产品特色

内容简介

本版手册是在前5版手册的基础上吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法，并配合我国创新驱动战略的需求撰写而成的。本版手册全面系统地介绍了常规设计、机电一体化设计、机电系统控制、现代设计与创新设计方法及其应用等内容，具有体系新颖、内容现代、凸显创新、系统全面、信息量大、实用可靠及简明便查等特点。

本版手册分为7卷55篇，内容有：机械设计基础资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化与控制技术、现代设计与创新设计等。

本卷为第2卷，主要内容有：连接与紧固、带传动和链传动、摩擦轮传动与螺旋传动、齿轮传动、轮系、减速器和变速器、机构设计等。

本版手册可供从事机械设计、制造、维修及相关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的相关专业师生使用和参考。

目录

目录

第5篇 连接与紧固

第1章 连接总论

1 设计机械连接应考虑的问题 5-3

2 连接的类型和选择 5-3

2.1 按拆卸可能性分类 5-3

2.2 按锁合分类 5-3

3 连接设计的几个问题 5-5

3.1 被连接件接合面设计 5-5

3.2 减小接头的应力集中 5-5

3.3 考虑环境和工作条件的要求 5-6

3.4 使连接件受力情况合理 5-6

4 紧固件的标准和检验 5-6

4.1 紧固件的有关标准 5-6

4.2 紧固件的检验项目 5-6

5 紧固件标记方法 5-7

第2章 螺纹和螺纹连接

1 螺纹 5-9

1.1 螺纹分类、特点和应用 5-9

1.2 螺纹术语及其定义 5-10

1.3 普通螺纹（牙型、尺寸及公差） 5-18

1.3.1 概述 5-18

1.3.2 牙型 5-18

1.3.3 直径与螺距系列 5-18

1.3.4 基本尺寸 5-18

1.3.5 普通螺纹的标记 5-23

1.3.6 普通螺纹公差 5-23

1.4 管螺纹 5-27

1.4.1 55°非密封管螺纹 5-27

1.4.2 55°密封管螺纹 5-29

1.4.3 60°密封管螺纹 5-31

1.4.4 米制锥螺纹 5-33

1.4.5 80°非密封管螺纹 5-35

2 螺纹连接结构设计 5-36

2.1 螺纹紧固件的类型选择 5-36

2.2 螺栓组的布置 5-37

2.3 螺纹零件的结构要素 5-38

2.3.1 螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角 5-38

2.3.2 螺钉拧入深度和钻孔深度 5-40

2.3.3 螺纹孔的尺寸 5-40

2.3.4 扳手空间 5-43

2.3.5 开口销孔的位置、尺寸和公差 5-44

2.4 螺栓的拧紧和防松 5-44

2.4.1 螺纹摩擦计算 5-44

2.4.2 控制螺栓预紧力的方法 5-45

2.4.3 螺纹连接常用的防松方法 5-46

3 螺纹紧固件的性能等级和常用材料 5-49

3.1 螺栓、螺钉和螺柱 5-49

3.1.1 螺栓、螺钉和螺柱的力学性能等级、材料和热处理 5-49

3.1.2 螺纹紧固件的应力截面积 5-51

3.1.3 最小拉力载荷和保证载荷 5-51

3.2 螺母 5-54

3.3 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母 5-57

3.4 紧定螺钉 5-59

3.5 自攻螺钉 5-61

3.6 自挤螺钉 5-61

3.7 自钻自攻螺钉 5-61

3.8 耐热用螺纹连接副 5-62

3.9 有色金属螺纹连接件 5-62

4 螺栓、螺钉、双头螺柱强度计算 5-63

4.1 螺栓组受力计算 5-63

4.2 按强度计算螺栓尺寸 5-66

5 螺纹连接的标准元件和挡圈 5-68

5.1 螺栓 5-68

5.2 双头螺柱 5-90

5.3 螺母 5-92

5.4 螺钉 5-114

5.5 自攻螺钉 5-134

5.6 木螺钉 5-140

5.7 垫圈和轴端挡圈 5-143

5.8 螺钉、垫圈组合件 5-163

第3章 键、花键和销连接 1 键连接 5-167

1.1 键和键连接的类型、特点及应用 5-167

1.2 键的选择和键连接的强度校核计算 5-168

1.3 键连接的尺寸系列、公差配合和表面粗糙度 5-168

1.3.1 平键 5-168

1.3.2 半圆键 5-168

1.3.3 楔键 5-168

1.3.4 键用型钢 5-174

1.3.5 键和键槽的几何公差、配合及尺寸标注 5-174

1.3.6 切向键 5-176

2 花键连接 5-177

2.1 花键基本术语 5-177

2.1.1 一般术语 5-177

2.1.2 花键的种类 5-178

2.1.3 齿廓 5-178

2.1.4 基本参数 5-178

2.1.5 误差、公差及测量 5-179

2.2 花键连接的强度计算 5-181

2.2.1 通用简单算法 5-181

2.2.2 花键承载能力计算（精确算法） 5-181

2.3 矩形花键连接 5-187

2.3.1 矩形花键基本尺寸系列 5-187

2.3.2 矩形花键的公差与配合 5-188

2.4 圆柱直齿渐开线花键连接 5-188

2.4.1 渐开线花键的模数和基本尺寸计算 5-188

2.4.2 渐开线花键公差与配合 5-188

2.4.3 渐开线花键参数标注与标记 5-196

2.5 圆锥直齿渐开线花键 5-197

2.5.1 术语代号和定义 5-197

2.5.2 几何尺寸计算公式 5-197

2.5.3 圆锥直齿渐开线花键尺寸系列 5-198

2.5.4 圆锥直齿渐开线花键公差 5-200

2.5.5 参数表示示例 5-201

3 销连接 5-201

3.1 销连接的类型、特点和应用 5-202

3.2 销的选择和销连接的强度计算 5-202

3.3 销的标准件 5-204

3.3.1 圆柱销 5-204

3.3.2 圆锥销 5-208

3.3.3 开口销和销轴 5-211

3.3.4 槽销 5-212

第4章 过盈连接

1 过盈连接的类型、特点和应用 5-218

2 圆柱面过盈连接计算 5-218

2.1 计算基础 5-218

2.1.1 两个简单厚壁圆筒在弹性范围内连接的计算 5-218

2.1.2 计算的假定条件 5-218

2.1.3 计算用的符号 5-219

2.1.4 直径变化量的计算公式 5-219

2.2 最小过盈量计算公式 5-219

2.3 配合的选择 5-220

2.4 校核计算 5-220

2.5 设计计算例题 5-222

3 圆锥过盈配合的计算和选用 5-223

3.1 圆锥过盈连接的特点 5-223

3.2 圆锥过盈连接的型式及应用 5-223

3.3 圆锥过盈连接的计算和选用 5-224

3.3.1 计算基础与假定条件 5-224

3.3.2 计算要点 5-224

3.4 油压装拆圆锥过盈连接的参数选择 5-224

3.5 设计计算例题 5-225

3.6 结构设计 5-227

3.6.1 结构要求 5-227

3.6.2 对结合面的要求 5-228

3.6.3 压力油的选择 5-228

3.6.4 装配和拆卸 5-228

3.7 螺母压紧的圆锥面过盈连接 5-228

4 胀紧连接套 5-228

4.1 概述 5-228

4.2 基本参数和主要尺寸 5-229

4.3 胀紧连接套的材料 5-255

4.4 按传递载荷选择胀套的计算 5-256

4.5 结合面公差及表面粗糙度 5-256

4.6 被连接件的尺寸 5-256

4.7 胀紧连接套安装和拆卸的一般要求 5-257

4.7.1 安装准备 5-257

4.7.2 安装 5-257

4.7.3 拆卸 5-258

4.7.4 防护 5-258

4.8 ZJ1型胀紧连接套的设计要点 5-258

4.8.1 ZJ1型胀紧连接套的连接型式 5-258

4.8.2 夹紧力 5-258

4.8.3 夹紧附件的基本尺寸 5-259

4.8.4 胀紧套数量和夹紧螺栓数量的计算 5-261

4.8.5 计算举例 5-262

第5章 焊、粘、铆连接 1 焊接 5-264

1.1 焊接结构的特点 5-264

1.2 焊接方法及其选择 5-264

1.2.1 焊接方法介绍 5-264

1.2.2 焊接方法的选择 5-266

1.3 焊接材料 5-268

1.4 电弧焊接头的坡口选择和点焊、缝焊接头尺寸推荐值 5-270

1.5 焊接接头的静载强度计算 5-271

1.5.1 许用应力设计法 5-271

1.5.2 可靠性设计方法 5-276

1.6 焊接接头的疲劳强度计算 5-276

1.6.1 许用应力计算法 5-276

1.6.2 应力折减系数法 5-277

2 粘接 5-282

2.1 粘接的特点和应用 5-282

2.2 胶粘剂的选择 5-282

2.2.1 胶粘剂的分类 5-282

2.2.2 胶粘剂选择原则和常用胶粘剂 5-282

2.3 粘接接头设计 5-285

2.3.1 粘接接头设计原则 5-285

2.3.2 常用粘接接头形式及其改进结构 5-286

2.3.3 接头结构强化措施 5-287

3 铆接 5-289

3.1 铆缝的设计 5-289

3.1.1 确定钢结构铆缝的结构参数 5-289

3.1.2 受拉（压）构件的铆接 5-290

3.1.3 铆钉连接计算 5-290

3.1.4 铆钉材料和连接的许用应力 5-291

3.2 铆接结构设计中应注意的几个问题 5-291

3.3 铆钉 5-291

3.4 盲铆钉 5-298

3.4.1 概述 5-298

3.4.2 抽芯铆钉的力学性能等级与材料组合 5-298

3.4.3 抽芯铆钉力学性能 5-299

3.4.4 抽芯铆钉尺寸 5-301

3.4.5 抽芯铆钉连接计算公式 5-304

3.5 铆螺母 5-305

附录 起重机的工作等级和载荷计算 5-310

......

前言/序言

前言

本版手册为新出版的第6版七卷本《机械设计手册》。由于科学技术的快速发展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。

《机械设计手册》自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为国家级重点科技图书的《机械设计手册》，深受社会各界的重视和好评，在全国具有很大的影响力，该手册曾获得全国优秀科技图书奖二等奖（1995年）、机械工业部科技进步奖二等奖（1997年）、机械工业科学技术奖一等奖（2011年）、中国出版政府奖提名奖（2013年），并多次获得全国科技畅销书奖等奖项。1994年，《机械设计手册》曾在我国台湾建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。《机械设计手册》荣获的一系列国家和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和文化价值。《机械设计手册》已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域权威的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。

第5版《机械设计手册》出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，国家制定了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中把创新驱动发展作为了国家的优先战略。因此，《机械设计手册》第6版修订工作的指导思想除努力贯彻“科学性、先进性、创新性、实用性、可靠性”外，更加突出了“创新性”，以全力配合我国“创新驱动发展战略”的重大需求，为实现我国建设创新型国家和科技强国梦做出贡献。

在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械系统控制技术等方面做了系统和全面的论述和凝炼。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水平、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。

本版手册分为7卷55篇：第1卷 机械设计基础资料；第2卷 机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷 机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷 流体传动与控制；第5卷 机电一体化与控制技术；第6卷 现代设计与创新设计（一）；第7卷 现代设计与创新设计（二）。

本版手册有以下七大特点：

一、构建新体系

构建了科学、先进、实用、适应现代机械设计创新潮流的《机械设计手册》新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与系统化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。

二、凸显创新性

习近平总书记在2014年6月和2016年5月召开的中国科学院、中国工程院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向就是“创新、创新、再创新”，以及实现创新型国家和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：

（1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。

该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法。

（2）在一些篇章编入了创新设计和多种典型机械创新设计的内容。

“第11篇 机构设计”篇新增加了“机构创新设计”一章，该章编入了机构创新设计的原理、方法及飞剪机剪切机构创新设计，大型空间折展机构创新设计等多个创新设计的案例。典型机械的创新设计有大型全断面掘进机（盾构机）仿真分析与数字化设计、机器人挖掘机的机电一体化创新设计、节能抽油机的创新设计、产品包装生产线的机构方案创新设计等。

（3）编入了一大批典型的创新机械产品。

“机械无级变速器”一章中编入了新型金属带式无级变速器，“并联机构的设计与应用”一章中编入了数十个新型的并联机床产品，“振动的利用”一章中新编入了激振器偏移式自同步振动筛、惯性共振式振动筛、振动压路机等十多个典型的创新机械产品。这些产品有的获得了国家或省部级奖励，有的是专利产品。

（4）编入了机械设计理论和设计方法论等方面的创新研究成果。

1）闻邦椿院士团队经过长期研究，在国际上首先创建了振动利用工程学科，提出了该类机械设计理论和方法。本版手册中编入了相关内容和实例。

2）根据多年的研究，提出了以非线性动力学理论为基础的深层次的动态设计理论与方法。本版手册首次编入了该方法并列举了若干应用范例。

3）首先提出了和谐设计的新概念和新内容，阐明了自然环境、社会环境（政治环境、经济环境、人文环境、国际环境、国内环境）、技术环境、资金环境、法律环境下的产品和谐设计的概念和内容的新体系，把既有的绿色设计篇拓展为绿色设计与和谐设计篇。

4）全面系统地阐述了产品系统化设计的理论和方法，提出了产品设计的总体目标、广义目标和技术目标的内涵，提出了应该用IQCTES六项设计要求来代替QCTES五项要求，详细阐明了设计的四个理想步骤，即“3I调研”“7D规划”“1+3+X实施”“5（A+C）检验”，明确提出了产品系统化设计的基本内容是主辅功能、三大性能和特殊性能要求的具体实现。

5）本版手册引入了闻邦椿院士经过长期实践总结出的独特的、科学的创新设计方法论体系和规则，用来指导产品设计，并提出了创新设计方法论的运用可向智能化方向发展，即采用专家系统来完成。

三、坚持科学性

手册的科学水平是评价手册编写质量的重要方面，因此，本版手册特别强调突出内容的科学性。

（1）本版手册努力贯彻科学发展观及科学方法论的指导思想和方法，并将其落实到手册内容的编写中，特别是在产品设计理论方法的和谐设计、深层次设计及系统化设计的编写中。

（2）本版手册中的许多内容是编著者多年研究成果的科学总结。这些内容中有不少是国家863、973计划项目，国家科研重大专项，国家自然科学基金重大、重点和面上项目资助项目的研究成果，有不少成果曾获得国际、国家、部委、省市科技奖励及技术专利，充分体现了本版手册内容的重大科学价值与创新性。

下面简要介绍本版手册编入的几方面的重要研究成果：

1）振动利用工程新学科是闻邦椿院士团队经过长期研究在国际上首先创建的。本版手册中编入了振动利用机械的设计理论、方法和范例。

2）产品系统化设计理论与方法的体系和内容是闻邦椿院士团队提出并加以完善的，编写者依据多年的研究成果和系列专著，经综合整理后首次编入本版手册。

3）仿生机械设计是一门新兴的综合性交叉学科，近年来得到了快速发展，它为机械设计的创新提供了新思路、新理论和新方法。吉林大学任露泉院士领导的工程仿生教育部重点实验室开展了大量的深入研究工作，取得了一系列创新成果且出版了专著，据此并结合国内外大量较新的文献资料，为本版 机械设计手册 第6版 第2卷 电子书 下载 mobi epub pdf txt

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