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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