编辑推荐
适读人群 :本书可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书,也可供高等院校有关专业师生参考使用。 .《机械设计手册》累计130万套!内容丰富、实用便查。
.这是一部机械设计史上的功勋图书,历时五十载,对我国机械工业发展的贡献已手册本身。
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内容简介
《机械设计手册》第六版单行本共16分册,涵盖了机械常规设计的所有内容。各分册分别为《常用设计资料》 《机械制图·精度设计》 《常用机械工程材料》 《机构·结构设计》 《连接与紧固》 《轴及其连接》 《轴承》 《起重运输件·五金件》 《润滑与密封》 《弹簧》 《机械传动》 《减(变)速器·电机与电器》 《机械振动·机架设计》 《液压传动》 《液压控制》 《气压传动》。
本书为《连接与紧固》。内容包括螺纹及螺纹连接,铆钉连接,销、键和花键连接,过盈连接,胀紧连接和型面连接,锚固连接,粘接。主要介绍连接和紧固(件)的类型、特点、强度计算、选用,以及常用标准连接与紧固件的规格、特点、尺寸、性能参数等。
本书可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书,也可供高等院校有关专业师生参考使用。
内页插图
目录
第6篇连接与紧固
第1章螺纹及螺纹连接6-3
1螺纹6-3
1.1螺纹术语及其定义(摘自GB/T 14791—2013)6-3
1.2螺纹标准6-11
1.3英制标准6-13
1.4螺纹的分类、特点和应用6-14
1.5普通螺纹6-16
1.6梯形螺纹6-22
1.6.1梯形螺纹牙型与基本尺寸6-22
1.6.2梯形螺纹公差(摘自GB/T 5796.4—2005)6-25
1.7锯齿形(3°、30°)螺纹6-28
1.7.1锯齿形(3°、30°)螺纹牙型与基本尺寸6-28
1.7.2锯齿形(3°、30°)螺纹公差(摘自GB/T 13576.4—2008)6-31
1.7.3水系统45°锯齿形螺纹牙型与基本尺寸(摘自JB/T 2001.73—1999)6-35
1.855°非螺纹密封的管螺纹(摘自GB/T 7307—2001)6-36
1.955°密封管螺纹(摘自GB/T 7306.1~7306.2—2000)6-37
1.1060°密封管螺纹(摘自GB/T 12716—2011)6-40
1.11美国一般用途管螺纹的用途和代号6-43
1.12普通螺纹的管路系列(摘自GB/T 1414—2013)6-43
1.13米制密封螺纹(摘自GB/T 1415—2008)6-44
1.14管螺纹6-45
1.15矩形螺纹6-46
1.1630°圆弧螺纹6-47
2螺纹零件结构要素6-47
2.1紧固件6-47
2.2普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角(摘自GB/T 3—1997)6-49
2.3圆柱管螺纹收尾、退刀槽、倒角6-51
2.4螺塞与连接螺孔尺寸6-52
2.5地脚螺栓孔和凸缘6-52
2.6孔沿圆周的配置6-52
2.7通孔与沉孔尺寸6-53
2.8普通螺纹的内、外螺纹余留长度、钻孔余留深度、螺栓突出螺母的末端长度(摘自JB/ZQ 4247—2006)6-55
2.9粗牙螺栓、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度6-55
2.10扳手空间(摘自JB/ZQ 4005—2006)6-56
2.11对边和对角宽度尺寸(摘自JB/ZQ 4263—2006)6-57
3螺纹连接6-60
3.1螺纹连接的基本类型6-60
3.2螺纹连接的常用防松方法6-61
3.3螺栓组连接的设计6-64
3.3.1螺栓组连接的结构设计6-64
3.3.2螺栓组连接的受力分析6-64
3.4单个螺栓连接的强度计算6-66
3.4.1不预紧螺栓连接、预紧螺栓连接6-66
3.4.2受偏心载荷的预紧螺栓连接6-69
3.4.3高温螺栓连接6-693.4.4低温螺栓连接6-69
3.4.5钢结构用高强度螺栓连接6-70
3.5螺纹连接拧紧力矩的计算和预紧力的控制6-70
3.5.1拧紧力矩的计算6-70
3.5.2预紧力的控制6-71
3.6螺纹连接力学性能和材料6-73
3.7螺纹连接的标准元件6-85
3.7.1紧固件的标记方法(摘自GB/T 1237—2000)6-85
3.7.2螺栓6-85
3.7.3螺柱6-106
3.7.4螺钉6-111
3.7.5螺母6-128
3.7.6垫圈及挡圈6-151
4新型螺纹连接型式和防松装置6-180
4.1唐氏螺纹连接副6-180
4.1.1唐氏螺纹连接副的防松原理及安装要求6-180
4.1.2唐氏螺纹连接副的防松性能6-180
4.1.3唐氏螺纹连接副的保证载荷及企业标准件6-181
4.1.4唐氏螺纹连接副在吊车梁压轨器上的应用6-185
4.2高性能防松螺母6-185
4.2.1施必牢(DTF)防松螺母6-185
4.2.2液压防松螺母及拉紧器6-190
第2章铆钉连接6-193
1铆钉连接的类型、特点和应用6-193
2铆缝6-193
2.1铆缝的形式6-193
2.2铆缝的设计6-194
3铆钉孔间距6-194
4铆钉公称杆径和铆钉长度计算6-194
5铆钉用通孔直径6-195
6铆钉连接的强度计算6-195
7铆接的材料和许用应力6-196
8铆接结构设计中应注意的问题6-197
9铆钉类型及标准件6-198
第3章销、键和花键连接6-216
1销连接6-216
1.1销的类型、特点和应用6-216
1.2销的选择和销连接的强度计算6-218
1.3销的标准件6-220
2键连接6-228
2.1键的类型、特点和应用6-228
2.2键的选择和连接的强度计算6-229
2.3键的标准件6-231
3花键连接6-246
3.1花键的类型、特点和应用6-246
3.2花键连接的强度计算6-246
3.2.1通用简单计算法6-246
3.2.2花键承载能力计算法(摘自GB/T 17855—1999)6-247
3.3矩形花键(摘自GB/T 1144—2001)6-254
3.4圆柱直齿渐开线花键6-258
3.4.1术语、代号及定义(摘自GB/T 3478.1—2008)6-258
3.4.2基本参数(摘自GB/T 3478.1—2008)6-260
3.4.3基本齿廓(摘自GB/T 3478.1—2008)6-262
3.4.4尺寸系列6-263
3.4.5公差等级及公差6-270
3.4.6渐开线花键的参数标注6-277
第4章过盈连接6-279
1过盈连接的方法、特点与应用6-279
2过盈连接的设计与计算6-280
2.1圆柱面过盈连接的计算(摘自GB/T 5371—2004)6-281
2.2圆柱面过盈连接的计算举例6-287
2.3圆锥面过盈连接的计算(摘自GB/T 15755—1995)6-290
2.4圆锥过盈连接的计算举例6-293
3过盈连接的结构设计6-295
3.1圆柱面过盈连接的合理结构6-295
3.2圆锥面过盈连接的一般要求(摘自GB/T 15755—1995)6-296
3.3油压装卸结构设计规范(摘自JB/T 6136—2007)6-298
3.4油压装卸说明(摘自JB/T 6136—2007)6-301
第5章胀紧连接和型面连接6-302
1胀紧连接6-302
1.1连接原理与特点6-302
1.2胀紧连接套的型式与基本尺寸(摘自GB/T 28701—2012)6-302
1.2.1ZJ1型胀紧连接套6-302
1.2.2ZJ2型胀紧连接套6-304
1.2.3ZJ3型胀紧连接套6-306
1.2.4ZJ4型胀紧连接套6-307
1.2.5ZJ5型胀紧连接套6-308
1.3胀紧连接套的标记示例6-309
1.4胀紧连接套的选用(摘自GB/T 28701—2012)6-309
1.4.1按传递负荷选择胀套的计算6-309
1.4.2结合面公差及表面粗糙度6-309
1.4.3被连接件的尺寸6-310
1.5胀紧连接套安装和拆卸的一般要求(摘自GB/T 28701—2012)6-311
1.6ZJ1型胀紧连接套的连接设计要点(摘自GB/T 28701—2012)6-311
2型面连接6-317
第6章锚固连接6-319
1锚固连接的作用原理6-319
2锚固连接失效的几种主要形式6-320
3锚固连接的基础与安装6-320
3.1锚固基础6-320
3.2锚栓的安装6-321
4锚栓的表面处理6-324
5锚固连接的承载力验算6-324
5.1锚栓承载力验算要求及计算公式6-324
5.1.1验算方法与要求6-324
5.1.2受拉承载力计算6-325
5.1.3受剪承载力计算6-325
5.1.4拉剪共同作用下的承载力计算6-326
5.2例题6-326
6锚栓型号与规格6-327
7国产钢膨胀螺栓及膨胀螺母6-345
7.1钢膨胀螺栓6-345
7.2膨胀螺母6-346
第7章粘接6-347
1胶黏剂的选择6-347
2粘接接头的设计6-350
3粘接工艺与步骤6-352
3.1表面处理6-352
3.2胶液配制和涂敷6-353
3.3晾置与固化6-354
4粘接技术的应用6-354
参考文献6-358
前言/序言
《机械设计手册》自1969年第一版出版发行以来,已经修订了五次,累计销售量130万套,成为新中国成立以来,在国内影响力强、销售量大的机械设计工具书。作为国家级的重点科技图书,《机械设计手册》多次获得国家和省部级奖励。其中,1978年获全国科学大会科技成果奖,1983年获化工部优秀科技图书奖,1995年获全国优秀科技图书二等奖,1999年获全国化工科技进步二等奖,2002年获石油和化学工业优秀科技图书一等奖,2003年获中国石油和化学工业科技进步二等奖。1986~2015年,多次被评为全国书。
与时俱进、开拓创新,实现实用性、可靠性和创新性的最佳结合,协助广大机械设计人员开发出更好更新的产品,适应市场和生产需要,提高市场竞争力和国际竞争力,这是《机械设计手册》一贯坚持、不懈努力的最高宗旨。
《机械设计手册》(以下简称《手册》)第五版出版发行至今已有8年的时间,在这期间,我们进行了广泛的调查研究,多次邀请机械方面的专家、学者座谈,倾听他们对第六版修订的建议,并深入设计院所、工厂和矿山的第一线,向广大设计工作者了解《手册》的应用情况和意见,及时发现、收集生产实践中出现的新经验和新问题,多方位、多渠道跟踪、收集国内外涌现出来的新技术、新产品,改进和丰富《手册》的内容,使《手册》更具鲜活力,以最大限度地提高广大机械设计人员自主创新的能力,适应建设创新型国家的需要。
《手册》第六版的具体修订情况如下。
一、在提高产品开发、创新设计方面
1.新增第5篇“机械产品结构设计”,提出了常用机械产品结构设计的12条常用准则,供产品设计人员参考。
2.第1篇“一般设计资料”增加了机械产品设计的巧(新)例与错例等内容。
3. 第11篇“润滑与密封”增加了稀有润滑装置的设计计算内容,以适应润滑新产品开发、设计的需要。
4.第15篇“齿轮传动”进一步完善了符合ISO国际标准的渐开线圆柱齿轮设计,非零变位锥齿轮设计,点线啮合传动设计,多点啮合柔性传动设计等内容,例如增加了符合ISO标准的渐开线齿轮几何计算及算例,更新了齿轮精度等。
5.第23篇“气压传动”增加了模块化电/气混合驱动技术、气动系统节能等内容。
二、 在为新产品开发、老产品改造创新,提供新型元器件和新材料方面
1. 介绍了相关节能技术及产品,例如增加了气动系统的节能技术和产品、节能电机等。
2.各篇介绍了许多新型的机械零部件,包括一些新型的联轴器、离合器、制动器、带减速器的电机、起重运输零部件、液压元件和辅件、气动元件等,这些产品均具有技术先进、节能等特点。
3.新材料方面,增加或完善了铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、镁及镁合金等内容,这些合金材料由于具有优良的力学性能、物理性能以及材料回收率高等优点,目前广泛应用于航天、航空、高铁、计算机、通信元件、电子产品、纺织和印刷等行业。
三、在贯彻推广标准化工作方面
1.所有产品、材料和工艺均采用新标准资料,如材料、各种机械零部件、液压和气动元件等全部更新了技术标准和产品。
2.为满足机械产品通用化、国际化的需要,遵照立足国家标准、面向国际标准的原则来收录内容,如第15篇“齿轮传动”更新并完善了符合ISO标准的渐开线齿轮设计等。
《机械设计手册》第六版是在前几版的基础上编写而成的。借《机械设计手册》第六版出版之际,再次向参加每版编写的单位和个人表示衷心的感谢!同时也感谢给我们提供大力支持和热忱帮助的单位和各界朋友们!
由于编者水平有限,调研工作不够全面,修订中难免存在疏漏和缺点,恳请广大读者继续给予批评指正。
主编
《连接与紧固:机械设计手册(第六版)单行本》内容梗概 本书作为《机械设计手册(第六版)》系列中的独立卷册,专注于机械工程领域中至关重要的“连接与紧固”主题。它旨在为工程师、设计师、技术人员以及相关专业的学生提供一套全面、深入且实用的技术参考。本书以系统化的理论知识为基础,结合大量实际应用案例和最新技术发展,系统阐述了各种机械连接与紧固件的设计、选型、计算、应用及失效分析等核心内容。 核心章节内容概述: 第一部分:机械连接基础理论与分类 本部分首先界定了机械连接的定义、功能和重要性,并从连接的可靠性、经济性、装配性、可维修性等角度阐述了连接设计的基本原则。随后,系统地介绍了机械连接的分类方法,包括按连接性质(如可拆卸连接、永久连接)、按连接件类型(如螺纹连接、键连接、销连接、铆接、焊接、粘接等)以及按受力特点(如承受拉、压、剪、弯、扭等载荷的连接)等。针对不同类型的连接,将初步介绍其基本工作原理、适用范围及优缺点,为后续深入学习奠定基础。 第二部分:螺纹连接 螺纹连接作为最普遍、最重要的机械连接形式,在本卷册中占有重要篇幅。本部分将详细介绍螺纹的基本知识,包括螺纹的形成、类型(如普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹等)、参数(如公称直径、螺距、牙型角、中径、小径等)及其精度等级。 在设计计算方面,将深入讲解螺纹连接的强度计算,包括螺杆的拉伸、剪切、挤压强度校核,螺母的挤压强度校核,以及连接的预紧力计算及其影响。此外,还将重点阐述螺纹连接的防松设计,涵盖各种防松垫圈、开口销、自锁螺母、涂覆粘剂等方法的原理、结构特点及适用场合。 本部分还将涉及螺纹副的磨损与失效分析,以及螺纹紧固件的材料选择、表面处理与常用标准。 第三部分:键连接与花键连接 键连接和花键连接是实现轴与轮毂之间周向定位和传递扭矩的关键连接方式。本部分将详细介绍各种常见的键类型,如普通平键、半圆键、方头键、斜键等,并深入分析其工作原理、受力特点、选型原则及强度计算方法。 花键连接作为一种承载能力更高、定位精度更好的连接方式,将在此部分进行专题讲解。内容包括花键的基本参数(如齿数、齿顶圆、齿根圆、模数等)、类型(如矩形花键、渐开线花键、三角花键等)及其特点。重点在于花键连接的强度计算(包括齿面的挤压、齿根的弯曲强度)以及配合公差与表面粗糙度的要求。 第四部分:销连接 销连接常用于零件的定位或传递较小载荷。本部分将系统介绍圆柱销、圆锥销、槽销、开口销等不同类型的销连接。将详细阐述其结构特点、安装方式、受力分析以及相应的强度校核计算。同时,也会探讨销连接的失效模式及其预防措施。 第五部分:铆接与焊接连接 铆接和焊接作为两种常见的永久连接方式,在此部分将分别进行详尽的介绍。 对于铆接,将介绍冷铆和热铆的区别,各种铆钉的类型(如普通铆钉、抽芯铆钉等)及其应用。重点在于铆接接头的强度计算,包括对接头形式(如搭接、对接)的分析,以及对铆钉的剪切、拉伸强度以及被连接件的挤压强度校核。 对于焊接,虽然本书并非焊接专业书籍,但会侧重介绍其在机械设计中的应用。将介绍常用的焊接方法(如电弧焊、电阻焊、钎焊等)及其特点,以及各种焊接接头形式(如对接接头、角接接头、搭接接头等)。重点在于焊接接头的强度估算和设计原则,包括对焊缝的受力分析以及疲劳强度设计的一些基本考虑。 第六部分:粘接连接 粘接技术作为一种新兴的连接方式,在现代机械设计中扮演着越来越重要的角色。本部分将介绍各种胶粘剂的种类(如环氧胶、聚氨酯胶、丙烯酸胶等)及其性能特点。重点将放在粘接接头的强度计算,包括对剪切强度、剥离强度等进行分析,以及粘接工艺对连接可靠性的影响。 第七部分:弹性元件连接与特殊连接 本部分将介绍一些特殊的连接形式。例如,利用弹性元件(如弹簧垫圈、弹性挡圈)实现的连接,它们在提供预紧力或防止松动方面具有独特优势。此外,还将涉及一些非金属材料(如塑料、橡胶)的连接技术,以及一些特殊应用场景下的连接解决方案。 第八部分:连接件的失效分析与可靠性设计 失效分析是保证机械连接可靠性的重要环节。本部分将系统地分析各种连接形式可能发生的失效模式,如螺纹的松动、断裂,键的剪切、压溃,焊缝的开裂,粘接层的脱层等。结合失效的机理,阐述如何通过合理的结构设计、材料选择、加工工艺以及使用维护来提高连接的可靠性。 第九部分:连接件的选型与标准化 本部分将提供一套指导性的选型方法,帮助工程师根据具体的使用条件(如载荷大小、工作环境、经济成本、装配要求等)选择最合适的连接方式和连接件。同时,将介绍国内外关于连接件的重要标准(如GB、ISO、ASME等),强调标准化在提高生产效率、降低成本和保证互换性方面的重要性。 附录 本书的附录部分将包含常用的连接件性能参数表、材料强度数据、计算公式汇总以及相关的国家标准目录等,为读者提供便捷的查阅工具。 本书特色: 内容全面系统: 涵盖了机械连接与紧固的各个重要方面,理论联系实际。 注重实用性: 强调设计计算方法和实际应用指导,提供丰富的案例分析。 结构清晰易懂: 分章节、分层次地介绍知识点,便于读者理解和掌握。 紧跟技术前沿: 纳入了最新的连接技术和材料发展动态。 作为系列卷册的独立性: 本书内容独立成册,可直接作为“连接与紧固”主题的专业参考书阅读。 《连接与紧固:机械设计手册(第六版)单行本》致力于成为机械工程师手中不可或缺的工具书,帮助他们解决在实际工作中遇到的各种连接与紧固难题,设计出更加安全、可靠、高效的机械产品。