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目 录 3

第1篇常用设计资料 3

第1章 常用基础资料和公式 1- 3

1常用资料和数据 1- 3

字母 1- 3

国内标准代号及各国国家标准代号 1- 4

机械传动效率 1- 5

常用材料的密度 1- 6

松散物料的密度和安息角 1- 6

材料弹性模量及泊松比 1- 7

摩擦因数 1- 8

滑动摩擦因数与压力变化的关系 1- 10

滑动摩擦因数与速度变化的关系 1- 10

金属材料熔点、热导率及比热容 1- 11

材料线膨胀系数α1 1- 11

液体材料的物理性能 1- 12

气体材料的物理性能 1- 12

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

用于构成十进倍数单位和分数单位的SI词头（GB 3100—1993） 1- 13

常用物理量的法定计量单位 13

（GB 3102.1～3102.7—1993） 1- 13

2.2常用单位换算 1- 31

长度单位换算 1- 31

面积单位换算 1- 31

质量单位换算 1- 32

密度单位换算 1- 32

体积、容积单位换算 1- 32

速度单位换算 1- 33

角速度单位换算 1- 33

质量流量单位换算 1- 33

体积流量单位换算 1- 34

压力单位换算 1- 34

力单位换算 1- 35

力矩与转矩单位换算 1- 35

功、能与热量单位换算 1- 35

功率单位换算 1- 36

传热系数单位换算 1- 37

热导率单位换算 1- 37

比热容与比熵单位换算 1- 37

比能单位换算 1- 37

黑色金属硬度及强度换算值之一 38

（GB/T 1172—1999） 1- 38

黑色金属硬度及强度换算值之二 40

（GB/T 1172—1999） 1- 40

3优先数和优先数系（GB/T 321—1980） 1- 40

3.1优先数系 1- 41

3.2优先数的应用示例 1- 43

4数表与数学公式 1- 46

4.1数表 1- 46

二项式系数（pn） 1- 46

正多边形的圆内切、外接时，其几何尺寸 1- 47

弓形几何尺寸 1- 47

4.2物理科学和技术中使用的数学符号 48

（GB 3102.11—1993） 1- 48

代数 1- 53

4.3数学公式 1- 53

平面三角 1- 57

复数 1- 61

坐标系及坐标变换 1- 62

常用曲线 1- 63

几种曲面 1- 67

微积分 1- 68

微积分的应用 1- 71

常微分方程 1- 78

拉氏变换 1- 79

矩阵 1- 82

常用几何体的面积、体积及重心位置 1- 91

5.1运动学、动力学基本公式 1- 93

运动学基本公式 1- 93

5常用力学公式 1- 93

动力学基本公式 1- 94

转动惯量 1- 96

一般物体旋转时的转动惯量 1- 97

常用旋转体的转动惯量 1- 104

5.2材料力学基本公式 1- 105

主应力及强度理论公式 1- 105

许用应力与安全系数 1- 113

截面力学特性的计算公式 1- 116

各种截面的力学特性 1- 117

杆件计算的基本公式 1- 125

受静载荷梁的内力及变位计算公式 1- 128

单跨刚架计算公式 1- 149

5.3接触应力 1- 152

惯性力引起的动应力 1- 156

5.4动荷应力 1- 156

冲击载荷计算公式 1- 158

振动应力 1- 159

5.5厚壁圆筒、等厚圆盘及薄壳中的应力 1- 160

厚壁圆筒计算公式 1- 160

等厚旋转圆盘计算公式 1- 162

薄壳中应力与位移计算公式 1- 162

5.6平板中的应力 1- 165

5.7压杆、梁与壳的稳定性 1- 173

等断面立柱受压稳定性计算 1- 173

变断面立柱受压稳定性计算 1- 180

梁的稳定性 1- 180

壳的临界载荷 1- 185

1 常用铸造金属的铸造性和结构特点 1- 186

铸铁和铸钢的特性与结构特点 1- 186

要素 1- 186

第2章 铸件设计的工艺性和铸件结构 186

常用铸造有色合金的特性与结构特点 1- 188

2铸件的结构要素 1- 189

最小壁厚（不小于） 1- 189

外壁、内壁与筋的厚度 1- 189

壁的连接 1- 189

壁厚的过渡 1- 191

最小铸孔 1- 191

铸造内圆角及过渡尺寸 192

（JB/ZQ 4255—1997） 1- 192

铸造外圆角（JB/ZQ 4256—1997） 1- 192

1- 193

加强筋 1- 193

法兰铸造过渡斜度（JB/ZQ 4254—1997） 1- 193

铸造斜度 1- 193

凸座 1- 194

内腔 1- 194

3铸造公差（JB/T 5000.4—1998） 1- 194

孔边凸台 1- 194

4铸件设计的一般注意事项 195

（JB/ZQ 4169—1997） 1- 195

5铸铁件（JB/T5000.4—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 1- 203

1.1金属材料的可锻性 1- 204

1锻造 1- 204

1.2锻造零件的结构要素（JB/T 12361—1990、JB/T 9177—1999） 1- 204

模锻斜度（JB/T 12361—1990） 1- 204

结构要素 1- 204

第3章 锻造和冲压设计的工艺性及 204

圆角半径（JB/T 12361—1990、 205

JB/T 9177—1999） 1- 205

最小底厚（JB/T 9177—1999） 1- 207

最小壁厚、筋宽及筋端圆角半径 208

（JB/T 9177—1999） 1- 208

最小冲孔直径、盲孔和连皮厚度 209

（JB/T 9177—1999） 1- 209

腹板最小厚度（JB/T 9177—1999） 1- 209

圆钢锤扁尺寸 1- 210

1.3锻件设计注意事项 1- 210

扁钢辗成圆柱形端尺寸 1- 210

2冲压 1- 212

2.1冷冲压零件推荐用钢 1- 212

冲裁件的结构要素（JB/T 4378.1—1999） 1- 213

弯曲件的结构要素（JB/T 4378.1—1999） 1- 213

2.2冷冲压件的结构要素 1- 213

拉深件和翻孔件的结构要素 1- 214

铁皮咬口类型、用途和余量 1- 215

卷边直径 1- 215

最小可冲孔眼的尺寸（为板厚的倍数） 1- 216

的做法 1- 216

翻孔尺寸及其距离边缘的最小距离 1- 216

零件弯角处须容纳另一个直角零件 216

通风罩冲孔（JB/ZQ 4262—1997） 1- 216

箱形零件的圆角半径、法兰边宽度和工件高度 1- 217

冲出凸部的高度 1- 217

冲裁件最小许可宽度与材料的关系 1- 217

箍压时直径缩小的合理比例 1- 217

弯曲件尾部弯出长度 1- 217

加固筋的形状、尺寸及间距 1- 217

2.3冲压件的尺寸和角度公差、形状和位置未注公差（GB/T13914、13915、13916—1992）、未注公差尺寸的极限偏差（GB/T 15055—1994） 1- 218

平冲压件和成型冲压件尺寸公差 1- 218

冲压件形状和位置未注公差 223

（GB/T 13916—1992） 1- 223

2.4冷挤压件结构要素 1- 224

冷挤压件的分类 1- 225

确定结构要素的一般原则 1- 225

冷挤压件结构要素 1- 226

2.5 冷冲压、冷挤压零件的设计注意事项 1- 226

3锻件通用技术条件（碳素钢和合金结构钢）（JB/T 5000.8—1998） 1- 229

1焊接 1- 230

1.1金属常用焊接方法及应用 1- 230

第4章 焊接和铆接设计工艺性 1- 230

1.2金属的可焊性 1- 233

钢的可焊性 1- 233

铸铁的可焊性 1- 234

有色金属的可焊性 1- 235

常用异种金属间的可焊性 1- 236

1.3焊接材料及其选择 1- 239

选择焊条的基本原则 1- 239

焊条、焊丝和焊剂 1- 240

1- 268

焊缝符号表示方法（GB/T 324—1988、GB/T 12212—1990） 1- 268

1.4焊缝 1- 268

碳钢、低合金钢焊缝坡口的基本型式与尺寸（GB/T 985—1988） 1- 282

不同厚度钢板的对接焊接 1- 286

有色金属焊接坡口型式及尺寸 1- 286

焊缝强度计算 1- 287

焊缝许用应力 1- 291

1.5焊接结构件未注尺寸公差与形位公差（JB/T 5000.3—1998） 1- 293

1.6焊缝质量等级规定 1- 295

1.7钎焊 1- 298

各种钎焊方法的比较及应用范围 1- 298

钎料和钎剂的选择原则 1- 299

钎料的选择 1- 300

典型钎焊的接头型式 1- 301

钎焊接头的间隙 1- 302

钎料和钎剂 1- 303

塑料焊接温度 1- 311

热塑性塑料的可焊性 1- 311

硬聚氯乙烯塑料焊接接头型式及尺寸 1- 311

1.8塑料焊接 1- 311

1.9焊接结构设计注意事项 1- 312

2铆接 1- 318

2.1铆接设计注意事项 1- 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 1- 319

等边角钢 1- 319

不等边角钢 1- 321

热轧普通槽钢 1- 323

热轧普通工字钢 1- 324

板材最小弯曲半径 1- 325

管材最小弯曲半径 1- 326

扁钢、圆钢弯曲的推荐尺寸 1- 327

角钢坡口弯曲c值 1- 328

角钢截切角推荐值 1- 328

1- 328

结构要素 1- 330

第5章零部件冷加工设计工艺性与 330

1金属材料的切削加工性 1- 330

标准尺寸（GB/T 2822—1981） 1- 332

2一般标准 1- 332

标准角度（参考） 1- 333

锥度与锥角系列（GB/T 157—2001） 1- 333

1- 334

莫氏和公制锥度（附斜度对照） 1- 335

60°中心孔（GB/T 145—2001） 1- 335

75°、90°中心孔 1- 336

零件倒圆与倒角（GB/T 6403.4—1986） 1- 336

球面半径（GB/T 6403.1—1986） 1- 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 1- 337

燕尾槽（JB/ZQ 4241—1997） 1- 337

T形槽（GB/T 158—1996） 1- 338

砂轮越程槽（GB/T 6403.5—1986） 1- 339

刨切、插、珩磨越程槽 1- 340

退刀槽（JB/ZQ 4238—1997） 1- 340

弧形槽端部半径 1- 341

1- 341

锯缝尺寸（JB/ZQ 4246—1997） 1- 342

1- 342

滚花（GB/T 6403.3—1986） 1- 342

3冷加工设计注意事项 1- 343

4切削加工件通用技术条件（重型机械）（JB/T 5000.9—1998） 1- 354

第6章热处理 1- 357

1钢铁热处理 1- 357

1.1 铁－碳合金平衡图及钢的结构组织 1- 357

普通热处理方法、特点和应用 1- 359

1.2热处理方法分类、特点和应用 1- 359

表面热处理方法、特点和应用 1- 364

1.3常用材料的热处理 1- 370

材料在热处理中的特性 1- 370

淬透性曲线图及其应用 1- 372

合金元素及碳在钢中的影响和作用 1- 374

常用材料的工作条件和热处理 1- 376

1.4如何正确地提出零件的热处理要求 1- 384

工作图上应注明的热处理要求 1- 384

金属热处理工艺分类及代号的表示方法（GB/T 12603—1990） 1- 385

热处理技术要求在零件图上的表示方法（JB/T 8555—1997） 1- 387

制定热处理要求的要点 1- 390

几类典型零件的热处理实例 1- 398

一般要求 1- 406

1.5热处理对零件结构设计的要求 1- 406

感应加热表面淬火的特殊要求 1- 414

2有色金属热处理 1- 416

2.1 有色金属材料热处理方法及选用 1- 416

2.2铝及铝合金热处理 1- 417

变形铝合金的热处理方法和应用 1- 417

铸造铝合金的热处理方法和应用 1- 419

2.3铜及铜合金热处理 1- 420

2.4钛及钛合金热处理 1- 421

电镀层的分类 1- 422

第7章表面处理 1- 422

1 电镀 1- 422

金属镀层的特点及应用 1- 423

镀层选择 1- 424

镀层类别及刷镀溶液的选择 1- 427

2 （电）刷镀 1- 427

3热喷涂 1- 428

热喷涂方法的分类及特性比较 1- 429

喷焊与喷涂的特性比较 1- 429

涂层类别及喷涂材料的选择 1- 429

热喷涂应用实例 1- 433

4塑料喷涂 1- 435

塑料喷涂的方法和应用 1- 436

塑料涂层的类型和应用 1- 437

塑料喷涂对被涂件结构的一般要求 1- 438

5粉末渗镀锌（JB-K 5067—1991） 1- 438

镀层厚度等级及厚度值 1- 438

6化学镀、热浸镀、真空镀膜 1- 439

化学镀、热浸镀、真空镀膜的特点及应用 1- 439

离子镀TiN、TiC化合物镀膜 1- 440

7金属的氧化、磷化和钝化处理 1- 440

金属的氧化、磷化和钝化处理的特点与应用 1- 440

铝及铝合金的氧化与着色 1- 441

8喷丸与滚压处理 1- 444

喷丸原理与应用 1- 444

滚压原理与参数 1- 444

滚珠滚压加工对碳钢零件表面性质的改善程度 1- 445

各种表面强化方法的特点 1- 445

表面强化使疲劳强度增加的百分数 1- 445

9油漆 1- 446

金属油漆涂层的类型及其选择 1- 446

涂料选择推荐表 1- 448

不同用途对涂料的选择 1- 448

不同金属用底漆的选择 1- 448

各类涂装类别所用油漆的通用技术要求（JB/T 5000.12—1998） 1- 449

底漆和面漆的配套 1- 450

耐热涂层 1- 451

涂层厚度选择 1- 451

三防（防湿热、防盐雾、防霉菌）涂层系统 1- 452

10表面处理的表示方法 1- 453

金属镀覆和化学处理 1- 453

表面涂料涂覆（GB/T 4054—1983） 1- 455

1- 457

第8章装配工艺性 1- 460

1装配类型和方法 1- 460

2装配工艺设计注意事项 1- 460

3转动件的平衡 1- 469

3.1基本概念 1- 469

3.2静平衡和动平衡的选择 1- 470

1- 470

3.4转子许用不平衡量向校正平面的分配（JB/ZQ 4165—1997） 1- 472

3.5转子平衡品质等级在图样上的标注方法（参考） 1- 474

1- 475

4.1一般要求 1- 475

4.2装配连接方式 1- 475

4.3.1滚动轴承 1- 476

4.3典型部件的装配 1- 476

4.3.2滑动轴承 1- 477

4.3.3齿轮与齿轮箱装配 1- 479

4.3.4带和链传动装配 1- 479

4.3.5联轴器装配 1- 480

4.3.6制动器、离合器装配 1- 480

4.4平衡试验及其他 1- 480

4.5总装及试车 1- 481

5配管通用技术条件 481

（JB/T 5000.11—1998） 1- 481

第9章 工程用塑料和粉末冶金零件 485

设计要素 1- 485

1 工程用塑料零件设计要素 1- 485

1.1塑料分类、成型方法及应用 1- 485

1.2工程常用塑料的选用 1- 486

1.3工程用塑料零件的结构要素 1- 487

1.4塑料零件的尺寸公差和塑料轴承的配合间隙 1- 488

1.5工程用塑料零件的设计注意事项 1- 489

2.1粉末冶金的特点及主要用途 1- 492

2.2粉末冶金零件最小厚度、尺寸范围及其精度 1- 492

2.3粉末冶金零件设计注意事项 1- 492

2粉末冶金零件设计要素 1- 492

第10章 人机工程学有关功能参数 1- 495

1 人体尺寸百分位数在产品设计中的应用 1- 495

1.1 人体尺寸百分位数的选择 495

（GB/T 12985—1991） 1- 495

1- 497

1- 503

1.4工作岗位尺寸设计的原则及其数值（GB/T 14776—1993） 1- 506

1.4.1工作岗位尺寸设计 1- 508

1.4.2工作岗位尺寸设计举例 1- 510

2人体必需和可能的活动空间 1- 512

2.1人体必需的空间 1- 512

2.2人手运动的范围 1- 512

2.3上肢操作时的最佳运动区域 1- 513

3操作者有关尺寸 1- 513

2.4腿和脚运动的范围 1- 513

3.1坐着工作时手工操作的最佳尺寸 1- 513

3.2工作坐位的推荐尺寸 1- 514

3.3运输工具的坐位及驾驶室尺寸 1- 515

3.4站着工作时手工操作的有关尺寸 1- 515

4手工操作的主要数据 1- 516

4.1操作种类和人力关系 1- 516

4.2操纵机构的功能参数及其选择 1- 518

5工业企业噪声有关数据 1- 520

6照明 1- 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 1- 521

8安全隔栅及其他 1- 522

8.1安全隔栅 1- 522

8.2梯子（GB 4053.1,4053.2—1993）及防护栏杆（GB 4053.3—1993） 1- 523

8.3倾斜通道 1- 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 1- 526

1符合造型要求的结构设计准则 1- 526

2符合载荷要求的结构设计准则 1- 527

3符合公差要求的结构设计准则 1- 532

4符合材料及其相关因素要求的结构设计准则 1- 534

第12章装运要求及设备基础 1- 537

1装运要求 1- 537

1.1包装通用技术条件 537

（JB/T 5000.13—1998） 1- 537

1.2有关运输要求 1- 538

2设备基础设计的一般要求 1- 540

2.1混凝土基础的类型 1- 540

2.2地脚螺栓 1- 541

地脚螺栓的种类和选用 1- 542

地脚螺栓的外露长度 1- 542

2.3设备和基础的连接方法及适应范围 1- 542

3垫铁种类、型式、规格及应用 1- 544

参考文献 1- 545

焊接方法代号及注法（GB/T 5185— 1985

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/T 10000— 1988

3.3 平衡品质的确定（GB/T 9239— 1988

1.3工作空间人体尺寸（GB/T 13547— 1992

凸出部分最小尺寸（JB/ZQ 4169— 1997

滚人字齿轮退刀槽（JB/ZQ 4238— 1997

分度盘和标尺刻度（JB/ZQ 4260— 1997

4装配通用技术条件（JB/T 5000.10— 1998

11 涂装通用技术条件（JB/T 5000.12— 1998

3焊接件通用技术条件（JB/T 5000.3— 1998

棱体的角度与斜度（GB/T 4096— 2001