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第18篇标准化与互换性3

第1章标准化基础3

1概述3

1.1基本概念3

1.1.1标准化3

1.1.2标准文件3

1.2标准的类别与代号3

1.2.1标准的分类3

1.2.2标准的编号3

2优先数系与模数制4

2.1优先数系4

2.1.1优先数系的结构4

2.1.2优先数系的变形系列6

2.1.3优先数系的特点6

2.1.4优先数系的应用8

2.1.5标准尺寸11

2.2模数制11

2.2.1基本概念11

2.2.2模数制推荐的制品尺寸系列11

3机械设计中的标准化方法11

3.1系列化11

3.1.1制订产品参数系列的步骤和方法16

3.1.2系列型谱的编制19

3.1.3产品的系列设计20

3.2组合化20

3.2.1产品的组合设计20

3.2.2模块化设计21

3.3相似设计21

4设计质量管理及其标准化25

4.1产品设计标准化25

4.1.1产品标准化25

4.1.2材料、零部件标准化26

4.1.3标准化审查26

4.2产品图样及设计文件编号28

4.2.1分类编号28

4.2.2隶属编号28

4.3机械零件分类编码29

第2章公差与配合33

1基本概念33

1.1尺寸误差和公差33

1.2基本术语及定义33

2尺寸公差带与配合的构成34

2.1尺寸公差带的构成34

2.1.1标准公差34

2.1.2基本偏差36

2.2基准制36

2.2.1基孔制36

2.2.2基轴制36

2.3配合的构成43

3国家标准规定的公差与配合44

3.1尺寸至500mm的孔、轴公差带与配合44

3.2尺寸＞500～3150mm的常用孔、轴公差带45

3.3尺寸至18mm的孔、轴公差带45

3.4未注公差尺寸的极限偏差76

3.5配制配合76

4统计尺寸公差78

4.1术语及定义78

4.2规定实际尺寸概率分布特性的方案79

4.2.1规定区域上、下限及区域频率79

4.2.2规定实际尺寸算术平均区间B-x79

4.2.3规定实际尺寸中位数区间B～x79

4.3对孔、轴实际尺寸概率分布特性要求的规定79

4.3.1公差带的划分79

4.3.2频率的规定79

5公差与配合的选用80

5.1公差等级的选用80

5.2公差带与配合的选用82

5.3影响选择公差与配合的其他因素87

5.3.1工作温度偏离标准温度引起的变化87

5.3.2装配引起的变化87

5.3.3尺寸分布特性引起的变化88

5.3.4精度储备88

第3章形状和位置公差90

1术语及定义90

2形状和位置公差95

2.1形状公差95

2.2位置公差95

2.3形状公差带和位置公差带的定义和示例说明112

3公差原则及其应用112

3.1基本概念112

3.2包容原则113

3.3最大实体原则（MMP）115

3.4公差原则的应用118

3.4.1独立原则的应用118

3.4.2包容原则的应用120

3.4.3最大实体原则的应用121

3.4.4公差原则应用表122

4位置度公差的计算与应用122

4.1位置度公差的计算122

4.1.1螺栓连接122

4.1.2螺钉、螺柱连接124

4.2位置度公差的应用示例及公差带解释124

4.3用尺寸公差控制孔位置的计算126

4.4孔中心位置坐标变换表129

5延伸公差带的应用130

6公差值130

6.1图样上注出公差值的数系表131

6.2未注公差值135

6.2.1直线度、平面度、同轴度和对称度未注公差135

6.2.2其他各项未注公差135

6.3形状和位置公差的选用136

6.3.1形位公差项目的选择136

6.3.2公差值的选定136

6.3.3几种主要加工方法所能达到的形位公差等级137

7形位误差的检测138

7.1测量条件138

7.2检测原则138

7.3检测方案138

7.3.1形位公差检测方案中常用符号138

7.3.2形位公差检测方案简介138

8确定圆度误差的两点、三点法152

8.1术语及定义152

8.2顶式测量的反映系数F153

8.3鞍式测量的反映系数F154

8.4对称安置组合测量的反映系数F155

8.5非对称安置组合测量的反映系数F155

9伍德华斯表（WoodWorth圆表）156

第4章表面粗糙度及表面波纹度164

1概述164

1.1表面粗糙度和表面波纹度的形成164

1.1.1加工形成164

1.1.2其他因素形成164

1.2表面粗糙度与波纹度的分离164

1.3表面粗糙度和表面波纹度对零件功能的影响164

1.3.1表面粗糙度对零件功能的影响164

1.3.2表面波纹度对零件功能的影响165

2基本概念166

2.1粗糙度术语及定义166

2.2粗糙度评定参数167

2.3波纹度名词术语168

3表面粗糙度和表面波纹度的参数数值169

3.1粗糙度参数系列值169

3.1.1高度参数169

3.1.2间距参数169

3.1.3综合参数（形状参数）tp169

3.2取样长度和评定长度系列值169

3.3表面波纹度参数值171

3.4表面光洁度级别与表面粗糙度参数间的转化171

4表面粗糙度的选用172

4.1选用原则和方法172

4.2粗糙度参数的选用172

4.3粗糙度参数值的选用174

4.3.1参数值选用原则174

4.3.2表面粗糙度参数值和尺寸公差、形状公差的关系174

4.3.3表面粗糙度参数值选用举例174

4.3.4表面粗糙度的选用175

5表面波纹度的数值及选用178

6表面粗糙度、表面波纹度和工艺的关系179

6.1不同加工方法可能达到的表面粗糙度Ra、Rz、Sm、s和tp值179

6.2不同加工方法可能达到的表面波纹度波幅值范围182

第5章机械制图185

1一般规定185

1.1图纸幅面及格式185

1.2比例186

1.3字体186

1.4图线187

1.5剖面符号188

2图样画法190

2.1总则190

2.2视图190

2.3剖视192

2.4剖面196

2.5局部放大图197

2.6零件图中的简化画法及规定画法198

2.7装配图的简化画法及规定画法201

2.8滚动轴承简化和示意画法的尺寸比例203

2.9装配图中零部件序号及编排方法204

3轴测图205

4尺寸注法206

5尺寸公差与配合注法213

6常用零件的规定画法215

6.1螺纹及螺纹紧固件画法215

6.2齿轮画法217

6.3花键画法218

6.4弹簧画法219

6.5标准中心孔的表示法220

7表面粗糙度代号及其注法221

8形状和位置公差代号及其注法224

9机械运动简图符号229

9.1机构构件的运动符号230

9.2构件和运动副231

9.3摩擦机构与齿轮机构233

9.4凸轮机构、槽轮机构和棘轮机构235

9.5联轴器、离合器及制动器236

9.6其他机构及其组件238

参考文献240

第19篇结构设计工艺性241

第1章概述243

1结构设计工艺性的概念243

2影响结构设计工艺性的因素243

3结构设计工艺性的基本要求243

第2章铸件结构工艺性245

1常用铸造金属材料和铸造方法245

1.1常用铸造金属材料的铸造性和结构特点245

1.2常用铸造方法的特点和应用范围246

2铸造工艺对铸件结构工艺性的要求247

3合金铸造性能对铸件结构工艺性的要求255

3.1合理设计铸件壁厚255

3.2铸件的结构圆角与圆滑过渡256

3.3合理的铸件结构形状262

4铸造方法对铸件结构工艺性的要求264

4.1压力铸件的结构特点264

4.2熔模铸件的结构特点266

4.3金属型铸件的结构特点268

5铸件缺陷与改进措施268

第3章锻件和冲压件结构工艺性278

1锻件结构工艺性278

1.1锻造方法与金属材料的可锻性278

1.1.1各种锻造方法及其特点278

1.1.2金属材料的可锻性281

1.2锻造方法对锻件结构工艺性的要求281

1.2.1自由锻件的结构工艺性281

1.2.2模锻件的结构工艺性285

1.3模锻件结构设计的注意事项292

2冲压件结构工艺性294

2.1冲压方法和冲压材料的选用294

2.1.1冲压的基本工序294

2.1.2冲压材料的选用295

2.2冲压件结构设计的基本参数296

2.2.1冲裁件296

2.2.2弯曲件300

2.2.3拉延件302

2.2.4成型件304

2.3冲压件结构设计的注意事项306

第4章工程塑料和粉末冶金件结构工艺性311

1工程塑料零件结构工艺性311

1.1工程塑料的选用311

1.2工程塑料零件的制造方法311

1.2.1工程塑料的成型方法311

1.2.2工程塑料的机械加工312

1.3工程塑料零件设计的基本参数312

1.4工程塑料零件结构设计的注意事项315

2粉末冶金零件结构工艺性317

2.1粉末冶金材料的分类和选用317

2.1.1粉末冶金减摩材料318

2.1.2粉末冶金摩擦材料319

2.1.3粉末冶金过滤材料319

2.1.4粉末冶金铁基结构材料319

2.2粉末冶金零件结构设计的基本参数319

2.3粉末冶金零件结构设计的注意事项323

第5章热处理件结构工艺性326

1零件热处理方法的选择326

1.1退火及正火326

1.1.1钢的退火326

1.1.2钢的正火327

1.2淬火及回火327

1.2.1钢的淬火327

1.2.2钢的回火328

1.3表面淬火329

1.4钢的化学热处理329

2影响热处理零件结构工艺性的因素330

2.1零件材料的热处理性能330

2.2零件的几何形状和刚度332

2.3零件的尺寸大小332

2.4零件的表面质量332

3热处理零件结构设计的注意事项332

3.1防止热处理零件开裂的注意事项332

3.2防止热处理零件变形的注意事项336

3.3防止热处理零件硬度不均的注意事项340

第6章金属切削加工件结构工艺性342

1金属材料的切削加工性342

2金属切削加工件的一般标准344

2.160°中心孔344

2.2球面半径345

2.3滚花345

2.4零件倒圆与倒角346

2.5砂轮越程槽347

2.6铇切、插、珩磨越程槽348

2.7退刀槽348

2.8插齿、滚齿退刀槽350

2.9 T形槽351

2.10燕尾槽353

2.11锯缝尺寸353

2.12弧形槽端部半径354

3切削加工件的结构工艺性354

4自动化生产对零件结构工艺性要求362

第7章零部件的装配和维修工艺性363

1一般装配对零件结构的要求363

2自动装配对零件结构工艺性的要求370

3吊运对零件结构工艺性的要求372

4零部件的维修工艺性372

参考文献374

第20篇焊接和胶接结构375

第1章概述377

1焊接方法及其应用377

1.1焊接方法的分类377

1.2焊接的应用378

2焊接结构的破损及其影响因素380

2.1焊接结构的破损类型380

2.2破损原因及影响因素381

3焊接结构的设计原则381

3.1焊接结构的特点381

3.2设计焊接结构时应考虑的问题382

3.3焊接结构的设计原则、程序及内容385

3.3.1设计原则385

3.3.2设计程序和内容386

4焊接接头图示方法386

4.1焊缝符号386

4.2符号在基准线上的位置388

4.3符号应用举例391

第2章焊接接头395

1焊接接头设计及其制备395

1.1焊接接头特点395

1.2焊接接头的形式及其选择395

1.2.1接头和焊缝形式及其特性395

1.2.2焊接接头形式的选择398

1.3焊接接头设计399

1.3.1确定焊缝尺寸和填充金属量399

1.3.2确定接头基本形式和尺寸400

1.4接头坡口的制备421

1.4.1组合焊缝421

1.4.2接头坡口的制备422

2常规设计中焊接接头强度423

2.1焊接接头的机械性能423

2.2焊接接头的强度计算426

2.2.1焊接接头强度的两种表示方法426

2.2.2焊接接头效率和强度比428

2.2.3焊接接头的应力计算429

2.3焊接接头疲劳强度438

2.3.1基本接头的疲劳强度438

2.3.2焊接接头疲劳强度计算450

3焊接接头的脆性断裂468

3.1焊接接头的脆性断裂特性468

3.1.1焊接接头的脆化与韧性468

3.1.2焊接接头脆断的产生与扩展特性472

3.2焊接接头脆性断裂强度设计477

3.2.1防止焊接接头脆断应遵循的原则477

3.2.2避免焊接接头脆性断裂的强度设计478

4焊接接头的环境强度488

4.1焊接接头的蠕变强度488

4.2焊接接头的腐蚀强度492

5接触焊焊接接头496

5.1接触焊接头的工作性能和应力分布496

5.2接触焊接头强度497

第3章焊接材料501

1焊条501

1.1焊条类别及型号501

1.2焊条选用原则502

1.3常用焊条503

1.3.1碳钢焊条503

1.3.2低合金钢焊条505

1.3.3不镑钢焊条508

1.3.4堆焊焊条513

1.3.5铸铁焊条517

1.3.6有色金属焊条517

1.3.7特殊用途焊条518

2焊丝和焊剂518

2.1焊丝518

2.1.1实芯焊丝518

2.1.2药芯焊丝521

2.1.3有色金属及铸铁气焊丝521

2.2焊剂525

2.2.1埋弧焊和电渣焊用焊剂525

2.2.2气焊用熔剂525

2.2.3钎焊用熔剂525

3焊接用气体525

3.1气体类型525

3.2焊接用气体要求526

4焊料526

4.1焊料类型526

4.2常用钎焊焊料529

5焊粉529

5.1氧-乙炔火焰喷焊用合金粉末529

5.2氧-乙炔火焰或等离子喷涂用粉末532

5.3等离子喷焊合金粉末533

第4章焊接结构535

1机体焊接结构535

1.1概述535

1.2提高焊接结构刚度的途径535

1.2.1合理选择截面形状和尺寸535

1.2.2合理设计和布置肋板538

1.2.3合理设计壁板加强肋，减轻焊件重量540

1.2.4增大阻尼，增强焊件的减振能力542

1.3机体焊接结构545

1.3.1焊接结构设计要点545

1.3.2机床大件的焊接结构546

1.3.3锻压设备的焊接结构553

1.3.4齿轮箱体焊接结构556

2旋转体的焊接结构563

2.1轮式旋转体563

2.1.1轮毂564

2.1.2轮辐565

2.1.3轮缘566

2.2筒式旋转体567

2.2.1筒体567

2.2.2筒身，端盖和轴颈的联接567

3金属结构件569

3.1焊接梁及焊接柱569

3.1.1焊接梁的类型569

3.1.2焊接梁的截面形状572

3.1.3焊接梁的拼接和联接573

3.1.4梁的肋板（劲肋）设置576

3.1.5焊接柱577

3.2焊接钢结构的节点构造582

3.2.1钢结构特点582

3.2.2焊接桁架节点结构及弦杆拼接582

第5章胶接588

1胶接与胶黏剂588

1.1胶接的特点588

1.2胶黏剂588

2胶接接头设计588

2.1胶接接头形式588

2.2胶接接头的受力形式及强度比较590

2.3胶接接头被粘表面加工粗糙度对接头强度的影响590

2.4胶接接头设计原则590

2.5胶接接头强度计算591

2.5.1应力计算和解析591

2.5.2接头的强度设计595

2.6胶接接头强度试验597

3胶接工艺598

3.1胶接工艺流程598

3.2表面处理599

3.2.1表面清洗599

3.2.2机械处理599

3.2.3化学及电化学处理599

3.2.4偶联剂处理599

3.2.5表面处理方法对剪切强度的影响及表面处理的有效期599

3.3涂胶600

3.4晾置和陈放600

3.5固化600

4胶接的工程应用601

参考文献602

第21篇联接和紧固605

第1章螺纹607

1螺纹的种类、特点和应用607

2普通螺纹609

2.1普通螺纹的基本牙型和基本尺寸609

2.2普通螺纹的公差和配合613

2.2.1公差等级和旋合长度613

2.2.2公差带位置、选用公差带和极限偏差614

2.3普通螺纹标记618

3管螺纹619

3.1用螺纹密封的管螺纹619

3.2非螺纹密封的管螺纹621

3.360°圆锥螺纹及55°英寸制螺纹622

3.4米制管螺纹623

3.4.1管路旋入端用普通螺纹623

3.4.2米制锥螺纹基本尺寸624

4梯形螺纹624

4.1梯形螺纹牙型和基本尺寸624

4.2梯形螺纹公差627

4.2.1公差带位置和基本偏差627

4.2.2公差等级和公差627

4.2.3旋合长度631

4.2.4选用公差带631

4.2.5梯形多线螺纹公差632

4.3梯形螺纹标记632

5锯齿形螺纹632

5.1锯齿形螺纹牙型和基本尺寸632

5.2锯齿形螺纹公差635

5.2.1公差带位置和基本偏差635

5.2.2公差等级和公差635

5.2.3旋合长度638

5.2.4精度和公差带的选用638

5.2.5多线锯齿形螺纹公差639

5.3锯齿形螺纹标记639

6其他螺纹639

6.1矩形螺纹639

6.230°圆弧螺纹639

7螺纹零件的结构要素640

7.1螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角640

7.2圆柱管螺纹收尾、退刀槽和倒角643

7.3粗牙螺栓、螺钉的拧入深度、攻丝深度和钻孔深度644

7.4地脚螺栓孔和凸缘644

7.5紧固件通孔及沉头座尺寸645

7.6扳手空间647

第2章螺纹联接648

1螺纹联接的基本类型及其应用648

2螺纹联接的拧紧力矩及预紧力控制648

2.1螺纹联接的拧紧力矩648

2.2预紧力的控制649

3螺栓组联接的设计651

3.1螺栓组联接的结构设计651

3.2螺栓组的受力分析653

4螺栓联接的强度计算653

4.1螺纹牙的强度计算653

4.2单个螺栓的强度计算653

4.2.1不预紧螺栓联接653

4.2.2预紧螺栓联接654

4.2.3受偏心载荷的预紧联接656

4.2.4受复合载荷的预紧联接656

4.2.5高温联接656

4.2.6低温联接656

4.2.7钢结构用高强度螺栓联接657

5螺纹联接件机械性能与材料657

6螺纹联接的标准元件和挡圈664

6.1螺栓和螺柱汇总表及标准元件664

6.1.1螺栓和螺柱汇总表664

6.1.2螺栓和螺柱标准元件667

6.2螺钉汇总表及标准元件686

6.2.1螺钉汇总表686

6.2.2螺钉标准元件694

6.3螺母汇总表及标准元件716

6.3.1螺母汇总表716

6.3.2螺母标准元件721

6.4垫圈和挡圈汇总表及标准元件739

6.4.1垫圈和挡圈汇总表739

6.4.2垫圈和挡圈的标准元件744

第3章键联接769

1键和键联接的类型、特点和应用769

2键的选择及键联接的强度校核计算770

3键联接尺寸系列和公差771

3.1平键771

3.2半圆键775

3.3键和键槽尺寸公差带776

3.4楔键777

3.5切向键779

第4章花键联接781

1花键联接的类型、特点和应用781

2花键联接的强度计算781

3矩形花键联接782

3.1矩形花键基本尺寸系列782

3.2矩形花键的公差与配合783

3.3矩形花键的标记785

4渐开线花键联接785

4.1渐开线花键的模数、基本尺寸计算及基本尺寸系列785

4.2渐开线花键公差788

4.2.1渐开线花键公差术语及定义788

4.2.2渐开线花键公差等级及公差值788

4.2.3渐开线花键齿侧配合794

4.3渐开线花键参数与标注795

4.3.1渐开线花键参数表795

4.3.2渐开线花键标记方法796

第5章销联接797

1销联接的类型、特点和应用797

2销的选择和联接的强度校核799

3销联接的标准元件800

3.1圆柱销800

3.2圆锥销804

3.3开口销和销轴806

第6章过盈联接809

1过盈联接的类型、特点和应用809

2过盈联接计算用的主要符号和术语810

3圆柱面过盈联接812

3.1圆柱面过盈联接的计算812

3.2圆柱面过盈联接的合理结构823

4圆锥面过盈联接824

4.1液压装拆的圆锥面过盈联接824

4.2螺母压紧的圆锥面过盈联接826

第7章无键联接827

1型面联接827

2弹性环联接827

3胀紧联接套829

3.1胀紧联接套的型式与基本尺寸829

3.2胀紧联接套的选用833

3.2.1按载荷选择胀套833

3.2.2结合面的公差与表面粗糙度833

3.2.3被联接的轴与轮毂尺寸833

3.3胀紧套联接安装和拆卸的一般要求833

第8章铆钉联接837

1铆钉联接的类型、特点和应用837

2铆缝形式837

3铆钉联接结构设计和强度计算838

3.1铆接结构参数设计838

3.1.1铆钉长度838

3.1.2被铆件结构参数839

3.2铆钉联接的强度计算840

3.3铆接的材料和许用应力840

3.3.1铆接的材料840

3.3.2钢铆钉联接的许用应力841

3.4铆接结构设计应注意的几个问题841

4铆钉的类型和标准元件842

4.1铆钉的类型汇总表842

4.2铆钉的标准元件844

参考文献854

第22篇带、链、摩擦和螺旋传动855

第1章带传动857

1传动带的种类及其选择857

1.1带和带传动的形式857

1.2带传动设计的一般程序857

1.3带传动的效率857

2V带传动866

2.1尺寸规格867

2.2V带传动的设计869

2.2.1主要失效形式869

2.2.2设计计算869

2.3带轮885

2.3.1带轮设计的要求885

2.3.2带轮材料885

2.3.3带轮的结构885

2.3.4带轮的技术要求890

2.4V带传动设计中应注意的问题890

2.5设计实例890

3窄V带、联组窄V带（有效宽度制）传动及其设计特点892

3.1尺寸规格892

3.2设计计算894

3.3带轮898

4平带传动899

4.1胶帆布平带899

4.1.1规格899

4.1.2设计计算901

4.2锦纶片复合平带903

4.2.1规格903

4.2.2设计计算903

4.3高速带传动904

4.3.1规格904

4.3.2设计计算904

4.4带轮906

5同步带传动907

5.1规格907

5.2设计计算912

5.3带轮914

5.4设计实例918

6多楔带传动918

6.1规格918

6.2设计计算919

6.3带轮920

7塔轮传动920

8半交叉传动922

9多从动轮带传动923

10带传动的张紧926

10.1张紧方法926

10.2预紧力的控制926

10.2.1V带的预紧力927

10.2.2平带的预紧力928

10.2.3同步带的预紧力928

10.2.4多楔带的预紧力929

第2章链传动930

1链传动的特点与应用930

2滚子链传动930

2.1滚子链的基本参数和尺寸930

2.2滚子链传动的设计930

2.2.1主要失效形式930

2.2.2滚子链传动的额定功率930

2.2.3滚子链传动的设计计算933

2.2.4滚子链的静强度计算939

2.2.5滚子链的使用寿命计算939

2.2.6滚子链的耐磨损工作能力计算939

2.3滚子链链轮941

2.3.1基本参数和主要尺寸941

2.3.2齿槽形状942

2.3.3轴向齿廓944

2.3.4链轮公差944

2.3.5链轮材料及热处理946

2.3.6链轮结构946

2.4滚子链传动设计计算示例948

3齿形链传动949

3.1齿形链的基本参数和尺寸950

3.2齿形链传动的设计计算952

3.3齿形链链轮953

3.3.1链轮齿形与基本参数953

3.3.2轴向齿廓954

3.3.3链轮公差955

4链传动的布置、张紧与维修957

4.1链传动的布置957

4.2链传动的张紧958

4.3链传动的维修962

第3章摩擦轮传动965

1定传动比摩擦轮传动的设计965

1.1主要失效形式965

1.2设计计算965

2摩擦轮的材料968

第4章螺旋传动969

1螺旋传动的种类969

2滑动螺旋传动969

2.1滑动螺旋副的螺纹969

2.2滑动螺旋副的设计969

2.3材料的选择与许用应力972

2.4精度974

3滚动螺旋传动974

3.1工作原理974

3.2结构形式974

3.3滚动螺旋副的承载能力978

3.3.1基本额定静载荷978

3.3.2基本额定动载荷979

3.3.3额定寿命980

3.3.4平均转速和平均载荷980

3.4滚动螺旋副的尺寸系列980

3.5滚动螺旋传动的设计计算983

3.6主要几何尺寸985

3.7预紧985

3.8材料和热处理986

3.9精度986

3.10滚子螺旋传动简介986

3.11设计中应注意的问题988

4静压螺旋传动988

4.1设计计算988

4.2设计中的几个问题989

4.2.1螺纹989

4.2.2油腔989

4.2.3节流阀989

参考文献989

第23篇齿轮传动991

第1章概述993

1齿轮传动的分类和特点993

1.1分类993

1.2特点993

2齿轮传动类型选择的原则993

3主要代号、意义和单位995

第2章渐开线圆柱齿轮传动997

1渐开线圆柱齿轮基本齿廓和模数系列997

2渐开线圆柱齿轮的齿形修缘998

3圆柱齿轮传动几何尺寸计算999

3.1圆柱齿轮传动几何尺寸计算公式999

3.2外啮合齿轮变位系数的选择1006

3.3重合度ε的计算1012

3.3.1计算公式1012

3.3.2图解线图1013

3.4圆柱齿轮传动几何尺寸计算及检验有关数表1015

4渐开线圆柱齿轮传动的设计计算1030

4.1圆柱齿轮传动的作用力计算1030

4.2主要参数的选择1030

4.3主要尺寸的初步确定1031

4.4齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度校核计算1032

4.4.1计算公式1032

4.4.2计算中的有关数据及各系数的确定1032

4.5胶合承载能力校核计算1044

4.5.1计算公式1044

4.5.2计算中的有关数据及各系数的确定1044

4.6开式齿轮传动的计算特点1049

4.7齿轮的材料1049

5圆柱齿轮的结构1052

6渐开线圆柱齿轮精度1056

6.1误差的定义和代号1057

6.2精度等级及其选择1063

6.3侧隙1064

6.4推荐的检验项目1065

6.5图样标注1065

6.6齿轮精度数值表1065

6.7误差的有关关系式1081

7渐开线圆柱齿轮零件工作图及设计计算实例1082

第3章圆弧齿轮传动1087

1圆弧齿轮传动的类型、特点和应用1087

1.1单圆弧齿轮传动1087

1.2双圆弧齿轮传动1088

2圆弧齿轮传动的啮合特性1089

2.1单圆弧齿轮传动的啮合特性1089

2.2双圆弧齿轮传动的啮合特性1090

2.2.1同一工作齿面上两个同时接触点间的轴向距离qTA1090

2.2.2多点啮合系数1090

2.2.3多对齿啮合系数1091

2.2.4齿宽b的确定1091

3圆弧齿轮的基准齿形及模数系列1091

3.1单圆弧齿轮的基准齿形1091

3.2双圆弧齿轮的基准齿形1092

3.3圆弧齿轮的模数系列1093

4圆弧齿轮传动的几何尺寸计算1094

5圆弧齿轮传动基本参数的选择1097

5.1齿数z和模数mn1097

5.2重合度εβ1097

5.3螺旋角β1097

5.4齿宽系数φd、φa1097

6圆弧齿轮的强度计算1098

6.1圆弧齿轮传动的强度计算公式1098

6.2各参数符号的意义及各系数的确定1099

7圆弧圆柱齿轮精度1104

7.1误差的定义和代号1104

7.2精度等级及其选择1104

7.3侧隙1110

7.4推荐的检验项目1110

7.5图样标注1110

7.6圆弧齿轮精度数值表1111

7.7极限偏差及公差有关的关系式1115

8圆弧圆柱齿轮零件工作图及设计计算实例1115

第4章锥齿轮、准双曲面齿轮传动1124

1概述1124

1.1分类1124

1.2基准齿制1126

1.3模数1126

1.4锥齿轮的变位1127

1.4.1切向变位1127

1.4.2径向变位1128

2锥齿轮传动的几何尺寸计算1128

2.1直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算1128

2.2正交斜齿锥齿轮传动的几何尺寸计算1131

2.3弧齿锥齿轮传动的几何尺寸计算1132

2.4零度锥齿轮传动的几何尺寸计算1137

2.5奥利康锥齿轮传动的几何尺寸计算1138

2.6克林根贝尔格锥齿轮传动的几何尺寸计算1145

2.7准双曲面齿轮传动的几何尺寸计算1150

3锥齿轮传动的设计1157

3.1轮齿受力分析1157

3.2初步设计1158

3.3齿面接触疲劳强度校核1161

3.4齿根弯曲疲劳强度校核1162

3.5直齿锥齿轮传动设计实例1163

4锥齿轮结构1165

5锥齿轮精度1167

5.1术语定义和代号1167

5.2精度等级1172

5.3齿坯的要求1172

5.4齿轮的检验组与公差1172

5.4.1齿轮的检验组1172

5.4.2齿轮的公差1172

5.5齿轮副的检验与公差1172

5.5.1齿轮副的检验内容1172

5.5.2齿轮副的检验组1172

5.5.3齿轮副的公差1173

5.6齿轮副侧隙1173

5.7图样标注1173

5.8应用示例1174

5.9锥齿轮精度数值表1175

5.10极限偏差及公差与齿轮几何参数的关系式1191

6锥齿轮工作图例1192

第5章蜗杆传动1195

1概述1195

2普通圆柱蜗杆传动1198

2.1普通圆柱蜗杆的基准齿廓和传动的主要参数1198

2.1.1普通圆柱蜗杆的基准齿廓1198

2.1.2模数m、蜗杆分度圆直径d1和导程角γ1200

2.1.3蜗杆头数z1和蜗轮齿数z21200

2.1.4中心距a和传动比i1200

2.1.5变位系数x21203

2.2普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算1203

2.3普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算1203

2.3.1齿上受力分析和滑动速度计算1206

2.3.2普通圆柱蜗杆传动的强度和刚度计算1207

2.3.3蜗杆传动效率和散热计算1209

2.4实现合理的啮合部位和制造“人工油涵”的措施1211

2.4.1实现合理的啮合部位1211

2.4.2制造“人工油涵”1211

2.5蜗杆、蜗轮的结构1212

2.6普通圆柱蜗杆传动实题1213

3圆弧圆柱蜗杆传动1214

3.1圆弧圆柱蜗杆传动基本参数和蜗杆齿形1214

3.1.1基本参数1214

3.1.2蜗杆齿形1215

3.2圆弧圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算1217

3.3圆弧圆柱蜗杆传动承载能力计算1219

3.3.1设计计算1219

3.3.2校核齿面接触疲劳强度的安全系数1220

3.3.3校核蜗轮齿根强度的安全系数1221

3.3.4圆弧圆柱蜗杆传动实题1221

4环面蜗杆传动1223

4.1环面蜗杆的形成原理1223

4.1.1直线环面蜗杆的形成原理1223

4.1.2平面包络环面蜗杆的形成原理1223

4.2环面蜗杆的修形1223

4.2.1直线环面蜗杆的修形1224

4.2.2平面包络环面蜗杆的修形1225

4.3环面蜗杆传动基本参数选择和几何尺寸计算1225

4.4环面蜗杆传动承载能力计算1231

4.5环面蜗杆传动的设计实例1233

5蜗杆、蜗轮精度1234

5.1圆柱蜗杆、蜗轮精度1234

5.1.1术语定义和代号1234

5.1.2精度等级1241

5.1.3齿坯的要求1241

5.1.4蜗杆、蜗轮的检验和公差1241

5.1.5蜗杆传动的检验和公差1241

5.1.6蜗杆传动的侧隙规定1242

5.1.7工作图上的标注1242

5.1.8装配图上的标注1242

5.1.9蜗杆、蜗轮和传动的公差或极限偏差应用示例1243

5.1.10公差数值表1244

5.1.11误差的有关关系式1255

5.2直线环面蜗杆传动（TSL型）的公差1257

5.3平面包络环面蜗杆传动的公差1262

6蜗杆、蜗轮工作图例1265

参考文献1271

第24篇轮系1273

第1章轮系概论1275

1轮系的分类及应用1275

2定轴轮系的传动比1275

3常用行星齿轮传动的传动型式与特点1276

4行星齿轮传动的传动比1278

5行星齿轮传动的效率1279

第2章渐开线齿轮行星传动1282

1主要参数的确定1282

1.1齿数及行星轮数的确定1282

1.1.1齿数及行星轮数应满足的条件1282

1.1.2配齿方法1286

1.1.3行星传动中的齿轮变位1297

1.1.4确定齿数和变位系数的计算例题1301

1.1.5多级行星齿轮传动的传动比分配1304

2行星齿轮传动的受力分析1305

3行星传动齿轮强度计算要点1307

3.1小齿轮转矩T1及圆周力F11308

3.2应力循环次数1310

3.3动载系数Kv和速度系数Zv1310

3.4齿向载荷分布系数Kβ1310

4行星齿轮传动的结构设计与计算1311

4.1行星齿轮传动的均载1311

4.1.1均载方法的分类1311

4.1.2均载方法的评价与选择1317

4.1.3行星轮油膜浮动均载理论1318

4.1.4行星齿轮传动的浮动量计算1320

4.1.5齿轮联轴器的设计与计算1321

4.2行星轮的结构1323

4.3行星架的结构与计算1325

4.3.1行星架的结构1325

4.3.2行星架的变形计算1327

4.4柔性轮缘的强度校核计算1327

4.5行星齿轮减速器整体结构1327

4.6主要技术要求1330

4.7行星齿轮传动设计计算例题1331

5少齿差行星齿轮传动1333

5.1工作原理1333

5.2少齿差变位原理及几何计算1334

5.2.1少齿差变位传动的原理与特点1334

5.2.2传动质量指标1337

5.2.3齿轮几何尺寸及参数选用表1340

5.3零齿差变位内啮合的原理及有关计算1344

5.3.1啮合方程1344

5.3.2齿顶高1345

5.3.3顶隙1345

5.3.4重合度1345

5.3.5齿顶厚1345

5.3.6变位系数的确定1346

5.3.7零齿差几何尺寸及参数表1348

5.4少齿差行星传动的结构1348

5.4.1NN型少齿差行星传动1348

5.4.2N型少齿差行星传动1349

5.5少齿差行星齿轮传动受力分析1353

5.5.1轮齿受力1353

5.5.2输出机构受力1353

5.5.3转臂轴承受力1354

5.6少齿差行星齿轮传动的强度计算1355

5.7少齿差行星齿轮传动主要零件的常用材料1357

5.8少齿差行星齿轮传动主要零件的技术要求1357

5.9渐开线少齿差行星传动效率计算1357

5.10渐开线少齿差行星齿轮传动设计例题1358

第3章摆线针轮行星传动1364

1概述1364

1.1摆线针轮行星减速器的结构1364

1.2摆线针轮行星传动的特点1364

1.3摆线针轮行星传动几何要素代号1366

2摆线针轮行星传动的啮合原理1366

2.1摆线针轮传动的齿廓曲线1366

2.2摆线轮齿廓曲线的方程1368

2.2.1摆线轮的标准齿形方程式1368

2.2.2通用的摆线轮齿形方程式1368

2.3摆线轮齿廓的曲率半径1369

2.4复合齿形1372

2.4.1齿形干涉区的界限点（起止点）1372

2.4.2干涉后的摆线轮齿顶圆半径1373

2.4.3复合齿形设计1374

2.5二齿差摆线针轮行星传动1377

2.5.1二齿差摆线针轮行星传动的齿廓1377

2.5.2二齿差传动摆线轮齿廓的修顶1378

3摆线针轮行星传动的基本参数和几何尺寸计算1381

3.1摆线针轮行星传动的基本参数1381

3.2摆线针轮行星传动的几何尺寸1383

3.3W机构的有关参数与几何尺寸1385

4摆线针轮行星传动的受力分析1386

4.1针齿与摆线轮齿啮合的作用力1386

4.1.1在理想标准齿形无隙啮合时.针齿与摆线轮齿啮合的作用力1386

4.1.2修正齿有隙啮合时.针轮齿与摆线轮齿啮合的作用力1387

4.2输出机构的柱销（套）作用于摆线轮上的力1392

4.3转臂轴承的作用力1393

5主要件的强度计算1393

5.1齿面接触强度计算1393

5.2针齿销的弯曲强度和刚度计算1393

5.3转臂轴承的选择1394

5.4输出机构圆柱销的强度计算1394

6摆线轮齿形的优化设计1395

7摆线针轮行星传动的技术要求1397

7.1对零件的要求1397

7.2装配的要求1399

7.3摆线针轮减速器的质量分等标准1399

8设计计算公式与实例1402

9主要构件的工作图1405

10大型摆线针轮行星传动的新结构简介1408

11弹性浮动针轮摆线行星减速器简介1408

第4章谐波齿轮传动1412

1谐波齿轮传动的主要特点及其基本原理1412

1.1主要特点1412

1.2基本构造及传动原理1412

1.2.1基本构造1412

1.2.2传动原理1413

2谐波齿轮传动的分类1413

3谐波齿轮传动的运动学计算1414

4谐波齿轮传动主要构件的结构形式1417

4.1柔轮结构形式1417

4.2刚轮结构形式1419

4.3发生器结构形式1419

5谐波齿轮传动的设计计算与基本参数的确定1421

5.1设计要点1421

5.2谐波齿轮传动比的确定1421

5.3柔轮设计1423

5.3.1柔轮分度圆直径与波高的确定1423

5.3.2齿形几何关系的确定1423

5.3.3柔轮结构尺寸的确定1424

5.3.4柔轮的应力分析1427

5.3.5柔轮强度计算举例1428

5.3.6柔轮材料1429

5.3.7柔轮的坯料加工及热处理1430

5.4刚轮设计1431

5.5波发生器的设计计算1431

5.5.1凸轮薄壁轴承式波发生器的设计1431

5.5.2圆盘式波发生器的设计1433

5.5.3触头式波发生器的设计1434

5.5.4行星式波发生器的设计1435

5.6抗弯环的材料选择1435

6谐波传动的效率、发热、润滑与增速1435

6.1谐波传动的效率计算1435

6.2谐波齿轮传动的发热计算与润滑1436

6.3谐波齿轮传动的增速问题1437

7传动装置的运动误差和频谱分析1437

7.1刚轮（柔轮）的运动误差△T∑1437

7.2刚轮、柔轮的安装误差Ea1438

7.3波发生器零件的径向误差1438

8谐波齿轮传动的动态特性及其减振措施1439

8.1用相似系统分析谐波传动装置的动特性1439

8.2利用振动机构的加速度负反馈来实现减振目的1440

9谐波齿轮传动的试验研究1440

9.1空载及负载跑合试验、效率、温升、超载、寿命试验1440

9.2刚度测试1441

9.3起动力矩测试1442

9.4传动误差动态测试1442

9.5频率特性的测试1444

9.6柔轮应力测试1444

10通用谐波传动减速器的安装、联接及外型尺寸1444

第5章多点啮合柔性传动装置1445

1概述1445

1.1特征和类型1445

1.2优越性1445

1.3应用范围1446

2主要结构型式及受力分析1446

3柔性支承的结构和计算1448

4多电机驱动时的均载方法1448

参考文献1449

第25篇减速器、变速器和无级变速器1451

第1章减速器1453

1一般减速器设计资料1453

1.1常用减速器的型式和应用1453

1.2减速器的基本构造1456

1.2.1齿轮、轴及轴承组合1456

1.2.2箱体1457

1.2.3附件1457

1.3减速器传动比的分配1457

1.4典型减速器结构示例1460

1.5齿轮、蜗杆减速器箱体结构尺寸和图例1479

1.5.1箱体结构尺寸1479

1.5.2箱体结构图例1483

1.6减速器附件的结构尺寸1493

2标准减速器1497

2.1圆柱齿轮减速器的基本参数1497

2.1.1中心距1497

2.1.2传动比1498

2.1.3齿宽系数1498

2.2ZDY、ZLY、ZSY渐开线圆柱齿轮减速器1498

2.2.1适用范围1498

2.2.2代号1498

2.2.3减速器的承载能力1498

2.2.4减速器的选用1503

2.2.5外形及安装尺寸、装配型式1504

2.2.6采用中硬齿面齿轮的规定1507

2.3NGW型行星齿轮减速器1510

2.3.1适用范围1510

2.3.2代号1510

2.3.3减速器的主要参数1511

2.3.4减速器的承载能力1512

2.3.5减速器的选用1517

2.3.6外形及安装尺寸1521

2.4NGW-L型行星齿轮减速器1525

2.4.1适用范围1525

2.4.2代号1525

2.4.3减速器的承载能力1525

2.4.4减速器的选用1527

2.4.5外形及安装尺寸1529

2.5摆线针轮减速器1531

2.5.1适用范围1531

2.5.2代号1531

2.5.3减速器的承载能力1531

2.5.4减速器的选用1534

2.5.5外形、安装及联接尺寸1536

2.6圆弧圆柱蜗杆减速器1540

2.6.1适用范围1540

2.6.2代号1540

2.6.3减速器的承载能力1540

2.6.4减速器的选用1549

2.6.5外形及安装尺寸、装配型式1550

2.7圆柱蜗杆减速器1556

2.7.1适用范围1556

2.7.2代号1556

2.7.3圆柱蜗杆减速器的基本参数1556

2.7.4圆柱蜗杆减速器的承载能力1557

2.7.5圆柱蜗杆减速器的选用1557

2.7.6外形及安装尺寸、装配型式1560

第2章变速器和无级变速器1564

1变速器1564

1.1变速方式1564

1.2运动设计1566

1.2.1标准公比和标准转速数列1566

1.2.2基型变速系统1568

1.2.3齿轮齿数的确定1570

1.2.4实例1575

1.3结构设计1576

1.3.1齿轮变速机构1576

1.3.2结构分析1585

2无级变速器1589

2.1概述1589

2.2加压装置1594

2.3机械无级变速器的结构与设计1599

2.3.1钢球无级变速器（Kopp-B型）1599

2.3.2菱锥无级变速器（Kopp-K型）1603

2.3.3滚锥平盘无级变速器（FU型）1609

2.3.4锥盘环盘无级变速器1613

2.3.5钢环分离锥无级变速器1616

2.3.6内锥轮输出式行星无级变速器1619

2.3.7转臂输出式行星无级变速器1622

2.3.8封闭行星锥、转臂输出式无级变速器1626

2.3.9带式无级变速器1630

2.3.10齿链式无级变速器1635

参考文献1638