心孔 336

零件倒圆与倒角（GB 6403．4—1986） 336

球面半径（GB 6403．2—1986） 337

圆形零件自由表面过渡圆角半径和静配合联接轴用倒角 337

燕尾槽（JB/ZQ 4241—1997） 337

T形槽（GB/T 158—1996） 338

砂轮越程槽（GB/T 6403．5—1986） 339

刨切、插、珩磨越程槽 340

退刀槽（JB/ZB 4238—1997） 340

滚入字齿轮退刀槽（JB/ZQ 4238—1997） 341

弧形槽端部半径 341

分度盘和标尺刻度（JB/ZQ 4260—1997） 342

滚花（GB 6403—1986） 342

锯缝尺寸（JB/ZQ 4246—1997） 342

3冷加工设计注意事项 343

4 切削加工件通用技术条件（重型机械）（JB/T 5000．9-1998） 354

第6章 热处理 357

1 钢铁热处理 357

1．1铁-碳合金平衡图及钢的结构组织 357

1．2 热处理方法分类、特点和应用 359

普通热处理方法、特点和应用 359

表面热处理方法、特点和应用 364

1．3常用材料的热处理 370

材料在热处理中的特性 370

淬透性曲线图及其应用 372

合金元素及碳在钢中的影响和作用 374

常用材料的工作条件和热处理 376

1．4 如何正确地提出零件的热处理要求 384

工作图上应注明的热处理要求 384

金属热处理工艺分类及代号的表示方法（GB/T 12603-1990） 385

热处理技术要求在零件图上的表示方法（JB/T 8555-1997） 387

制定热处理要求的要点 390

几类典型零件的热处理实例 398

1．5 热处理对零件结构设计的要求 406

一般要求 406

感应加热表面淬火的特殊要求 414

2有色金属热处理 416

2．1 有色金属材料热处理方法及选用 416

2．2 铝及铝合金热处理 417

变形铝合金的热处理方法和应用 417

铸造铝合金的热处理方法和应用 419

2．3 铜及铜合金热处理 420

2．4 钛及钛合金热处理 421

第7章 表面处理 422

1 电镀 422

电镀层的分类 422

金属镀层的特点及应用 423

镀层选择 424

2（电）刷镀 427

镀层类别及刷镀溶液的选择 427

3热喷涂 428

热喷涂方法的分类及特性比较 429

喷焊与喷涂的特性比较 429

涂层类别及喷涂材料的选择 429

热喷涂应用实例 433

4塑料喷涂 435

塑料喷涂的方法和应用 436

塑料涂层的类型和应用 437

塑料喷涂对被涂件结构的一般要求 438

5粉末渗镀锌（JB-K 5067-1991） 438

镀层厚度等级及厚度值 438

6化学镀、热浸镀、真空镀膜 439

化学镀、热浸镀、真空镀膜的特点及应用 439

离子镀TiN、TiC化合物镀膜 440

7金属的氧化、磷化和钝化处理 440

金属的氧化、磷化和钝化处理的特点与应用 440

铝及铝合金的氧化与着色 441

8 喷丸与滚压处理 444

喷丸原理与应用 444

滚压原理与参数 444

滚珠滚压加工对碳钢零件表面性质的改善程度 445

表面强化使疲劳强度增加的百分数 445

各种表面强化方法的特点 445

9 油漆 446

金属油漆涂层的类型及其选择 446

涂料选择推荐表 448

不同用途对涂料的选择 448

不同金属用底漆的选择 448

各类涂装类别所用油漆的通用技术要求 449

底漆和面漆的配套 450

涂层厚度选择 451

耐热涂层 451

三防（防湿热、防盐雾、防霉菌）涂层系统 452

10表面处理的表示方法 453

金属镀覆和化学处理 453

表面涂料涂覆（GB 4054-1983） 455

11 涂装通用技术条件（JB/T 5000．12-1998） 457

第8章 装配工艺性 460

1装配类型和方法 460

2装配工艺设计注意事项 460

3 转动件的平衡 469

3．1基本概念 469

3．2 静平衡和动平衡的选择 470

3．3平衡品质的确定（GB/T 9239-1988） 470

3．4 转子许用不平衡量向校正平面的分配（JB/ZQ 4165-1997） 472

3．5 转子平衡品质等级在图样上的标注方法（参考） 474

4 装配通用技术条件（JB/T 5000．10-1998） 475

4．1一般要求 475

4．2装配连接方式 475

4．3典型部件的装配 476

4．3．1滚动轴承 476

4．3．2 滑动轴承 477

4．3．3 齿轮与齿轮箱装配 479

4．3．4 带和链传动装配 479

4．3．5 联轴器装配 480

4．3．6 制动器、离合器装配 480

4．4平衡试验及其他 480

4．5 总装及试车 481

5配管通用技术条件（JB/T 5000．11-1998） 481

第9章 工程用塑料和粉末治金零件设计要素 485

1 工程用塑料零件设计要素 485

1．1 塑料分类、成型方法及应用 485

1．2工程常用塑料的选用 486

1．3工程用塑料零件的结构要素 487

1．4塑料零件的尺寸公差和塑料轴承的配合间隙 488

1．5工程用塑料零件的设计注意事项 489

2粉末冶金零件设计要素 492

2．1 粉末冶金的特点及主要用途 492

2．2 粉末治金零件最小厚度、尺寸范围及其精度 492

2．3 粉末冶金零件设计注意事项 492

第10章 人机工程学有关功能参数 495

1人体尺寸百分位数在产品设计中的应用 495

1．1 人体尺寸百分位数的选择（GB/T 12985-1991） 495

1．2 以主要百分位和年龄范围的中国成人人体尺寸数据（GB 10000-1988） 497

1．3 工作空间人体尺寸（GB/T 13547-1992） 503

1．4 工作岗位尺寸设计的原则及其数值（GB/T 14776-1993） 506

1．4．1 工作岗位尺寸设计 508

1．4．2 工作岗位尺寸设计举例 510

2 人体必需和可能的活动空间 512

2．1 人体必需的空间 512

2．2 人手运动的范围 512

2．3 上肢操作时的最佳运动区域 513

2．4 腿和脚运动的范围 513

3 操作者有关尺寸 513

3．1坐着工作时手工操作的最佳尺寸 513

3．2 工作坐位的推荐尺寸 514

3．3运输工具的坐位及驾驶室尺寸 515

3．4 站着工作时手工操作的有关尺寸 515

4 手工操作的主要数据 516

4．1 操作种类和人力关系 516

4．2 操纵机构的功能参数及其选择 518

5工业企业噪声有关数据 520

6 照明 521

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 521

8 安全隔栅及其他 522

8．1 安全隔栅 522

8．2 梯子（GB 4053．1，4053．2-1993）及防护栏杆（GB4053．2-1993） 523

8．3 倾斜通道 525

第11章 符合造型、载荷、材料等因素要求的零部件结构设计准则 526

1符合造型要求的结构设计准则 526

2符合载荷要求的结构设计准则 527

3符合公差要求的结构设计准则 532

4 符合材料及其相关因素要求的结构设计准则 534

第12章 装运要求及设备基础 537

1 装运要求 537

1．1 包装通用技术条件（JB/T 5000．13-1998） 537

1．2 有关运输要求 538

2 设备基础设计的一般要求 540

2．1 混凝土基础的类型 540

2．2 地脚螺栓 541

地脚螺栓的种类和选用 542

地脚螺栓的外露长度 542

2．3设备和基础的连接方法及适应范围 542

3 垫铁种类、型式、规格及应用 544

参考文献 545