第一部份 机械设计课程设计指导书 1
第1章 概述 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和进度 2
1.4 机械设计课程设计的方法和要求 2
第2章 机械传动装置的总体设计 5
2.1 分析和拟定传动方案 5
2.2 电动机的选择 9
2.3 传动装置总传动比的确定和各级传动比的分配 13
2.4 传动装置运动和动力参数的计算 14
第3章 传动零件的设计计算 17
3.1 联轴器的选择 17
3.2 减速器外的传动零件设计要点 18
3.3 减速器内的传动零件设计要点 19
第4章 减速器的构造及润滑概述 21
4.1 减速器的构造 21
4.2 减速器的润滑 25
第5章 圆柱齿轮减速器轴系部件设计——装配图设计第一阶段 29
5.1 装配草图设计前的准备工作 29
5.2 装配草图设计 31
5.3 轴、轴承、键的校核计算 37
5.4 轴承组合设计 38
5.5 齿轮结构设计 41
第6章 圆柱齿轮减速器箱体和附件的设计——装配图设计第二阶段 43
6.1 减速器箱体的结构设计 43
6.2 减速器的附件设计 49
第7章 圆锥齿轮减速器装配草图设计要点 55
7.1 轴系部件设计——装配图设计第一阶段 55
7.2 箱体及附件设计——装配图设计第二阶段 60
第8章 圆柱蜗杆减速器装配草图设计要点 62
8.1 轴系部件设计——装配图设计第一阶段 62
8.2 箱体及附件设计——装配图设计第二阶段 66
第9章 减速器装配图的总体设计——装配图设计第三阶段 69
9.1 装配图视图的绘制 69
9.2 装配图的尺寸和配合标注 69
9.3 装配图上零件编号、明细表和标题栏 70
9.4 编制减速器的技术特性表 72
9.5 编写减速器的技术要求 72
9.6 装配图检查及其常见错误示例 75
第10章 零件工作图的设计 78
10.1 轴类零件工作图的设计要点 78
10.2 齿轮类零件工作图的设计要点 81
10.3 箱体零件工作图的设计要点 82
第11章 编写设计计算说明书和答辩准备 85
11.1 设计计算说明书的内容 85
11.2 编写设计计算说明书的要求和注意事项 85
11.3 书写格式示例 86
11.4 课程设计的总结和答辩 89
11.5 思考题 90
第12章 带式输送机的传动装置设计 94
12.1 概述 94
12.2 设计计算 95
12.3 实例 95
第二部份 机械设计常用标准和规范 118
第13章 常用数据及一般标准与规范 118
13.1 常用数据 118
表13-1 常用材料的［质量］密度 118
表13-2 常用材料的弹性模量及泊松比 118
表13-3 常用材料的摩擦系数 118
表13-4 摩擦副的摩擦系数 119
表13-5 机械传动和摩擦副的效率概略值 119
表13-6 各种传动的传动比（参考值） 119
13.2 机械制图的一般规定 120
表13-7 图纸幅面、图样比例 120
表13-8 明细表格式（本课程用） 120
表13-9 装配圈或零件图标题栏格式（本课程用） 120
13.3 一般标准 121
表13-10 标准尺寸（直径、长度、高度等）（GB2822-81摘录） 121
表13-11 滚花（GB 6403.3-86） 121
表13-12 一般用途圆锥的锥度与锥角（GB/T157-01摘录） 122
表13-13 中心孔（CB 145-85摘录） 123
表13-14 中心孔表示法（CB4459.5-84摘录） 123
表13-15 零件倒圆角和倒角的推荐值（GB6403.4-86） 123
表13-16 圆形零件自由表面过渡圆角（参考） 124
表13-17 轴肩和轴环尺寸（参考） 124
表13-18 砂轮越程槽（GB 6403.5-86摘录） 124
表13-19 齿轮加工退刀槽（JB/ZQ4239-86摘录） 125
表13-20 刨切越程槽 125
表13-21 铸件最小壁厚（不小于） 126
表13-22 铸造斜度（JB/ZQ4257-86摘录） 126
表13-23 铸造过渡斜度（JD/ZQ4254-86摘录） 126
表13-24 铸造外圆角（JB/ZQ 4256-86摘录） 126
表13-25 铸造内圆角（JB/ZQ4255-86摘录） 126
第14章 机械设计中常用的材料 127
14.1 黑色金属 127
表14-1 钢的常用热处理方法及应用 127
表14-2 普通碳素结构钢（GB 700-88摘录） 128
表14-3 优质碳素结构钢（GB 699-88摘录） 128
表14-4 合金结构钢（GB/T 3077-99摘录） 130
表14-5 一般工程用铸造碳钢（GB1352-89摘录） 132
表14-6 灰铸铁（GB9439-88） 132
表14-7 球墨铸铁（GB1348-88摘录） 133
14.2 有色金属材料 133
表14-8 铸造铜合金，铸造铝合金和铸造轴承合金 133
第15章 联接与紧固 135
15.1 螺纹与螺纹联接 135
15.1.1 螺纹 135
表15-1 普通螺纹基本尺寸（GB/T196-81摘录） 135
表15-2 梯形螺纹最大实体牙型尺寸（GB/T 5796.1-86摘录） 136
表15-3 梯形螺纹直径与螺距系列（GB/T 5796.2-86摘录） 136
表15-4 梯形螺纹基本尺寸（GB/T 5796-86摘录） 136
15.1.2 螺栓、螺钉、螺柱 137
表15-5 六角头螺栓—A和B级（GB/T5782-00摘录）、六角头螺栓—全螺纹—A和B级（CB/T 5783-00摘录） 137
表15-6 六角头铰制孔用螺栓A和B级（GB/T27-88摘录） 138
表15-7 内六角圆柱头螺钉（GB 70-85摘录） 138
表15-8 十字槽盘头螺钉（GB/T 818-00摘录）、十字槽沉头螺钉（GB/T 819.1-00摘录） 139
表15-9 双头螺柱bm=d（GB/T 897-88摘录）、bm=1.25d（GB/T 898-88摘录）、bm=1.5d（GB/T 899-88摘录） 140
表15-10 紧定螺钉 141
表15-11 吊环螺钉（GB 825-88摘录） 142
15.1.3 螺母、垫圈 143
表15-12 Ⅰ型六角螺母—A和B级（GB/T 6170-00摘录）、六角薄螺母—A和B级—倒角（GB/T 6172-00摘录） 143
表15-13 标准型弹簧垫圈（GD/T 93-87摘录）、轻型弹簧垫圈（CB/T 859-87摘录） 143
表15-14 小垫圈—A级（CB/T 848-85摘录）、平垫圈—A级（GB/T 97.1-85摘录）、平垫圈倒角型—A级（GB/T 97.2-85摘录） 144
表15-15 外舌止动垫圈（GB/T-88摘录） 144
15.1.4 螺纹零件的结构要素 145
表15-16 普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角 145
表15-17 普通粗牙螺纹的余留长度、钻孔余留深度（JB/ZQ4247-86，摘录） 145
表15-18 粗牙螺栓、螺钉的拧入深度和螺纹孔尺寸（参考） 146
表15-19 扳手空间（JB/ZQ 4005-85摘录） 146
15.2 键与花键联接 147
表15-20 平键联接的剖面和键槽尺寸（CB1095-90摘录）、普通平键的型式和尺寸（GB1096-90摘录） 147
表15-21 矩形花键尺寸、公差（GB1144-87摘录） 148
15.3 销联接 149
表15-22 圆柱销（GB119-86摘录）、圆锥销（GB117-86摘录） 149
表15-23 螺尾锥销（GB 881-86摘录） 149
表15-24 内螺纹圆柱销（GB120-86摘录）、内螺纹圆锥销（GB118-86摘录） 150
表15-25 开口销（GB 91-86摘录） 150
15.4 轴系零件的紧固件 151
表15-26 圆螺母（GB/T812-88摘录）和圆螺母用止动垫圈（GB/T858-88摘录） 151
表15-27 螺钉紧固轴端挡圈（GB/T 891-86摘录）、螺栓紧固轴端挡圈（CB/T892-86摘录） 152
表15-28 轴用弹性挡圈—A型（GB/T894.1-86摘录） 153
表15-29 孔用弹性挡圈—A型（GB/T893.1-86摘录） 154
第16章 滚动轴承 155
16.1 常用滚动轴承 155
表16-1 深沟球轴承（GB/T 276-94摘录） 155
标16-2 圆柱滚子轴承（GB/T 283-94摘录） 157
表16-3 角接触球轴承（GD/T 292-94摘录） 158
表16-4 圆锥滚子轴承（GB/T 297—94摘录） 160
表16-5 推力球轴承（GB/T 301-95摘录） 162
16.2 滚动轴承的配合（GB/T275-93摘录） 164
表16-6 向心轴承和轴的配合轴公差带代号 164
表16-7 向心轴承和孔的配合孔公差带代号 164
表16-8 推力轴承和轴、孔的配合轴和孔公差带代号 164
表16-9 与轴承配合轴和孔的形位公差 165
表16-10 与轴承配合表面的表面粗糙度 165
表16-11 向心推力轴承和推力轴承的轴向游隙（参考） 165
第17章 联轴器 166
17.1 联轴器轴孔和键槽形式 166
表17-1 轴孔和键槽的形式、代号及系列尺寸（GB/T3852-97摘录） 166
17.2 联轴器 167
表17-2 凸缘联轴器（GB/T5843-86摘录） 167
表17-3 GICL型鼓形齿式联轴器（JB/T8854.2-92摘录） 168
表17-4 弹性套柱销联轴器（GB/T4323-84摘录） 169
表17-5 弹性柱销联轴器（GB/T5014-85摘录） 170
表17-6 梅花形弹性联轴器（GB/T5272-85摘录） 171
表17-7 尼龙滑块联轴器（JB/ZQ4384-86摘录） 172
第18章 润滑与密封 173
18.1 润滑剂 173
表18-1 常用润滑油的主要性质和用途 173
表18-2 常用润滑脂的主要性质和用途 174
18.2 润滑装置 174
表18-3 直通式压注油杯（JB/T7940.1-95摘录） 174
表18-4 接头式压注油杯（JB/T7940.2-95摘录） 175
表18-5 旋盖式油杯（JB/T7940.3-95摘录） 175
表16-6 压配式压注油杯（JB/T7940.4-95摘录） 175
表18-7 压配式圆形油标（JB/T7941.1-95摘录） 176
表18-8 长形油标（JB/T7941.3-95摘录） 176
表18-9 管状油标（JB/T7941.4-95摘录） 177
表18-10 杆式油标 177
表18-11 外六角螺塞（JB/ZQ4450-86）、纸封油圈（ZB 71-62）、皮封油圈（ZB 70-62） 177
18.3 密封件 178
表18-12 毡圈油封及槽（JB/ZQ 4606-86摘录） 178
表18-13 O形橡胶密封圈（代号G）（CB 3452.1-92摘录） 178
表18-14 旋转轴唇形密封圈的型式、尺寸及其安装要求（GB13871-92摘录） 179
表18-15 J无骨架橡胶油封（HG4-338-66摘录）（1988确认继续执行） 180
表18-16 油沟式密封槽（JB/ZQ 4245-86） 180
表18-17 迷宫式密封槽 180
表18-18 甩油环 180
表18-19 档油环 180
第19章 常用传动零件和减速器附件 181
19.1 常用传动零件的结构及其尺寸 181
表19-1 圆柱齿轮的结构及其尺寸 181
表19-2 锥齿轮的结构及其尺寸 182
表19-3 蜗杆的结构及其尺寸 182
表19-4 蜗轮的结构及其尺寸 183
表19-5 V带轮的结构形式和辐板厚度 184
表19-6 V带轮的典型结构 184
表19-7 整体式钢制小链轮主要结构尺寸 186
表19-8 腹板式、单排铸造链轮主要结构尺寸 186
表19-9 腹板式多排铸造链轮主要结构尺寸 187
表19-10 齿圈式链轮的结构 187
表19-11 滚子链轮轴向齿廓及尺寸 187
19.2 减速器附件的结构及其尺寸 188
表19-12 检查孔及检查孔盖 188
表19-13 通气塞 188
表19-14 通气器 188
表19-15 凸缘式轴承盖 189
表19-16 嵌入式轴承盖 189
表19-17 螺塞及封油圈 189
表19-18 起重吊耳和吊钩 190
表19-19 挡油盘 190
第20章 极限与配合、形状与位置公差和表面粗糙度及齿轮、蜗杆传动精度及公差 191
20.1 极限与配合（GB/T1800.1、GB/T1800.2、GB/T1800.3-98） 191
表20-1 基本尺寸至800mm的标准公差数值（GB/T1800.3-98摘录） 192
表20-2 轴的极限偏差（GB1801-79摘录） 193
表20-3 孔的极限偏差（GB1081-79摘录） 198
表20-4 线性尺寸的未注公差（GB/T1804-92） 202
表20-5 轴的各种基本偏差的应用 202
表20-6 公差等级与加工方法的关系 203
表20-7 优先配合特性及应用举例 203
20.2 形状与位置公差 204
表20-8 直线度、平面度公差（GB/T1184-96摘录） 204
表20-9 圆度、圆柱度公差（GB/T1184-96摘录） 205
表20-10 平行度、垂直度、倾斜度公差（GB/T1184-96摘录） 206
表20-11 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差（GB/T1184-96摘录） 207
20.3 表面粗糙度 208
表20-12 表面粗糙度评定的主要参数Ra、Rz、Ry的数值系列（GB/T1031-95摘录） 208
表20-13 表面粗糙度评定的主要参数Ra、Rz、Ry的补充系列值（GB/T1031-95摘录） 208
表20-14 与公差带代号相适应的Ra数值 208
表20-15 表面粗糙度的参数值、加工方法及选择 209
表20-16 表面粗糙度符号代号及其注法（GB/T131-93摘录） 210
20.4 渐开线圆柱齿轮精度（GB10095-88摘录） 211
20.4.1 齿轮及齿轮副误差定义和代号 211
表20-17 齿轮及齿轮副的各项误差的定义和代号 211
20.4.2 精度等级、公差组及精度等级选择 213
20.4.3 齿轮、齿轮副的检验与公差 213
表20-18 齿轮公差组 214
表20-19 7～9级精度齿轮的加工方法及其应用范围 214
表20-20 推荐的圆柱齿轮和齿轮副检验项目 215
表20-21 圆柱齿轮的Fr、F″i、ff、±fpt、±fpb、f″i值 215
表20-22 圆柱齿轮Fp、FpK的值 216
表20-23 圆柱齿轮Fw的值 216
表20-24 圆柱齿轮Fβ的值 216
表20-25 中心距极限偏差±fa 216
表20-26 轴线平行度公差 216
表20-27 接触斑点 216
20.4.4 齿轮副的测隙 217
表20-28 齿厚极限偏差 217
表20-29 最小侧隙jnmin参考值 217
表20-30 齿厚上偏差与最小侧隙之间的关系 217
表20-31 齿厚极限偏差Es参考值 218
20.4.5 齿坯公差和齿轮表面粗糙度 218
表20-32 齿坯公差值 218
表20-33 齿轮的表面粗糙度Ra推荐值 218
20.4.6 标注示例 219
20.4.7 分度圆弦齿厚和公法线长度 219
表20-34 外啮合圆柱齿轮的计算公式（αn=20°） 219
20.5 锥齿轮精度（GB11365-89摘录） 220
20.5.1 精度等级 220
表20-35 齿轮第Ⅱ公差组精度等级与圆周速度的关系 211
表20-36 锥齿轮和齿轮副各项公差与极限偏差的分组 211
表20-37 推荐的锥齿轮及齿轮副检验项目的名称、代号和定义 222
20.5.2 齿轮和齿轮副的检验与公差 223
表20-38 齿轮各公差组的检验组 223
表20-39 齿轮副各公差组的检验组 223
表20-40 齿距累积公差Fp和是k个齿距累积公差FpK值 223
表20-41 齿圈径向跳动公差Fr、齿距极限偏差±fpt及齿形相对误差的公差fc值 224
表20-42 齿轮副轴交角综合公差F″i∑c、齿轮副侧隙变动公差Fvj及齿轮副一齿轴交角综合公差f″i∑c值 224
表20-43 齿圈轴向位移极限偏差±fAM、齿轮副轴间距极限偏差±fa和齿轮副轴交角极限偏差±E∑值 224
表20-44 接触斑点 225
20.5.3 齿轮副侧隙 225
表20-45 最小法向侧隙jn min值 225
表20-46 齿厚公差T？值 225
表20-47 齿厚上偏差E？值 226
表20-48 最大法向侧隙jn max中的制造误差补偿部分E？值 226
20.5.4 齿坯要求 226
表20-49 齿坯尺寸公差 227
表20-50 齿坯轮冠距与顶锥角极限偏差 227
表20-51 齿坯顶锥母线跳动和基准端面跳动公差 227
20.5.5 标注示例 227
20.6 圆柱蜗杆、蜗轮精度（GB10089-88摘录） 227
20.6.1 精度等级 227
表20-52 蜗杆传动的加工方法及应用范围 228
20.5.2 蜗杆、蜗轮及传动的检验与公差 228
表20-53 蜗杆、蜗轮和蜗杆传动公差的分组 228
表20-54 蜗杆、蜗轮部分误差的定义和代号 229
表20-55 推荐的蜗杆、蜗轮及其传动检验项目 230
表20-56 蜗杆的公差和极限偏差值 230
表20-57 蜗轮的公差和极限偏差值 231
表20-58 蜗杆副接触斑点的要求 231
表20-59 与蜗杆副有关的极限偏差±fa、±fx、±f∑值 232
20.5.3 蜗杆传动的侧隙 232
表20-60 蜗杆副的最小法向侧隙 232
表20-61 齿厚偏差计算公式 233
表20-62 蜗杆齿厚公差Ts1和蜗轮齿厚公差Ts2值 233
表20-63 蜗杆齿厚上偏差（Ess1）中的制造误差补偿部分Es△值 234
20.5.4 齿坯公差和蜗杆、蜗轮的表面粗糙度 234
表20-64 齿坯公差值 234
表20-65 蜗杆、蜗轮的表面粗糙度Ra推荐值 234
20.5.4 蜗杆副标注示例 235
第21章 电动机 236
21.1 Y系列三相异步电动机（ZBK22007-88） 236
表21-1 Y系列（IP44）电动机的技术数据 236
表21-2 Y系列电动机安装代号 237
表21-3 机座带底脚、端盖无凸缘（B3、B6、B7、B8、V5、V6型）电动机的安装及外形尺寸 237
表21-4 机座带底脚、端盖无凸缘（V35、V15、V36型）电动机的安装及外形尺寸 238
21.2 YZR、YZ系列冶金及起重用三相异步电动机（ZBK26007、26008-89） 239
表21-5 YZR系列电动机技术数据 239
表21-6 Y2R、Y2系列电动机安装型式及其代号 240
表21-7 YZR系列电动机的安装及外形尺寸（IM1001、IM1003及IM1002、IM1004型） 241
表21-8 YZ系列电动机技术数据 242
表21-9 YZ系列电动机的安装及外形尺寸（IM1001、IM1003及IM1002、IM1004型） 243
第三部份 机械设计课程设计参考图例第22章 减速器装配图参考图例 244
图22-1 一级圆柱齿轮减速器 244
图22-2 展开式二级圆柱齿轮减速器 246
图22-3 分流式二级圆柱齿轮减速器 248
图22-4 同轴式二级圆柱齿轮减速器 250
图22-5 一级锥圆柱齿轮减速器 252
图22-6 锥—圆齿轮减速器 254
图22-7 蜗杆减速器（蜗杆下置） 256
图22-8 蜗杆减速器（蜗杆上置） 258
图22-9 立式蜗杆减速器（蜗杆侧置） 260
图22-10 齿轮—蜗杆减速器 262
图22-11 蜗杆—齿轮减速器 264
第23章 零件工作图参考图例 266
图23-1 轴 266
图23-2 圆柱齿轮轴 267
图23-3 圆柱齿轮 268
图23-4 圆锥齿轮轴 269
图23-5 圆锥齿轮 270
图23-6 蜗杆轴 271
图23-7 蜗轮 272
图23-8 蜗轮轮芯 273
图23-9 蜗轮轮缘 273
图23-10 箱盖 274
图23-11 箱座 275
附录 机械设计课程设计题目 276
文献参考 280