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第一篇 机械设计课程设计指导 1

第1章 绪论 1

1.1 机械设计课程设计的目的 1

1.2 机械设计课程设计的内容 1

1.3 机械设计课程设计的步骤 2

1.4 机械设计课程设计中应正确对待的几个问题 3

1.5 计算机辅助设计 4

1.5.1 产品规划阶段的CAD 4

1.5.2 方案设计阶段的CAD 4

1.5.4 计算机辅助课程设计步骤及注意事项 5

1.5.3 详细设计阶段的CAD 5

第2章 传动装置总体设计 7

2.1 确定传动方案 7

2.2 选择电动机 10

2.2.1 选择电动机的类型和结构型式 10

2.2.2 选择电动机的容量 11

2.2.3 确定电动机的转速 12

2.3 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比 14

2.4 计算传动装置的运动和动力参数 16

思考题 18

3.1.2 链传动 19

3.1.1 普通V带传动 19

3.1 减速器外传动零件设计 19

第3章 传动零件设计 19

3.1.3 开式齿轮传动 20

3.2 减速器内传动零件设计 20

3.2.1 圆柱齿轮传动 20

3.2.2 锥齿轮传动 20

3.2.3 蜗杆传动 21

思考题 21

4.1.2 初绘装配草图的步骤 22

4.1.1 初绘装配草图前的准备 22

4.1 初绘减速器装配草图 22

第4章 装配草图设计 22

4.2 轴、轴承及键的校核计算 34

4.2.1 校核轴的强度 34

4.2.2 验算滚动轴承寿命 35

4.2.3 校核键联接的强度 35

4.3 完成减速器装配草图 35

4.3.1 轴系部件的结构设计 35

4.3.2 减速器箱体的结构设计 41

4.3.3 减速器附件设计 48

4.3.4 装配草图的检查及修改 52

思考题 54

第5章 装配图设计 55

5.1 绘制装配图 55

5.2 标注尺寸 55

5.3 标注减速器的技术特性 56

5.4 编写技术要求 56

5.4.1 对零件的要求 57

5.4.2 对安装和调整的要求 57

5.5 零件编号 58

5.4.6 对外观、包装和运输的要求 58

5.4.5 对试验的要求 58

5.4.4 对密封的要求 58

5.4.3 对润滑的要求 58

5.6 编制标题栏和明细表 59

5.7 检查装配图 59

思考题 59

第6章 零件图设计 61

6.1 轴类零件图设计 61

6.1.1 视图 61

6.1.2 标注尺寸、表面粗糙度和形位公差 62

6.2.2 标注尺寸、表面粗糙度和形位公差 64

6.2.1 视图 64

6.1.3 技术要求 64

6.2 齿轮类零件图设计 64

6.2.3 啮合特性表 65

6.2.4 技术要求 65

6.3 箱体零件图设计 66

6.3.1 视图 66

6.3.2 标注尺寸、表面粗糙度和形位公差 66

6.3.3 技术要求 67

思考题 67

7.1 设计计算说明书的内容 69

7.2 设计计算说明书的要求与注意事项 69

第7章 编写设计计算说明书和准备答辩 69

7.3 设计计算说明书的书写格式 70

7.4 准备答辩 70

第二篇 机械设计常用标准和规范 72

第8章 一般标准 72

图纸幅面和格式(GB/T14689-93摘录) 72

图样比例(GB/T14690-93摘录) 72

机构运动简图符号(GB4460-84摘录) 73

明细表格式(本课程用) 74

装配图或零件图标题栏(本课程用) 74

标准尺寸(直径、长度、高度等)(GB2822-81摘录) 74

中心孔表示法(GB4459.5-84摘录) 75

中心孔(GB145-85摘录) 75

齿轮滚刀外径尺寸(GB6083-85摘录) 76

一般用途圆锥的锥度与锥角(GB157-89摘录) 76

回转面及端面砂轮越程槽(GB6403.5-86摘录) 76

插齿空刀槽(JB/ZQ4239-86摘录) 77

零件倒圆与倒角(GB6403.4-86摘录) 77

铸件最小壁厚 77

铸造斜度(JB/ZQ4257-86摘录) 78

铸造过渡斜度(JB/ZQ4254-86摘录) 78

钢的常用热处理方法及应用 79

金属材料中常用化学元素名称及符号 79

9.1 黑色金属材料 79

第9章 常用材料 79

常用热处理工艺及代号(GB/T12603-90摘录) 80

灰铸铁(GB9439-88摘录) 80

球墨铸铁(GB1348-88摘录) 81

碳素结构钢(GB700-88摘录) 81

优质碳素结构钢(GB699-88摘录) 82

一般工程用铸造碳钢(GB11352-89摘录) 82

合金结构钢(GB3077-82摘录) 83

9.2 有色金属材料 84

铸造铜合金、铸造铝合金和铸造轴承合金 84

热轧等边角钢(GB9787-88摘录) 86

9.3 型钢及型材 86

热轧槽钢(GB707-88摘录) 87

热轧工字钢(GB706-88摘录) 87

热轧圆钢和方钢尺寸(GB702-86摘录) 87

冷轧钢板和钢带厚度(GB708-88摘录) 88

热轧钢板厚度(GB709-88摘录) 88

9.4 非金属材料 88

常用工程塑料 88

工业用毛毡(FJ314-81摘录) 89

耐油橡胶板(GB5574-85摘录)、软钢纸板(QB365-81摘录) 89

普通螺纹基本尺寸(GB196-81摘录) 90

第10章 联接与紧固 90

10.1 螺纹 90

梯形螺纹最大实例牙型尺寸(GB5796-86摘录) 91

梯形螺纹直径与螺距系列(GB5796-86摘录) 91

梯形螺纹基本尺寸 91

10.2 螺栓、螺柱、螺钉 92

六角头螺栓-A和B级(GB5782-86摘录)、六角头螺栓--全螺纹--A和B级(GB5783-86摘录) 92

六角头铰制孔用螺栓-A和B级(GB27-86摘录) 93

内六角圆柱头螺钉(GB70-85摘录) 93

双头螺柱bm=1d(GB897-88摘录)、bm=1.25d(GB898-88摘录)、bm=1.5d(GB899-88摘录) 94

十字槽盘头螺钉(GB818-85摘录)、十字槽沉头螺钉(GB819-85摘录) 95

开槽锥端紧定螺钉(GB71-85摘录)、开槽平端紧定螺钉(GB73-85摘录)、开槽长圆柱端紧定螺钉(GB75-85摘录) 96

吊环螺钉(GB825-88摘录) 97

10.3 螺母、垫圈 98

Ⅰ型六角螺母--A和B级(GB6170-86摘录)、六角薄螺母-A和B级--倒角(GB6172-86摘录) 98

标准型弹簧垫圈(GB93-87摘录)、轻型弹簧垫圈(GB859-87摘录) 98

小垫圈-A级(GB848-85摘录)、平垫圈-A级(GB97.1-85摘录)、平垫圈-倒角型-A级(GB97.2-85摘录) 99

外舌止动垫圈(GB856-88摘录) 99

圆螺母(GB812-88摘录)和圆螺母用止动垫圈(GB858-88摘录) 100

10.4 挡圈 101

螺钉紧固轴端挡圈(GB891-86摘录)、螺栓紧固轴端挡圈(GB892-86摘录) 101

轴用弹性挡圈-A型(GB894.1-86摘录) 102

孔用弹性挡圈-A型(GB893.1-86摘录) 103

10.5 螺纹零件的结构要素 104

普通螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角(GB/T3-97摘录) 104

单头梯形螺纹的退刀槽和倒角(JB/GQ138-80摘录) 105

螺栓和螺钉通孔及沉孔尺寸 105

普通粗牙螺纹的余留长度、钻孔余留深度(JB/ZQ4247-86摘录) 106

粗牙螺栓、螺钉的拧入深度和螺纹孔尺寸(参考) 106

扳手空间(JB/ZQ4005-84摘录) 107

10.6 键、花键 108

平键联接的剖面和键槽尺寸(GB1095-79摘录)、普通平键的型式和尺寸(GB1096-79摘录) 108

矩形花键尺寸、公差(GB1144-87摘录) 109

10.7 销 110

圆柱销(GB119-86摘录)、圆锥销(GB117-86摘录) 110

螺尾锥销(GB881-86摘录) 111

开口销(GB91-86摘录) 111

内螺纹圆柱销(GB120-86摘录)、内螺纹圆锥销(GB118-86摘录) 112

第11章 滚动轴承 113

11.1 常用滚动轴承 113

深沟球轴承(GB/T276-94摘录) 113

调心球轴承(GB/T281-94摘录) 115

圆柱滚子轴承(GB/T283-94摘录) 116

角接触球轴承(GB/T292-94摘录) 117

圆锥滚子轴承(GB/T297-94摘录) 119

推力球轴承(GB/T301-95摘录) 122

11.2 滚动轴承的配合(GB/T275-93摘录) 124

向心轴承和轴的配合 124

向心轴承和外壳的配合 124

推力轴承和轴、外壳的配合 124

轴和外壳孔的形位公差 125

配合表面的粗糙度 125

向心推力轴承和推力轴承的轴向游隙(参考) 125

常用润滑油的主要性质和用途 126

第12章 润滑与密封 126

12.1 润滑剂 126

常用润滑脂的主要性质和用途 127

12.2 油杯、油标、油塞 127

直通式压注油杯(GB1152-89摘录) 127

压配式压注油杯(GB1155-89摘录) 128

旋盖式油杯(GB1154-89摘录) 128

压配式圆形油标(GB1160.1-89摘录) 129

长形油标(GB1161-89摘录) 129

外六角螺塞(JB/ZQ4450-86摘录)、纸封油圈(ZB71-62摘录)、皮封油圈(ZB70-62摘录) 130

12.3 螺塞和封油圈 130

杆式油标 130

管状油标(GB1162-89摘录) 130

12.4 密封件 131

毡圈油封及槽(JB/ZQ4606-86摘录) 131

通用O型橡胶密封圈(代号为G)(GB3452.1-92摘录) 131

旋转轴唇形密封圈的型式及尺寸(GB13871-92摘录) 132

J型无骨架橡胶油封(HG4-338-66摘录)(1988年确认继续执行) 133

迷宫密封槽 133

油沟式密封槽(JB/ZQ4245-86摘录) 133

挡油环、甩油环 133

通气帽 134

通气塞 134

提手式通气器 134

12.5 通气器 134

通气器 135

12.6 轴承端盖、套杯 135

凸缘式轴承盖 135

嵌入式轴承盖 136

套杯 136

第13章 联轴器 137

联轴器轴孔和键槽的形式、代号及系列尺寸(GB3852-83摘录) 137

凸缘联轴器(GB5843-86摘录) 138

GICL型鼓形齿式联轴器(ZBJ19013-89摘录) 139

弹性套柱销联轴器(GB4323-84摘录) 140

弹性柱销联轴器(GB5014-85摘录) 141

梅花形弹性联轴器(GB5272-85摘录) 142

尼龙滑块联轴器(JB/ZQ4384-86摘录) 143

第14章 极限与配合、形位公差和表面粗糙度 144

14.1 极限与配合 144

基本尺寸至3150mm的标准公差数值(GB/T1800.3-88摘录) 144

轴的各种基本偏差的应用 145

优先配合特性及应用举例 146

线性尺寸的未注公差(GB/T1804-92摘录) 146

轴的极限偏差(GB1801-79摘录) 147

孔的极限偏差(GB1801-79摘录) 151

14.2 形状和位置公差(GB/T1184-96摘录) 155

平行度、垂直度、倾斜度公差 155

直线度、平面度公差 156

圆度、圆柱度公差 156

同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差 157

14.3 表面粗糙度 158

表面粗糙度主要评定参数Ra，Rz，Ry的数值系列(GB/T1031-95摘录) 158

表面粗糙度主要评定参数Ra，Rz，Ry的补充系列值(GB/T1031-95摘录) 158

加工方法与表面粗糙度Ra值的关系(参考) 158

表面粗糙度符号代号及其注法(GB/T131-93摘录) 159

第15章 渐开线圆柱齿轮精度、锥齿轮精度和圆柱蜗杆、蜗轮精度 160

15.1 渐开线圆柱齿轮精度(GB10095-88摘录) 160

15.1.1 精度等级与检验要求 160

齿轮各项公差的分组 160

齿轮第Ⅱ组精度与圆周速度的关系 160

推荐的圆柱齿轮和齿轮副检验项目 161

推荐的圆柱齿轮和齿轮副检验项目的名称、代号和定义 161

15.1.2 齿轮副的侧隙规定 162

齿厚极限偏差 162

齿厚极限偏差代号 162

最小侧隙jn min参考值 163

齿厚极限偏差Es参考值 163

15.1.3 图样标注 164

15.1.4 齿轮精度数值表 164

齿轮有关Fl,Fw,ff,fpt，fpb及Fβ值 164

径向综合公差Fi值 165

接触斑点 165

齿轮表面粗糙度Ra推荐值 165

中心距极限偏差土fa值 166

轴线平行度公差 166

公法线长度W＇(m=1，α=20°) 166

公法线长度△W＇ 167

假想齿数系数Kβ(an=20°) 168

齿坯公差值 168

非变位真齿圆柱齿轮分度圆上弦齿厚及弦齿高(a=20°，ha=1) 169

15.2 锥齿轮精度(GB11365-89摘录) 170

15.2.1 精度等级及检验要求 170

锥齿轮各项公差的分组 170

锥齿轮第Ⅱ组精度等级的选择 170

推荐的锥齿轮和齿轮副检验项目 170

推荐的锥齿轮和锥齿轮副检验项目的名称、代号和定义 171

法向侧隙公差种类与最小侧隙种类对应关系 172

15.2.2 锥齿轮副的侧隙规定 172

最小法向侧隙值jn min 172

齿厚公差Ts值 173

锥齿轮有关Ess与Es△值 173

15.2.3 图样标注 173

15.2.4 锥齿轮精度数值表 174

锥齿轮有关Fr，±fpt值 174

锥齿轮齿距累积公差Fp值 174

接触斑点 175

锥齿轮副检验安装误差项目±fa，±fAM与±EΣ值 175

15.2.5 锥齿轮齿坯公差 175

齿坯轮冠距与顶锥角极限偏差 175

齿坯尺寸公差 176

锥齿轮表面粗糙度Ra推荐值 176

15.3 圆柱蜗杆、蜗轮精度(GB10089-88摘录) 176

15.3.1 精度等级与检验要求 176

第Ⅱ公差组精度等级及蜗轮圆周速度关系 177

推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的检验项目 177

蜗杆、蜗轮和蜗杆传动各项公差的分组 177

推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动、检验项目的名称、代号和定义 178

最小法向侧隙jn min值 180

侧隙种类和最小法向侧隙 180

蜗杆齿厚上偏差(Essl)中的制造误差补偿部分Es△值 180

15.3.2 蜗杆传动的侧隙规定 180

蜗轮齿厚公差Ts2值 181

15.3.3 图样标注 181

蜗杆齿厚公差Tsl值 181

15.3.4 蜗杆、蜗轮和蜗杆传动精度数值表 182

蜗杆的公差和极限偏差±fpx，fpxL和ff1值 182

蜗轮的公差和极限偏差Fr,±fpt和ff2值 183

传动有关极限偏差±fa，±fx及±fΣ值 183

蜗轮齿距累积公差Fp值 183

蜗杆、蜗轮齿坯基准面径向和端面跳动公差 184

蜗杆、蜗轮齿坯尺寸和形状公差 184

蜗杆、蜗轮表面粗糙度Ra推荐值 184

15.3.5 蜗杆、蜗轮的齿坯公差 184

接触斑点 184

16.1 Y系列三相异步电动机(JB3074-82) 185

Y系列三相异步电动机技术数据 185

第16章 电动机 185

16.2 Y系列电动机的安装及外型尺寸 186

机座带底脚，端盖无凸缘(B3，B6，B7，B8，V5，V6型) 186

Y系列电动机安装代号 186

机座不带底脚，端盖有凸缘(B5，V3型)和立式安装，机座不带底脚端盖有凸缘，轴伸向下(V1型) 187

第三篇 参考图例及设计题目 188

第17章 参考图例 188

17.1 减速器装配图 188

一级圆柱齿轮减速器 190

一级圆柱齿轮减速器 192

二级圆柱齿轮减速器 194

二级圆柱齿轮减速器 196

二级圆柱齿轮减速器(新型结构箱体) 198

二级圆柱齿轮减速器(同轴式焊接结构箱体) 200

一级锥齿轮减速器 202

二级圆锥-圆柱齿轮减速器 204

一级蜗杆减速器(蜗杆下置式) 206

一级蜗杆减速器(蜗杆上置式) 208

一级蜗杆减速器(大端盖结构) 210

17.2 减速器零件图 211

箱盖 212

箱座 214

齿轮轴 215

大齿轮 216

轴 217

小锥齿轮轴 218

大锥齿轮 219

蜗杆 220

蜗轮 221

轮芯 222

轮缘 222

第18章 机械设计课程设计题目 223

题目1 设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器 223

题目2 设计用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器 223

题目3 设计用于带式运输机的一级锥齿轮减速器 224

题目4 设计用于传送设备的一级锥齿轮减速器 224

题目5 设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器 225

题目6 设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器 225

题目7 设计用于带式运输机的同轴式二级圆柱齿轮减速器 226

题目8 设计用于带式运输机的圆锥-圆柱齿轮减速器 226

题目9 设计用于链式运输机的圆锥-圆柱齿轮减速器 227

题目10 设计用于带式运输机的蜗杆减速器 227

题目11 设计用于简易卧式铣床的传动装置 228

题目12 设计用于爬式加料机的传动装置 228

题目13 设计用于搅拌机的传动装置 229

题目14 设计用于拉削花键孔的简易拉床的传动装置 229

参考文献 230

齿坯顶锥母线跳动和基准端面跳动公差 716