本版手冊是在前5版手冊的基礎上吸收並總結瞭國內外機械工程設計領域中的新標準、新材料、新工藝、新結構、新技術、新産品、新設計理論與方法，並配閤我國創新驅動戰略的需求撰寫而成的。本版手冊全麵地介紹瞭常規設計、機電一體化設計、機電控製、現代設計與創新設計方法及其應用等內容，具有體係新穎、內容現代、凸顯創新、全麵、信息量大、實用可靠及簡明便查等特點。

    本版手冊分為7捲55篇，內容有：機械設計基礎資料、機械零部件設計（連接、緊固與傳動）、機械零部件設計（軸係、支承與其他）、流體傳動與控製、機電一體化與控製技術、現代設計與創新設計等。

    本捲為第1捲，主要內容有：常用設計資料和數據，機械製圖與機械零部件精度設計、機械工程材料、機械零部件結構設計等。

    本版手冊可供從事機械設計、製造、維修及相關工程技術人員作為工具書使用，也可供大專院校的相關師生使用和參考。

聞邦椿，1930年9月29日齣生於杭州，祖籍浙江溫嶺，東北大學教授，中國科學院院士，我國振動利用工程學科主要奠基者。機器理論與機構學聯閤會（IFToMM）中國委員會委員，轉子動力學技術委員會委員，亞太振動會議指導委員會委員，中國振動工程學會名譽理事長。曾任第六、七、八、九屆全國政協委員，國務院學位委員會第二、三、四屆機械工程學科評議組成員，中國振動工程學會理事長，《振動工程學報》主編等職。曾獲科技奬2項，國傢技術發明奬和科技進步奬5項，省、部級一、二等科技奬10餘項。

目錄

第1篇 常用設計資料和數據

第1章 常用符號和數據

1 常用符號1-3

1.1 常用字母1-3

1.2 國內和國外部分標準代號1-4

1.3 數學符號1-5

1.4 化學元素符號1-9

2 常用數據錶1-10

2.1 金屬硬度與強度換算1-10

2.2 常用材料的物理性能1-21

2.3 常用材料及物體的摩擦因數1-25

2.4 機械傳動效率的概略值1-28

2.5 常用物理量常數1-29

3 優先數和優先數係1-29

3.1 術語與定義1-30

3.1.1 優先數係1-30

3.1.2 係列代號1-31

3.2 係列的種類1-31

3.3 優先數的計算與序號 N的運用1-33

3.4 係列選擇原則1-33

3.5 優先數和優先數係的應用示例1-34

第2章 計量單位和單位換算

1 單位製（SI）單位1-37

2 可與單位製單位並用的我國法定計量單位1-38

3 常用物理量符號及其法定單位1-39

4 計量單位換算1-41

第3章 常用數數公式

1 代數1-43

1.1 二項式公式、多項式公式和因式分解1-43

1.1.1 二項式公式1-43

1.1.2 多項式公式1-43

1.1.3 因式分解1-43

1.2 指數和根式1-43

1.2.1 指數1-43

1.2.2 根式1-43

1.3 對數1-43

1.3.1 運算法則1-43

1.3.2 常用對數和自然對數1-44

1.4 不等式1-44

1.4.1 代數不等式1-44

1.4.2 三角不等式1-44

1.4.3 含有指數、對數的不等式1-44

1.5 代數方程1-44

1.5.1 一元方程的解1-44

1.5.2 一次方程組的解1-45

1.6 級數1-45

1.6.1 等差級數1-45

1.6.2 等比級數1-45

1.6.3 一些級數的前 n項和1-45

1.6.4 一些特殊級數的和1-45

1.6.5 二項級數1-45

1.6.6 指數函數和對數函數的冪級數展開式1-46

1.6.7 三角函數和反三角函數的冪級數展開式1-46

1.6.8 雙麯函數和反雙麯函數的冪級數展開式1-46

1.7 復數和傅裏葉級數1-47

1.7.1 復數1-47

1.7.2 傅裏葉級數1-47

1.8 行列式和矩陣1-48

1.8.1 行列式1-48

1.8.2 行列式的性質1-49

1.8.3 矩陣1-49

1.8.4 矩陣的運算1-51

1.8.5 初等變換、初等方陣及其關係1-52

1.8.6 等價矩陣和矩陣的秩1-54

1.8.7 分塊矩陣1-54

1.9 綫性方程組1-55

1.9.1 綫性方程組的基本概念1-55

1.9.2 綫性方程組解的判定1-55

1.9.3 綫性方程組求解的消元法1-55

2 三角函數與雙麯函數1-56

2.1 三角函數1-56

2.1.1 三角函數間的關係1-56

2.1.2 和差角公式1-56

2.1.3 和差化積公式1-56

2.1.4 積化和差公式1-56

2.1.5 倍角公式1-56

2.1.6 半角公式1-57

2.1.7 正弦和餘弦的冪1-57

2.1.8 三角形1-57

2.2 反三角函數間的關係1-57

2.3 雙麯函數1-58

2.3.1 雙麯函數間的關係1-58

2.3.2 反雙麯函數的對數錶達式1-58

2.3.3 雙麯函數和三角函數的關係1-58

3 平麵麯綫與空間圖形1-58

3.1 坐標係及坐標變換1-58

3.2 常用麯綫1-59

3.3 立體圖形計算公式1-64

4 微分1-66

4.1 特殊極限值1-66

4.2 導數1-67

4.2.1 導數符號1-67

4.2.2 求導法則1-67

4.2.3 基本導數公式1-67

4.2.4 簡單函數的高階導數公式1-68

4.3 泰勒公式和馬剋勞林公式1-68

4.4 麯綫形狀的導數特徵1-68

4.5 麯率和麯率中心1-70

4.6 麯綫的切綫和法綫1-70

5 積分1-70

5.1 不定積分1-70

5.1.1 不定積分法則1-70

5.1.2 常用換元積分法1-70

5.1.3 基本積分公式1-70

5.1.4 有理函數的積分1-71

5.1.5 無理函數的積分1-72

5.1.6 函數的積分1-73

5.2定積分和反常積分1-75

5.2.1 定積分一般公式1-75

5.2.2 反常積分1-76

5.2.3 重要定積分和反常積分公式1-76

6 常微分方程1-77

6.1 一階常微分方程1-77

6.2 二階常微分方程1-80

7 拉普拉斯變換1-82

7.1 拉普拉斯變換及逆變換1-82

7.2 拉普拉斯變換的性質1-82

7.3 拉普拉斯變換錶1-82

7.4 拉普拉斯逆變換錶1-84

7.5 拉普拉斯變換的應用1-85

7.5.1 常係數綫性微分方程的定解問題1-85

7.5.2 綫性定常的傳遞函數1-85

8Z變換1-86

8.1Z變換及逆變換1-86

8.2Z變換的性質1-86

8.3Z變換錶1-86

8.4Z逆變換錶1-89

第4章 常用力學公式

1 靜力學基本公式1-91

2 運動學基本公式1-95

3 動力學基本公式1-99

4 點的應力、應變狀態分析和強度理論1-108

5 平麵圖形幾何性質的計算公式1-112

6 杆件的強度和剛度計算公式1-119

7 杆係結構的內力、應力和位移計算公式1-144

8 薄闆小撓度彎麯時的應力與位移計算公式（綫彈性範圍）1-147

9 薄殼的內力與位移計算公式（綫彈性範圍）1-156

10 厚殼的應力、位移計算公式和強度設計公式1-164

11 鏇轉圓筒和鏇轉圓盤的應力和位移計算公式1-165

12 接觸問題的應力、位移計算公式和強度計算1-167

12.1 接觸麵上的應力和位移的計算公式1-167 12.2 接觸強度計算1-171

13 構件的穩定性計算公式1-173

14 靜態應變測量計算公式1-185

參考文獻 1-189

第2篇 機械製圖與機械零部件精度設計

第1章 機械製圖

1 概述2-3

2 通用性規定2-4

2.1 圖紙幅麵和格式2-4

2.1.1 圖紙幅麵2-4

2.1.2 圖紙邊框格式及尺寸2-5

2.1.3 圖幅分區及對中符號、方嚮符號2-5

2.2 標題欄及明細欄2-6

2.2.1 標題欄的放置位置、格式和尺寸2-6

2.2.2 明細欄的格式2-6

2.3 比例2-8

2.3.1 術語和定義2-8

2.3.2 比例係列2-8

2.3.3 比例的標注方法2-8

2.4 字體及其在CAD製圖中的規定2-8

2.4.1 字體的基本要求2-8

2.4.2 字體示例2-9

2.4.3 CAD製圖中字體的要求2-9

2.5 圖綫畫法及其在CAD製圖中的規定2-10

2.5.1 圖綫的術語和定義2-10

2.5.2 圖綫的寬度、形式和應用2-10

2.5.3 圖綫畫法2-15

2.5.4 CAD製圖中圖綫的結構2-15

2.5.5 指引綫和基準綫的基本規定2-15

2.6 剖麵區域錶示法2-19

2.6.1 常用的金屬材料剖麵區的剖麵或截麵錶示法2-19

2.6.2 特殊材料的錶示2-19

3 圖樣畫法2-19

3.1 角投影法和第三角投影法2-19

3.2 視圖2-22

3.2.1 視圖選擇2-22

3.2.2 視圖分類和畫法2-23

3.2.3 視圖的其他錶示法2-24

3.3 剖視圖和斷麵圖2-27

3.3.1 剖視圖2-27

3.3.2 斷麵圖2-32

3.4 簡化畫法和規定畫法2-34

3.4.1 簡化畫法2-34

 3.4.2 規定畫法2-38

3.5 尺寸標注2-39

3.5.1 基本規則2-39

3.5.2 尺寸注法的一般規定2-40

3.5.3 簡化注法2-45

3.6 尺寸公差與配閤注法2-49

3.6.1 公差與配閤的一般標注2-49

3.6.2 配製配閤的標注2-51

3.7 裝配圖中零部件序號及其編排方法2-52

3.7.1 序號及編排方法2-52

3.7.2 裝配圖中序號編排的基本要求2-53

3.8 軸測圖2-53

3.8.1 軸測投影基本概念2-53

3.8.2 繪製軸測圖的基本方法2-54

3.9 常見結構（螺紋、花鍵、中心孔）錶示法2-57

3.9.1 螺紋錶示法2-57

3.9.2 花鍵錶示法2-60

3.9.3 中心孔錶示法2-62

3.10 常用件（螺紋緊固件、齒輪、彈簧、滾動軸承、動密封圈）錶示法2-63

3.10.1 帶螺紋的緊固件的錶示法2-63

3.10.2 齒輪錶示法2-65

3.10.3 彈簧錶示法2-69

3.10.4 滾動軸承錶示法2-73

3.10.5 動密封圈錶示法2-78

第2章 極限、配閤與公差

1 極限與配閤2-84

1.1 極限與配閤標準的主要內容2-84

1.1.1 術語和定義2-84

1.1.2 標準公差2-87

1.1.3 基本偏差2-88

1.1.4 公差帶2-94

1.1.5 配閤2-94

1.1.6 公差帶和配閤的選擇2-95

1.2 標準公差與配閤的選用2-147

1.2.1 標準公差的選用2-147

1.2.2 配閤的選用2-149

2 綫性和角度尺寸的一般公差2-154

2.1 綫性和角度尺寸一般公差的目錄概念和應用2-154

2.2 一般公差的公差等級和極限偏差2-154

3 圓錐公差與配閤2-155

3.1 圓錐的錐度與錐角係列2-155

3.1.1 術語和定義2-155

3.1.2 錐度與錐角係列2-155

3.1.3 應用說明2-156

3.2 圓錐公差2-157

3.2.1 術語和定義2-157

3.2.2 圓錐公差的項目和給定方法2-158

3.2.3 圓錐公差數值2-158

3.2.4 應用說明2-158

3.3 圓錐配閤2-161

3.3.1 圓錐配閤的形式2-161

3.3.2 術語和定義2-161

3.3.3 圓錐配閤的一般規定2-162

3.3.4 應用說明2-162

4 光滑工件尺寸的檢驗2-167

4.1 産品幾何技術規範（GPS）光滑工件尺寸的檢驗標準（GB/T 3177—2009）的主要內容2-167

4.1.1 驗收原則2-167

4.1.2 驗收方法的基礎2-167

4.1.3 標準溫度2-167

4.1.4 驗收極限2-167

4.1.5 計量器具的選擇2-169

4.1.6 仲裁2-169

4.2 應用說明2-169

4.2.1 適用範圍2-169

4.2.2 驗收原則和驗收極限2-169

4.2.3 計量器具的選擇說明2-169

第3章 幾何公差 1 概述2-170

1.1 零件的幾何特性2-170

1.2 幾何公差標準及對應的ISO標準2-170

2 幾何公差的術語、定義或解釋2-171

2.1 幾何公差要素類的術語及其定義或解釋2-171

2.2 基準和基準體係術語定義2-175

3 幾何公差的符號與標注2-176

3.1 幾何公差標注的基本原則2-176

3.2 幾何公差的分類、幾何特徵、符號及附加符號2-177

3.3 幾何公差標注方法2-177

3.4 公差帶標注的規定2-180

3.5 廢止的標注方法2-183

4 幾何公差的公差帶定義、標注解釋2-185

5 延伸公差帶的含義及標注2-198

6 幾何公差的公差值2-200

6.1 未注公差值2-200

6.1.1 未注公差值的基本概念2-200

6.1.2 采用未注公差值的優點2-200

6.1.3 未注公差值的規定2-201

6.1.4 未注公差值在圖樣上的錶示方法2-202

6.1.5 未注公差值的測量2-202

6.1.6 未注公差值的應用要點2-202

6.1.7 綜閤示例2-203

6.2 幾何公差注齣公差值2-204

6.2.1 注齣公差值的選用原則2-204

6.2.2 注齣公差值數係錶2-204

6.2.3 常用的加工方法可達到的幾何公差等級（僅供參考）2-209

7 公差原則2-209

7.1 獨立原則2-210

7.2 包容要求2-211

7.3 大實體要求2-212

7.4 小實體要求2-220

7.5 可逆要求2-223

7.6 公差原則的綜閤分析與選用2-225

8 綜閤示例2-226

第4章 錶麵結構

1 概述2-233

1.1 基本概念2-233

1.2 國傢標準與對應的ISO標準2-234

2 術語及定義2-235

2.1 一般術語及定義2-235

2.2 幾何參數術語及定義2-237

2.3 錶麵輪廓參數術語及定義2-238

2.4 GB/T 3505新、舊標準的區彆2-242

3 錶麵粗糙度2-242

3.1 錶麵粗糙度對機械零件及設備功能的影響2-242

3.1.1 對機械零件的影響2-242

3.1.2 對機械設備功能的影響2-243

3.2 錶麵粗糙度數值及其選用原則2-243

3.2.1 參數值、取樣長度值及兩者之間的關係2-243

3.2.2 參數及參數值的選用原則2-244

3.2.3 實際應用中有關參數的經驗圖錶2-244

3.2.4 參數值應用舉例2-245

3.3 木製件錶麵粗糙度及其參數值2-250

3.3.1 評定參數及其數值2-250

3.3.2 選用木製件錶麵粗糙度的一般規則2-251