机械设计手册 连接与紧固

本版手册为新出版的第6版7卷本《机械设计手册》。由于科学技术的快速发展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。

《机械设计手册》自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为重点科技图书的《机械设计手册》，深受社会各界的重视和好评，在全国具有很大的影响力，该手册曾获得全国优秀科技图书奖二等奖（1995年）、中国机械工业部科技进步奖二等奖（1997年）、中国机械工业科学技术奖一等奖（2011年）、中国出版政府奖提名奖（2013年），并多次获得全国优秀畅销书奖等奖项。1994年，《机械设计手册》曾在我国台湾建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。《机械设计手册》荣获的一系列国家和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和文化价值。《机械设计手册》已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域权威的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。

第5版《机械设计手册》出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，国家制定了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中把创新驱动发展作为了国家的优先战略。因此，《机械设计手册》第6版修订工作的指导思想除努力贯彻“科学性、先进性、创新性、实用性、可靠性”外，更加突出了“创新性”，以全力配合我国“创新驱动发展战略”的重大需求，为实现我国建设创新型国家和科技强国梦做出贡献。

在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械系统控制技术等方面做了系统和全面的论述和凝练。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水平、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。

本版手册分为7卷55篇：第1卷机械设计基础资料；第2卷机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷流体传动与控制；第5卷机电一体化与控制技术；第6卷现代设计与创新设计（一）；第7卷现代设计与创新设计（二）。

本版手册有以下七大特点：

一、构建新体系

构建了科学、先进、实用、适应现代机械设计创新潮流的《机械设计手册》新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与系统化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。

二、凸显创新性

*总书记在2014年6月和2016年5月召开的中国科学院、中国工程院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向就是“创新、创新、再创新”，以及实现创新型国家和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：

（1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。

该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法。

前言
前言

（2）在一些篇章编入了创新设计和多种典型机械创新设计的内容。

“第11篇机构设计”篇新增加了“机构创新设计”一章，该章编入了机构创新设计的原理、方法及飞剪机剪切机构创新设计，大型空间折展机构创新设计等多个创新设计的案例。典型机械的创新设计有大型全断面掘进机（盾构机）仿真分析与数字化设计、机器人挖掘机的机电一体化创新设计、节能抽油机的创新设计、产品包装生产线的机构方案创新设计等。

（3）编入了一大批典型的创新机械产品。

“机械无级变速器”一章中编入了新型金属带式无级变速器，“并联机构的设计与应用”一章中编入了数十个新型的并联机床产品，“振动的利用”一章中新编入了激振器偏移式自同步振动筛、惯性共振式振动筛、振动压路机等十多个典型的创新机械产品。这些产品有的获得了国家或省部级奖励，有的是专利产品。

（4）编入了机械设计理论和设计方法论等方面的创新研究成果。

1）闻邦椿院士团队经过长期研究，在国际上首先创建了振动利用工程学科，提出了该类机械设计理论和方法。本版手册中编入了相关内容和实例。

2）根据多年的研究，提出了以非线性动力学理论为基础的深层次的动

《机械设计手册》第6版 单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》　《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。

本单行本为《连接与紧固》，主要介绍连接总论，螺纹和螺纹连接，键、花键和销连接，过盈连接，焊、粘、铆连接等内容。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。 

出版说明
前言

第5篇连接与紧固

第1章连 接 总 论

1设计机械连接应考虑的问题5-3

2连接的类型和选择5-3

21按拆卸可能性分类5-3

22按锁合分类5-3

3连接设计的几个问题5-5

31被连接件接合面设计5-5

32减小接头的应力集中5-5

33考虑环境和工作条件的要求5-6

34使连接件受力情况合理5-6

4紧固件的标准和检验5-6

41紧固件的有关标准5-6

42紧固件的检验项目5-6

5紧固件标记方法5-7

第2章螺纹和螺纹连接

1螺纹5-9

11螺纹分类、特点和应用5-9

12螺纹术语及其定义5-10

13普通螺纹(牙型、尺寸及公差）5-18

131概述5-18

132牙型5-18

133直径与螺距系列5-18

134公称尺寸5-18

135普通螺纹的标记5-23

136普通螺纹公差5-23

14管螺纹5-27

14155°非密封管螺纹5-27

14255°密封管螺纹5-29

14360°密封管螺纹5-31

144米制锥螺纹5-33

14580°非密封管螺纹5-35

2螺纹连接结构设计5-36

21螺纹紧固件的类型选择5-36

22螺栓组的布置5-37

23螺纹零件的结构要素5-38

231螺纹收尾、肩距、退刀槽、
倒角5-38

232螺钉拧入深度和钻孔深度5-40

233螺纹孔的尺寸5-40

234扳手空间5-43

235开口销孔的位置、尺寸和公差5-44

24螺栓的拧紧和防松5-44

241螺纹摩擦计算5-44

242控制螺栓预紧力的方法5-45

243螺纹连接常用的防松方法5-46

3螺纹紧固件的性能等级和常用材料5-49

31螺栓、螺钉和螺柱5-49

311螺栓、螺钉和螺柱的力学性能等级、
材料和热处理5-49

312螺纹紧固件的应力截面积5-51

313小拉力载荷和保证载荷5-51

32螺母5-54

33不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母5-57

34紧定螺钉5-59

35自攻螺钉5-61

36自挤螺钉5-61

37自钻自攻螺钉5-61

38耐热用螺纹连接副5-62

39有色金属螺纹连接件5-62

4螺栓、螺钉、双头螺柱强度计算5-63

41螺栓组受力计算5-63

42按强度计算螺栓尺寸5-66

5螺纹连接的标准元件和挡圈5-68

51螺栓5-68

52双头螺柱5-90

53螺母5-92

54螺钉5-114

55自攻螺钉5-134

56木螺钉5-140

57垫圈和轴端挡圈5-143

58螺钉、垫圈组合件5-163

第3章键、花键和销连接

1键连接5-167

11键和键连接的类型、特点及应用5-167

12键的选择和键连接的强度校核
计算5-168

13键连接的尺寸系列、公差配合和
表面粗糙度5-168

131平键5-168

132半圆键5-168

133楔键5-168

134键用型钢5-174

目录
目录

135键和键槽的几何公差、配合及
尺寸标注5-174

136切向键5-176

2花键连接5-179

21花键基本术语5-179

211一般术语5-179

212花键的种类5-179

213齿廓5-179

214基本参数5-180

215误差、公差及测量5-180

22花键连接的强度计算5-181

221通用简单算法5-181

222花键承载能力计算(精确算法)5-181

23矩形花键连接5-187

231矩形花键公称尺寸系列5-187

232矩形花键的公差与配合5-188

24圆柱直齿渐开线花键连接5-188

241渐开线花键的模数和公称尺寸
计算5-188

242渐开线花键公差与配合5-188

243渐开线花键参数标注与标记5-196

25圆锥直齿渐开线花键5-197

251术语、代号和定义5-197

252几何尺寸计算公式5-197

253圆锥直齿渐开线花键尺寸系列5-198

254圆锥直齿渐开线花键公差5-200

255参数表示示例5-201

3销连接5-201

31销连接的类型、特点和应用5-201

32销的选择和销连接的强度计算5-202

33销的标准件5-204

331圆柱销5-204

332圆锥销5-208

333开口销和销轴5-210

334槽销5-212

第4章过盈连接

1过盈连接的类型、特点和应用5-218

2圆柱面过盈连接计算5-218

21计算基础5-218

211两个简单厚壁圆筒在弹性范围内
连接的计算5-218

212计算的假定条件5-218

213计算用的符号5-219

214直径变化量的计算公式5-219

22小过盈量计算公式5-219

23配合的选择5-220

24校核计算5-220

25设计计算例题5-222

3圆锥过盈配合的计算和选用5-223

31圆锥过盈连接的特点5-223

32圆锥过盈连接的形式及应用5-223

33圆锥过盈连接的计算和选用5-224

331计算基础与假定条件5-224

332计算要点5-224

34油压装拆圆锥过盈连接的参数
选择5-224

35设计计算例题5-225

36结构设计5-227

361结构要求5-227

362对结合面的要求5-228

363压力油的选择5-228

364装配和拆卸5-228

37螺母压紧的圆锥面过盈连接5-228

4胀紧连接套5-228

41概述5-228

42基本参数和主要尺寸5-22

《机械设计手册》第6版 单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》　《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。

本单行本为《连接与紧固》，主要介绍连接总论，螺纹和螺纹连接，键、花键和销连接，过盈连接，焊、粘、铆连接等内容。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。