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一部順應中國制造2025智能裝備新要求、技術先進、數據可靠的現(xiàn)代化機械設計工具書，從新時代機械設計人員的實際需求出發(fā)，追求現(xiàn)代感，兼顧實用性、通用性，準確性，涵蓋了各種常規(guī)和通用的機械設計技術資料，貫徹了新的國家及行業(yè)標準，推薦了國內外先進、智能、節(jié)能、通用的產品。

《現(xiàn)代機械設計手冊》第一版自2011年3月出版以來，贏得了機械設計人員、工程技術人員和高等院校專業(yè)師生廣泛的青睞和好評，榮獲了2011年全國優(yōu)秀暢銷書（科技類）。同時，因其在機械設計領域重要的科學價值、實用價值和現(xiàn)實意義，《現(xiàn)代機械設計手冊》還榮獲2009年國家出版基金資助和2012年中國機械工業(yè)科學技術獎。

《現(xiàn)代機械設計手冊》第一版出版距今已經8年，在這期間，我國的裝備制造業(yè)發(fā)生了許多重大的變化，尤其是2015年國家部署并頒布了實現(xiàn)中國制造業(yè)發(fā)展的十年行動綱領中國制造2025，發(fā)布了針對中國制造2025的五大工程實施指南，為機械制造業(yè)的未來發(fā)展指明了方向。在國家政策號召和驅使下，我國的機械工業(yè)獲得了快速的發(fā)展，自主創(chuàng)新的能力不斷加強，一批高技術、高性能、高精尖的現(xiàn)代化裝備不斷涌現(xiàn)，各種新材料、新工藝、新結構、新產品、新方法、新技術不斷產生、發(fā)展并投入實際應用，大大提升了我國機械設計與制造的技術水平和國際競爭力。《現(xiàn)代機械設計手冊》第二版最重要的原則就是緊密結合中國制造2025國家規(guī)劃和創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，在內容上與時俱進，全面體現(xiàn)創(chuàng)新、智能、節(jié)能、環(huán)保的主題，進一步呈現(xiàn)機械設計的現(xiàn)代感。鑒于此，《現(xiàn)代機械設計手冊》第二版被列入了十三五國家重點出版物規(guī)劃項目。

在本版手冊的修訂過程中，我們廣泛深入機械制造企業(yè)、設計院、科研院所和高等院校進行調研，聽取各方面讀者的意見和建議，最終確定了《現(xiàn)代機械設計手冊》第二版的根本宗旨：一方面，新版手冊進一步加強機、電、液、控制技術的有機融合，以全面適應機器人等智能化裝備系統(tǒng)設計開發(fā)的新要求；另一方面，隨著現(xiàn)代機械設計方法和工程設計軟件的廣泛應用和普及，新版手冊繼續(xù)促進傳動設計與現(xiàn)代設計的有機結合，將各種新的設計技術、計算技術、設計工具全面融入傳統(tǒng)的機械設計實際工作中。

《現(xiàn)代機械設計手冊》第二版共6卷35篇，它是一部面向中國制造2025，適應智能裝備設計開發(fā)新要求、技術先進、數據可靠、符合現(xiàn)代機械設計潮流的現(xiàn)代化的機械設計大型工具書，涵蓋現(xiàn)代機械零部件及傳動設計、智能裝備及控制設計、現(xiàn)代機械設計方法及應用三部分內容，具有以下六大特色。

1.權威性。《現(xiàn)代機械設計手冊》陣容強大，編、審人員大都來自設計、生產、教學和科研第一線，具有深厚的理論功底、豐富的設計實踐經驗。他們中很多人都是所屬領域的知名專家，在業(yè)內有廣泛的影響力和知名度，獲得過多項國家和省部級科技進步獎、發(fā)明獎和技術專利，承擔了許多機械領域國家重要的科研和攻關項目。這支專業(yè)、權威的編審隊伍確保了手冊準確、實用的內容質量。

2.現(xiàn)代感。追求現(xiàn)代感，體現(xiàn)現(xiàn)代機械設計氣氛，滿足時代要求，是《現(xiàn)代機械設計手冊》的基本宗旨。現(xiàn)代二字主要體現(xiàn)在：新標準、新技術、新材料、新結構、新工藝、新產品、智能化、現(xiàn)代的設計理念、現(xiàn)代的設計方法和現(xiàn)代的設計手段等幾個方面。第二版重點加強機械智能化產品設計（3D打印、智能零部件、節(jié)能元器件）、智能裝備（機器人及智能化裝備）控制及系統(tǒng)設計、數字化設計等內容。

（1）零件結構設計等篇進一步完善零部件結構設計的內容，結合目前的3D打印（增材制造）技術，增加3D打印工藝下零件結構設計的相關技術內容。

機械工程材料篇增加3D打印材料以及新型材料的內容。

（2）機械零部件及傳動設計各篇增加了新型智能零部件、節(jié)能元器件及其應用技術，例如滑動軸承篇增加了新型的智能軸承，潤滑篇增加了微量潤滑技術等內容。

（3）全面增加了工業(yè)機器人設計及應用的內容：新增了工業(yè)機器人系統(tǒng)設計篇；智能裝備系統(tǒng)設計篇增加了工業(yè)機器人應用開發(fā)的內容；機構篇增加了自動化機構及機構創(chuàng)新的內容；減速器、變速器篇增加了工業(yè)機器人減速器選用設計的內容；帶傳動、鏈傳動篇增加并完善了工業(yè)機器人適用的同步帶傳動設計的內容；齒輪傳動篇增加了RV減速器傳動設計、諧波齒輪傳動設計的內容等。

（4）氣壓傳動與控制液壓傳動與控制篇重點加強并完善了控制技術的內容，新增了氣動系統(tǒng)自動控制、氣動人工肌肉、液壓和氣動新型智能元器件及新產品等內容。

（5）繼續(xù)加強第5卷機電控制系統(tǒng)設計的相關內容：除增加工業(yè)機器人系統(tǒng)設計篇外，原機電一體化系統(tǒng)設計篇充實擴充形成智能裝備系統(tǒng)設計篇，增加并完善了智能裝備系統(tǒng)設計的相關內容，增加智能裝備系統(tǒng)開發(fā)實例等。

傳感器篇增加了機器人傳感器、航空航天裝備用傳感器、微機械傳感器、智能傳感器、無線傳感器的技術原理和產品，加強傳感器應用和選用的內容。

控制元器件和控制單元篇和電動機篇全面更新產品，重點推薦了一些新型的智能和節(jié)能產品，并加強產品選用的內容。

（6）第6卷進一步加強現(xiàn)代機械設計方法應用的內容：在3D打印、數字化設計等智能制造理念的倡導下，逆向設計數字化設計等篇全面更新，體現(xiàn)了智能工廠的全數字化設計的時代特征，增加了相關設計應用實例。

增加綠色設計篇；創(chuàng)新設計篇進一步完善了機械創(chuàng)新設計原理，全面更新創(chuàng)新實例。

（7）在貫徹新標準方面，收錄并合理編排了目前最新頒布的國家和行業(yè)標準。

3.實用性。新版手冊繼續(xù)加強實用性，內容的選定、深度的把握、資料的取舍和章節(jié)的編排，都堅持從設計和生產的實際需要出發(fā)：例如機械零部件數據資料主要依據最新國家和行業(yè)標準，并給出了相應的設計實例供設計人員參考；第5卷機電控制設計部分，完全站在機械設計人員的角度來編寫注重產品如何選用，摒棄或簡化了控制的基本原理，突出機電系統(tǒng)設計，控制元器件、傳感器、電動機部分注重介紹主流產品的技術參數、性能、應用場合、選用原則，并給出了相應的設計選用實例；第6卷現(xiàn)代機械設計方法中簡化了煩瑣的數學推導，突出了最終的計算結果，結合具體的算例將設計方法通俗地呈現(xiàn)出來，便于讀者理解和掌握。

為方便廣大讀者的使用，手冊在具體內容的表述上，采用以圖表為主的編寫風格。這樣既增加了手冊的信息容量，更重要的是方便了讀者的查閱使用，有利于提高設計人員的工作效率和設計速度。

為了進一步增加手冊的承載容量和時效性，本版修訂將部分篇章的內容放入二維碼中，讀者可以用手機掃描查看、下載打印或存儲在PC端進行查看和使用。二維碼內容主要涵蓋以下幾方面的內容：即將被廢止的舊標準（新標準一旦正式頒布，會及時將二維碼內容更新為新標準的內容）；部分推薦產品及參數；其他相關內容。

4.通用性。本手冊以通用的機械零部件和控制元器件設計、選用內容為主，主要包括機械設計基礎資料、機械制圖和幾何精度設計、機械工程材料、機械通用零部件設計、機械傳動系統(tǒng)設計、液壓和氣壓傳動系統(tǒng)設計、機構設計、機架設計、機械振動設計、智能裝備系統(tǒng)設計、控制元器件和控制單元等，既適用于傳統(tǒng)的通用機械零部件設計選用，又適用于智能化裝備的整機系統(tǒng)設計開發(fā)，能夠滿足各類機械設計人員的工作需求。

5.準確性。本手冊盡量采用原始資料，公式、圖表、數據力求準確可靠，方法、工藝、技術力求成熟。所有材料、零部件和元器件、產品和工藝方面的標準均采用最新公布的標準資料，對于標準規(guī)范的編寫，手冊沒有簡單地照抄照搬，而是采取選用、摘錄、合理編排的方式，強調其科學性和準確性，盡量避免差錯和謬誤。所有設計方法、計算公式、參數選用均經過長期檢驗，設計實例、各種算例均來自工程實際。手冊中收錄通用性強、標準化程度高的產品，供設計人員在了解企業(yè)實際生產品種、規(guī)格尺寸、技術參數，以及產品質量和用戶的實際反映后選用。

6.全面性。本手冊一方面根據機械設計人員的需要，按照基本、常用、重要、發(fā)展的原則選取內容，另一方面兼顧了制造企業(yè)和大型設計院兩大群體的設計特點，即制造企業(yè)側重基礎性的設計內容，而大型的設計院、工程公司側重于產品的選用。因此，本手冊力求實現(xiàn)零部件設計與整機系統(tǒng)開發(fā)的和諧統(tǒng)一，促進機械設計與控制設計的有機融合，強調產品設計與工藝技術的緊密結合，重視工藝技術與選用材料的合理搭配，倡導結構設計與造型設計的完美統(tǒng)一，以全面適應新時代機械新產品設計開發(fā)的需要。

經過廣大編審人員和出版社的不懈努力，新版《現(xiàn)代機械設計手冊》將以嶄新的風貌和鮮明的時代氣息展現(xiàn)在廣大機械設計工作者面前。值此出版之際，謹向所有給過我們大力支持的單位和各界朋友表示衷心的感謝！



主編

第3篇 機械制圖和幾何精度設計

第1章機械制圖

1.1制圖一般規(guī)定3-3

1.1.1圖紙幅面及格式（GB/T 146892008）3-3

1.1.2圖幅分區(qū)及對中符號、方向符號3-5

1.1.3標題欄和明細欄（GB/T 10609.12008、GB/T 10609.22009）3-5

1.1.4比例（GB/T 146901993）3-7

1.1.5字體（GB/T 146911993）3-7

1.1.5.1漢字3-7

1.1.5.2數字和字母3-8

1.1.5.3圖樣中書寫規(guī)定3-8

1.1.6圖線（GB／T 174501998、GB／T 4457.42002）3-9

1.1.6.1線型3-9

1.1.6.2圖線寬度3-10

1.1.7剖面符號（GB/T 4457.52013）3-12

1.1.8尺寸注法（GB/T 4458.42003）3-14

1.1.8.1基本規(guī)則3-14

1.1.8.2尺寸標注示例3-14

1.1.8.3尺寸注法的簡化表示法3-19

1.1.9尺寸公差與配合的標注（GB/T 4458.52003）3-27

1.1.10圓錐的尺寸和公差標注（GB/T 157541995）3-28

1.1.11裝配圖中零、部件序號及編排方法（GB/T 4458.22003）3-31

1.2圖樣畫法3-32

1.2.1第一角投影、第三角投影、軸測投影3-32

1.2.2視圖3-34

1.2.3剖視圖和斷面圖3-39

1.2.4圖樣的規(guī)定畫法和簡化畫法（GB/T 16675.12012）3-46

1.2.4.1特定畫法3-46

1.2.4.2對稱畫法3-49

1.2.4.3剖切平面前、后結構的畫法3-49

1.2.4.4輪廓3-50

1.2.4.5剖面符號的簡化3-51

1.2.4.6相同、成組結構或要素畫法3-52

1.2.4.7特定結構或要素畫法3-54

1.3常見結構表示法3-60

1.3.1螺紋及螺紋緊固件表示法（GB/T 4459.11995）3-60

1.3.1.1螺紋的表示法3-60

1.3.1.2螺紋的標注方法3-62

1.3.2齒輪表示法（GB/T 4459.22003）3-64

1.3.2.1齒輪及齒輪嚙合的表示法3-64

1.3.2.2齒輪的圖樣格式3-66

1.3.3花鍵表示法（GB/T 4459.32000）3-67

1.3.4彈簧表示法（GB/T 4459.42003）3-69

1.3.4.1彈簧的畫法3-69

1.3.4.2彈簧的圖樣格式（GB/T 4459.42003）3-70

1.3.5滾動軸承表示法（GB/T 4459.72017）3-71

1.3.6動密封圈表示法（GB/T 4459.82009、GB/T 4459.92009）3-75

1.3.7中心孔表示法（GB/T 4459.51999）3-79

1.3.8展開圖畫法3-80

1.4CAD制圖有關規(guī)定（GB/T 182292000）3-84

1.4.1CAD工程制圖的基本設置要求3-84

1.4.1.1圖紙幅面與格式3-84

1.4.1.2比例3-85

1.4.1.3字體3-85

1.4.1.4圖線3-85

1.4.1.5剖面符號3-86

1.4.2CAD工程圖的尺寸標注3-87

1.4.3CAD工程圖的管理3-87

1.5產品圖樣及設計文件有關規(guī)定（JB/T 50542000）3-87

1.5.1基本要求（JB/T 5054.22000）3-87

1.5.2編號原則（JB/T 5054.42000）3-90

1.5.3產品圖樣及設計文件標準化審查（JB/T 5054.72001）3-91

1.5.4通用件管理（JB/T 5054.82001）3-93

1.5.5借用件管理（JB/T 5054.92001）3-95



第2章尺寸精度

2.1尺寸精度基本概念3-97

2.1.1精度設計3-97

2.1.2互換性3-97

2.1.3優(yōu)先數和優(yōu)先數系3-98

2.1.3.1優(yōu)先數系3-98

2.1.3.2優(yōu)先數3-98

2.1.3.3系列的種類和代號3-98

2.1.4標準化3-100

2.2極限與配合基礎3-100

2.2.1基本術語和定義3-100

2.2.2公差、偏差和配合的代號及表示3-103

2.3標準公差和基本偏差系列3-105

2.3.1標準公差系列3-105

2.3.2基本偏差系列3-106

2.3.2.1軸的基本偏差3-106

2.3.2.2孔的基本偏差3-109

2.3.2.3基本偏差js和JS3-111

2.3.2.4基本偏差j和J3-111

2.3.3孔與軸的極限偏差3-111

2.4公差帶與配合的標準化3-136

2.4.1公稱尺寸至500mm公差帶與配合的規(guī)定3-136

2.4.1.1軸、孔公差帶3-136

2.4.1.2配合3-137

2.4.2公稱尺寸大于500～3150mm公差帶與配合的規(guī)定3-143

2.4.2.1軸、孔公差帶3-143

2.4.2.2配合的選擇3-143

2.4.3公稱尺寸至18mm軸、孔公差帶的規(guī)定3-143

2.5未注公差的線性和角度尺寸的公差3-144

2.5.1適用范圍3-144

2.5.2總則3-144

2.5.3一般公差的公差等級和極限偏差數值3-145

2.5.4一般公差的圖樣表示法3-145

2.5.5線性和角度尺寸的一般公差的概念和解釋3-145

2.6尺寸精度及配合的設計3-146

2.6.1尺寸精度及配合的設計方法3-146

2.6.2尺寸精度及配合的設計3-146

2.6.2.1基準制的選用3-146

2.6.2.2公差等級的選用3-147

2.6.2.3配合的選用3-152

2.6.2.4配合的應用示例3-154

2.6.3應用示例分析3-157

2.7圓錐的公差與配合3-159

2.7.1圓錐的錐度與錐角系列3-159

2.7.1.1術語及定義3-159

2.7.1.2一般用途的錐度與錐角系列3-159

2.7.1.3特定用途的圓錐3-159

2.7.2圓錐公差3-161

2.7.2.1術語及定義3-161

2.7.2.2圓錐公差3-162

2.7.2.3圓錐直徑公差所能限制的最大圓錐角誤差3-163

2.7.2.4圓錐公差按給出圓錐的理論正確圓錐角和圓錐直徑公差時的標注3-163

2.7.3圓錐配合3-165

2.7.3.1圓錐配合的特征3-165

2.7.3.2圓錐配合的結構型式3-165

2.7.3.3圓錐配合的一般規(guī)定3-166

2.7.3.4圓錐角偏離基本圓錐角時對圓錐配合的影響3-167

2.7.3.5內圓錐或外圓錐的圓錐軸向極限偏差的計算3-167

2.7.3.6基準平面間極限初始位置和極限終止位置的計算3-170

2.7.4圓錐的尺寸和公差注法3-171

2.8尺寸鏈計算方法3-171

2.8.1尺寸鏈的術語和定義3-171

2.8.2尺寸鏈環(huán)的特征符號3-171

2.8.3尺寸鏈的計算方法3-174

2.8.3.1計算參數3-174

2.8.3.2計算公式3-174

2.8.3.3尺寸鏈的計算種類3-176

2.8.3.4裝配尺寸鏈的計算方法3-176

2.8.3.5裝配尺寸鏈計算順序3-177

2.8.3.6相對不對稱系數e與相對分布系數k的取值3-178

2.8.4尺寸鏈計算示例3-178

2.8.4.1正計算示例3-178

2.8.4.2反計算示例3-179

2.8.4.3中間計算示例3-180



第3章幾何公差

3.1幾何公差的概念3-181

3.2幾何要素3-181

3.2.1幾何要素分類和術語定義3-181

3.2.1.1幾何要素分類3-181

3.2.1.2幾何要素基本術語和定義3-181

3.2.2幾何要素之間的相互關系3-182

3.2.3要素線型表3-183

3.3幾何公差的定義及標注3-184

3.3.1幾何公差術語定義3-184

3.3.2幾何公差類型及符號3-187

3.3.2.1幾何公差類型及特征項目符號3-187

3.3.2.2幾何公差附加符號3-187

3.3.3幾何公差帶3-188

3.3.3.1幾何公差帶形狀3-188

3.3.3.2幾何公差帶位置3-189

3.3.4幾何公差的標注規(guī)范3-189

3.3.4.1幾何公差的全符號3-189

3.3.4.2幾何公差框格的指引線3-190

3.3.4.3幾何公差框格3-191

3.3.4.4輔助要素框格3-203

3.3.4.5補充說明3-204

3.3.5幾何公差的定義、標注和解釋3-207

3.4基準和基準體系3-227

3.4.1術語定義3-228

3.4.2符號和修飾符3-228

3.4.3基準和基準體系的標注3-229

3.4.4基準的擬合方法3-235

3.4.5基準和基準體系的建立3-237

3.5幾何公差與尺寸公差的關系3-243

3.5.1術語定義3-243

3.5.2獨立原則3-244

3.5.3相關要求3-245

3.5.3.1包容要求3-245

3.5.3.2最大實體要求3-245

3.5.3.3最小實體要求3-251

3.5.3.4可逆要求3-255

3.6幾何公差值及其選用3-256

3.6.1幾何公差的注出公差值3-256

3.6.1.1直線度和平面度3-256

3.6.1.2圓度和圓柱度3-257

3.6.1.3平行度、垂直度和傾斜度3-257

3.6.1.4同軸度、對稱度、圓跳動和全跳動3-257

3.6.1.5位置度3-261

3.6.2幾何公差的未注公差值3-262

3.6.2.1直線度和平面度3-262

3.6.2.2圓度和圓柱度3-263

3.6.2.3平行度和垂直度3-263

3.6.2.4對稱度和同軸度3-263

3.6.2.5圓跳動3-263

3.6.2.6輪廓度、傾斜度、位置度和全跳動3-263

3.7幾何公差的設計3-263

3.7.1幾何公差項目的選用方法3-263

3.7.2公差帶的形狀、大小、屬性及偏置情況確定3-267

3.7.2.1公差帶形狀的確定3-267

3.7.2.2公差帶大小的確定3-267

3.7.2.3公差帶屬性的確定3-267

3.7.2.4公差帶偏置的確定3-267

3.7.3被測要素的操作規(guī)范確定3-268

3.7.3.1濾波操作的選用3-268

3.7.3.2擬合操作的選用3-268

3.7.4公差原則的選擇3-269

3.7.5基準和基準體系的確定3-269

3.7.6幾何公差設計方法3-272



第4章表面粗糙度

4.1表面結構的概念3-274

4.2表面粗糙度的術語、定義及參數3-274

4.2.1基本術語及定義3-275

4.2.2表面粗糙度的評定3-280

4.2.2.1評定流程3-280

4.2.2.2參數測定3-280

4.2.2.3測得值與公差極限值相比較的規(guī)則3-280

4.2.2.4參數評定3-281

4.2.2.5針觸式儀器檢驗的規(guī)則與方法3-281

4.3表面粗糙度的參數及其數值3-283

4.3.1評定表面粗糙度的參數及其數值系列3-283

4.3.2取樣長度的數值和選用3-283

4.3.3規(guī)定表面粗糙度要求的一般規(guī)則3-283

4.3.4評定表面粗糙度參數的補充系列值3-284

4.4表面結構的表示法3-284

4.4.1表面結構的符號和代號3-284

4.4.2表面結構參數的標注方法3-285

4.4.3表面結構的標注位置3-287

4.4.4表面結構要求的圖形標注的演化3-287

4.5表面粗糙度參數的選擇3-292

4.5.1表面粗糙度對零件及設備功能的影響3-292

4.5.2表面粗糙度評定參數的選用3-293

4.5.2.1表面粗糙度評定參數的選用原則3-293

4.5.2.2表面粗糙度的選用實例3-294

4.6其他常見材料制品表面粗糙度參數及數值3-304

4.6.1粉末冶金制品表面粗糙度參數及數值3-304

4.6.1.1粉末冶金制品表面粗糙度的評定通則3-304

4.6.1.2評定粉末冶金制品表面粗糙度的參數及其數值系列3-304

4.6.2塑料件表面粗糙度參數及數值3-304

4.6.2.1評定參數及其數值3-304

4.6.2.2不同加工方法和不同材料所能達到的塑料件的表面粗糙度3-305

4.6.3電子陶瓷件表面粗糙度參數及數值3-305

4.6.3.1評定參數及其數值3-305

4.6.3.2不同加工方法和不同材料所能達到的電子陶瓷器件的表面粗糙度3-306

4.6.4木制件表面粗糙度參數及其數值3-307

4.6.4.1評定參數及其數值3-307

4.6.4.2不同加工方法和不同材料所能達到的木制件的表面粗糙度3-307



參考文獻3-309