了得網工業技術_機械設計手冊機械零部件結構設計

內容簡介

機械工業出版社《機械設計手冊》第6版單行本共26分冊，內容涵蓋機械常規設計、機電一體化設計與機電控制、現代設計方法及其應用等內容，具有繫統全面、信息量大、內容現代、突顯創新、實用可靠、簡明便查、便於攜帶和翻閱等特色。各分冊分別為：《常用設計資料和數據》《機械制圖與機械零部件精度設計》《機械零部件結構設計》《連接與緊固》《帶傳動和鏈傳動摩擦輪傳動與螺旋傳動》《齒輪傳動》《減速器和變速器》《機構設計》《軸彈簧》《滾動軸承》《聯軸器、離合器與制動器》《起重運輸機械零部件和操作件》《機架、箱體與導軌》《潤滑密封》《氣壓傳動與控制》《機電一體化技術及設計》《機電繫統控制》《機器人與機器人裝備》《數控技術》《微機電繫統及設計》《機械繫統概念設計》《機械繫統的振動設計及噪聲控制》《疲勞強度設計機械可靠性設計》《數字化設計》《工業設計與人機工程》《智能設計仿生機械設計》。
本單行本為《機械零部件結構設計》，主要介紹了機械零部件結構設計概論、滿足功能要求的結構設計、滿足工作能力要求的結構設計、滿足加工工藝的結構設計、滿足材料要求的結構設計、零部件的裝配和維修工藝性等內容。
本書供從事機械設計、制造、維修及有關工程技術人員作為工具書使用，也可供大專院校的有關專業師生使用和參考。

出版說明
前言
第4篇機械零部件結構設計
第1章概論
1機械零部件結構設計內容和實例4-3
11結構設計內容4-3
12結構設計實例4-3
2機械零部件結構設計基本要求4-5
3機械零部件結構方案的評價4-5
31評價的標準4-6
32技術性評價方法4-6
33經濟性評價方法4-6
34評價舉例4-7
第2章滿足功能要求的結構設計出版說明
前言
第4篇機械零部件結構設計
第1章概論
1機械零部件結構設計內容和實例4-3
11結構設計內容4-3
12結構設計實例4-3
2機械零部件結構設計基本要求4-5
3機械零部件結構方案的評價4-5
31評價的標準4-6
32技術性評價方法4-6
33經濟性評價方法4-6
34評價舉例4-7
第2章滿足功能要求的結構設計
1利用自由度分析法的結構設計4-8
11機械零件的自由度4-8
12應用舉例4-9
121聯軸器結構設計4-9
122軸承組合結構設計4-9
2利用功能面的結構設計4-10
21功能面及其參數變化4-10
22應用舉例4-12
第3章滿足工作能力要求的結構設計
1提高強度的結構設計4-16
11提高零部件的受力合理性4-16
111載荷均勻分布4-16
112載荷分擔4-19
113力流短4-19
114自平衡設計4-20
115自加強4-21
12提高靜強度的設計4-21
121降低零件載荷或應力的值4-21
122增大截面繫數4-22
123采用空心軸提高強度4-23
124用拉壓代替彎 4-23
125等強度設計4-23
126彈性強化和塑性強化4-24
13提高疲勞強度的設計4-25
131減小應力幅4-25
132減小應力集中4-26
133改善表面狀況4-28
134表面強化處理4-28
135將轉軸變為心軸4-29
14提高接觸強度的設計4-29
141增大綜合率半徑4-29
142以面接觸代替點、線接觸4-29
143采用合理的材料和熱處理4-29
15提高衝擊強度的設計4-30
151適當減小零件剛度4-31
152使用緩衝器4-31
153增加承受衝擊的零件數4-31
154提高零件材料的衝擊韌性4-31
2提高剛度的結構設計4-32
21選擇彈性模量高的材料4-32
22用拉壓代替彎 4-32
23改善零件結構減小彎矩值4-33
24合理設計支承方式和位置4-34
25合理設計截面形狀4-34
26用加強肋和隔板增強剛度4-36
27用預變形抵抗有害變形4-37
28提高零件表面接觸剛度4-37
3提高耐磨性的結構設計4-38
31改變摩擦方式4-38
32使磨損均勻的設計4-38
33采用材料分體結構4-40
34采用磨損補償結構4-41
35局部更換易損零件4-42
4提高耐腐蝕性的結構設計4-42
41防止沉積區和沉積縫4-42
42防止接觸腐蝕4-43
43便於更換腐蝕零件4-43
44用覆蓋保護層減輕腐蝕4-44
5提高精度的結構設計4-44
51精度與阿貝原則4-44
52利用誤差補償提高精度4-45
53誤差傳遞4-46
54利用誤差均化提高精度4-47
55合理配置誤差4-48
56消除空回4-48
57選擇適當的材料4-49
6考慮噪聲和發熱的結構設計4-49
61考慮發熱的結構設計4-49
611降低發熱影響的措施4-49
612降低發熱影響的結構設計4-50
目錄目錄62考慮噪聲的結構設計4-51
621噪聲的限制值4-51
622減小噪聲的措施4-52
623減小噪聲的結構設計4-53
7零部件結構設計實例4-53
71減速器結構設計4-53
711概述4-53
712減速器結構設計4-54
72滾動軸承部件結構設計4-57
721使軸承支承受力合理的設計4-57
722提高軸承支承剛度的設計4-59
723提高軸承精度的設計4-61
724滿足高速要求的設計4-63
725適應結構需要的設計4-64
726軸承潤滑結構設計4-65
第4章滿足加工工藝的結構設計
1概述4-67
11零件結構設計工藝性的概念4-67
12影響零件結構設計工藝性的因素4-67
13零件結構設計工藝性的基本要求4-67
2鑄件結構設計工藝性4-68
21常用鑄造金屬材料和鑄造方法4-68
211常用鑄造金屬材料的鑄造性和
結構特點4-68
212常用鑄造方法的特點和
應用範圍4-68
22鑄造工藝對鑄件結構設計工藝性的
要求4-70
23合金鑄造性能對鑄件結構設計工藝性
的要求4-75
231合理設計鑄件壁厚4-75
232鑄件的結構圓角與圓滑過渡4-76
233合理的鑄件結構形狀4-80
24鑄造方法對鑄件結構設計工藝性的
要求4-82
241壓鑄件的結構特點4-82
242熔模鑄件的結構特點4-83
243金屬型鑄件的結構特點4-85
25鑄造公差4-85
26鑄件缺陷與改進措施4-86
3鍛件結構設計工藝性4-93
31鍛造方法與金屬材料的可鍛性4-93
311各種鍛造方法及其特點4-93
312金屬材料的可鍛性4-96
32鍛造方法對鍛件結構設計工藝性的
要求4-96
321自由鍛件的結構設計工藝性4-96
322模鍛件的結構設計工藝性4-99
33模鍛件結構設計的注意事項4-103
4衝壓件結構設計工藝性4-105
41衝壓方法和衝壓材料的選用4-105
411衝壓的基本工序4-105
412衝壓材料的選用4-107
42衝壓件結構設計的基本參數4-108
421衝裁件4-108
422彎件4-110
423拉深件4-113
424成形件4-115
43衝壓件結構設計的注意事項4-117
44衝壓件的尺寸和角度公差、形狀和
位置未注公差、未注公差尺寸的
極限偏差4-119
5焊接件結構設計工藝性4-125
51焊接方法及其應用4-125
511焊接方法的分類、特點及應用4-125
512常用金屬材料的適用焊接方法4-125
52焊接結構的設計原則4-127
521焊接性4-127
522結構剛度和減振能力4-129
523應力集中4-129
524焊接殘餘應力和變形4-129
525焊接接頭性能的不均勻性4-129
526應盡量減少和排除焊接缺陷4-129
53焊接接頭的形式4-129
531焊接接頭的特點4-129
532接頭形式及選用 4-130
54焊縫坡口的基本形式與尺寸4-130
541坡口參數的確定4-130
542碳鋼、低合金鋼的焊條電弧焊、
氣焊及氣體保護焊焊縫坡口的
基本形式與尺寸4-130
543碳鋼、低合金鋼埋弧焊焊縫坡口
的形式與尺寸4-136
544鋁合金氣體保護焊焊縫坡口
形式與尺寸4-142
545銅及銅合金焊接坡口形狀及
尺寸4-146
546接頭坡口的制作4-146
55焊接件結構設計應注意的問題4-146
56焊接件的幾何尺寸公差和形狀公差4-149
561線性尺寸公差4-149
562角度尺寸公差4-149
563直線度、平面度和平行度公差4-150
564焊前彎成形的筒體允差4-150
565焊前管子的彎半徑、圓度公差
及允許波紋度4-150
57焊接質量檢驗4-151
6金屬切削加工件結構設計工藝性4-151
61金屬材料的可加工性4-151
62金屬切削加工件的一般標準4-152
621標準尺寸4-152
622圓錐的錐度與錐角繫列4-154
623稜體的角度與斜度4-155
624中心孔4-156
625零件的倒圓、倒角4-157
626圓形零件自由表面過渡圓角半徑
和靜配合連接軸用倒角4-158
627球面半徑4-159
628燕尾槽4-159
629T形槽4-159
6210弧形槽端部半徑4-161
6211砂輪越程槽4-161
6212刨切、插切、珩磨越程槽4-162
621 刀槽4-162
6214插齒、滾齒退刀槽4-163
6215滾花4-164
6216分度盤和標尺刻度4-164
6217鋸縫尺寸4-164
63切削加工件的結構設計工藝性4-165
631零件工作圖的尺寸標注應適應
加工工藝要求4-165
632零件應有安裝和夾緊的基面4-166
633減少裝夾和進給次數4-167
634減少加工面積，簡化零件形狀4-167
635盡可能避免內凹表面及內表面的
加工4-169
636保證零件加工時的必要的
剛性4-169
637零件結構要適應刀具尺寸要求，
並盡可能采用標準刀具4-170
64自動化生產對零件結構設計工藝性
的要求4-171
7熱處理零件結構設計工藝性4-172
71零件熱處理方法的選擇4-172
711退火及正火4-172
712淬火及回火4-173
713表面淬火4-175
714鋼的化學熱處理4-175
72影響熱處理零件結構設計工藝性的
因素4-176
721零件材料的熱處理性能4-176
722零件的幾何形狀和剛度4-178
723零件的尺寸大小4-178
724零件的表面質量4-178
73對零件的熱處理要求4-178
731在工作圖上應標明的熱處理
要求4-178
732金屬熱處理工藝分類及代號的
表示方法4-178
74熱處理零件結構設計的注意事項4-180
741防止熱處理零件開裂的
注意事項4-180
742防止熱處理零件變形的注意
事項4-183
743防止熱處理零件硬度不均的注意
事項4-186
第5章滿足材料要求的結構設計
1工程塑料件結構設計工藝性4-188
11工程塑料的選用4-188
12工程塑料零件的制造方法4-188
121工程塑料的成型方法4-188
122工程塑料的機械加工4-189
13工程塑料零件設計的基本參數4-189
14工程塑料零件結構設計的注意事項4-192
2橡膠件結構設計工藝性4-194
21橡膠制品質量指標的含義4-194
22橡膠的選用4-194
23橡膠件結構設計的工藝性4-195
231脫模斜度4-195
232斷面厚度與圓角4-195
233囊類零件的口徑腹徑比4-195
234波紋管制品的峰谷直徑比4-196
235孔4-196
236鑲嵌件4-196
24橡膠件的精度4-196
241模壓制品的尺寸公差4-196
242壓出制品的尺寸公差4-197
243膠輥尺寸公差4-199
244橡膠制品的尺寸測量4-202
3陶瓷件結構設計工藝性4-202
4粉末冶金件結構設計工藝性4-204
41粉末冶金材料的分類和選用4-204
411粉末冶金減摩材料4-205
412粉末冶金摩擦材料4-205
413粉末冶金過濾材料4-205
414粉末冶金鐵基結構材料4-205
42粉末冶金零件結構設計的基本參數4-205
43粉末冶金零件結構設計的注意事項4-208
第6章零部件的裝配和維修工藝性
1一般裝配對零部件結構設計
工藝性的要求4-212
11組成單獨的部件或4-212
12應具有合適的裝配基面4-212
13結合工藝特點考慮結構的合理性4-212
14考慮裝配的方便性4-212
15考慮拆卸的方便性4-212
16考慮修配的方便性4-212
17選擇合理的調整補償環4-212
18減少修整外觀的工作量4-212
2自動裝配對零件結構設計工藝性的
要求4-217
3弔運對零件結構設計工藝性的要求4-219
4零部件的維修工藝性4-219
參考文獻4-221

前言

本版手冊為新出版的第6版7卷本《機械設計手冊》。由於科學技術的快速發展，需要我們對手冊內容進行更新，增加新的科技內容，以滿足廣大讀者的迫切需要。
《機械設計手冊》自1991年面世發行以來，歷經5次修訂，截至2016年已累計發行38萬套。作為重點科技圖書的《機械設計手冊》，深受社會各界的重視和好評，在全國具有很大的影響力，該手冊曾獲得全國優秀科技圖書獎二等獎（1995年）、中國機械工業部科技進步獎二等獎（1997年）、中國機械工業科學技術獎一等獎（2011年）、中國出版政府獎提名獎（2013年），並多次獲得全國優秀暢銷書獎等獎項。1994年，《機械設計手冊》曾在我國臺灣建宏出版社出版發行，並在海內外產生了廣泛的影響。《機械設計手冊》榮獲的一繫列國家和部級獎項表明，其具有很高的科學價值、實用價值和文化價值。《機械設計手冊》已成為機械設計領域的一部大型品牌工具書，已成為機械工程領域權威的和影響力較大的大型工具書，長期以來，它為我國裝備制造業的發展做出了巨大貢獻。
第5版《機械設計手冊》出版發行至今已有7年時間，這期間我國國民經濟有了很大發展，國家制定了《國家創新驅動發展戰略綱要》，其中把創新驅動發展作為了國家的優先戰略。因此，《機械設計手冊》第6版修訂工作的指導思想除努力貫徹“科學性、先進性、創新性、實用性、可靠性”外，更加突出了“創新性”，以全力配合我國“創新驅動發展戰略”的重大需求，為實現我國建設創新型國家和科技強國夢做出貢獻。本版手冊為新出版的第6版7卷本《機械設計手冊》。由於科學技術的快速發展，需要我們對手冊內容進行更新，增加新的科技內容，以滿足廣大讀者的迫切需要。
《機械設計手冊》自1991年面世發行以來，歷經5次修訂，截至2016年已累計發行38萬套。作為重點科技圖書的《機械設計手冊》，深受社會各界的重視和好評，在全國具有很大的影響力，該手冊曾獲得全國優秀科技圖書獎二等獎（1995年）、中國機械工業部科技進步獎二等獎（1997年）、中國機械工業科學技術獎一等獎（2011年）、中國出版政府獎提名獎（2013年），並多次獲得全國優秀暢銷書獎等獎項。1994年，《機械設計手冊》曾在我國臺灣建宏出版社出版發行，並在海內外產生了廣泛的影響。《機械設計手冊》榮獲的一繫列國家和部級獎項表明，其具有很高的科學價值、實用價值和文化價值。《機械設計手冊》已成為機械設計領域的一部大型品牌工具書，已成為機械工程領域權威的和影響力較大的大型工具書，長期以來，它為我國裝備制造業的發展做出了巨大貢獻。
第5版《機械設計手冊》出版發行至今已有7年時間，這期間我國國民經濟有了很大發展，國家制定了《國家創新驅動發展戰略綱要》，其中把創新驅動發展作為了國家的優先戰略。因此，《機械設計手冊》第6版修訂工作的指導思想除努力貫徹“科學性、先進性、創新性、實用性、可靠性”外，更加突出了“創新性”，以全力配合我國“創新驅動發展戰略”的重大需求，為實現我國建設創新型國家和科技強國夢做出貢獻。
在本版手冊的修訂過程中，廣泛調研了廠礦企業、設計院、科研院所和高等院校等多方面的使用情況和意見。對機械設計的基礎內容、經典內容和傳統內容，從取材、產品及其零部件的設計方法與計算流程、設計實例等多方面進行了深入繫統的整合，同時，還全面總結了當前國內外機械設計的新理論、新方法、新材料、新工藝、新結構、新產品和新技術，特別是在現代設計與創新設計理論與方法、機電一體化及機械繫統控制技術等方面做了繫統和全面的論述和凝練。相信本版手冊會以嶄新的面貌展現在廣大讀者面前，它將對提高我國機械產品的設計水平、推進新產品的研究與開發、老產品的改造，以及產品的引進、消化、吸收和再創新，進而促進我國由制造大國向制造強國躍升，發揮出巨大的作用。
本版手冊分為7卷55篇：第1卷機械設計基礎資料；第2卷機械零部件設計（連接、緊固與傳動）；第3卷機械零部件設計（軸繫、支承與其他）；第4卷流體傳動與控制；第5卷機電一體化與控制技術；第6卷現代設計與創新設計（一）；第7卷現代設計與創新設計（二）。
本版手冊有以下七大特點：
一、構建新體繫
構建了科學、先進、實用、適應現代機械設計創新潮流的《機械設計手冊》新結構體繫。該體繫層次為：機械基礎、常規設計、機電一體化設計與控制技術、現代設計與創新設計方法。該體繫的特點是：常規設計方法與現代設計方法互相融合，光、機、電設計融為一體，局部的零部件設計與繫統化設計互相銜接，並努力將創新設計的理念貫穿於常規設計與現代設計之中。
二、凸顯創新性
習近平總書記在2014年6月和2016年5月召開的中國科學院、中國工程院兩院院士大會上分別提出了我國科技發展的方向就是“創新、創新、再創新”，以及實現創新型國家和科技強國的三個階段的目標和五項具體工作。為了配合我國創新驅動發展戰略的重大需求，本版手冊突出了機械創新設計內容的編寫，主要有以下幾個方面：
（1）新增第7卷，重點介紹了創新設計及與創新設計有關的內容。
該卷主要內容有：機械創新設計概論，創新設計方法論，頂層設計原理、方法與應用，創新原理、思維、方法與應用，綠色設計與和諧設計，智能設計，仿生機械設計，互聯網上的合作設計，工業通信網絡，面向機械工程領域的大數據、雲計算與物聯網技術，3D打印設計與制造技術，繫統化設計理論與方法。
前言前言（2）在一些篇章編入了創新設計和多種典型機械創新設計的內容。
“第11篇機構設計”篇新增加了“機構創新設計”一章，該章編入了機構創新設計的原理、方法及飛剪機剪切機構創新設計，大型空間折展機構創新設計等多個創新設計的案例。典型機械的創新設計有大型全斷面掘進機（盾構機）仿真分析與數字化設計、機器人挖掘機的機電一體化創新設計、節能抽油機的創新設計、產品包裝生產線的機構方案創新設計等。
（3）編入了一大批典型的創新機械產品。
“機械無級變速器”一章中編入了新型金屬帶式無級變速器，“並聯機構的設計與應用”一章中編入了數十個新型的並聯機床產品，“振動的利用”一章中新編入了激振器偏移式自同步振動篩、慣性共振式振動篩、振動壓路機等十多個典型的創新機械產品。這些產品有的獲得了國家或省部級獎勵，有的是專利產品。
（4）編入了機械設計理論和設計方法論等方面的創新研究成果。
1）聞邦椿院士團隊經過長期研究，在國際上首先創建了振動利用工程學科，提出了該類機械設計理論和方法。本版手冊中編入了相關內容和實例。
2）根據多年的研究，提出了以非線性動力學理論為基礎的深層次的動態設計理論與方法。本版手冊首次編入了該方法

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