本书介绍了从事机械设计所必须的常用数据和资料、常用标准和规范、常用材料、公差配合与 表面粗糙度、螺纹连接、键连接、销连接、铆接、焊接、胶接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器、减速器、电动机等内容，并附有相应的设计计算实例，融设计手册与通用机械零部件设计计算方法为一体。

    本书介绍了机械结构设计人员必需的常用标准和常用资料，介绍了常用零部件的类型、结构、主要技术参数，并给出设计计算实例。遵循实际设计步骤进行编排，便于查阅、使用方便。

    目前，市场上有多种版本的机械设计手册，大多数手册的内容涵盖面过宽、篇幅过多，使用不便。我们按照现代机械设计的体系和特点，深入设计院所、企业和学校，进行广泛的社会调查，邀请机械方面的专家、学者座谈，多方面收集国内外涌现出来的新技术和新方法，并结合多年来从事教学和科研的实践经验，选择实用性强、通用性好的内容，最大限度地满足广大机械设计人员的需要。 
    本书的特点是技术资料齐全，涵盖常用的数学公式、力学公式、机械设计规范及现行标准，将机械设计方法与设计实例融为一体，资料翔实可靠，使用简捷方便。 
    全书共分19章，主要内容包括：常用资料和力学公式、常用工程材料、设计常用标准和规范、零件结构设计工艺性、螺纹连接、键、花键、销及过盈连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴、联轴器和离合器、滚动轴承、滑动轴承、弹簧、润滑与密封、常用液压元件、减速器、电动机等。 
    本书由李连进主编，王东爱、朱殿华任副主编。全书共分19章，第1、4、17、19章由李连进编写；第6～12章由王东爱编写；第13～16章及第18章由朱殿华编写；第5章、第3章的3.5～3.7节由代伟业编写；第2章由乔志霞编写；第3章的3.1节由梁艳书编写；第3章的3.2～3.4节由刘美华编写。李连进负责全书的策划、统稿、整理、补充及定稿。 
    在本书的编写过程中，得到了李中文，王明贤的帮助，参考了相关文献资料，在此一并表示谢意。 
    本书可供从事机械设计、制造、维修及管理的工程技术人员及销售人员使用，也可作为科研单位和大专院校技术人员的参考书。 
    由于水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。 


编者

第1章常用资料和力学公式 
1.1常用标准代号1 
1.1.1国内标准代号1 
1.1.2常用国际标准代号1 
1.2常用计量单位及换算2 
1.2.1法定计量单位2 
1.2.2常用物理量符号及其法定单位4 
1.2.3常用计量单位及换算6 
1.2.4优先数和优先数系9 
1.3常用数据10 
1.3.1常用材料的弹性模量及泊松比10 
1.3.2常用材料的密度11 
1.3.3常用材料的线胀系数11 
1.3.4常见金属材料的熔点、热导率及比热容11 
1.3.5常用材料的摩擦因数12 
1.3.6物体的摩擦因数12 
1.3.7机械传动和轴承的效率值13 
1.3.8常用金属材料的硬度13 
1.3.9黑色金属材料的硬度与强度换算关系14 
1.4常用数学公式18 
1.4.1代数18 
1.4.2三角函数19 
1.4.3导数与微分19 
1.4.4几何体的表面积和体积21 
1.5常用力学公式23 
1.5.1静力学的常用计算公式23 
1.5.2运动学的计算公式26 
1.5.3动力学的计算公式27 
1.5.4物体转动惯量的计算29 
1.5.5强度理论及适用范围30 
1.5.6材料力学的计算公式31 
1.5.7等截面梁的弯矩、挠度及转角等计算公式34 
1.5.8截面的几何特性38 
第2章常用工程材料 
2.1黑色金属材料42 
2.1.1结构钢42 
2.1.2特殊用途钢56 
2.1.3铸钢、铸铁69 
2.2常用有色金属材料72 
2.2.1铜和铜合金72 
2.2.2铝和铝合金77 
2.3常用塑料82 
2.3.1常用热塑性塑料的特性及应用82 
2.3.2常用热固性塑料的特性及应用84 
2.3.3常用塑料选用85 
2.4复合材料85 
第3章设计常用标准和规范 
3.1机械制图常用标准87 
3.1.1图框格式和图幅尺寸（GB/T 14689—2008）87 
3.1.2标题栏（GB/T 10609.1—2008）和明细栏（GB/T 10609.2—2009）88 
3.1.3比例（GB/T 14690—1993）和线型（GB/T 4457.4—2002）88 
3.1.4剖面符号（GB/T 4457.5—2013）89 
3.1.5装配图中零、部件序号及编排方法（GB/T 4458.2—2003）90 
3.1.6尺寸注法（GB/T 4458.4—2003）91 
3.1.7常用零件的规定画法99 
3.1.8机构运动简图符号（GB/T 4460—2013）111 
3.2公差与配合113 
3.2.1标准公差和基本偏差113 
3.2.2孔、轴的极限偏差115 
3.2.3未注公差的线性尺寸和角度尺寸的一般公差168 
3.2.4基孔制与基轴制的优先、常用配合168 
3.2.5圆锥公差与配合169 
3.2.6过盈配合的计算和选用171 
3.3几何公差173 
3.3.1几何公差的符号173 
3.3.2几何公差的数值及应用174 
3.3.3几种主要加工方法的几何公差等级177 
3.3.4几何公差的应用177 
3.4表面粗糙度178 
3.4.1表面粗糙度的主要参数178 
3.4.2表面粗糙度常用符号及其标注法180 
3.4.3几种主要加工方法得到的表面粗糙度182 
3.5常用热处理规范183 
3.5.1常用热处理工艺代号183 
3.5.2零件工作图应注明的热处理要求185 
3.5.3常用零件的热处理实例186 
3.5.4热处理零件结构设计的注意事项186 
3.6常用焊接工艺性规范193 
3.6.1焊接方法及其应用193 
3.6.2焊接结构的设计原则193 
3.6.3焊接材料及选择194 
3.6.4常用金属的焊接性197 
3.6.5焊缝198 
3.6.6焊接件的几何尺寸公差和形位公差207 
3.6.7焊接质量检验208 
3.7机加工常用规范209 
3.7.1标准尺寸209 
3.7.2角度的标准系列210 
3.7.3圆锥的锥度和锥角210 
3.7.4中心孔配合211 
3.7.5越程槽尺寸213 
3.7.6表面的圆角半径和倒角尺寸214 
3.7.7零件的倒圆与倒角215 
3.7.8齿轮滚刀外径、弧形键槽铣刀外径尺寸216 
3.7.9齿轮加工退刀槽216 
3.7.10直齿三面刃铣刀尺寸217 
3.7.11滚花217 
3.7.12球面半径217 
第4章零件结构设计工艺性 
4.1铸件结构设计工艺性218 
4.1.1常用铸件的性能和特点218 
4.1.2铸件最小壁厚219 
4.1.3铸造外壁、内壁与筋的厚度219 
4.1.4铸造斜度219 
4.1.5铸造外圆角220 
4.1.6铸造内圆角221 
4.1.7最小铸孔221 
4.1.8铸造公差221 
4.1.9壁厚过渡尺寸222 
4.2锻件结构设计工艺性223 
4.2.1常用锻造方法和材料成形特点223 
4.2.2胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的圆角半径224 
4.2.3胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的模锻斜度225 
4.2.4胎模锻和自由锻锤上固定模模锻的冲孔连皮尺寸225 
4.2.5胎模锻和自由锻锤上模模锻的筋高宽比225 
4.2.6扁钢辗成圆柱形端尺寸226 
4.2.7圆钢锤扁尺寸226 
4.3冷冲压件结构设计工艺性227 
4.3.1冲压材料和冲压方法的选用227 
4.3.2冲孔的位置和最小可冲孔尺寸227 
4.3.3最小弯曲圆角半径227 
4.3.4翻孔尺寸及其距离边缘的最小值228 
4.3.5常用最小冲裁圆角半径228 
4.3.6冲裁最小尺寸229 
4.4常用塑料件结构设计工艺性229 
4.4.1塑料件设计的一般规范229 
4.4.2塑料件的尺寸公差233 
第5章螺纹连接 
5.1螺纹及螺纹连接的分类和选用235 
5.1.1普通螺纹236 
5.1.2梯形螺纹242 
5.1.3锯齿形螺纹243 
5.1.4矩形螺纹251 
5.2螺纹零件的结构要素251 
5.2.1普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角251 
5.2.2普通螺纹内、外螺纹余留长度，钻孔余留深度252 
5.2.3紧固件通孔及螺栓、螺钉通孔和沉孔的尺寸253 
5.2.4粗牙螺纹、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度253 
5.2.5地脚螺栓孔和凸缘尺寸254 
5.2.6扳手空间254 
5.3常用螺纹连接件256 
5.3.1螺栓256 
5.3.2螺母262 
5.3.3螺柱280 
5.3.4螺钉282 
5.3.5垫圈293 
5.3.6挡圈305 
5.4螺纹连接设计计算312 
5.4.1螺纹连接常用材料的力学性能等级312 
5.4.2螺纹连接类型及防松方法314 
5.4.3螺栓连接的受力分析与强度计算316 
第6章键、花键、销及过盈连接 
6.1键连接318 
6.1.1键连接的类型、特点及应用318 
6.1.2键的选择与键连接的强度计算319 
6.1.3键连接的尺寸、公差配合和表面粗糙度320 
6.2花键连接330 
6.2.1花键连接的类型、特点及应用330 
6.2.2花键连接的强度计算330 
6.2.3花键连接的尺寸、公差配合331 
6.3销连接333 
6.3.1销连接的类型、特点及应用333 
6.3.2销的选择和销连接的强度计算334 
6.3.3常用标准销334 
6.4过盈连接341 
6.4.1过盈连接的方法、特点和应用341 
6.4.2过盈连接的设计与计算341 
第7章带传动 
7.1带传动的特点与设计343 
7.1.1带传动的类型、特点及应用343 
7.1.2带传动设计的一般内容345 
7.2V带传动348 
7.2.1基准宽度制和有效宽度制348 
7.2.2尺寸规格348 
7.2.3V带传动的设计351 
7.3同步带传动361 
7.3.1同步带的类型和标记361 
7.3.2梯形同步带的规格尺寸361 
7.3.3梯形同步齿形带的性能362 
7.3.4同步带传动的设计362 
第8章链传动 
8.1链传动的特点与应用366 
8.2滚子链367 
8.2.1滚子链的基本参数和尺寸367 
8.2.2滚子链传动设计计算369 
8.3齿形链373 
8.3.1齿形链的规格和尺寸373 
8.3.2齿形链传动设计计算376 
8.4链轮380 
8.4.1链轮材料及热处理380 
8.4.2链轮结构381 
8.4.3链轮图例382 
8.5链传动的布置、张紧及润滑383 
8.5.1链传动的布置383 
8.5.2链传动的张紧383 
8.5.3链传动的润滑方法384 
第9章齿轮传动 
9.1齿轮传动的类型、特点及应用386 
9.2渐开线圆柱齿轮传动387 
9.2.1渐开线圆柱齿轮模数系列387 
9.2.2渐开线圆柱齿轮传动设计387 
9.2.3齿轮的材料、效率和润滑395 
9.2.4圆柱齿轮的结构396 
9.2.5渐开线圆柱齿轮精度398 
9.2.6渐开线圆柱齿轮图例416 
9.3直齿锥齿轮传动418 
9.3.1直齿锥齿轮的模数系列418 
9.3.2锥齿轮传动设计418 
9.3.3锥齿轮的结构422 
9.3.4锥齿轮传动的精度424 
9.3.5锥齿轮图例426 
第10章蜗杆传动 
10.1圆柱蜗杆基本设计429 
10.1.1普通圆柱蜗杆传动主要设计参数429 
10.1.2普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算435 
10.1.3蜗杆及蜗轮常用材料436 
10.2圆柱蜗杆传动精度数据437 
10.2.1圆柱蜗杆传动的精度等级及应用437 
10.2.2对蜗轮副的检验要求438 
10.2.3各项公差和极限偏差439 
10.3润滑及润滑剂443 
10.4图例444 
第11章轴 
11.1轴的常用材料及其性能446 
11.2轴的结构设计449 
11.2.1零件在轴上的定位和固定449 
11.2.2轴的加工和装配工艺性451 
11.2.3轴的典型结构示例451 
11.3轴的强度计算452 
11.3.1按扭转强度或刚度计算452 
11.3.2按弯扭合成强度计算453 
11.3.3精确强度校核计算454 
11.4轴的刚度计算456 
11.5图例457 
第12章联轴器和离合器 
12.1联轴器458 
12.1.1联轴器轴孔和连接形式458 
12.1.2刚性联轴器461 
12.1.3非金属弹性元件的挠性联轴器465 
12.1.4金属弹性元件挠性联轴器467 
12.1.5安全联轴器469 
12.2离合器470 
12.2.1摩擦离合器470 
12.2.2牙嵌离合器472 
12.2.3超越离合器475 
12.2.4牙嵌式电磁离合器478 
12.2.5安全离合器479 
12.2.6ALY液压安全离合器481 
第13章滚动轴承 
13.1常用滚动轴承的类型、特点及应用483 
13.1.1滚动轴承的类型483 
13.1.2滚动轴承的代号484 
13.1.3常用滚动轴承的类型选择488 
13.2滚动轴承的承载能力计算488 
13.2.1基本概念488 
13.2.2滚动轴承寿命计算489 
13.3滚动轴承的组合设计491 
13.3.1轴承的安装方式与支撑结构491 
13.3.2滚动轴承的公差与配合492 
13.3.3滚动轴承的润滑和密封494 
13.4常用滚动轴承主要尺寸和性能495 
13.4.1深沟球轴承495 
13.4.2角接触球轴承497 
13.4.3圆柱滚子轴承499 
13.4.4圆锥滚子轴承501 
13.5滚动轴承的寿命计算实例503 
第14章滑动轴承 
14.1常用数据504 
14.1.1滑动轴承的类型和应用特点504 
14.1.2一般设计资料504 
14.2滑动轴承的设计506 
14.2.1动压润滑径向滑动轴承506 
14.2.2混合润滑径向滑动轴承计算实例507 
14.2.3轴向推力滑动轴承508 
14.3常用轴承材料及性能509 
14.4滑动轴承座结构511 
14.5润滑方式和润滑剂的选择514 
第15章弹簧 
15.1常用弹簧的主要类型516 
15.2普通圆柱螺旋弹簧517 
15.2.1圆柱螺旋弹簧的基本参数517 
15.2.2圆柱螺旋弹簧的标准尺寸系列（摘自GB/T 1358—1993）519 
15.2.3圆柱螺旋弹簧的端部结构519 
15.3常用弹簧材料522 
15.3.1常用弹簧材料及其应用特点522 
15.3.2常用弹簧钢丝的力学性能523 
15.3.3弹簧材料的许用应力525 
15.3.4弹簧丝工作极限应力的选取原则526 
15.4圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计527 
15.4.1几何参数计算527 
15.4.2强度计算527 
15.4.3压缩（拉伸）弹簧的刚度和变形计算528 
15.4.4压缩弹簧的稳定性校核528 
15.4.5弹簧的强度校核529 
15.4.6弹簧的振动校核530 
15.5圆柱螺旋扭转弹簧的设计530 
15.5.1扭转弹簧的强度计算530 
15.5.2扭转弹簧的变形量与刚度计算530 
15.5.3扭转弹簧其他参数的确定531 
第16章润滑与密封 
16.1润滑剂532 
16.1.1润滑脂532 
16.1.2润滑油533 
16.1.3固体润滑剂537 
16.1.4添加剂538 
16.1.5润滑剂的选用原则540 
16.2润滑方式及润滑装置540 
16.2.1机械设备常见润滑方式540 
16.2.2常见润滑装置541 
16.3密封544 
16.3.1常用密封类型544 
16.3.2常用密封材料545 
16.3.3常用密封装置546 
第17章常用液压元件 
17.1基础标准559 
17.1.1液压系统及常用元件的公称压力系列（GB/T 2346—2003）559 
17.1.2液压泵及液压马达公称排量系列（GB/T 2347—1980）559 
17.1.3液压缸内径及活塞外径系列（GB/T 2348—1993）560 
17.1.4液压缸活塞行程系列（GB/T 2349—1980）560 
17.1.5液压元件的油口螺纹连接尺寸（GB/T 2878—2011）561 
17.1.6液压泵站油箱公称容量系列（JB/T 7938—2010）561 
17.1.7液压系统用硬管外径和软管外径（GB/T 2351—2005）561 
17.1.8液压阀油口、底板、控制装置和电磁铁的标识（GB/T 17490—1998）561 
17.2液压传动系统的形式与选用562 
17.2.1液压传动系统的形式和设计步骤562 
17.2.2液压件的选择563 
17.3液压泵和液压马达564 
17.3.1液压泵和液压马达的类型564 
17.3.2液压泵和液压马达的选用566 
17.4液压缸568 
17.4.1液压缸的分类568 
17.4.2液压缸的安装方式570 
17.4.3液压缸的主要技术参数的计算570 
17.4.4液压缸的设计选用575 
17.5控制阀576 
第18章减速器 
18.1常用减速器简介581 
18.1.1常用减速器的类型、特点及应用581 
18.1.2常见的减速器结构582 
18.2减速器设计指导586 
18.2.1传动装置的总体设计586 
18.2.2传动零件的设计计算590 
18.2.3减速器装配草图的设计591 
18.2.4减速器装配图的设计601 
18.2.5零件工作图的设计603 
18.2.6编写设计计算说明书607 
18.2.7减速器参考图例607 
18.3减速器设计参数618 
18.3.1圆柱齿轮减速器的标准中心距618 
18.3.2减速器主要零件的公差配合619 
18.3.3减速器的润滑与密封619 
18.3.4减速器附件624 
第19章电动机 
19.1电动机的分类及用途630 
19.1.1电动机的分类630 
19.1.2常用电动机的特点及用途632 
19.2电动机的选择635 
19.2.1选择电动机的基本原则和方法635 
19.2.2电动机类型的选择636 
19.2.3电动机额定电压的选择636 
19.2.4电动机额定转速的选择637 
19.2.5电动机容量的选择637 
19.3常用电动机规格638 
19.3.1Y系列（IP23）防护式笼型三相异步电动机638 
19.3.2Y系列（IP44）封闭式笼型三相异步电动机641 
19.3.3YR(IP23)系列防护式绕线型三相异步电动机646 
19.3.4YR(IP44)三相封闭式绕线转子异步电动机647 
19.3.5YCJ系列齿轮减速异步电动机650 
19.3.6YX系列高效三相异步电动机651 
19.3.7YH系列高转差率三相异步电动机652 
19.3.8YEJ系列电磁制动三相异步电动机654 
19.3.9电动机轴的中心高度655 
19.3.10步进电动机655 
参考文献