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第1篇 常用设计资料和数据 3

第1章 常用符号和数据 3

1常用符号 3

1.1常用字母 3

1.2国内和国外部分标准代号 4

1.3数学符号 5

1.4化学元素符号 9

2常用数据表 10

2.1金属硬度与强度换算 10

2.2常用材料的物理性能 21

2.3常用材料及物体的摩擦因数 25

2.4机械传动效率的概略值 28

2.5常用物理量常数 29

3优先数和优先数系 29

3.1术语与定义 30

3.1.1优先数系 30

3.1.2系列代号 31

3.2系列的种类 31

3.3优先数的计算与序号N的运用 33

3.4系列选择原则 33

3.5优先数和优先数系的应用示例 34

第2章 计量单位和单位换算 37

1国际单位制（SI）单位 37

2可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位 38

3常用物理量符号及其法定单位 39

4计量单位换算 41

第3章 常用数学公式 43

1代数 43

1.1二项式公式、多项式公式和因式分解 43

1.1.1二项式公式 43

1.1.2多项式公式 43

1.1.3因式分解 43

1.2指数和根式 43

1.2.1指数 43

1.2.2根式 43

1.3对数 43

1.3.1运算法则 43

1.3.2常用对数和自然对数 44

1.4不等式 44

1.4.1代数不等式 44

1.4.2三角不等式 44

1.4.3含有指数、对数的不等式 44

1.5代数方程 44

1.5.1一元方程的解 44

1.5.2一次方程组的解 45

1.6级数 45

1.6.1等差级数 45

1.6.2等比级数 45

1.6.3一些级数的前n项和 45

1.6.4一些特殊级数的和 45

1.6.5二项级数 45

1.6.6指数函数和对数函数的幂级数展开式 46

1.6.7三角函数和反三角函数的幂级数展开式 46

1.6.8双曲函数和反双曲函数的幂级数展开式 46

1.7复数和傅里叶级数 47

1.7.1复数 47

1.7.2傅里叶级数 47

1.8行列式和矩阵 48

1.8.1行列式 48

1.8.2行列式的性质 49

1.8.3矩阵 49

1.8.4矩阵的运算 51

1.8.5初等变换、初等方阵及其关系 52

1.8.6等价矩阵和矩阵的秩 54

1.8.7分块矩阵 54

1.9线性方程组 55

1.9.1线性方程组的基本概念 55

1.9.2线性方程组解的判定 55

1.9.3线性方程组求解的消元法 55

2三角函数与双曲函数 56

2.1三角函数 56

2.1.1三角函数间的关系 56

2.1.2和差角公式 56

2.1.3和差化积公式 56

2.1.4积化和差公式 56

2.1.5倍角公式 56

2.1.6半角公式 57

2.1.7正弦和余弦的幂 57

2.1.8三角形 57

2.2反三角函数间的关系 57

2.3双曲函数 58

2.3.1双曲函数间的关系 58

2.3.2反双曲函数的对数表达式 58

2.3.3双曲函数和三角函数的关系 58

3平面曲线与空间图形 58

3.1坐标系及坐标变换 58

3.2常用曲线 59

3.3立体图形计算公式 64

4微分 66

4.1特殊极限值 66

4.2导数 67

4.2.1导数符号 67

4.2.2求导法则 67

4.2.3基本导数公式 67

4.2.4简单函数的高阶导数公式 68

4.3泰勒公式和马克劳林公式 68

4.4曲线形状的导数特征 68

4.5曲率和曲率中心 70

4.6曲线的切线和法线 70

5积分 70

5.1不定积分 70

5.1.1不定积分法则 70

5.1.2常用换元积分法 70

5.1.3基本积分公式 70

5.1.4有理函数的积分 71

5.1.5无理函数的积分 72

5.1.6超越函数的积分 73

5.2定积分和反常积分 75

5.2.1定积分一般公式 75

5.2.2反常积分 76

5.2.3重要定积分和反常积分公式 76

6常微分方程 77

6.1一阶常微分方程 77

6.2二阶常微分方程 80

7拉普拉斯变换 82

7.1拉普拉斯变换及逆变换 82

7.2拉普拉斯变换的性质 82

7.3拉普拉斯变换表 82

7.4拉普拉斯逆变换表 84

7.5拉普拉斯变换的应用 85

7.5.1常系数线性微分方程的定解问题 85

7.5.2线性定常系统的传递函数 85

8 Z变换 86

8.1 Z变换及逆变换 86

8.2 Z变换的性质 86

8.3 Z变换表 86

8.4 Z逆变换表 89

第4章 常用力学公式 91

1静力学基本公式 91

2运动学基本公式 95

3动力学基本公式 99

4点的应力、应变状态分析和强度理论 108

5平面图形几何性质的计算公式 112

6杆件的强度和刚度计算公式 119

7杆系结构的内力、应力和位移计算公式 144

8薄板小挠度弯曲时的应力与位移计算公式（线弹性范围） 147

9薄壳的内力与位移计算公式（线弹性范围） 156

10厚壳的应力、位移计算公式和强度设计公式 164

11旋转圆筒和旋转圆盘的应力和位移计算公式 165

12接触问题的应力、位移计算公式和强度计算 167

12.1接触面上的应力和位移的计算公式 167

12.2接触强度计算 171

13构件的稳定性计算公式 173

14静态应变测量计算公式 185

参考文献 189

第2篇 机械制图与机械零部件精度设计 191

第1章 机械制图 193

1概述 193

2通用性规定 194

2.1图纸幅面和格式 194

2.1.1图纸幅面 194

2.1.2图纸边框格式及尺寸 195

2.1.3图幅分区及对中符号、方向符号 195

2.2标题栏及明细栏 196

2.2.1标题栏的放置位置、格式和尺寸 196

2.2.2明细栏的格式 196

2.3比例 198

2.3.1术语和定义 198

2.3.2比例系列 198

2.3.3比例的标注方法 198

2.4字体及其在CAD制图中的规定 198

2.4.1字体的基本要求 198

2.4.2字体示例 199

2.4.3 CAD制图中字体的要求 199

2.5图线画法及其在CAD制图中的规定 200

2.5.1图线的术语和定义 200

2.5.2图线的宽度、形式和应用 200

2.5.3图线画法 205

2.5.4 CAD制图中图线的结构 205

2.5.5指引线和基准线的基本规定 205

2.6剖面区域表示法 209

2.6.1常用的金属材料剖面区的剖面或截面表示法 209

2.6.2特殊材料的表示 209

3图样画法 209

3.1第一角投影法和第三角投影法 209

3.2视图 212

3.2.1视图选择 212

3.2.2视图分类和画法 213

3.2.3视图的其他表示法 214

3.3剖视图和断面图 217

3.3.1剖视图 217

3.3.2断面图 222

3.4简化画法和规定画法 224

3.4.1简化画法 224

3.4.2规定画法 228

3.5尺寸标注 229

3.5.1基本规则 229

3.5.2尺寸注法的一般规定 230

3.5.3简化注法 235

3.6尺寸公差与配合注法 239

3.6.1公差与配合的一般标注 239

3.6.2配制配合的标注 241

3.7装配图中零部件序号及其编排方法 242

3.7.1序号及编排方法 242

3.7.2装配图中序号编排的基本要求 243

3.8轴测图 243

3.8.1轴测投影基本概念 243

3.8.2绘制轴测图的基本方法 244

3.9常见结构（螺纹、花键、中心孔）表示法 247

3.9.1螺纹表示法 247

3.9.2花键表示法 250

3.9.3中心孔表示法 252

3.10常用件（螺纹紧固件、齿轮、弹簧、滚动轴承、动密封圈）表示法 253

3.10.1带螺纹的紧固件的表示法 253

3.10.2齿轮表示法 255

3.10.3弹簧表示法 259

3.10.4滚动轴承表示法 263

3.10.5动密封圈表示法 268

第2章 极限、配合与公差 274

1极限与配合 274

1.1极限与配合标准的主要内容 274

1.1.1术语和定义 274

1.1.2标准公差 277

1.1.3基本偏差 278

1.1.4公差带 284

1.1.5配合 284

1.1.6公差带和配合的选择 285

1.2标准公差与配合的选用 337

1.2.1标准公差的选用 337

1.2.2配合的选用 339

2线性和角度尺寸的一般公差 344

2.1线性和角度尺寸一般公差的概念和应用 344

2.2一般公差的公差等级和极限偏差 344

3圆锥公差与配合 345

3.1圆锥的锥度与锥角系列 345

3.1.1术语和定义 345

3.1.2锥度与锥角系列 345

3.1.3应用说明 346

3.2圆锥公差 347

3.2.1术语和定义 347

3.2.2圆锥公差的项目和给定方法 348

3.2.3圆锥公差数值 348

3.2.4应用说明 348

3.3圆锥配合 351

3.3.1圆锥配合的形式 351

3.3.2术语和定义 351

3.3.3圆锥配合的一般规定 352

3.3.4应用说明 352

4光滑工件尺寸的检验 357

4.1产品几何技术规范（GPS）光滑工件尺寸的检验标准（GB／T 3177—2009）的主要内容 357

4.1.1验收原则 357

4.1.2验收方法的基础 357

4.1.3标准温度 357

4.1.4验收极限 357

4.1.5计量器具的选择 359

4.1.6仲裁 359

4.2应用说明 359

4.2.1适用范围 359

4.2.2验收原则和验收极限 359

4.2.3计量器具的选择说明 359

第3章 几何公差 360

1概述 360

1.1零件的几何特性 360

1.2几何公差标准及对应的ISO标准 360

2几何公差的术语、定义或解释 361

2.1几何公差要素类的术语及其定义或解释 361

2.2基准和基准体系术语定义 365

3几何公差的符号与标注 366

3.1几何公差标注的基本原则 366

3.2几何公差的分类、几何特征、符号及附加符号 367

3.3几何公差标注方法 367

3.4公差带标注的规定 370

3.5废止的标注方法 373

4几何公差的公差带定义、标注解释 375

5延伸公差带的含义及标注 388

6几何公差的公差值 390

6.1未注公差值 390

6.1.1未注公差值的基本概念 390

6.1.2采用未注公差值的优点 390

6.1.3未注公差值的规定 391

6.1.4未注公差值在图样上的表示方法 392

6.1.5未注公差值的测量 392

6.1.6未注公差值的应用要点 392

6.1.7综合示例 393

6.2几何公差注出公差值 394

6.2.1注出公差值的选用原则 394

6.2.2注出公差值数系表 394

6.2.3常用的加工方法可达到的几何公差等级（仅供参考） 399

7公差原则 399

7.1独立原则 400

7.2包容要求 401

7.3最大实体要求 402

7.4最小实体要求 410

7.5可逆要求 413

7.6公差原则的综合分析与选用 415

8综合示例 416

第4章 表面结构 423

1概述 423

1.1基本概念 423

1.2国家标准与对应的ISO标准 424

2术语及定义 425

2.1一般术语及定义 425

2.2几何参数术语及定义 427

2.3表面轮廓参数术语及定义 428

2.4 GB／T 3505新、旧标准的区别 432

3表面粗糙度 432

3.1表面粗糙度对机械零件及设备功能的影响 432

3.1.1对机械零件的影响 432

3.1.2对机械设备功能的影响 433

3.2表面粗糙度数值及其选用原则 433

3.2.1参数值、取样长度值及两者之间的关系 433

3.2.2参数及参数值的选用原则 434

3.2.3实际应用中有关参数的经验图表 434

3.2.4参数值应用举例 435

3.3木制件表面粗糙度及其参数值 440

3.3.1评定参数及其数值 440

3.3.2选用木制件表面粗糙度的一般规则 441

4表面波纹度 443

4.1表面波纹度术语及定义 443

4.1.1表面、轮廓及基准的术语及定义 443

4.1.2波纹度参数的术语及定义 445

4.1.3新、旧标准在术语与参数代号方面的变化 447

4.2表面波纹度参数值 447

4.3不同加工方法可能达到的表面波纹度幅值范围 447

5表面缺陷 449

5.1一般术语与定义 449

5.2表面缺陷的特征和参数 450

5.3表面缺陷类型的术语及定义 450

5.3.1凹缺陷的术语及定义 450

5.3.2凸缺陷的术语及定义 451

5.3.3混合表面缺陷 451

5.3.4区域缺陷和外观缺陷 452

6表面结构的表示法 452

6.1表面结构的图形符号及代号 452

6.1.1表面结构的图形符号及其组成 453

6.1.2图形符号的比例和尺寸 454

6.1.3表面纹理符号及标注解释 455

6.2标注参数及附加要求的规定 456

6.2.1表面结构的四项内容 456

6.2.2取样长度和评定长度的标注 456

6.2.3传输带的标注 456

6.2.4极限值判断规则的标注 457

6.2.5表面参数的双向极限值的标注 457

6.2.6表面结构代号示例及含义 457

6.2.7其他标注的规定 458

6.3表面结构代号在图样上的标注 459

6.4表面结构代号的综合示例 461

6.5新、旧国家标准GB／T 131的主要不同点 463

7轮廓法评定表面结构的规则和方法 464

7.1参数测定 464

7.2测得值与规定值的对比规则 464

7.3参数评定的基本要求 464

7.4粗糙度轮廓参数的测量 465

7.4.1非周期性粗糙度轮廓的测量程序 465

7.4.2周期性粗糙度轮廓的测量程序 465

8表面粗糙度比较样块 466

8.1铸造表面比较样块 466

8.1.1样块的分类及参数值 466

8.1.2样块的表面特征 466

8.1.3表面粗糙度的评定方法 467

8.1.4样块的结构尺寸 467

8.1.5样块的标志 467

8.2机械加工——磨、车、镗、铣、插及刨加工表面的比较样块 467

8.2.1样块的定义及表面特征 467

8.2.2样块的分类及参数值 468

8.2.3表面粗糙度的评定 468

8.2.4样块的加工纹理 468

8.2.5样块的结构尺寸及标志 469

8.3电火花、抛（喷）丸、喷砂、研磨、锉、抛光表面比较样块 469

8.3.1电火花、研磨、锉和抛光表面及抛（喷）丸、喷砂表面的表面粗糙度参数值 469

8.3.2表面粗糙度的评定 469

8.4木制件表面比较样块 470

8.4.1样块的定义及表面特征 470

8.4.2样块的分类及参数值 471

8.4.3表面粗糙度的评定 471

8.4.4样块的结构尺寸与标志 471

参考文献 472

第3篇 机械工程材料 473

第1章 钢铁材料 475

1钢铁材料牌号表示方法 475

1.1钢铁产品牌号表示方法 475

1.2钢铁及合金牌号统一数字代号体系 483

1.3金属材料常用力学性能名称、符号及含义 484

2铸铁 487

2.1灰铸铁件 487

2.2可锻铸铁件 492

2.3球墨铸铁件 493

2.4低温铁素体球墨铸铁件 497

2.5蠕墨铸铁件 498

2.6耐热铸铁件 502

2.7高硅耐蚀铸铁件 503

2.8抗磨白口铸铁件 504

2.9铬锰钨系抗磨铸铁件 506

2.10奥氏体铸铁件 506

3钢 509

3.1铸钢 509

3.1.1一般工程用铸造碳钢件 509

3.1.2熔模铸造碳钢件 510

3.1.3焊接结构用铸钢件 512

3.1.4奥氏体锰钢铸件 512

3.1.5一般工程与结构用低合金钢铸件 513

3.1.6大型低合金钢铸件 514

3.1.7一般用途耐蚀钢铸件 515

3.1.8工程结构用中、高强度不锈钢铸件 522

3.1.9一般用途耐热钢和合金铸件 523

3.1.10耐磨钢铸件 525

3.1.11耐磨耐蚀钢铸件 525

3.1.12低温承压通用铸钢件 526

3.1.13高温承压马氏体不锈钢和合金钢通用铸件 527

3.2结构钢 530

3.2.1碳素结构钢 530

3.2.2优质碳素结构钢 531

3.2.3低合金高强度结构钢 538

3.2.4合金结构钢 543

3.2.5保证淬透性结构钢 570

3.2.6耐候结构钢 574

3.2.7冷镦和冷挤压用钢 575

3.2.8非调质机械结构钢 582

3.2.9易切削结构钢 583

3.2.10弹簧钢 585

3.2.11桥梁用结构钢 586

3.2.12锻件用结构钢 588

3.2.13超高强度合金钢锻件 595

3.2.14大型不锈、耐酸、耐热钢锻件 599

3.3工具钢 601

3.3.1高速工具钢 601

3.3.2工模具钢 604

3.4不锈钢和耐热钢 617

3.4.1不锈钢 617

3.4.2耐热钢 633

3.5轴承钢 647

3.5.1高碳铬轴承钢 647

3.5.2高碳铬不锈轴承钢 649

3.5.3渗碳轴承钢 650

3.5.4碳素轴承钢 651

4钢铁材料国内外牌号对照 652

4.1铸铁国内外牌号对照 652

4.2铸钢国内外牌号对照 654

4.3结构钢国内外牌号对照 657

4.4工具钢国内外牌号对照 667

4.5轴承钢国内外牌号对照 669

4.6不锈钢和耐热钢国内外牌号对照 670

5钢材 674

5.1型材 674

5.1.1热轧钢棒 674

5.1.2热轧型钢 679

5.1.3热轧H型钢 690

5.1.4锻制钢棒 699

5.1.5冷拉圆钢、方钢和六角钢 700

5.1.6银亮钢 701

5.1.7结构用冷弯空心型钢 703

5.1.8通用冷弯开口型钢 711

5.1.9热轧轻轨 722

5.2钢板和钢带 723

5.2.1冷轧钢板和钢带尺寸规格 723

5.2.2优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带 724

5.2.3不锈钢冷轧钢板和钢带 724

5.2.4热轧钢板和钢带尺寸规格 738

5.2.5碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带 738

5.2.6合金结构钢热轧厚钢板 739

5.2.7超高强度结构用热处理钢板 739

5.2.8高强度结构用调质钢板 740

5.2.9优质碳素结构钢热轧钢板和钢带 741

5.2.10工程机械用高强度耐磨钢板 741

5.2.11耐热钢板和钢带 742

5.2.12不锈钢热轧钢板和钢带 747

5.2.13花纹钢板 748

5.3钢管 748

5.3.1焊接钢管尺寸及单位长度理论质量 748

5.3.2直缝电焊钢管 759

5.3.3低压流体输送用焊接钢管 759

5.3.4流体输送用不锈钢焊接钢管 761

5.3.5奥氏体-铁素体型双相不锈钢焊接钢管 761

5.3.6双层铜焊钢管 763

5.3.7无缝钢管尺寸及单位长度理论质量 764

5.3.8结构用无缝钢管和输送流体用无缝钢管 774

5.3.9流体输送用不锈钢无缝钢管 775

5.3.10结构用不锈钢无缝钢管 778

5.3.11不锈钢极薄壁无缝钢管 779

5.3.12薄壁不锈钢水管 779

5.3.13奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管 780

5.3.14低温管道用无缝钢管 782

5.3.15 冷拔或冷轧精密无缝钢管 783

5.3.16冷拔异型钢管 788

5.3.17 P3型镀锌金属软管 794

5.3.18 S型钎焊不锈钢金属软管 794

5.4钢丝 795

5.4.1冷拉圆钢丝、方钢丝和六角钢丝 795

5.4.2一般用途低碳钢丝 797

5.4.3重要用途低碳钢丝 797

5.4.4油淬火-回火弹簧钢丝 798

5.4.5优质碳素结构钢丝 801

5.4.6重要用途碳素弹簧钢丝 801

5.4.7冷拉碳素弹簧钢丝 802

5.4.8合金弹簧钢丝 804

5.4.9合金结构钢丝 805

5.4.10不锈钢丝 805

5.4.11不锈弹簧钢丝 808

5.4.12高速工具钢丝 809

6粉末冶金材料 809

6.1粉末冶金结构材料 809

6.1.1粉末冶金铁基结构材料 809

6.1.2铁基粉末冶金结构零件材料 811

6.1.3热处理状态粉末冶金铁基结构材料 820

6.1.4烧结奥氏体不锈钢结构零件材料 820

6.1.5烧结锡青铜结构材料 821

6.1.6美国MPIF标准粉末冶金结构零件材料 821

6.2粉末冶金摩擦材料 840

6.2.1铁基干式摩擦材料 840

6.2.2铜基干式摩擦材料 843

6.2.3铜基湿式摩擦材料 843

6.2.4铁-铜基摩擦材料 845

6.3粉末冶金减摩材料 846

6.3.1粉末冶金铁基和铜基轴承材料 846

6.3.2粉末冶金轴承用青铜、青铜-石墨材料 847

6.3.3美国MPIF标准粉末冶金自润滑轴承材料 848

6.3.4美国SAE烧结钢-铜铅合金减摩双金属带材 855

6.3.5日本烧结金属含油轴承材料 856

6.3.6德国轴承材料 858

6.3.7烧结金属石墨材料 859

6.3.8烧结金属含油轴承无铅合金材料 861

6.4粉末冶金过滤材料 861

6.4.1烧结金属过滤元件 861

6.4.2烧结不锈钢过滤元件 867

6.4.3烧结金属纤维毡 875

6.4.4烧结锡青铜过滤元件 876

7常用机械零件钢铁材料的选用 877

第2章 有色金属材料 884

1有色金属及合金牌号表示方法 884

1.1有色金属及合金加工产品牌号表示方法 884

1.2有色金属及合金铸造产品牌号表示方法 887

2铜及铜合金 888

2.1铜及铜合金铸造产品 888

2.1.1铸造铜及铜合金 888

2.1.2压铸铜合金 896

2.2加工铜及铜合金 897

2.2.1加工铜及铜合金的牌号、特性及应用 897

2.2.2加工铜及铜合金一般室温力学性能 902

2.2.3加工铜合金高、低温力学性能 908

2.2.4加工铜合金的物理性能 913

2.2.5加工铜合金的耐蚀性能 915

2.3铜及铜合金的热处理类型及应用 920

2.4铜及铜合金加工产品 921

2.4.1铜及铜合金拉制棒材 921

2.4.2铜及铜合金挤制棒材 924

2.4.3铜及铜合金无缝管材尺寸规格 925

2.4.4铜及铜合金拉制管 926

2.4.5铜及铜合金挤制管 928

2.4.6铜及铜合金板材 929

2.4.7铜及铜合金带材 935

2.4.8铜及铜合金箔材 937

2.4.9铜及铜合金线材 938

2.4.10铍青铜线 952

2.4.11铜及铜合金扁线 952

2.5铜及铜合金锻件 954

3铝及铝合金 961

3.1铝及铝合金铸造产品 961

3.1.1铸造铝合金 961

3.1.2压铸铝合金 972

3.1.3铸造铝合金锭 973

3.2变形铝及铝合金牌号、特性及状态代号 977

3.2.1变形铝及铝合金牌号、特性及应用 977

3.2.2变形铝及铝合金状态代号 982

3.2.3变形铝合金的热处理类型及应用 983

3.3变形铝及铝合金加工产品 984

3.3.1铝及铝合金挤压棒材 984

3.3.2铝及铝合金挤压扁棒 989

3.3.3铝及铝合金管材尺寸规格 994

3.3.4铝及铝合金拉（轧）制无缝管 995

3.3.5铝及铝合金热挤压无缝圆管 997

3.3.6一般工业用铝及铝合金板、带材 1002

3.3.7铝及铝合金花纹板 1056

3.3.8一般工业用铝及铝合金箔 1059

3.3.9铝及铝合金（导体用）拉制圆线 1062

4钛及钛合金 1063

4.1铸造钛及钛合金和铸件 1063

4.2加工钛及钛合金牌号、特性及应用 1065

4.3钛及钛合金加工产品 1069

4.3.1钛及钛合金棒材 1069

4.3.2钛及钛合金无缝管 1071

4.3.3钛及钛合金挤压管 1072

4.3.4钛及钛合金板材 1074

4.3.5钛及钛合金饼和环 1077

4.3.6冷轧钛带卷 1078

4.3.7钛及钛合金丝 1079

5镁及镁合金 1080

5.1镁及镁合金铸造产品 1080

5.1.1镁合金铸件 1080

5.1.2铸造镁合金 1083

5.1.3镁合金压铸件 1086

5.2加工镁及镁合金牌号、特性及应用 1088

5.3镁及镁合金加工产品 1092

5.3.1镁合金热挤压棒材 1092

5.3.2镁合金板材和带材 1094

5.3.3镁合金热挤压管材 1097

5.3.4镁合金热挤压型材 1097

6其他有色金属材料 1098

6.1镍及镍合金 1098

6.1.1加工镍及镍合金组别、牌号、特性及应用 1098

6.1.2加工镍及镍合金的物理、力学性能 1099

6.1.3镍及镍合金棒 1103

6.1.4镍及镍合金管 1105

6.1.5镍及镍合金板 1108

6.1.6镍及镍合金锻件 1109

6.2锌合金 1114

6.2.1铸造锌合金 1114

6.2.2压铸锌合金和锌合金压铸件 1115

6.2.3加工锌及锌合金 1116

6.3铅及铅合金 1117

6.3.1铅锭 1117

6.3.2铅及铅锑合金管 1118

6.3.3铅及铅锑合金棒和线材 1119

6.3.4铅及铅锑合金板 1119

6.4铸造轴承合金材料 1120

6.4.1铸造轴承合金锭 1120

6.4.2铸造轴承合金 1122

7常用机械零件有色金属材料的选用 1126

8有色金属及其合金国内外牌号对照 1128

8.1铜及铜合金国内外牌号对照 1128

8.2铝及铝合金国内外牌号对照 1133

8.3镁及镁合金国内外牌号对照 1139

8.4锌及锌合金国内外牌号对照 1141

第3章 非金属材料 1143

1橡胶及橡胶制品 1143

1.1工程常用橡胶的性能及应用 1143

1.2橡胶板 1148

1.2.1工业用橡胶板 1148

1.2.2设备防腐橡胶衬里 1149

1.3橡胶管 1150

1.3.1输水通用橡胶软管 1150

1.3.2蒸汽橡胶软管 1150

1.3.3压缩空气用织物增强橡胶软管 1151

1.3.4氧气橡胶软管 1152

1.3.5乙炔橡胶软管 1152

1.3.6输送无水氨用橡胶软管及软管组合件 1152

1.3.7耐稀酸碱橡胶软管 1153

1.3.8液化石油气（LPG）橡胶软管 1154

1.3.9织物增强液压橡胶软管和软管组合件 1155

1.3.10钢丝缠绕增强外覆橡胶的液压橡胶软管和软管组合件 1156

2涂料 1158

2.1涂料产品分类及基本名称代号 1158

2.2常用涂料的性能及应用 1158

2.3常用涂料品种 1166

3水泥品种 1172

3.1通用硅酸盐水泥 1172

3.1.1硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥 1172

3.1.2掺混合料的硅酸盐水泥 1173

3.2抗硫酸盐硅酸盐水泥 1173

3.3特快硬调凝铝酸盐水泥 1174

4陶瓷 1175

4.1耐酸陶瓷 1175

4.1.1耐酸陶瓷种类、性能及应用 1175

4.1.2耐酸砖 1176

4.1.3化工陶瓷管 1177

4.2过滤陶瓷 1178

4.2.1过滤陶瓷种类、特性及应用 1178

4.2.2过滤陶瓷性能 1179

4.2.3孔梯度陶瓷性能及应用 1179

4.3结构陶瓷 1179

4.3.1常用结构陶瓷种类、特性及应用 1179

4.3.2氧化铝陶瓷 1182

4.3.3氧化锆陶瓷 1183

4.3.4氧化铍陶瓷 1183

4.3.5二氧化硅陶瓷 1184

4.3.6莫来石陶瓷 1184

4.3.7氮化硅陶瓷 1184

4.3.8氮化铝陶瓷 1184

4.3.9赛隆陶瓷 1185

4.3.10碳化物陶瓷 1185

4.3.11硼化物陶瓷 1185

4.3.12硅化物陶瓷 1186

4.3.13透明氧化铝陶瓷 1186

5玻璃 1186

5.1平板玻璃 1186

5.2钢化玻璃 1187

5.3防火玻璃 1188

5.4石英玻璃 1188

6石棉制品 1190

6.1常用石棉性能及应用 1190

6.2温石棉 1190

6.3石棉橡胶板 1191

6.4耐油石棉橡胶板 1192

6.5耐酸石棉橡胶板 1193

6.6工农业机械用摩擦片 1194

6.7石棉布、带 1195

6.8石棉绳 1197

6.9常用密封填料 1197

7木材 1198

7.1常用木材品种及性能 1198

7.2针叶树锯材和阔叶树锯材 1200

8纸制品 1200

8.1硬钢纸板 1200

8.2软钢纸板 1201

8.3绝缘纸板 1202

9石墨材料 1205

9.1碳、石墨制品的分类、特性、应用及应用实例 1205

9.2高纯石墨 1207

9.3玻璃态碳材料 1207

9.4阀门用柔性石墨填料环 1207

9.5机械密封用炭石墨密封环 1208

9.6柔性石墨板 1209

9.7柔性石墨编织填料 1209

9.8柔性石墨复合增强（板）垫 1210

9.9柔性石墨金属缠绕垫片 1210

9.10碳（化）纤维浸渍聚四氟乙烯编织填料 1211

9.11机械用炭材料及制品 1212

9.12炭石墨耐磨材料 1214

9.13不透性石墨 1215

10隔热材料 1216

10.1膨胀珍珠岩绝热制品 1216

10.2绝热用玻璃棉及其制品 1217

10.3膨胀蛭石及其制品 1219

11工业用毛毡 1220

第4章 塑料和复合材料 1227

1工程常用塑料的性能和应用 1227

1.1工程常用塑料性能特点及应用 1227

1.2工程常用塑料的技术性能 1231

1.3塑料符号和缩略语 1235

2工程常用塑料的品种 1236

2.1聚乙烯（PE） 1236

2.2聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET） 1237

2.3聚氯乙烯（PVC） 1238

2.4聚苯乙烯（PS） 1240

2.5 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯） 1241

2.6聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ） 1244

2.7聚碳酸酯（PC） 1244

2.8聚丙烯（PP） 1245

2.9聚酰胺（尼龙）（PA） 1250

2.10玻璃纤维增强聚碳酸酯（PC） 1266

2.11聚甲醛（POM ） 1272

2.12聚醚酰亚胺（PEI） 1275

2.13聚酰亚胺（PI） 1277

2.14聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT） 1282

2.15 聚酰胺-酰亚胺（PAI） 1288

2.16聚四氟乙烯（PTFE ） 1291

2.17聚苯硫醚（PPS） 1296

2.18聚砜（PSF） 1300

2.19聚酮 1303

2.20聚芳酯（PAR） 1305

2.21液晶聚合物（LCP） 1308

3工程常用塑料的选用 1309

3.1按要求选用 1309

3.2常用工程塑料的性能 1315

4预浸料 1331

5纤维增强塑料基复合材料 1335

5.1玻璃纤维增强热固性塑料 1335

5.2玻璃纤维增强热塑性塑料 1337

5.3通用型片状模塑料（SMC ） 1339

5.4玻璃纤维增强塑料夹砂管 1340

5.5聚丙烯-玻璃纤维增强塑料复合管和管件 1347

5.6石棉纤维增强塑料 1351

5.7碳纤维增强热固性塑料 1351

5.8碳纤维增强热塑性塑料 1352

5.9混杂纤维增强塑料 1354

6纤维增强金属基复合材料 1355

6.1碳（石墨）纤维增强铝复合材料 1355

6.2碳纤维增强铅复合材料 1355

6.3碳纤维增强铜复合材料 1356

6.4颗粒增强金属复合材料 1356

6.5 SiC增强铝基复合材料 1357

6.6硼纤维增强铝基复合材料 1357

6.7陶瓷纤维增强铝基复合材料 1358

6.8纤维增强镁基复合材料 1358

6.9陶瓷纤维增强钛基复合材料 1359

7塑料-金属基复合材料 1359

7.1铝管搭接焊式铝塑管 1359

7.2铝管对接焊式铝塑管 1362

7.3给水衬塑复合钢管 1363

7.4给水涂塑复合钢管 1364

7.5钢塑复合压力管 1365

7.6钢塑复合管 1367

7.7不锈钢衬塑复合管 1369

7.8内衬不锈钢复合管 1370

7.9塑覆铜管 1371

7.10改性聚四氟乙烯（PTFE）-青铜-钢背三层复合自润滑板材 1372

7.11改性聚甲醛（POM）-青铜-钢背三层复合自润滑板材 1372

8陶瓷基复合材料 1373

8.1陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料 1373

8.2颗粒增强陶瓷基复合材料 1374

8.3金属陶瓷 1375

8.4氧化锆增强陶瓷基复合材料 1376

8.5陶瓷内衬复合钢管 1378

9层压金属复合材料 1378

9.1不锈钢复合钢板和钢带 1378

9.2钛-钢复合板 1380

9.3钛-不锈钢复合板 1380

9.4铜-钢复合板 1382

9.5镍-钢复合板 1382

9.6锆-钢复合板 1383

9.7结构用不锈钢复合管 1383

9.8流体输送用双金属复合耐腐蚀钢管 1385

10一般通用塑料制品 1389

10.1聚四氟乙烯板 1389

10.2环氧树脂硬质层压板 1390

10.3硬质聚氯乙烯板材 1396

10.4聚乙烯板 1396

10.5酚醛棉布层压板 1397

10.6酚醛纸层压板 1397

10.7浇铸型工业有机玻璃板材 1398

10.8软聚氯乙烯压延薄膜和片材 1399

10.9聚四氟乙烯管材 1399

10.10工业用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材及管件 1401

10.11压缩空气用织物增强热塑性塑料软管 1405

10.12排吸用螺旋线增强的热塑性塑料软管 1406

10.13冷热水用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材及管件 1408

10.14工业用硬聚氯乙烯（PVC-U）管道系统用管材 1411

10.15 尼龙管材 1412

10.16聚四氟乙烯棒材 1412

10.17尼龙棒材 1413

11耐磨损复合材料铸件 1414

参考文献 1416

第4篇 机械零部件结构设计 1417

第1章 概论 1419

1机械零部件结构设计内容和实例 1419

1.1结构设计内容 1419

1.2结构设计实例 1419

2机械零部件结构设计基本要求 1421

3机械零部件结构方案的评价 1421

3.1评价的标准 1422

3.2技术性评价方法 1422

3.3经济性评价方法 1422

3.4评价举例 1423

第2章 满足功能要求的结构设计 1424

1利用自由度分析法的结构设计 1424

1.1机械零件的自由度 1424

1.2应用举例 1425

1.2.1联轴器结构设计 1425

1.2.2轴承组合结构设计 1425

2利用功能面的结构设计 1426

2.1功能面及其参数变化 1426

2.2应用举例 1428

第3章 满足工作能力要求的结构设计 1432

1提高强度的结构设计 1432

1.1提高零部件的受力合理性 1432

1.1.1载荷均匀分布 1432

1.1.2载荷分担 1435

1.1.3力流最短 1435

1.1.4自平衡设计 1436

1.1.5自加强 1437

1.2提高静强度的设计 1437

1.2.1降低零件载荷或应力的最大值 1437

1.2.2增大截面系数 1438

1.2.3采用空心轴提高强度 1439

1.2.4用拉压代替弯曲 1439

1.2.5等强度设计 1439

1.2.6弹性强化和塑性强化 1440

1.3提高疲劳强度的设计 1441

1.3.1减小应力幅 1441

1.3.2减小应力集中 1442

1.3.3改善表面状况 1444

1.3.4表面强化处理 1444

1.3.5将转轴变为心轴 1445

1.4提高接触强度的设计 1445

1.4.1增大综合曲率半径 1445

1.4.2以面接触代替点、线接触 1445

1.4.3采用合理的材料和热处理 1445

1.5提高冲击强度的设计 1446

1.5.1适当减小零件刚度 1447

1.5.2使用缓冲器 1447

1.5.3增加承受冲击的零件数 1447

1.5.4提高零件材料的冲击韧性 1447

2提高刚度的结构设计 1448

2.1选择弹性模量高的材料 1448

2.2用拉压代替弯曲 1448

2.3改善零件结构减小弯矩值 1449

2.4合理设计支承方式和位置 1450

2.5合理设计截面形状 1450

2.6用加强肋和隔板增强刚度 1452

2.7用预变形抵抗有害变形 1453

2.8提高零件表面接触刚度 1453

3提高耐磨性的结构设计 1454

3.1改变摩擦方式 1454

3.2使磨损均匀的设计 1454

3.3采用材料分体结构 1456

3.4采用磨损补偿结构 1457

3.5局部更换易损零件 1458

4提高耐腐蚀性的结构设计 1458

4.1防止沉积区和沉积缝 1458

4.2防止接触腐蚀 1459

4.3便于更换腐蚀零件 1459

4.4用覆盖保护层减轻腐蚀 1460

5提高精度的结构设计 1460

5.1精度与阿贝原则 1460

5.2利用误差补偿提高精度 1461

5.3误差传递 1462

5.4利用误差均化提高精度 1463

5.5合理配置误差 1464

5.6消除空回 1464

5.7选择适当的材料 1465

6考虑噪声和发热的结构设计 1465

6.1考虑发热的结构设计 1465

6.1.1降低发热影响的措施 1465

6.1.2降低发热影响的结构设计 1466

6.2考虑噪声的结构设计 1467

6.2.1噪声的限制值 1467

6.2.2减小噪声的措施 1468

6.2.3减小噪声的结构设计 1469

7零部件结构设计实例 1469

7.1减速器结构设计 1469

7.1.1概述 1469

7.1.2减速器结构设计 1470

7.2滚动轴承部件结构设计 1473

7.2.1使轴承支承受力合理的设计 1473

7.2.2提高轴承支承刚度的设计 1475

7.2.3提高轴承精度的设计 1477

7.2.4满足高速要求的设计 1479

7.2.5适应结构需要的设计 1480

7.2.6轴承润滑结构设计 1481

第4章 满足加工工艺的结构设计 1483

1概述 1483

1.1零件结构设计工艺性的概念 1483

1.2影响零件结构设计工艺性的因素 1483

1.3零件结构设计工艺性的基本要求 1483

2铸件结构设计工艺性 1484

2.1常用铸造金属材料和铸造方法 1484

2.1.1常用铸造金属材料的铸造性和结构特点 1484

2.1.2常用铸造方法的特点和应用范围 1484

2.2铸造工艺对铸件结构设计工艺性的要求 1486

2.3合金铸造性能对铸件结构设计工艺性的要求 1491

2.3.1合理设计铸件壁厚 1491

2.3.2铸件的结构圆角与圆滑过渡 1492

2.3.3合理的铸件结构形状 1496

2.4铸造方法对铸件结构设计工艺性的要求 1498

2.4.1压铸件的结构特点 1498

2.4.2熔模铸件的结构特点 1499

2.4.3金属型铸件的结构特点 1501

2.5铸造公差 1501

2.6铸件缺陷与改进措施 1502

3锻件结构设计工艺性 1509

3.1锻造方法与金属材料的可锻性 1509

3.1.1各种锻造方法及其特点 1509

3.1.2金属材料的可锻性 1512

3.2锻造方法对锻件结构设计工艺性的要求 1512

3.2.1自由锻件的结构设计工艺性 1512

3.2.2模锻件的结构设计工艺性 1515

3.3模锻件结构设计的注意事项 1519

4冲压件结构设计工艺性 1521

4.1冲压方法和冲压材料的选用 1521

4.1.1冲压的基本工序 1521

4.1.2冲压材料的选用 1523

4.2冲压件结构设计的基本参数 1524

4.2.1冲裁件 1524

4.2.2弯曲件 1526

4.2.3拉深件 1529

4.2.4成形件 1531

4.3冲压件结构设计的注意事项 1533

4.4冲压件的尺寸和角度公差、形状和位置未注公差、未注公差尺寸的极限偏差 1535

5焊接件结构设计工艺性 1541

5.1焊接方法及其应用 1541

5.1.1焊接方法的分类、特点及应用 1541

5.1.2常用金属材料的适用焊接方法 1541

5.2焊接结构的设计原则 1543

5.2.1焊接性 1543

5.2.2结构刚度和减振能力 1545

5.2.3应力集中 1545

5.2.4焊接残余应力和变形 1545

5.2.5焊接接头性能的不均匀性 1545

5.2.6应尽量减少和排除焊接缺陷 1545

5.3焊接接头的形式 1545

5.3.1焊接接头的特点 1545

5.3.2接头形式及选用 1546

5.4焊缝坡口的基本形式与尺寸 1546

5.4.1坡口参数的确定 1546

5.4.2碳钢、低合金钢的焊条电弧焊、气焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 1546

5.4.3碳钢、低合金钢埋弧焊焊缝坡口的形式与尺寸 1552

5.4.4铝合金气体保护焊焊缝坡口形式与尺寸 1558

5.4.5铜及铜合金焊接坡口形状及尺寸 1562

5.4.6接头坡口的制作 1562

5.5焊接件结构设计应注意的问题 1562

5.6焊接件的几何尺寸公差和形状公差 1565

5.6.1线性尺寸公差 1565

5.6.2角度尺寸公差 1565

5.6.3直线度、平面度和平行度公差 1566

5.6.4焊前弯曲成形的筒体允差 1566

5.6.5焊前管子的弯曲半径、圆度公差及允许波纹度 1566

5.7焊接质量检验 1567

6金属切削加工件结构设计工艺性 1567

6.1金属材料的可加工性 1567

6.2金属切削加工件的一般标准 1568

6.2.1标准尺寸 1568

6.2.2圆锥的锥度与锥角系列 1570

6.2.3棱体的角度与斜度 1571

6.2.4中心孔 1572

6.2.5零件的倒圆、倒角 1573

6.2.6圆形零件自由表面过渡圆角半径和静配合连接轴用倒角 1574

6.2.7球面半径 1575

6.2.8燕尾槽 1575

6.2.9 T形槽 1575

6.2.10弧形槽端部半径 1577

6.2.11砂轮越程槽 1577

6.2.12刨切、插切、珩磨越程槽 1578

6.2.13退刀槽 1578

6.2.14插齿、滚齿退刀槽 1579

6.2.15 滚花 1580

6.2.16分度盘和标尺刻度 1580

6.2.17锯缝尺寸 1580

6.3切削加工件的结构设计工艺性 1581

6.3.1零件工作图的尺寸标注应适应加工工艺要求 1581

6.3.2零件应有安装和夹紧的基面 1582

6.3.3减少装夹和进给次数 1583

6.3.4减少加工面积，简化零件形状 1583

6.3.5尽可能避免内凹表面及内表面的加工 1585

6.3.6保证零件加工时的必要的刚性 1585

6.3.7零件结构要适应刀具尺寸要求，并尽可能采用标准刀具 1586

6.4自动化生产对零件结构设计工艺性的要求 1587

7热处理零件结构设计工艺性 1588

7.1零件热处理方法的选择 1588

7.1.1退火及正火 1588

7.1.2淬火及回火 1589

7.1.3表面淬火 1591

7.1.4钢的化学热处理 1591

7.2影响热处理零件结构设计工艺性的因素 1592

7.2.1零件材料的热处理性能 1592

7.2.2零件的几何形状和刚度 1594

7.2.3零件的尺寸大小 1594

7.2.4零件的表面质量 1594

7.3对零件的热处理要求 1594

7.3.1在工作图上应标明的热处理要求 1594

7.3.2金属热处理工艺分类及代号的表示方法 1594

7.4热处理零件结构设计的注意事项 1596

7.4.1防止热处理零件开裂的注意事项 1596

7.4.2防止热处理零件变形的注意事项 1599

7.4.3防止热处理零件硬度不均的注意事项 1602

第5章 满足材料要求的结构设计 1604

1工程塑料件结构设计工艺性 1604

1.1工程塑料的选用 1604

1.2工程塑料零件的制造方法 1604

1.2.1工程塑料的成型方法 1604

1.2.2工程塑料的机械加工 1605

1.3工程塑料零件设计的基本参数 1605

1.4工程塑料零件结构设计的注意事项 1608

2橡胶件结构设计工艺性 1610

2.1橡胶制品质量指标的含义 1610

2.2橡胶的选用 1610

2.3橡胶件结构设计的工艺性 1611

2.3.1脱模斜度 1611

2.3.2断面厚度与圆角 1611

2.3.3囊类零件的口径腹径比 1611

2.3.4波纹管制品的峰谷直径比 1612

2.3.5孔 1612

2.3.6镶嵌件 1612

2.4橡胶件的精度 1612

2.4.1模压制品的尺寸公差 1612

2.4.2压出制品的尺寸公差 1613

2.4.3胶辊尺寸公差 1615

2.4.4橡胶制品的尺寸测量 1618

3陶瓷件结构设计工艺性 1618

4粉末冶金件结构设计工艺性 1620

4.1粉末冶金材料的分类和选用 1620

4.1.1粉末冶金减摩材料 1621

4.1.2粉末冶金摩擦材料 1621

4.1.3粉末冶金过滤材料 1621

4.1.4粉末冶金铁基结构材料 1621

4.2粉末冶金零件结构设计的基本参数 1621

4.3粉末冶金零件结构设计的注意事项 1624

第6章 零部件的装配和维修工艺性 1628

1一般装配对零部件结构设计工艺性的要求 1628

1.1组成单独的部件或装配单元 1628

1.2应具有合适的装配基面 1628

1.3结合工艺特点考虑结构的合理性 1628

1.4考虑装配的方便性 1628

1.5考虑拆卸的方便性 1628

1.6考虑修配的方便性 1628

1.7选择合理的调整补偿环 1628

1.8减少修整外观的工作量 1628

2自动装配对零件结构设计工艺性的要求 1633

3吊运对零件结构设计工艺性的要求 1635

4零部件的维修工艺性 1635

参考文献 1637