第1篇 一般设计资料
第1章 常用基础资料和公式1-3
1 常用资料和数据1-3
字母1-3
国内标准代号及各国国家标准代号1-4
机械传动效率1-5
常用材料的密度1-6
松散物料的密度和安息角1-6
材料弹性模量及泊松比1-7
摩擦因数1-8
金属材料熔点、热导率及比热容1-10
材料线胀系数αl1-10
液体材料的物理性能1-11
气体材料的物理性能1-11
2 法定计量单位和常用单位换算1-12
2.1 法定计量单位1-12
用于构成十进倍数单位和分数单位的SI词头(摘自GB3100-1993)1-12
常用物理量的法定计量单位(摘自GB3102.1 ～3102.7 -1993)1-12
2.2 常用单位换算1-30
长度单位换算1-30
面积单位换算1-30
体积、容积单位换算1-31
质量单位换算1-31
密度单位换算1-31
速度单位换算1-32
角速度单位换算1-32
质量流量单位换算1-32
体积流量单位换算1-33
压力单位换算1-33
力单位换算1-34
力矩、转矩单位换算1-34
功、能、热量单位换算1-34
功率单位换算1-35
比能单位换算1-36
比热容与比熵单位换算1-36
传热系数单位换算1-36
热导率单位换算1-36
黑色金属硬度及强度换算值之一（摘自GB/T1172-1999）1-37
黑色金属硬度及强度换算值之二（摘自GB/T1172-1999）1-38
3 优先数和优先数系1-38
3.1 优先数系（摘自GB/T321-2005、GB/T19763-2005）1-38
3.2 优先数的应用示例1-41
4 数表与数学公式1-44
4.1 数表1-44
二项式系数np1-44
正多边形的圆内切、外接时，其几何尺寸1-45
弓形几何尺寸1-45
4.2 物理科学和技术中使用的数学符号(摘自GB3102.1 1-1993)1-46
4.3 数学公式1-51
代数1-51
平面三角1-55
复数1-59
坐标系及坐标变换1-60
常用曲线1-61
几种曲面1-65
微积分1-66
不定积分法则和公式1-67
定积分及公式1-69
微积分的应用1-70
常微分方程1-74
拉氏变换1-75
应用拉氏变换解常系数线性微分方程1-77
传递函数1-78
矩阵1-78
常用几何体的面积、体积及重心位置1-87
5 常用力学公式1-89
5.1 运动学、动力学基本公式1-89
运动学基本公式1-89
动力学基本公式1-90
转动惯量1-92
一般物体旋转时的转动惯量1-93
常用旋转体的转动惯量1-100
5.2 材料力学基本公式1-101
主应力及强度理论公式1-101
许用应力与安全系数1-107
截面力学特性的计算公式1-110
各种截面的力学特性1-111
杆件计算的基本公式1-119
受静载荷梁的内力及变位计算公式1-123
单跨刚架计算公式1-144
5.3 接触应力1-147
5.4 动荷应力1-151
惯性力引起的动应力1-151
冲击载荷计算公式1-153
振动应力1-154
5.5 厚壁圆筒、等厚圆盘及薄壳中的应力1-155
厚壁圆筒计算公式1-155
等厚旋转圆盘计算公式1-157
薄壳中应力与位移计算公式1-157
5.6 平板中的应力1-160
5.7 压杆、梁与壳的稳定性1-168
等断面立柱受压稳定性计算1-168
变断面立柱受压稳定性计算1-175
梁的稳定性1-175
线弹性范围壳的临界载荷1-180

第2章 铸件设计的工艺性和铸件结构要素1-181
1 铸造技术发展趋势及新一代精确铸造技术1-181
2 常用铸造金属的铸造性和结构特点1-190
铸铁和铸钢的特性与结构特点1-190
用灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁制造汽车零件和钢锭模的技术经济比较1-192
常用铸造有色合金的特性与结构特点1-194
3 铸件的结构要素1-195
最小壁厚1-195
外壁、内壁与筋的厚度1-196
壁的连接1-196
壁厚的过渡1-197
最小铸孔1-197
铸造内圆角及过渡尺寸（JB/ZQ4255-1997）1-198
铸造外圆角（JB/ZQ4256-1997）1-198
铸造斜度1-199
法兰铸造过渡斜度（JB/ZQ4254-1997）1-199
凸出部分最小尺寸（JB/ZQ4169-1997）1-199
加强筋1-199
孔边凸台1-200
内腔1-200
凸座1-200
4 铸造公差(摘自GB/T6414-1999)1-200
5 铸件设计的一般注意事项(摘自JB/ZQ4169-1997)1-201
6 铸铁件(摘自JB/T5000.4 -2007)、铸钢件(摘自JB/T5000.6 -2007)、有色金属铸件(摘自JB/T5000.5 -2007)等铸件通用技术条件1-209

第3章 锻造和冲压设计的工艺性及结构要素1-210
1 锻造1-210
1.1 金属材料的可锻性1-210
1.2 锻造零件的结构要素(摘自GB/T12361-2003、JB/T9177-1999)1-211
模锻斜度（摘自GB/T12361-2003）1-211
圆角半径（摘自GB/T12361-2003、JB/T9177-1999）1-211
截面形状变化部位外圆角半径值（a）和内圆角半径值（b）（摘自GB/T12361-2003）1-212
收缩截面、多台阶截面、齿轮轮辐、曲轴的凹槽圆角半径（摘自JB/T9177-1999）1-212
最小底厚（摘自JB/T9177-1999）1-213
最小壁厚、筋宽及筋端圆角半径（摘自JB/T9177-1999）1-214
腹板最小厚度（摘自JB/T9177-1999）1-215
最小冲孔直径、盲孔和连皮厚度（摘自JB/T9177-1999）1-215
扁钢辗成圆柱形端尺寸1-216
圆钢锤扁尺寸1-216
1.3 锻件设计注意事项1-216
2 冲压1-218
2.1 冷冲压零件推荐用钢1-218
2.2 冷冲压件的结构要素1-219
冲裁件的结构要素（摘自JB/T4378.1 -1999）1-219
弯曲件的结构要素（摘自JB/T4378.1 -1999）1-219
拉深件和翻孔件的结构要素1-220
铁皮咬口类型、用途和余量1-221
卷边直径1-221
通风罩冲孔（摘自JB/ZQ4262-1997）1-222
零件弯角处必须容纳另一个直角零件的做法1-222
最小可冲孔眼的尺寸（为板厚的倍数）1-222
翻孔尺寸及其距离边缘的最小距离1-222
加固筋的形状、尺寸及间距1-223
弯曲件尾部弯出长度1-223
冲出凸部的高度1-223
箱形零件的圆角半径、法兰边宽度和工件高度1-223
冲裁件最小许可宽度与材料的关系1-223
箍压时直径缩小的合理比例1-223
2.3 冲压件的尺寸和角度公差、形状和位置未注公差(摘自GB/T13914、13915、13916-2002)、未注公差尺寸的极限偏差(摘自GB/T15055-1994)1-224
平冲压件和成形冲压件尺寸公差1-224
冲压件形状和位置未注公差（摘自GB/T13916-2002）1-229
2.4 冷挤压件结构要素1-230
冷挤压件的分类1-231
确定结构要素的一般原则1-231
冷挤压件结构要素1-232
2.5 冷冲压、冷挤压零件的设计注意事项1-232
3 锻件通用技术条件(碳素钢和合金结构钢)(摘自JB/T5000.8 -2007)1-235

第4章 焊接和铆接设计工艺性1-236
1 焊接1-236
1.1 金属常用焊接方法分类、特点及应用1-236
1.2 金属的可焊性1-240
钢的可焊性1-240
铸铁的可焊性1-241
有色金属的可焊性1-242
常用异种金属间的可焊性1-243
1.3 焊接材料及其选择1-246
不同焊接方法采用的焊接材料及其作用1-246
焊条、焊丝及焊剂的分类、特点和应用1-249
对焊条、焊丝及焊剂工艺性能的要求1-256
不同药皮类型焊条工艺性等比较1-258
选择焊条的基本原则1-260
几种常用钢材的焊条选择举例1-261
几种常用钢材埋弧焊焊剂与焊丝的选配举例1-266
焊条的型号和牌号1-271
不锈钢焊条型号表示1-273
焊条、焊丝和焊剂1-280
1.4 焊缝1-304
焊接及相关工艺方法代号及注法（摘自GB/T5185-2005）1-304
焊缝符号表示方法（摘自GB/T324-1988、GB/T12212-1990）1-305
碳钢、低合金钢焊缝坡口的基本型式与尺寸（摘自GB/T985-1988）1-318
不同厚度钢板的对接焊接1-322
有色金属焊接坡口型式及尺寸1-322
焊缝强度计算1-323
焊缝许用应力1-327
1.5 焊接结构的一般尺寸公差和形位公差（摘自GB/T19804-2005）1-329
角度尺寸公差1-329
1.6 钎焊1-331
各种钎焊方法的比较及应用范围1-331
钎料和钎剂的选择原则1-332
钎料的选择1-333
典型钎焊的接头型式1-334
钎焊接头的间隙1-335
钎料1-336
钎剂1-340
1.7 塑料焊接1-343
热塑性塑料的可焊性1-343
塑料焊接温度1-343
硬聚氯乙烯塑料焊接接头型式及尺寸1-343
1.8 焊接结构设计注意事项1-344
2 铆接1-350
2.1 铆接设计注意事项1-350
2.2 型钢焊接接头尺寸、螺栓和铆钉连接规线、最小弯曲半径及截切1-351
等边角钢1-351
不等边角钢1-353
热轧普通槽钢1-355
热轧普通工字钢1-356
板材最小弯曲半径1-357
管材最小弯曲半径1-358
扁钢、圆钢弯曲的推荐尺寸1-359
角钢坡口弯曲c值1-360
角钢截切角推荐值1-360
3 焊接件通用技术条件(摘自JB/T5000.3 -2007)1-360

第5章 零部件冷加工设计工艺性与结构要素1-362
1 金属材料的切削加工性1-362
2 一般标准1-365
标准尺寸(摘自GB/T2822-2005)1-365
标准角度(参考)1-366
锥度与锥角系列(摘自GB/T157-2001)1-366
棱体的角度与斜度(摘自GB/T4096-2001)1-367
莫氏和公制锥度(附斜度对照)1-368
60°中心孔(摘自GB/T145-2001)1-368
75°、90°中心孔1-369
零件倒圆与倒角(摘自GB/T6403.4 -1986)1-369
球面半径(摘自GB/T6403.1 -1986)1-370
圆形零件自由表面过渡圆角半径和静配合连接轴用倒角1-370
燕尾槽(摘自JB/ZQ4241-1997)1-370
T形槽(摘自GB/T158-1996)1-371
砂轮越程槽(摘自GB/T6403.5 -1986)1-372
刨切、插、珩磨越程槽1-373
退刀槽(摘自JB/ZQ4238-1997)1-373
滚人字齿轮退刀槽(摘自JB/ZQ4238-1997)1-374
弧形槽端部半径（摘自GB1127-1997）1-374
分度盘和标尺刻度(摘自JB/ZQ4260-1997)1-375
滚花(摘自GB/T6403.3 -1986)1-375
锯缝尺寸(摘自JB/ZQ4246-1997)1-375
3 冷加工设计注意事项1-376
4 切削加工件通用技术条件(重型机械)(摘自JB/T5000.9 -2007)1-387

第6章 热处理1-390
1 钢铁热处理1-390
1.1 铁-碳合金平衡图及钢的结构组织1-390
1.2 热处理方法分类、特点和应用1-392
整体热处理方法、特点和应用1-392
表面热处理、化学热处理方法、特点和应用1-397
形变热处理方法、特点和应用1-403
1.3 常用材料的热处理1-412
材料在热处理中的特性1-412
淬透性曲线图及其应用1-414
合金元素对钢组织性能和热处理工艺的影响1-417
常用材料的工作条件和热处理1-420
1.4 如何正确地提出零件的热处理要求1-431
工作图上应注明的热处理要求1-431
金属热处理工艺分类及代号的表示方法(摘自GB/T12603-1990)1-432
热处理技术要求在零件图上的表示方法(摘自JB/T8555-1997)1-434
常见的热处理技术要求的标注错例1-438
制定热处理要求的要点1-439
几类典型零件的热处理实例1-446
1.5 热处理对零件结构设计的要求1-454
一般要求1-454
感应加热表面淬火的特殊要求1-462
2 有色金属热处理1-464
2.1 有色金属材料热处理方法及选用1-464
2.2 铝及铝合金热处理1-465
变形铝合金的热处理方法和应用1-465
铸造铝合金的热处理方法和应用1-467
2.3 铜及铜合金热处理1-468
2.4 钛及钛合金热处理1-469
2.5 镁合金的热处理1-470

第7章 表面技术1-473
1 表面技术的分类和功能1-473
1.1 表面技术的含义和分类1-473
1.2 表面技术的功能1-474
2 不同表面技术的特点1-477
2.1 表面技术的特点与应用1-477
2.2 各种薄膜气相沉积技术的特点对比1-485
3 电镀1-486
电镀层的分类1-487
金属镀层的特点及应用1-488
镀层选择1-489
4 复合电镀1-492
复合电镀的优缺点1-492
复合电镀的类型和应用1-492
5 （电）刷镀1-494
不同工况下镀层的选择1-494
在不同金属材料上的电刷镀1-495
单一镀层安全厚度和夹心镀层1-496
6 纳米复合电刷镀1-496
纳米复合电刷镀技术原理、特点和应用1-496
纳米复合电刷镀层的性能1-497
7 热喷涂1-499
不同热喷涂方法的技术特性比较1-500
喷涂基体表面基本设计要求1-501
热喷涂材料的选择原则1-501
涂层类别、特性及其喷涂材料选择1-502
热喷涂应用实例1-507
8 塑料粉末热喷涂1-510
塑料粉末热喷涂的特点、涂料类别、涂层性能和应用1-511
塑料粉末喷涂方法的原理、特点和应用1-512
塑料涂层的应用实例1-513
塑料喷涂对被涂件结构的一般要求1-514
9 粉末渗镀锌（摘自JB/T5067-2007）1-514
镀层厚度等级及厚度值1-514
10 化学镀、热浸镀、真空镀膜1-515
化学镀、热浸镀、真空镀膜的特点及应用1-515
离子镀TiN、TiC化合物镀膜1-516
11 化学转化膜法（金属的氧化、磷化和钝化处理）和金属着色处理1-516
金属的氧化、磷化和钝化处理的特点与应用1-516
金属着色处理1-517
12 喷丸、滚压和表面纳米化1-518
喷丸原理与应用1-518
滚压原理与参数1-518
滚珠滚压加工对碳钢零件表面性质的改善程度1-519
表面强化使疲劳强度增加的百分数1-519
各种表面强化方法的特点1-520
表面纳米化1-520
13 高能束表面强化技术1-521
高能束表面强化技术的含义、特点及比较1-521
激光束、电子束表面强化和离子束注入技术的分类、特点及应用1-521
14 涂装1-528
涂装技术的涂层体系和涂料的设计选用1-528
按不同因素选择涂料1-529
耐热涂层1-532
三防（防湿热、防盐雾、防霉菌）涂层系统1-533
各种涂装类别所用油漆的通用技术要求（摘自JB/T5000.1 2-2007）1-535
涂装通用技术条件（摘自JB/T5000.1 2-2007）1-537
15 复合表面技术1-539
15.1 以增强耐磨性为主的复合涂层1-539
电镀、化学镀复合材料及其复合涂层1-539
多层涂层1-542
功能梯度涂层1-545
含表面热处理的复合强化层1-546
含激光处理的复合强化层及其他表面技术的复合1-550
15.2 以增强耐蚀性为主的复合涂层1-554
耐蚀复合镀层和多层镍-铬镀层1-554
镍镉扩散镀层和金属-非金属复合涂层1-555
有机复合膜层1-557
自蔓延技术制备钢基陶瓷复合材料和耐高温热腐蚀复合涂层1-558
15.3 以增强固体润滑性为主的复合涂层1-561
复合镀固体润滑材料和气相沉积复合膜和多层膜1-561
含扩渗改性的表面膜层1-565
金属塑料复合材料1-567
黏结固体润滑膜1-568
15.4 以提高疲劳强度等综合性能的表面复合涂层1-571
16 陶瓷涂层1-572
17 表面技术的设计选择1-575
17.1 表面（复合表面）技术设计选择的一般原则1-575
17.2 涂覆层界面结合的类型、原理和特点1-578
17.3 镀层和不同材料相互接触时的接触腐蚀等级1-580
17.4 镀层厚度系列及应用范围1-581
17.5 不同金属及合金基体材料的镀覆层的选择1-587
17.6 表面处理的表示方法1-588
金属镀覆和化学处理1-588
表面涂料涂覆（摘自GB/T4054-1983）1-590
18 有色金属表面处理1-591
铝及铝合金的氧化与着色1-591
镁合金的表面处理1-594

第8章 装配工艺性1-597
1 装配类型和方法1-597
2 装配工艺设计注意事项1-597
3 转动件的平衡1-606
3.1 基本概念1-606
3.2 静平衡和动平衡的选择1-607
3.3 平衡品质的确定(摘自GB/T9239-1988)1-607
3.4 转子许用不平衡量向校正平面的分配(摘自GB/T9239-1988)1-609
3.5 转子平衡品质等级在图样上的标注方法(参考)1-611
4 装配通用技术条件(摘自JB/T5000.1 0-2007)1-612
4.1 一般要求1-612
4.2 装配连接方式1-612
4.3 典型部件的装配1-613
4.3.1 滚动轴承1-613
4.3.2 滑动轴承1-614
4.3.3 齿轮与齿轮箱装配1-616
4.3.4 带和链传动装配1-616
4.3.5 联轴器装配1-617
4.3.6 制动器、离合器装配1-617
4.4 平衡试验及其他1-617
4.5 总装及试车1-618
5 配管通用技术条件(摘自JB/T5000.1 1-2007)1-618

第9章 工程用塑料和粉末冶金零件设计要素1-622
1 工程用塑料零件设计要素1-622
1.1 塑料分类、成形方法及应用1-622
1.2 工程常用塑料的选用1-623
1.3 工程用塑料零件的结构要素1-624
1.4 塑料零件的尺寸公差和塑料轴承的配合间隙1-625
1.5 工程用塑料零件的设计注意事项1-626
2 粉末冶金零件设计要素1-629
2.1 粉末冶金的特点及主要用途1-629
2.2 粉末冶金零件最小厚度、尺寸范围及其精度1-629
2.3 粉末冶金零件设计注意事项1-629

第10章 人机工程学有关功能参数1-632
1 人体尺寸百分位数在产品设计中的应用1-632
1.1 人体尺寸百分位数的选择(摘自GB/T12985-1991)1-632
1.2 以主要百分位和年龄范围的中国成人人体尺寸数据(摘自GB/T10000-1988)1-634
1.3 工作空间人体尺寸(摘自GB/T13547-1992)1-640
人体立姿尺寸1-640
人体坐姿、跪姿、俯卧姿及爬姿尺寸1-641
1.4 工作岗位尺寸设计的原则及其数值(摘自GB/T14776-1993)1-643
1.4.1 工作岗位尺寸设计1-645
1.4.2 工作岗位尺寸设计举例1-647
2 人体必需和可能的活动空间1-649
2.1 人体必需的空间1-649
2.2 人手运动的范围1-649
2.3 上肢操作时的最佳运动区域1-649
2.4 腿和脚运动的范围1-649
3 操作者有关尺寸1-650
3.1 坐着工作时手工操作的最佳尺寸1-650
3.2 工作坐位的推荐尺寸1-651
3.3 运输工具的坐位及驾驶室尺寸1-652
3.4 站着工作时手工操作的有关尺寸1-652
4手工操作的主要数据1-653
4.1 操作种类和人力关系1-653
4.2 操纵机构的功能参数及其选择1-655
5 工业企业噪声有关数据1-657
6 照明1-658
7 综合环境条件的不同舒适度区域和振动引起疲劳的极限时间1-658
8 安全隔栅及其他1-659
8.1 安全隔栅1-659
8.2 梯子(摘自GB4053.1 ，4053.2 -1993)及防护栏杆(摘自GB4053.3 -1993)1-660
8.3 倾斜通道1-662

第11章 符合造型、载荷、材料等因素要求的零部件结构设计准则1-663
1 符合造型要求的结构设计准则1-663
2 符合载荷要求的结构设计准则1-664
3 符合公差要求的结构设计准则1-669
4 符合材料及其相关因素要求的结构设计准则1-671
铸钢、铸铁件等及材料相关因素要求的结构设计准则1-671
镁合金件合理的结构设计1-674

第12章 装运要求及设备基础1-678
1 装运要求1-678
1.1 包装通用技术条件(摘自JB/T5000.1 3-2007)1-678
1.2 有关运输要求1-679
2 设备基础设计的一般要求1-681
2.1 混凝土基础的类型1-681
2.2 地脚螺栓1-682
地脚螺栓的种类和选用1-683
地脚螺栓的外露长度1-683
2.3 设备和基础的连接方法及适应范围1-683
3 垫铁种类、型式、规格及应用1-685
参考文献1-687