机械设计手册 第3卷 第6版pdf电子书版本下载

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第11篇 润滑与密封 3

第1章 润滑方法及润滑装置 3

1润滑方法及润滑装置的分类、润滑原理与应用 3

2一般润滑件 5

2.1油杯 5

2.2油环 7

2.3油枪 7

2.4油标 8

3集中润滑系统的分类和图形符号 10

4稀油集中润滑系统 13

4.1稀油集中润滑系统设计的任务和步骤 13

4.1.1设计任务 13

4.1.2设计步骤 13

4.2稀油集中润滑系统的主要设备 17

4.2.1润滑油泵及润滑油泵装置 17

4.2.2稀油润滑装置 28

4.2.3辅助装置及元件 51

4.2.4润滑油箱 68

5干油集中润滑系统 72

5.1干油集中润滑系统的分类及组成 72

5.2干油集中润滑系统的设计计算 76

5.2.1润滑脂消耗量的计算 76

5.2.2润滑脂泵的选择计算 76

5.2.3系统工作压力的确定 77

5.2.4滚动轴承润滑脂消耗量估算方法 78

5.3干油集中润滑系统的主要设备 80

5.3.1润滑脂泵及装置 80

5.3.2分配器与喷射阀 92

5.3.3其他辅助装置及元件 103

5.4干油集中润滑系统的管路附件 110

5.4.1配管材料 110

5.4.2管路附件 110

6油雾润滑 125

6.1油雾润滑工作原理、系统及装置 125

6.1.1工作原理 125

6.1.2油雾润滑系统和装置 125

6.2油雾润滑系统的设计和计算 126

6.2.1各摩擦副所需的油雾量 126

6.2.2凝缩嘴尺寸的选择 128

6.2.3管道尺寸的选择 128

6.2.4空气和油的消耗量 129

6.2.5发生器的选择 129

6.2.6润滑油的选择 129

6.2.7凝缩嘴的布置方法 130

7油气润滑 132

7.1油气润滑工作原理、系统及装置 132

7.1.1油气润滑装置（摘自JB/ZQ 4711-2006） 133

7.1.2油气润滑装置（摘自JB/ZQ 4738-2006） 135

7.2油气混合器及油气分配器 137

7.2.1QHQ型油气混合器（摘自JB/ZQ 4707-2006） 137

7.2.2 AHQ型双线油气混合器 138

7.2.3 MHQ型单线油气混合器 138

7.2.4 AJS型、JS型油气分配器（摘自JB/ZQ 4749-2006） 139

7.3专用油气润滑装置 140

7.3.1油气喷射润滑装置（摘自JB/ZQ 4732-2006） 140

7.3.2链条喷射润滑装置 141

7.3.3行车轨道润滑装置（摘自JB/ZQ 4736-2006） 142

第2章 稀油润滑装置的设计计算 143

1概述 143

2稀油润滑与液压传动在技术性能、参数计算方面的差异和特点 143

3稀油润滑装置的设计计算 147

3.1稀油润滑装置的主要技术性能参数 147

3.2稀油润滑系统技术性能参数的关系和有关计算 148

3.2.1稀油润滑系统简图及参数标示 148

3.2.2装置供油量及泵的台数 148

3.2.3装置泄油量 149

3.2.4供油压力的确定及多供应支管时压力的调整 149

3.2.5从泵口至供油口的最大压降 150

3.2.6润滑油泵功率计算 151

3.2.7过滤器的压降特性 152

3.3高低压稀油润滑装置结构参数、自动控制和系列实例 153

3.3.1结构参数的合理确定 154

3.3.2自动控制和安全技术 155

3.3.3部分系列实例 158

第3章 润滑剂 171

1润滑剂选用的一般原则 171

1.1润滑剂的基本类型 171

1.2润滑剂选用的一般原则 171

2常用润滑油 173

2.1润滑油的主要质量指标 173

2.1.1黏度 173

2.1.2润滑油的其他质量指标 182

2.2常用润滑油的牌号、性能及应用 185

2.2.1润滑油的分类 185

2.2.2常用润滑油的牌号、性能及应用 186

3常用润滑脂 197

3.1润滑脂的组成及主要质量指标 197

3.1.1润滑脂的组成 197

3.1.2润滑脂的主要质量指标 197

3.2润滑脂的分类 198

3.3常用润滑脂的性质与用途 199

4润滑剂添加剂 203

5合成润滑剂 205

5.1合成润滑剂的分类 206

5.2合成润滑剂的应用 206

6固体润滑剂 208

6.1固体润滑剂的分类 208

6.2固体润滑剂的作用和特点 208

6.2.1可代替润滑油脂 208

6.2.2增强或改善润滑油脂的性能 208

6.2.3运行条件苛刻的场合 209

6.2.4环境条件很恶劣的场合 209

6.2.5环境条件很洁净的场合 209

6.2.6无需维护保养的场合 209

6.3常用固体润滑剂的使用方法和特性 210

6.3.1固体润滑剂的使用方法 210

6.3.2粉状固体润滑剂特性 210

6.3.3膏状固体润滑剂特性 211

7润滑油的换油指标、代用和掺配方法 213

7.1常用润滑油的换油指标 213

7.2润滑油代用的一般原则 213

7.3润滑油的掺配方法 213

8国内外液压工作介质和润滑油、脂的牌号对照 216

8.1国内外液压工作介质产品对照 216

8.2国内外润滑油、脂品种对照 225

第4章 密封 252

1静密封的分类、特点及应用 252

2动密封的分类、特点及应用 254

3垫片密封 258

3.1常用垫片类型与应用 258

3.2管道法兰垫片选择 260

4填料密封 261

4.1毛毡密封 261

4.2软填料动密封 262

4.3软填料密封计算 266

5油封密封 268

5.1结构型式及特点 268

5.2油封密封的设计 269

5.3油封摩擦功率的计算 273

6涨圈密封 274

7迷宫密封 275

8机械密封 276

8.1接触式机械密封工作原理 276

8.2常用机械密封分类及适用范围 277

8.3机械密封的选用 280

8.4常用机械密封材料 284

8.5机械密封的计算 289

8.6机械密封结构设计 293

8.7波纹管式机械密封 295

8.7.1波纹管式机械密封型式 295

8.7.2波纹管式机械密封端面比压计算 296

8.8非接触式机械密封 297

8.8.1 非接触式机械密封与接触式机械密封比较 297

8.8.2流体静压式机械密封 298

8.8.3流体动压式机械密封 299

8.8.4干气密封 301

8.9釜用机械密封 307

8.10机械密封辅助系统 310

8.10.1泵用机械密封的冷却方式和要求 310

8.10.2泵用机械密封冲洗系统 312

8.10.3釜用机械密封润滑和冷却系统 321

8.11杂质过滤和分离 324

8.12机械密封标准 325

8.12.1机械密封技术条件（摘自JB/T 4127.1-2013） 325

8.12.2机械密封用O形橡胶密封圈（摘自J B/T 7757.2-2006） 326

8.12.3机械密封用氟塑料全包覆橡胶O形圈（摘自JB/T 10706-2007） 329

8.12.4焊接金属波纹管机械密封（摘自JB/T 8723-2008） 333

8.12.5泵用机械密封（摘自JB/T 1472-2011） 338

8.12.6耐酸泵用机械密封（摘自JB/T 7372-2011） 345

8.12.7耐碱泵用机械密封（摘自JB/T 7371-2011） 350

9螺旋密封 353

9.1螺旋密封方式、特点及应用 353

9.2螺旋密封设计要点 354

9.3矩形螺纹的螺旋密封计算 355

第5章 密封件 360

1油封皮圈、油封纸圈 360

2圆橡胶、圆橡胶管密封（摘自JB/ZQ 4609-2006） 360

3毡圈油封 361

4Z形橡胶油封（摘自JB/ZQ 4075-2006） 362

5 O形橡胶密封圈 364

5.1液压、气动用O形橡胶密封圈尺寸及公差（摘自GB/T 3452.1-2005） 364

5.2液压、气动用O形圈径向密封沟槽尺寸（摘自GB/T 3452.3-2005） 368

5.2.1液压活塞动密封沟槽尺寸 368

5.2.2气动活塞动密封沟槽尺寸 370

5.2.3液压、气动活塞静密封沟槽尺寸 373

5.2.4液压活塞杆动密封沟槽尺寸 379

5.2.5气动活塞杆动密封沟槽尺寸 381

5.2.6液压、气动活塞杆静密封沟槽尺寸 383

5.3 O形圈轴向密封沟槽尺寸（摘自GB/T 3452.3-2005） 389

5.3.1受内部压力的轴向密封沟槽尺寸 389

5.3.2受外部压力的轴向密封沟槽尺寸 390

5.4沟槽和配合偶件表面的表面粗糙度（摘自GB/T 3452.3-2005） 391

5.5 O形橡胶密封圈用挡圈 392

6密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈（摘自GB/T 13871.1-2007） 392

7密封元件为热塑性材料的旋转轴唇形密封圈（摘自GB/T 21283.1-2007 ） 394

7.1密封圈类型 394

7.2密封圈基本尺寸 395

7.3密封圈尺寸标识代码及标注说明 396

7.4密封圈的技术文件 396

8单向密封橡胶密封圈（摘自GB/T 10708.1-2000） 398

8.1单向密封橡胶密封圈结构型式及使用条件 398

8.2活塞杆用短型（L1）密封沟槽及Y形圈尺寸 398

8.3活塞用短型（L1）密封沟槽及Y形圈尺寸 399

8.4活塞杆用中型（L2）密封沟槽及Y形圈、蕾形圈尺寸 401

8.5活塞用中型（L2）密封沟槽及Y形圈、蕾形圈尺寸 404

8.6活塞杆用长型（L3）密封沟槽及V形圈、压环和塑料支撑环的尺寸 406

8.7活塞用长型（L3）密封沟槽及V形圈、压环和弹性密封圈尺寸 407

9 VD形橡胶密封圈（摘自JB/T 6994-2007） 409

10双向密封橡胶密封圈（摘自GB/T 10708.2-2000） 412

11往复运动用橡胶防尘密封圈（摘自GB/T10708.3-2000） 415

11.1 A型防尘圈 415

11.2 B型防尘圈 416

11.3 C型防尘圈 417

12同轴密封件（摘自GB/T 15242.1-1994） 418

12.1活塞杆密封用阶梯形同轴密封件 418

12.2活塞密封用方形同轴密封件 420

13车恒德（西安车氏）密封 422

13.1密封类型、使用条件及选择要点 422

13.2密封材料 425

13.3直角滑环式组合密封尺寸 426

13.4脚形滑环式组合密封尺寸 427

13.5齿形滑环式组合密封尺寸 428

13.6 C形滑环式组合密封尺寸 430

13.7帽形滑环式组合密封尺寸 431

13.8低摩擦齿形滑环式组合密封尺寸 432

13.9重载齿形滑环式组合密封尺寸 434

13.10耐高压J形滑环式组合密封尺寸 435

13.11车恒德防尘密封尺寸 437

14气缸用密封圈（摘自JB/T 6657-1993） 438

14.1气缸活塞密封用QY型密封圈 438

14.2气缸活塞杆密封用QY型密封圈 439

14.3气缸活塞杆用J型防尘圈 440

14.4气缸用QH型外露骨架橡胶缓冲密封圈 441

15Yx形密封圈 442

15.1孔用Yx形密封圈（摘自JB/ZQ 4264-2006） 442

15.2轴用Yx形密封圈（摘自JB/ZQ 4265-2006） 446

16液压缸活塞和活塞杆密封用支承环（摘自GB/T 15242.2-1994） 449

16.1液压缸活塞杆密封用支承环 449

16.2液压缸活塞密封用支承环 451

17密封圈材料 454

17.1普通液压系统用O形橡胶密封圈材料（摘自HG/T 2579-2008 ） 454

17.2真空用O形橡胶圈材料（摘自HG/T 2333-2009） 454

17.3耐高温润滑油O形圈材料（摘自HG/T 2021-2004） 455

17.4耐酸碱橡胶密封件材料（摘自HG/T 2181-2009） 455

17.5往复运动橡胶密封圈材料（摘自HG/T 2810-2008） 456

17.6旋转轴唇形密封圈橡胶材料（摘自HG/T 2811-2009） 457

18管法兰用非金属平垫片 457

18.1公称压力用PN标记的管法兰用垫片的型式与尺寸（摘自GB/T 9126-2008） 457

18.1.1全平面管法兰（FF型）用垫片的型式与尺寸 457

18.1.2突面管法兰（RF型）用垫片的型式与尺寸 459

18.1.3凹凸面管法兰（MF型）和榫槽面管法兰（TG型）用垫片的型式与尺寸 460

18.2公称压力用Class标记的管法兰用垫片的型式与尺寸（摘自GB/T 9126-2008） 461

18.2.1全平面管法兰（FF型）和突面管法兰（RF型）用垫片的型式与尺寸 461

18.2.2凹凸面管法兰（MF型）和榫槽面管法兰（TG型）用垫片的型式与尺寸 462

18.3管法兰用非金属平垫片技术条件（摘自GB/T 9129-2003） 463

19钢制管法兰用金属环垫（摘自GB/T 9128-2003） 463

20管法兰用缠绕式垫片 467

20.1缠绕式垫片型式、代号及标记（摘自GB/T 4622.1-2009） 467

20.2管法兰用缠绕式垫片尺寸（摘自GB/T 4622.2-2008） 468

20.2.1公称压力用PN标记的法兰用垫片尺寸 468

20.2.2公称压力用Class标记的法兰用垫片尺寸 472

21管法兰用非金属聚四氟乙烯包覆垫片（摘自GB/T 13404-2008） 475

21.1公称压力用PN标记的管法兰用垫片尺寸 475

21.2公称压力用Class标记的管法兰用垫片尺寸 476

21.3聚四氟乙烯包覆垫片的性能 476

22管法兰用金属包覆垫片（摘自GB/T 15601-2013） 477

23 U形内骨架橡胶密封圈（摘自JB/T 6997-2007） 479

参考文献 482

第12篇 弹簧 483

第1章 弹簧的类型、性能与应用 485

第2章 圆柱螺旋弹簧 490

1圆柱螺旋弹簧的形式、代号及应用 490

2弹簧材料及许用应力 492

3圆柱螺旋压缩弹簧 497

3.1圆柱螺旋压缩弹簧计算公式 497

3.2圆柱螺旋弹簧参数选择 499

3.3压缩弹簧端部形式与高度、总圈数等的公式 500

3.4螺旋弹簧的稳定性、强度和共振的验算 501

3.5圆柱螺旋压缩弹簧计算表 502

3.6圆柱螺旋弹簧计算用系数C，K，K1，8/πKC3（摘自GB 1239-2009） 510

3.7圆柱螺旋压缩弹簧计算示例 511

3.8组合弹簧的设计计算 514

3.9组合弹簧的计算示例 515

3.10圆柱螺旋压缩弹簧的压力调整结构 517

3.11圆柱螺旋压缩弹簧的应用实例 517

4圆柱螺旋拉伸弹簧 519

4.1圆柱螺旋拉伸弹簧计算公式 519

4.2圆柱螺旋拉伸弹簧计算示例 520

4.3圆柱螺旋拉伸弹簧的拉力调整结构 523

4.4圆柱螺旋拉伸弹簧应用实例 524

5圆柱螺旋扭转弹簧 526

5.1圆柱螺旋扭转弹簧计算公式 526

5.2圆柱螺旋扭转弹簧计算示例 527

5.3圆柱螺旋扭转弹簧安装及结构示例 528

5.4圆柱螺旋扭转弹簧应用实例 529

6圆柱螺旋弹簧制造精度、极限偏差及技术要求 530

6.1冷卷圆柱螺旋压缩弹簧制造精度及极限偏差 530

6.2冷卷圆柱螺旋拉伸弹簧制造精度及极限偏差 530

6.3热卷圆柱螺旋弹簧制造精度及极限偏差 531

6.4冷卷圆柱螺旋扭转弹簧制造精度及极限偏差 532

6.5圆柱螺旋弹簧的技术要求 533

7矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧 533

7.1矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算公式 534

7.2矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧有关参数的选择 535

7.3矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算示例 536

第3章 截锥螺旋弹簧 538

1截锥螺旋弹簧的结构形式及特性 538

2截锥螺旋弹簧的分类 538

3截锥螺旋弹簧的计算公式 539

4截锥螺旋弹簧的计算示例 541

5截锥螺旋弹簧应用实例 542

第4章 蜗卷螺旋弹簧 544

1蜗卷螺旋弹簧的特性曲线 544

2蜗卷螺旋弹簧的材料及许用应力 544

3蜗卷螺旋弹簧的计算公式 544

4蜗卷螺旋弹簧的计算示例 546

4.1等螺旋角蜗卷螺旋弹簧的计算 546

4.2等节距蜗卷螺旋弹簧的计算 548

4.3等应力蜗卷螺旋弹簧的计算 550

第5章 多股螺旋弹簧 551

1多股螺旋弹簧的结构、特性及用途 551

2多股螺旋弹簧的材料及许用应力 551

3多股螺旋弹簧的参数选择 552

4多股螺旋压缩、拉伸弹簧设计主要公式 552

5多股螺旋压缩、拉伸弹簧几何尺寸计算 554

6多股螺旋压缩弹簧计算示例 555

第6章 碟形弹簧 558

1碟形弹簧的特点与应用 558

2碟簧（普通碟簧）的分类及系列 558

3碟形弹簧的计算 561

3.1单片碟形弹簧的计算公式 561

3.2单片碟形弹簧的特性曲线 563

3.3组合碟形弹簧的计算公式 563

4碟形弹簧的材料及许用应力 564

4.1碟形弹簧的材料 564

4.2许用应力及极限应力曲线 565

4.2.1载荷类型 565

4.2.2静载荷作用下碟簧的许用应力 565

4.2.3变载荷作用下碟簧的疲劳极限 565

5碟形弹簧的技术要求 566

5.1导向件 566

5.2碟簧参数的公差和偏差 566

5.3碟簧表面的粗糙度 567

5.4碟簧成形后的处理 567

6碟形弹簧计算示例 567

7碟形弹簧工作图 570

8碟形弹簧应用实例 570

第7章 开槽碟形弹簧 572

1开槽碟形弹簧的特性曲线 572

2开槽碟形弹簧设计参数的选择 572

3开槽碟形弹簧的计算公式 573

4开槽碟形弹簧计算示例 574

第8章 膜片碟簧 577

1膜片碟簧的特点及用途 577

2膜片碟簧参数的选择 578

3膜片碟簧的基本计算公式 579

4膜片碟簧的计算方法 580

5膜片碟簧的技术条件 580

第9章 环形弹簧 581

1环形弹簧的特性曲线 581

2环形弹簧的材料和许用应力 582

3环形弹簧设计参数选择 582

4环形弹簧计算公式 582

5环形弹簧计算示例 584

6环形弹簧应用实例 585

7环形弹簧的技术要求 585

第10章 片弹簧 586

1片弹簧的结构与用途 586

2片弹簧材料及许用应力 587

3片弹簧计算公式 587

4片弹簧计算示例 589

5片弹簧技术要求 590

6片弹簧应用实例 590

第11章 板弹簧 592

1板弹簧的类型和用途 592

2板弹簧的结构 592

2.1弹簧钢板的截面形状 592

2.2主板的端部结构 593

2.3副板端部结构 594

2.4板弹簧中部的固定结构 595

2.5板弹簧两侧的固定结构 595

3板弹簧材料及许用应力 596

3.1板弹簧材料及力学性能 596

3.2许用弯曲应力 596

4板弹簧设计与计算 596

4.1板弹簧的近似计算公式 596

4.2板弹簧的设计计算公式 597

4.2.1叶片厚度、宽度及数目的计算 598

4.2.2各叶片长度的计算 598

4.2.3板弹簧的刚度计算 600

4.2.4板弹簧在自由状态下弧高及曲率半径的计算 601

4.2.5叶片在自由状态下曲率半径及弧高的计算 601

4.2.6装配后的板弹簧总成弧高的计算 601

4.2.7板弹簧元件的强度验算 601

5板弹簧的技术要求 603

6板弹簧计算示例 604

6.1叶片厚度、宽度及数目的计算 604

6.2叶片长度的计算 605

6.3板弹簧的刚度 606

6.4板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径 606

6.5叶片预应力的确定 606

6.6装配后板弹簧总成弧高及曲率半径的计算 607

6.7板弹簧各叶片应力的计算 608

6.8板弹簧工作图 608

7板弹簧应用实例 610

第12章 发条弹簧 611

1发条弹簧的类型、结构及应用 611

2螺旋形发条弹簧 613

2.1发条弹簧的工作特性 613

2.2螺旋形发条弹簧的计算公式 613

2.3发条弹簧材料 614

2.4发条弹簧设计参数的选取 615

2.5螺旋形发条弹簧计算示例 615

2.6带盒螺旋形发条弹簧典型结构及应用实例 617

3 S形发条弹簧 617

3.1 S形发条弹簧计算公式 617

3.2 S形发条弹簧计算示例 618

第13章 游丝 620

1游丝的类型及用途 620

2游丝的材料 620

3游丝的计算公式 621

4游丝参数的选择 621

5游丝的尺寸系列 622

6游丝座的尺寸系列 623

7游丝的技术要求 623

8游丝端部固定形式 623

9游丝计算示例 624

10游丝的应用实例 624

第14章 扭杆弹簧 626

1扭杆弹簧的结构、类型及应用 626

2扭杆弹簧的材料和许用应力 627

3扭杆弹簧的计算公式 627

4扭杆弹簧的端部结构和有效长度 629

4.1扭杆弹簧的端部结构 629

4.2扭杆弹簧的有效工作长度 630

5扭杆弹簧的技术要求 630

6扭杆弹簧计算示例 630

7扭杆弹簧应用实例 631

第15章 弹簧的特殊处理及热处理 633

1弹簧的特殊处理 633

1.1弹簧的立定处理和强压处理 633

1.1.1 立定处理 633

1.1.2加温立定处理 633

1.1.3强压（扭）处理 634

1.1.4加温强压（扭）处理 635

1.2弹簧的喷丸处理 635

1.2.1喷丸处理的目的 635

1.2.2喷丸设备及弹丸 635

1.2.3弹丸种类及喷丸强度 636

1.2.4喷丸处理后的回火 636

1.2.5喷丸处理对弹簧其他性能的影响 636

2弹簧的热处理 636

2.1弹簧热处理目的、要求和方法 636

2.2预备热处理 637

2.2.1常用碳素弹簧钢和合金弹簧钢的预备热处理工艺 637

2.2.2不锈弹簧钢的预备热处理工艺 637

2.2.3铜合金弹簧材料的预备热处理 637

2.3消应力回火 637

2.3.1常用弹簧钢材料消应力回火处理规范 637

2.3.2消应力回火温度对弹簧力学性能的影响 638

2.3.3消应力回火的温度和保温时间对拉伸弹簧初拉力的影响 639

2.4淬火和回火 639

2.4.1常用弹簧材料的淬火和回火处理规范 639

2.4.2淬火和回火处理的注意事项 639

2.5等温淬火 640

2.5.1等温淬火的目的 640

2.5.2常用弹簧钢的等温淬火工艺 640

2.6不锈弹簧钢的热处理 640

2.6.1不锈钢热处理的方法与选择 640

2.6.2不锈弹簧钢的固溶热处理 641

2.6.3奥氏体不锈弹簧钢稳定化回火处理 641

2.6.4马氏体不锈弹簧钢的热处理 641

2.6.5沉淀硬化不锈弹簧钢的热处理 642

2.7铜合金弹簧材料的热处理 642

2.7.1锡青铜的热处理 642

2.7.2铍青铜的热处理 643

2.7.3硅青铜线的热处理 643

2.8热处理对弹簧外形尺寸的影响 643

第16章 橡胶弹簧 645

1橡胶弹簧的特点与应用 645

2橡胶弹簧材料 645

2.1橡胶材料的剪切特性 646

2.2橡胶材料的拉压特性 646

2.3橡胶材料的剪切弹性模量G及弹性模量E 646

2.4橡胶弹簧的表观弹性模量Ea 646

3橡胶弹簧的许用应力及许用应变 647

4橡胶弹簧的计算公式 647

4.1橡胶压缩弹簧计算公式 647

4.2橡胶压缩弹簧的稳定性计算公式 648

4.3橡胶剪切弹簧计算公式 648

4.4橡胶扭转弹簧计算公式 649

4.5橡胶弯曲弹簧计算公式 650

4.6橡胶组合弹簧计算公式 651

4.7橡胶弹簧不同组合形式的刚度计算 652

5橡胶弹簧的计算示例 653

6橡胶弹簧的应用实例 655

第17章 橡胶-金属螺旋复合弹簧（简称复合弹簧） 657

1橡胶-金属螺旋复合弹簧的优点 657

2橡胶-金属螺旋复合弹簧的结构形式 657

3橡胶-金属螺旋复合弹簧的设计 658

3.1模具设计 658

3.2金属螺旋弹簧设计 659

3.3橡胶弹簧设计 659

4橡胶-金属螺旋复合弹簧的主要计算公式 659

5橡胶-金属螺旋复合弹簧尺寸系列 660

6橡胶-金属螺旋复合弹簧的选用 661

7橡胶-金属螺旋复合弹簧的技术要求 661

8复合弹簧应用实例 661

第18章 空气弹簧 662

1 空气弹簧的特点 662

2空气弹簧的类型 662

2.1囊式空气弹簧 662

2.2约束膜式空气弹簧 662

2.3自由膜式空气弹簧 663

3空气弹簧的刚度计算 663

3.1空气弹簧垂直刚度计算 664

3.2空气弹簧横向刚度计算 665

3.2.1囊式空气弹簧 665

3.2.2膜式空气弹簧 666

4空气弹簧计算示例 667

5德国CONTI空气弹簧系列 667

6空气弹簧的应用实例 668

第19章 膜片 671

1 膜片的类型与用途 671

2膜片材料及性能 672

3平膜片的设计计算 672

3.1小位移平膜片的计算公式 672

3.2大位移平膜片的计算公式 673

4平膜片计算示例 674

5波纹膜片的计算公式 675

6波纹膜片计算示例 676

7膜片尺寸系列 679

8膜盒尺寸系列 680

9膜片应用实例 682

第20章 波纹管 683

1波纹管的类型与用途 683

2波纹管的材料 684

3无缝波纹管计算公式 684

4波纹管计算示例 690

5波纹管尺寸系列 691

5.1形式及材料 691

5.2波纹管尺寸和基本参数 691

6波纹管应用实例 696

第21章 压力弹簧管 697

1压力弹簧管的类型与用途 697

2压力弹簧管的材料 698

3压力弹簧管计算公式 698

4压力弹簧管计算示例 699

5压力弹簧管的尺寸系列 700

参考文献 702

第13篇 螺旋传动、摩擦轮传动 703

第1章 螺旋传动 705

1滑动螺旋传动 706

1.1螺纹基本尺寸和精度 706

1.2滑动螺旋传动计算 706

1.3材料与许用应力 710

1.4结构 711

2滚动螺旋传动 716

2.1滚珠丝杠副的组成（摘自GB/T 17587.1-1998） 716

2.2滚珠丝杠副的结构及分类 718

2.3滚珠丝杠副的标准参数（摘自GB/T 17587.2-1998） 721

2.4滚珠丝杠副滚珠螺母安装连接尺寸（摘自JB/T 9893-1999） 722

2.5滚珠丝杠副精度标准（摘自GB/T 17587.3-1998） 726

2.6滚珠丝杠副轴端型式尺寸（摘自JB/T 3162-2011） 731

2.7常用滚珠丝杠副系列产品尺寸及性能参数摘编 737

2.8滚珠丝杠副的计算程序及计算实例 750

2.9滚珠丝杠副的润滑与密封 758

2.10滚珠丝杠副防逆转措施 759

第2章 摩擦轮传动 762

1传动原理、优缺点及常用范围 762

2摩擦轮传动型式与应用 762

3摩擦副材料及润滑 763

3.1摩擦副材料 763

3.2润滑剂 765

4滑动与摩擦因数曲线 765

4.1滑动率与传动比 765

4.2摩擦因数曲线 766

5承载能力计算 766

5.1失效形式与计算准则 766

5.2设计计算步骤 766

6加压装置 767

7摩擦轮结构 773

8计算实例 775

参考文献 777

第14篇带、链传动 779

第1章 带传动 781

1带传动的类型、特点与应用 781

2 V带传动 782

2.1带 782

2.2带轮 785

2.3设计计算（摘自GB/T 13575.1-2008、 JB/ZQ 4175-2006、GB/T 13575.2-2008、GB/T 15531-2008） 789

3多楔带传动 805

3.1带 805

3.2带轮 806

3.3设计计算（摘自JB/T 5983-1992） 807

4平带传动 813

4.1普通平带 813

4.2带轮 814

4.3设计计算 815

5同步带传动 820

5.1同步带主要参数 820

5.2带 821

5.3带轮 826

5.4设计计算 837

6带传动的张紧及安装 871

6.1张紧方法及安装要求 871

6.2初张紧力的检测 872

6.2.1V带的初张紧力（摘自GB/T 13575.1-2008、GB/T 13575.2-2008） 872

6.2.2多楔带的初张紧力（摘自JB/T 5983-1992） 873

6.2.3平带的初张紧力 873

6.2.4同步带的初张紧力（摘自GB/T 11361-2008、JB/T 7512.3-1994） 874

第2章 链传动 876

1短节距传动用精密滚子链 876

1.1滚子链的基本参数与尺寸（摘自GB/T 1243-2006） 876

1.2滚子链传动设计计算 879

1.2.1滚子链传动的一般设计计算内容和步骤（摘自GB/T18150-2006） 879

1.2.2滚子链的静强度计算 883

1.2.3滚子链的耐疲劳工作能力计算 884

1.2.4滚子链的耐磨损工作能力计算 885

1.2.5滚子链的抗胶合工作能力计算 886

1.3滚子链链轮 886

2齿形链传动 891

2.1齿形链的分类 891

2.2齿形链的基本参数与尺寸（摘自GB/T 10855-1989） 892

2.3齿形链传动设计计算 894

2.4齿形链链轮（摘自GB/T 10855-2003） 901

3链传动的布置、张紧及润滑 911

3.1链传动的布置 911

3.2链传动的张紧与安装 911

3.2.1链传动的张紧与安装误差 911

3.2.2新型橡胶弹簧张紧器 914

3.3链传动的润滑 916

参考文献 919

第15篇 齿轮传动 921

第1章 渐开线圆柱齿轮传动 932

1渐开线圆柱齿轮的基本齿廓和模数系列（摘自GB/T 1356-2001） 933

1.1渐开线圆柱齿轮的基本齿廓（摘自GB/T 1356-2001） 933

1.1.1范围 933

1.1.2标准基本齿条齿廓 934

1.1.3不同使用场合下推荐的基本齿条 934

1.1.4 GB 1356所作的修改 935

1.2渐开线圆柱齿轮模数 938

1.2.1模数（摘自GB/T1357-2008） 938

1.2.2径节 939

1.2.3双模数制齿轮与双径节齿轮 939

2渐开线圆柱齿轮传动的参数选择 939

3变位齿轮传动和变位系数的选择 943

3.1 齿轮变位的定义 943

3.2变位齿轮原理 945

3.3变位齿轮传动的分类和特点 946

3.4选择外啮合齿轮变位系数的限制条件 948

3.5外啮合齿轮变位系数的选择 949

3.5.1变位系数的选择方法 949

3.5.2选择变位系数的线图 949

3.5.3选择变位系数的线图（摘自DIN 3992德国标准） 951

3.5.4等滑动率的计算 953

3.5.5 AGMA 913-A98关于变位系数选取 956

3.5.6齿根过渡曲线 957

3.6内啮合齿轮的干涉 960

3.7内啮合齿轮变位系数的选择 964

4渐开线圆柱齿轮传动的几何计算 965

4.1标准齿轮传动的几何计算 965

4.2高变位齿轮传动的几何计算 966

4.3角变位齿轮传动的几何计算 967

4.4齿轮与齿条传动的几何计算 970

4.5交错轴斜齿轮传动的几何计算 972

4.6几何计算中使用的数表和线图 973

4.7 ISO 21771：2007几何计算公式 978

5渐开线圆柱齿轮齿厚的测量计算 985

5.1 齿厚测量方法的比较和应用 985

5.2公法线长度（跨距） 986

5.3分度圆弦齿厚 996

5.4固定弦齿厚 1000

5.5量柱（球）测量距 1002

5.6 ISO 21771：2007齿厚相关计算公式 1003

5.6.1齿厚与齿槽宽 1003

5.6.2跨齿距 1004

5.6.3法向弦齿厚和弦齿高 1007

5.6.4固定弦 1008

5.6.5量球（棒）测量 1008

5.6.6双啮中心距 1013

6圆柱齿轮精度 1013

6.1适用范围 1014

6.2齿轮偏差的代号及定义 1015

6.3齿轮精度等级及其选择 1018

6.3.1精度等级 1018

6.3.2精度等级的选择 1018

6.4齿轮检验 1020

6.4.1齿轮的检验项目 1020

6.4.2 5级精度的齿轮公差的计算公式 1021

6.4.3齿轮的公差 1021

6.5齿轮坯的精度 1039

6.5.1基准轴线与工作轴线之间的关系 1039

6.5.2确定基准轴线的方法 1039

6.5.3基准面与安装面的形状公差 1039

6.5.4工作轴线的跳动公差 1041

6.6中心距和轴线的平行度 1041

6.6.1中心距允许偏差 1041

6.6.2轴线平行度偏差 1041

6.7齿厚和侧隙 1042

6.7.1侧隙 1043

6.7.2齿厚公差 1044

6.7.3齿厚偏差的测量 1045

6.8轮齿齿面粗糙度 1045

6.8.1图样上应标注的数据 1046

6.8.2测量仪器 1046

6.8.3齿轮齿面表面粗糙度的测量 1047

6.9轮齿接触斑点 1048

6.9.1检测条件 1049

6.9.2接触斑点的判断 1049

6.10新旧标准对照 1050

6.11 ISO/DIS 1328-1：2011 1053

7齿条精度 1058

8渐开线圆柱齿轮承载能力计算 1059

8.1可靠性与安全系数 1060

8.2轮齿受力分析 1061

8.3齿轮主要尺寸的初步确定 1062

8.3.1齿面接触强度 1062

8.3.2齿根弯曲强度 1062

8.4疲劳强度校核计算（摘自GB/T3480-1997） 1063

8.4.1齿面接触强度核算 1063

8.4.2轮齿弯曲强度核算 1085

8.4.3齿轮静强度核算 1105

8.4.4在变动载荷下工作的齿轮强度核算 1106

8.4.5薄轮缘齿轮齿根应力基本值 1107

8.5开式齿轮传动的计算 1108

8.6计算例题 1108

9渐开线圆柱齿轮修形计算 1113

9.1齿轮的弹性变形修形 1113

9.2齿轮的热变形修形 1118

10齿轮材料 1122

10.1齿轮用钢 1122

10.2齿轮用铸铁 1128

10.3齿轮用铜合金 1130

11圆柱齿轮结构 1134

12圆柱齿轮零件工作图 1139

12.1需要在工作图中标注的一般尺寸数据 1140

12.2需要在参数表中列出的数据 1141

12.3其他 1141

12.4齿轮工作图示例 1141

13齿轮润滑 1144

13.1齿轮润滑总体介绍 1144

13.2齿轮传动的润滑形式和齿轮润滑方式的选择 1145

13.2.1齿轮润滑形式 1145

13.2.2齿轮润滑方式 1146

第2章 圆弧圆柱齿轮传动 1148

1概述 1148

1.1圆弧齿轮传动的基本原理 1148

1.2圆弧齿轮传动的特点 1150

1.3圆弧齿轮的加工工艺 1151

1.4圆弧齿轮的发展与应用 1151

2圆弧齿轮的模数、基本齿廓和几何尺寸计算 1152

2.1圆弧齿轮的模数系列 1152

2.2圆弧齿轮的基本齿廓 1152

2.2.1单圆弧齿轮的滚刀齿形 1152

2.2.2双圆弧齿轮的基本齿廓 1153

2.3圆弧齿轮的几何参数和尺寸计算 1154

2.4圆弧齿轮的主要测量尺寸计算 1156

3圆弧齿轮传动的精度和检验 1157

3.1 精度标准和精度等级的确定 1157

3.2齿轮、齿轮副误差及侧隙的定义和代号（摘自GB/T 15753-1995） 1158

3.3公差分组及其检验 1161

3.4检验项目的极限偏差及公差值（摘自GB/T 15753-1995） 1162

3.5齿坯公差（摘自GB/T 15753-1995） 1167

3.6图样标注及应注明的尺寸数据 1168

4圆弧齿轮传动的设计及强度计算 1170

4.1基本参数选择 1170

4.2圆弧齿轮的强度计算 1171

4.2.1双圆弧齿轮的强度计算公式 1172

4.2.2单圆弧齿轮的强度计算公式 1172

4.2.3强度计算公式中各参数的确定方法 1173

5圆弧圆柱齿轮设计计算举例 1181

5.1设计计算依据 1181

5.2高速双圆弧齿轮设计计算举例 1182

5.3低速重载双圆弧齿轮设计计算举例 1185

第3章 锥齿轮传动 1188

1锥齿轮传动的基本类型、特点及应用 1188

2锥齿轮的变位与齿形制 1190

2.1 锥齿轮的变位 1190

2.2锥齿轮的齿形制 1191

3锥齿轮传动的几何计算 1192

3.1直线齿锥齿轮传动的几何计算 1192

3.2弧齿锥齿轮传动的几何计算 1197

3.3摆线等高齿锥齿轮传动的几何计算 1203

4新型“非零”分度锥综合变位锥齿轮齿形制及其几何计算 1213

4.1新型锥齿轮特征及齿形制 1213

4.2新型锥齿轮的几何计算 1216

4.3锥齿轮“非零变位——正传动”的专利说明 1217

5轮齿受力分析 1218

5.1作用力的计算 1218

5.2轴向力的选择设计 1219

6锥齿轮传动的强度计算 1220

6.1主要尺寸的初步确定 1220

6.2接触强度校核计算（摘自GB/T 10062.2-2003） 1224

6.3弯曲强度校核计算（摘自GB/T 10062.3-2003） 1228

7锥齿轮精度（摘自GB/T 11365-1989） 1230

7.1定义及代号 1230

7.2精度等级 1234

7.3齿轮的检验与公差 1234

7.4齿轮副的检验与公差 1234

7.5齿轮副侧隙 1235

7.6图样标注 1235

7.7齿轮公差与极限偏差数值 1236

7.8齿坯公差 1248

7.9应用示例 1249

7.10齿轮的表面粗糙度 1250

8结构设计 1250

8.1锥齿轮支承结构 1250

8.2锥齿轮轮体结构 1252

9设计方法与产品开发设计 1253

9.1设计方法简述 1253

9.2锥齿轮传动品质的分析 1254

9.3锥齿轮设计的选型 1254

9.4强化设计及实例 1256

9.5柔化设计及实例 1259

9.6小型化设计及实例 1260

10工作图规定及其实例 1265

10.1工作图规定 1265

10.2零件图实例 1266

10.3含锥齿轮副的装配图实例 1266

11附录 1271

11.1弧齿锥齿轮切齿方法 1271

11.2常见锥齿轮加工机床的加工范围 1271

11.3 ANSI/AGMA 2005-B88与GB/T 11365-1989锥齿轮精度等级对照 1272

11.4锥齿轮传动的基本形式 1274

第4章 蜗杆传动 1275

1常用蜗杆传动的分类及特点 1275

2圆柱蜗杆传动 1278

2.1圆柱蜗杆传动主要参数的选择 1278

2.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 1302

2.3圆柱蜗杆传动的受力分析 1303

2.4圆柱蜗杆传动强度计算和刚度验算 1304

2.5圆柱蜗杆传动滑动速度和传动效率计算 1307

2.6提高圆柱蜗杆传动承载能力和传动效率的方法简介 1308

3环面蜗杆传动 1309

3.1环面蜗杆传动的分类及特点 1309

3.2环面蜗杆传动的形成原理 1310

3.3环面蜗杆传动的参数选择和几何尺寸计算 1310

3.4环面蜗杆传动的修型和修缘计算 1314

3.5环面蜗杆传动承载能力计算 1316

4蜗杆传动精度 1329

4.1圆柱蜗杆传动精度（摘自GB/T 10089-1988） 1329

4.2直廓环面蜗杆、蜗轮精度（摘自GB/T 16848-1997） 1348

4.3平面二次包络环面蜗杆传动精度（摘自GB/T 16445-1996） 1356

4.4德国圆柱蜗杆蜗轮精度技术简介 1362

5蜗杆、蜗轮的结构及材料 1365

5.1蜗杆、蜗轮的结构 1365

5.2蜗杆、蜗轮材料选用推荐 1366

6蜗杆传动设计计算及工作图示例 1367

6.1圆柱蜗杆传动设计计算示例 1367

6.2直廓环面蜗杆传动设计计算示例 1369

6.3平面二次包络环面蜗杆传动设计计算示例 1371

第5章 渐开线圆柱齿轮行星传动 1375

1概述 1375

2传动型式及特点 1375

3传动比与效率 1378

3.1传动比 1378

3.2效率 1379

4主要参数的确定 1381

4.1行星轮数目与传动比范围 1381

4.2齿数的确定 1381

4.3变位方式及变位系数的选择 1403

4.4齿形角α 1406

4.5多级行星齿轮传动的传动比分配 1406

5行星齿轮传动齿轮强度计算 1407

5.1受力分析 1407

5.2行星齿轮传动强度计算的特点 1410

5.3小齿轮转矩T1及切向力Ft 1410

5.4行星齿轮传动载荷不均匀系数 1410

5.5应力循环次数 1412

5.6动载系数Kv和速度系数Zv 1412

5.7齿向载荷分布系数KHβ、K Fβ 1412

5.8疲劳极限值σ Hlim和σ Flim的选取 1413

5.9最小安全系数Smin 1413

6结构设计与计算 1413

6.1均载机构 1413

6.2行星轮结构 1423

6.3行星架结构 1425

6.4机体结构 1427

6.5行星齿轮减速器结构图例 1429

7主要零件的技术要求 1438

7.1对齿轮的要求 1438

7.2行星架的技术要求 1440

7.3浮动件的轴向间隙 1440

7.4其他主要零件的技术要求 1441

8行星齿轮传动设计计算例题 1441

9高速行星齿轮传动设计制造要点 1443

第6章 渐开线少齿差行星齿轮传动 1445

1概述 1445

1.1基本类型 1445

1.2传动比 1446

1.3效率 1446

1.4传递功率与输出转矩 1446

1.5精密传动的空程误差（回差） 1446

2主要参数的确定 1447

2.1齿数差 1447

2.2齿数 1447

2.3齿形角和齿顶高系数 1452

2.4外齿轮的变位系数 1452

2.5啮合角与变位系数差 1453

2.6内齿轮的变位系数 1454

2.7主要设计参数的选择步骤 1454

2.8齿轮几何尺寸与主要参数的选用 1454

3效率计算 1468

3.1一对齿轮的啮合效率 1468

3.2传输机构（输出机构）的效率 1468

3.3转臂轴承的效率 1469

4受力分析与强度计算 1469

4.1主要零件的受力分析 1469

4.2主要零件的强度计算 1470

5结构设计 1474

5.1按传动类型分类的结构型式 1474

5.2按传输机构类型分类的结构型式 1474

5.3按高速轴偏心数目分类的结构型式 1475

5.4按安装型式分类的结构型式 1475

5.5结构图例 1476

6使用性能及其示例 1490

6.1使用性能 1490

6.2设计结构工艺性 1490

7 主要零件的技术要求、材料选择及热处理方法 1496

7.1主要零件的技术要求 1496

7.2主要零件的常用材料及热处理方法 1497

第7章 销齿传动 1498

1销齿传动的特点及应用 1498

2销齿传动工作原理 1498

3销齿传动几何尺寸计算 1500

4销齿传动的强度计算 1501

5常用材料及许用应力 1502

6销轮轮缘的结构型式 1502

7齿轮齿形的绘制 1503

8销齿传动的公差配合 1505

9销齿传动的设计计算及工作图示例 1505

第8章 活齿传动 1509

1概述 1509

2活齿传动工作原理 1509

3活齿传动结构类型简介 1510

4全滚动活齿传动（ORT传动） 1512

4.1全滚动活齿传动的基本结构 1512

4.2 ORT传动的运动学 1513

4.3基本参数和几何尺寸 1514

4.3.1基本参数 1514

4.3.2几何尺寸 1516

4.4 ORT传动的齿廓设计 1517

4.4.1齿廓设计原则和啮合方案 1517

4.4.2 ORT传动的齿廓曲线 1518

4.5 ORT传动的典型结构 1518

4.6 ORT传动的主要特点 1520

4.7 ORT传动的强度估算 1520

4.7.1 ORT传动的工作载荷 1520

4.7.2激波器轴承的受力和寿命估算 1521

4.7.3 ORT传动啮合件的受力和强度估算 1522

第9章 点线啮合圆柱齿轮传动 1525

1概述 1525

1.1点线啮合齿轮传动的类型 1525

1.2点线啮合齿轮传动的特点 1526

1.3点线啮合齿轮传动的啮合特性 1526

1.4点线啮合齿轮传动的应用及发展 1528

2点线啮合齿轮传动的几何参数和主要尺寸计算 1528

2.1基本齿廓和模数系列 1528

2.2单点线啮合齿轮传动的主要几何尺寸计算 1529

3点线啮合齿轮传动的参数选择及封闭图 1531

3.1模数mn的选择 1531

3.2齿数的选择 1531

3.3重合度 1531

3.4齿宽系数 1532

3.5螺旋角β的选择 1532

3.6封闭图的设计 1533

4点线啮合齿轮的疲劳强度计算 1535

4.1轮齿疲劳强度校核计算公式 1535

4.2点线啮合齿轮强度计算举例 1537

第10章 塑料齿轮 1540

1概述 1540

2塑料齿轮设计 1542

2.1塑料齿轮的齿形制 1542

2.1.1渐开线齿形制 1542

2.1.2计时仪器用圆弧齿形制 1547

2.2塑料齿轮的轮齿设计 1551

2.2.1轮齿齿根倒圆 1551

2.2.2轮齿高度修正 1552

2.2.3轮齿齿顶修缘 1553

2.2.4压力角的修正 1554

2.2.5避免齿根根切及其齿根“限缩”现象 1555

2.2.6大小齿轮分度圆弧齿厚的平衡 1555

2.3塑料齿轮的结构设计 1556

2.4 AGMA PT基本齿条确定齿轮齿形尺寸的计算 1558

2.4.1 AGMA PT基本齿条确定齿轮齿顶修缘的计算 1561

2.4.2圆柱外齿轮齿顶倒圆后的齿廓参数计算 1562

2.5齿轮跨棒（球）距M值、公法线长度Wk的计算 1563

2.5.1 M值的计算 1563

2.5.2公法线长度的计算 1565

2.6塑料齿轮的精度设计 1566

2.7塑料齿轮应力分析及强度计算 1569

2.8塑料齿轮传动轮系参数设计计算 1572

2.8.1圆柱渐开线齿轮传动轮系参数设计的步骤与要点 1572

2.8.2平行轴系圆柱齿轮传动轮系参数实例设计计算 1573

3塑料齿轮材料 1578

3.1聚甲醛（POM） 1579

3.1.1聚甲醛的物理特性、综合特性及注塑工艺（推荐） 1579

3.1.2几种齿轮用聚甲醛性能 1580

3.2尼龙（PA66、 PA46） 1583

3.2.1尼龙PA66 1583

3.2.2尼龙PA46 1586

3.3聚醚醚酮（PEEK） 1588

3.3.1 PEEK 450G的主要物理特性、综合特性及加工工艺（推荐） 1589

3.3.2齿轮用PEEK聚合材料的性能 1590

3.4塑料齿轮材料的匹配及其改性研究 1592

3.4.1最常用齿轮材料的匹配 1592

3.4.2齿轮用材料的改性研究 1592

3.5塑料齿轮的失效形式 1593

4塑料齿轮的制造 1594

4.1塑料齿轮的加工工艺 1594

4.2注塑机及其辅助设备 1595

4.2.1注塑机 1595

4.2.2辅助设备配置 1598

4.3齿轮注射模的设计 1599

4.3.1齿轮注射模设计的主要步骤 1599

4.3.2齿轮型腔结构设计 1599

4.3.3浇口系统设置 1601

4.3.4排气系统设置 1602

4.3.5冷却水（油）道系统的设置 1603

4.3.6精定位的设计 1604

4.3.7圆柱塑料齿轮（直齿/斜齿）注射模结构图 1604

4.4齿轮型腔的设计与制造 1605

4.4.1齿轮型腔的参数设计 1606

4.4.2齿轮型腔的加工工艺 1607

5塑料齿轮的检测 1608

5.1塑料齿轮光学投影检测 1608

5.2小模数齿轮齿厚测量 1609

5.3齿轮径向综合误差与齿轮测试半径的测量 1610

5.4齿轮分析式测量 1613

5.5国内外部分小模数齿轮检测用仪器 1615

参考文献 1617