第一部分 机械设计课程设计指导 2
第1章 概述 2
1.1 课程设计的目的 2
1.2 课程设计的题目和内容 2
1.2.1 课程设计的题目 2
1.2.2 课程设计的内容 3
1.3 课程设计的一般步骤 3
1.4 课程设计中应注意的几个问题 3
第2章 传动装置的总体设计 5
2.1 拟订传动方案 5
2.1.1 原动机的选择 6
2.1.2 传动机构类型的选择 6
2.1.3 各类传动机构在多级传动中的布置 7
2.2 减速器的类型、特点及应用 8
2.3 电动机的选择 10
2.3.1 电动机类型和结构形式的选择 10
2.3.2 电动机容量的确定 11
2.3.3 电动机转速的选择 12
2.4 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 12
2.5 传动装置运动和动力参数的计算 14
第3章 传动件的设计计算和联轴器的选择 16
3.1 传动件的设计计算 16
3.1.1 箱外传动件设计计算 16
3.1.2 箱内传动件设计计算 16
3.2 轴径初算和联轴器的选择 18
3.2.1 轴径初算 18
3.2.2 联轴器的选择 18
第4章 减速器的构造、润滑及装配图设计概述 19
4.1 减速器的构造 19
4.1.1 轴系部件 20
4.1.2 箱体 21
4.1.3 附件 24
4.2 减速器的润滑 24
4.2.1 传动件的润滑 24
4.2.2 滚动轴承的润滑 26
4.3 减速器装配图设计概述 26
第5章 圆柱齿轮减速器设计 29
5.1 轴系部件设计——装配图设计第一阶段 29
5.1.1 草图设计 29
5.1.2 键、轴承、轴的校核计算 36
5.1.3 轴承组合设计 37
5.1.4 圆柱齿轮结构设计 39
5.2 箱体及附件设计——装配图设计第二阶段 42
5.2.1 箱体结构设计 42
5.2.2 附件的功用和结构设计 46
第6章 锥齿轮减速器设计 52
6.1 轴系部件设计——装配图设计第一阶段 52
6.1.1 确定传动件的位置 52
6.1.2 确定箱壁位置及轴承座端面位置 54
6.1.3 小锥齿轮轴系设计 54
6.1.4 确定支点位置，校核轴、键及轴承 57
6.2 箱体及附件设计——装配图设计第二阶段 57
第7章 圆柱蜗杆减速器设计 59
7.1 轴系部件设计——装配图设计第一阶段 59
7.1.1 确定传动件的位置 59
7.1.2 确定箱壁及箱体轴承座位置 60
7.1.3 轴系设计 61
7.1.4 确定支点、受力点，校核轴、键及轴承 64
7.1.5 细节结构设计 64
7.2 箱体及附件设计——装配图设计第二阶段 64
第8章 装配图总成设计——装配图设计第三阶段 67
8.1 检查和完善装配底图 67
8.2 装配图尺寸标注 70
8.3 技术特性与技术要求 72
8.4 零部件编号、明细栏和标题栏 74
第9章 零件图的设计 76
9.1 概述 76
9.2 轴类零件图的设计要点 77
9.3 齿轮类零件图的设计要点 80
9.4 箱体零件图的设计要点 81
第10章 计算机辅助设计简介 84
10.1 概述 84
10.1.1 计算机辅助计算 84
10.1.2 计算机绘图及常用软件 85
10.2 三维造型设计 85
10.2.1 机械零件的三维造型 86
10.2.2 机械产品的三维装配 88
10.3 二维工程图的生成 88
第11章 设计计算说明书及答辩准备 89
11.1 设计计算说明书的编写 89
11.2 答辩准备 90
第二部分 机械设计课程设计常用标准和规范 94
第12章 常用数据和一般标准 94
12.1 常用数据 94
表12-1 常用材料的弹性模量及泊松比 94
表12-2 常用材料的密度 94
表12-3 黑色金属硬度对照表 94
表12-4 机械传动和轴承的效率 95
12.2 一般标准 95
表12-5 图纸幅面、图样比例 95
表12-6 标准尺寸 96
表12-7 600中心孔 97
表12-8 零件倒圆和倒角的推荐值 97
表12-9 回转面及端面砂轮越程槽 98
表12-10 齿轮滚刀外径尺寸 98
表12-11 插齿退刀槽 98
12.3 铸件设计一般规范 98
表12-12 铸件最小壁厚 98
表12-13 铸造内圆角 99
表12-14 铸造外圆角 99
表12-15 铸造斜度 100
表12-16 铸造过渡斜度 100
第13章 常用材料 101
13.1 黑色金属材料 101
表13-1 钢的常用热处理方法及应用 101
表13-2 普通碳素钢 102
表13-3 优质碳素钢 102
表13-4 合金结构钢 104
表13-5 一般工程用铸造碳钢 105
表13-6 灰铸铁 106
表13-7 球墨铸铁 106
13.2 有色金属材料 106
表13-8 铸造铜合金 106
表13-9 铸造轴承合金 107
第14章 联接件 109
14.1 螺纹 109
表14-1 普通螺纹 109
表14-2 梯形螺纹 110
14.2 普通螺纹零件的结构要素 111
表14-3 普通螺纹的收尾、肩距、退刀槽和倒角 111
表14-4 紧固件通孔及沉头座孔尺寸 112
表14-5 粗牙普通螺纹的余留长度、钻孔余留深度 113
表14-6 扳手空间 113
14.3 螺栓 114
表14-7 六角头螺栓—A级和B级六角头螺栓—全螺纹—A级和B级 114
表14-8 六角头螺栓—C级和六角头螺栓—全螺纹—C级 115
表14-9 六角头加强杆螺栓—A级和B级 115
14.4 螺钉 116
表14-10 内六角圆柱头螺钉 116
表14-11 开槽圆柱头螺钉、开槽盘头螺钉和开槽沉头螺钉 117
表14-12 开槽锥端紧定螺钉、开槽平端紧定螺钉和开槽长圆柱端紧定螺钉 118
14.5 螺柱 119
表14-13 双头螺柱bm＝1d、bm＝1.25d、bm＝1.5d、bm＝2d 119
14.6 螺母 120
表14-14 1型六角螺母—A级和B级、Ⅰ型六角螺母—C级 120
表14-15 圆螺母和小圆螺母 120
14.7 垫圈 122
表14-16 圆螺母用止动垫圈 122
表14-17 小垫圈—A级、平垫圈—A级、平垫圈—倒角型—A级 122
表14-18 标准型弹簧垫圈 123
表14-19 外舌止动垫圈 123
14.8 挡圈 124
表14-20 螺钉紧固轴端挡圈和螺栓紧固轴端挡圈 124
表14-21 轴用弹性挡圈—A型 125
表14-22 孔用弹性挡圈—A型 126
14.9 键联接 127
表14-23 平键 127
表14-24 楔键 128
表14-25 带平键槽的轴的抗弯、抗扭截面系数W、WT 129
14.10 销联接 129
表14-26 圆锥销 129
表14-27 内螺纹圆锥销 130
表14-28 开口销 130
第15章 滚动轴承 131
15.1 常用滚动轴承 131
表15-1 深沟球轴承 131
表15-2 角接触球轴承 132
表15-3 圆锥滚子轴承 134
表15-4 推力球轴承 135
表15-5 圆柱滚子轴承 137
15.2 滚动轴承的配合和游隙 138
表15-6 安装向心轴承的轴公差带代号 138
表15-7 安装向心轴承的外壳孔公差带代号 139
表15-8 轴和外壳孔的几何公差 139
表15-9 配合表面的表面粗糙度 139
表15-10 角接触轴承的轴向游隙 139
第16章 润滑与密封装置 141
16.1 润滑油及润滑脂 141
表16-1 常用润滑油的主要性质和用途 141
表16-2 常用润滑脂的主要性质和用途 142
16.2 油杯 142
表16-3 直通式压注油杯 142
表16-4 接头式压注油杯 143
表16-5 压配式压注油杯 143
表16-6 旋盖式油杯 143
16.3 密封装置 144
表16-7 油封毡圈和沟槽尺寸 144
表16-8 内包骨架旋转轴唇形密封圈 144
表16-9 液压气动用0形橡胶密封圈 145
表16-10 油沟式密封槽参考尺寸 145
第17章 减速器附件 146
17.1 视孔及视孔盖 146
表17-1 视孔及视孔盖 146
17.2 通气器 146
表17-2 简易式通气器 146
表17-3 平顶有过滤网通气器 147
表17-4 圆顶有过滤网通气器 147
17.3 油尺和油标 147
表17-5 油尺 147
表17-6 长形油标 148
表17-7 压配式圆形油标 148
17.4 放油螺塞 148
表17-8 放油螺塞及封油垫圈 148
17.5 吊环螺钉 149
表17-9 吊环螺钉 149
第18章 联轴器 150
表18-1 轴孔和键槽的形式、代号及系列尺寸 150
表18-2 LT型弹性套柱销联轴器 151
表18-3 LX型弹性柱销联轴器 152
表18-4 凸缘联轴器 153
表18-5 LM梅花型弹性联轴器 154
表18-6 WH尼龙滑块联轴器 155
第19章极限与配合、几何公差及表面粗糙度 156
19.1 极限与配合 156
表19-1 标准公差数值 157
表19-2 标准公差等级与加工方法的关系 157
表19-3 轴的极限偏差 158
表19-4 孔的极限偏差 164
表19-5 线性尺寸一般公差的公差等级和极限偏差 170
表19-6 倒圆半径和倒角高度尺寸公差等级及极限偏差 170
表19-7 减速器主要零件的荐用配合 170
19.2 几何公差 170
表19-8 几何公差的分类、几何特征及符号 170
表19-9 直线度和平面度公差 171
表19-10 圆度和圆柱度公差 171
表19-11 平行度、垂直度和倾斜度公差 172
表19-12 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差 173
19.3 表面粗糙度 173
表19-13 评定表面粗糙度的参数及其数值 173
表19-14 与公差带代号相适应的Ra数值 174
表19-15 表面粗糙度的参数值、加工方法及选择 174
第20章 圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆、蜗轮的精度与公差 176
20.1 圆柱齿轮精度 176
20.1.1 精度等级及其选择 176
表20-1 5～9级齿轮的加工方法与使用情况 176
20.1.2 齿轮偏差 176
表20-2 渐开线圆柱齿轮和齿轮副精度偏差定义和代号 176
表20-3 推荐的圆柱齿轮和齿轮副检验项目 177
表20-4 ±fp1、Fp、Fα、ffα、fHα、Fr、fi、f′i、Fw和±Fpk偏差允许值 178
表20-5 Fβ、ffβ、fHβ偏差值 179
表20-6 F″i、f″i差值 179
表20-7 轴线平行度偏差f∑δ和f∑β 180
表20-8 中心距极限偏差±fa 180
表20-9 接触斑点 180
表20-10 齿轮最小侧隙jbnmin的推荐值 180
表20-11 切齿径向进刀公差br 181
表20-12 齿坯各项公差 182
20.2 锥齿轮和准双曲面齿轮精度 182
表20-13 推荐的锥齿轮和锥齿轮副的检验项目 183
表20-14 齿距累积公差Fp值 183
表20-15 齿圈径向跳动公差Fr和齿距极限偏差±fpt值 183
表20-16 接触斑点 183
表20-17 齿圈轴向位移极限偏差±fAM值 184
表20-18 轴间距极限偏差±fa 184
表20-19 轴交角极限偏差±E∑值 184
表20-20 齿厚上偏差Ess值 185
表20-21 最大法向侧隙jnmax的制造误差补偿部分EsΔ值 185
表20-22 最小法向侧隙jnmin值 186
表20-23 齿厚公差Ts值 186
表20-24 齿坯公差 186
表20-25 齿坯顶锥母线跳动和基准端面圆跳动公差 186
表20-26 齿坯轮冠距和顶锥角极限偏差 187
20.3 圆柱蜗杆、蜗轮精度 187
表20-27 推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的检验项目 187
表20-28 蜗杆的公差和极限偏差值 188
表20-29 蜗轮的公差和极限偏差值 188
表20-30 传动接触斑点的要求和±fa、±fx、±f∑的值 189
表20-31 传动的最小法向侧隙jnmin值 189
表20-32 蜗杆齿厚公差Tsl和蜗轮齿厚公差Ts2值 189
表20-33 蜗杆齿厚上极限偏差Tsl中的误差补偿部分EsΔ值 189
表20-34 蜗杆、蜗轮齿坯的尺寸和形状公差 190
表20-35 蜗杆、蜗轮齿坯基准面的径向和轴向圆跳动公差 190
第21章 电动机 192
21.1 Y系列三相异步电动机 192
表21-1 Y系列（IP44）三相异步电动机技术数据 192
表21-2 Y系列电动机安装代号 193
表21-3 机座带底脚的Y系列电动机的安装及外形尺寸 193
21.2 YZR、YZ系列冶金及起重用三相异步电动机 194
表21-4 YZR系列电动机技术数据 194
表21-5 YZR、YZ系列电动机安装形式及其代号 195
表21-6 YZR系列电动机的安装及外形尺寸 196
表21-7 YZ系列电动机技术数据 196
表21-8 YZ系列电动机的安装及外形尺寸 197
附录A 机械设计课程设计参考图例 198
A.1 装配图 198
1.一级圆柱齿轮减速器 199
2.二级展开式圆柱齿轮减速器 201
3.二级展开式圆柱齿轮减速器 203
4.二级同轴式圆柱齿轮减速器 205
5.二级轴装式圆柱齿轮减速器 207
6.一级圆锥齿轮减速器 209
7.锥齿轮-圆柱齿轮减速器 211
8.一级蜗杆减速器 213
9.一级蜗杆减速器 215
10.一级蜗杆减速器 217
11.齿轮-蜗杆减速器 219
12.蜗杆-齿轮减速器 221
A.2 零件图 222
1.圆柱齿轮轴 222
2.圆柱齿轮 223
3.锥齿轮轴 224
4.大锥齿轮 225
5.蜗杆 226
6.蜗轮 227
7.蜗轮轮芯 228
8.蜗轮轮缘 229
9.普通V带轮 230
10.轴 231
附录B 机械设计课程设计参考题目 232
参考文献 241