第一篇 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方法和步骤 2
1.4 机械设计课程设计中应注意的几个问题 2
第2章 传动装置的总体设计 4
2.1 分析或确定传动方案 4
2.2 选择电动机 7
2.3 确定传动装置总传动比和分配传动比 8
2.4 计算传动装置的运动和动力参数 10
习题与思考题 13
第3章 传动件设计 15
3.1 减速器外传动件的设计要点 15
3.2 减速器内传动件的设计要点 16
第4章 减速器装配草图的设计 17
4.1 装配草图设计前的准备工作 17
4.2 草图设计的第一阶段 28
装配草图设计第一阶段自检重点及思考题 38
4.3 轴、轴承及键连接的校核计算 39
4.4 草图设计的第二阶段 39
装配草图设计第二阶段自检重点及思考题 45
4.5 草图设计的第三阶段 45
装配草图设计第三阶段自检重点及思考题 60
4.6 装配草图的检查 61
第5章 减速器装配工作图的设计 64
5.1 装配工作图视图的绘制 64
5.2 装配工作图的尺寸标注 65
5.3 装配工作图上零件序号、明细栏和标题栏的编写 66
5.4 编制减速器的技术特性表 67
5.5 编写减速器的技术要求 67
装配工作图设计自检重点及思考题 69
第6章 零件工作图的设计 71
6.1 对零件工作图的要求 71
6.2 轴类零件工作图 71
6.3 齿轮类零件工作图 74
6.4 机体零件工作图 76
零件工作图设计自检重点及思考题 78
第7章 编写设计计算说明书 79
7.1 设计计算说明书的内容 79
7.2 对设计计算说明书的要求和注意事项 79
7.3 书写格式举例 81
第8章 课程设计的总结和答辩 83
思考题 83
第二篇 机械设计常用标准、规范和其他设计资料 87
第9章 常用数据及一般标准与规范 87
9.1 机械传动效率概略值和传动比范围 87
9.2 一般标准 88
一、优先数系和标准尺寸 88
二、锥度与锥角系列 90
三、中心孔 90
四、零件倒圆与倒角 92
五、砂轮越程槽、插齿退刀槽及刨削、插削越程槽 92
六、齿轮滚刀外径尺寸 94
七、弧型键槽铣刀外径尺寸 94
9.3 机械制图一般规范 95
一、图样比例、幅面及格式 95
二、装配图中零部件序号及其编排方法（GB/T 4458.2—1984） 96
三、技术制图简化表示法（GB/T 16675—1996） 97
9.4 铸件设计一般规范 105
9.5 按铸件设计焊接结构 106
一、焊接结构的壁厚ts 106
二、钢材的焊接结构示例 106
第10章 机械设计中常用材料 108
10.1 黑色金属 108
10.2 有色金属 113
10.3 其他材料 114
第11章 连接 115
11.1 螺纹及螺纹连接 115
一、螺纹 115
表11.1 普通螺纹基本牙型和基本尺寸（GB/T 192—2003、GB/T 196—2003） 115
表11.2 普通螺纹公差与配合（摘自GB/T 197—2003） 117
表11.3 螺纹旋合长度（GB/T 197—2003） 117
表11.4 梯形螺纹牙型（GB/T 5796.1—2005） 118
表11.5 梯形螺纹基本尺寸、公差及极限尺寸（GB/T 5796.3—2005、GB/T 5796.4—2005、GB/T 12359—1990） 119
表11.6 梯形内、外螺纹中径选用公差带（GB/T 5796.4—2005） 122
表11.7 梯形螺纹旋合长度（GB/T 5796.4—2005） 122
表11.8 矩形螺纹 122
二、螺纹连接件 123
1．螺栓 123
表11.9 六角头螺栓-A和B级（GB/T 5782—2000）、六角头螺栓-全螺纹-A和B级（GB/T 5783—2000） 123
表11.10 六角头铰制孔用螺栓A级和B级（GB/T 27—1988） 124
2．螺柱 125
表11.11 双头螺栓bm=1 d（GB/T 897—1988）、bm=1.25d（GB/T 898—1988）、bm=1.5d（GB/T 899—1988） 125
表11.12 等长双头螺栓-B级（GB/T 901—1988） 126
3．螺钉 127
表11.13 内六角圆柱头螺钉（GB/T 70.1—2000） 127
表11.14 吊环螺钉（GB/T 825—1988） 128
表11.15 开槽沉头螺钉（GB/T 68—2000） 129
表11.16 十字槽沉头螺钉（GB/T 819.1—2000）、十字槽盘头螺钉（GB/T 818—2000） 130
表11.17 开槽锥端紧定螺钉（GB/T 71—1985）、开槽平端紧定螺钉（GB/T 73—1985）、开槽长圆柱端紧定螺钉（GB/T 75—1985） 131
4．螺母 132
表11.18 Ⅰ型六角螺母-A和B级（GB/T 6170—2000） 132
表11.19 圆螺母（GB/T 812—1988） 133
5．垫圈 134
表11.20 标准型弹簧垫圈（GB/T 93—1987） 134
表11.21 圆螺母用止动垫圈（GB/T 858—1988） 134
6．挡圈 135
表11.22 螺钉紧固轴端挡圈（GB/T 891—1986）和螺栓紧固轴端挡圈（GB/T 892—1986） 135
表11.23 孔用弹性挡圈-A型（GB/T 893.1—1986） 136
表11.24 轴用弹性挡圈-A型（GB/T 894.1—1986） 137
三、螺纹零件的结构要素 138
表11.25 螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角（GB/T 3—1997） 138
表11.26 粗牙螺栓、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度 139
表11.27 紧固件通孔及沉孔尺寸（GB/T 152.2～4—1988） 139
11.2 键连接 140
表11.28普通平键连接（GB/T 1095—2003、GB/T 1096—2003） 140
表11.29键和键槽尺寸公差带 141
11.3 销连接 142
表11.30 圆柱销（GB/T 119.1～2—2000） 142
表11.31 圆锥销（GB/T 117—2000） 143
第12章 滚动轴承 144
12.1 滚动轴承 144
表12.1 深沟轴承（GB/T 276—1994） 144
表12.2 角接触球轴承（GB/T 292—1994） 145
表12.3 单列圆柱滚子轴承（GB/T 283—1994） 146
表12.4 单列圆锥滚子轴承（GB/T 297—1994） 148
表12.5 角接触轴承的轴向游隙 151
12.2 滚动轴承座 152
表12.6 剖分式立式滚动轴承座（GB/T 7813—1998） 152
第13章 联轴器 153
13.1 有弹性元件的挠性联轴器 153
表13.1 LX型弹性柱销联轴器（GB/T 5014—2003） 153
表13.2 LT型弹性套柱销联轴器（GB/T 4323—2002） 155
表13.3 LM型梅花形弹性联轴器（GB/T 5272—2002） 156
13.2 刚性联轴器 158
表13.4 凸缘联轴器（GB/T 5843—2003） 158
13.3 无弹性元件的挠性联轴器 161
表13.5 金属滑块联轴器（JB/ZQ 4384—1997） 161
表13.6 夹布胶木滑块联轴器 162
表13.7 尼龙滑块联轴器（JB/ZQ 4384—1986） 163
第14章 润滑装置、密封件和减速器附件 164
14.1 润滑装置 164
表14.1 直通式和接头式压注油杯型式与尺寸（JB/T 7940.1—1995、JB/T 7940.2—1995） 164
表14.2 旋盖式油杯（JB/T 7940.3—1995） 164
表14.3 压配式压注油杯（JB/T 7940.4—1995） 165
14.2 密封件 165
表14.4 毡圈油封及槽尺寸（FZ/T 92010—1991） 165
表14.5 内包骨架旋转轴唇形密封圈（GB/T 1387.1—1992） 166
表14.6 液压气动用O形橡胶密封圈（GB 3452.1—2005） 167
14.3 减速器附件 167
表14.7 窥视孔及盖板 167
表14.8 简易通气器 168
表14.9 带过滤网的通气器 169
表14.10 压配式圆形油标（JB/T 7941.1—1995） 170
表14.11 长形油标（JB/T 7941.3—1995） 170
表14.12 管状油标（JB/T 7941.4——1995） 171
表14.13 杆式油标 171
表14.14 六角螺塞（JB/ZQ 4450—1986）、皮封油圈（ZB70—1962）、纸封油圈（ZB 71—1962） 172
第15章 电动机 173
15.1 Y系列三相异步电动机技术数据 173
表15.1 Y系列三相异步电动机的型号及相关数据 173
15.2 Y系列三相异步电动机的外形及安装尺寸 174
表15.2 B3型、机座带底脚和端盖无凸缘Y系列三相异步电动机的外形及安装尺寸 174
第16章 极限与配合、几何公差、表面结构及传动件的精度 175
16.1 公差与配合 175
表16.1 基本偏差系列及配合种类代号（摘自GB/T 1800.2—1998） 175
表16.2 标准公差值（摘自GB/T 1800.3—1998） 175
表16.3 轴的极限偏差值（摘自GB/T 1800.3—1998） 176
表16.4 孔的极限偏差值（摘自GB/T 1800.3—1998） 178
表16.5 基孔制优先、常用配合（摘自GB/T 1801—1999） 179
表16.6 基轴制优先、常用配合（摘自GB/T 1801—1999） 180
16.2 几何公差 180
表16.7 几何公差的分类和符号（摘自GB/T 1182—2008） 181
表16.8 平行度、垂直度和倾斜度公差（摘自GB/T 1184—1996） 181
表16.9 直线度和平面度公差（摘自GB/T 1184—1996） 182
表16.10 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差（摘自GB/T 1184—1996） 182
表16.11 圆度和圆柱度公差（摘自GB/T 1184—1996） 183
表16.12 轴和外壳的几何公差（摘自GB/T 275—1993） 183
16.3 表面结构 184
表16.13 Ra、Rz的数值及补充系列值 184
表16.14 表面结构的图形符号 185
表16.15 表面结构要求图样标注的演变 189
表16.16 表面结构的粗糙度的参数值、表面特征、加工方法及应用举例 190
16.4 渐开线圆柱齿轮的精度 192
一、精度等级及其选择 192
表16.17 齿轮的精度等级及其选择 192
二、检验项目的选用 193
表16.18 推荐的齿轮检验组 193
三、齿轮各种偏差允许值 194
表16.19 ±fpt、Fp、Fα、Ffα、fHα、Fr、fi′、Fi′、FW和±Fpk偏差允许值（摘自GB/T 10095.1～0.2—2008） 194
表16.20 Fβ、ffβ和fHβ偏差允许值（摘自GB/T 10095.1—2008） 195
表16.21 Fi″和fi″偏差值（摘自GB/T 10095.2—2008） 195
四、齿侧间隙及其检验项目 196
表16.22 对于中、大模数齿轮最小侧隙jbnmin的推荐数据（摘自GB/Z 18620.2—2008） 196
表16.23 切齿径向进刀公差br值 196
五、齿厚和公法线长度 198
表16.24 标准齿轮分度圆弦齿厚和弦齿高（m=mn=1,α＝αn=20°，ha＊=h＊an=1） 198
表16.25 公法线长度W＊k（m=1，α＝20°） 199
表16.26 假想齿数系数K（αn=20°） 200
表16.27 公法线长度△W＊n 200
六、齿轮副和齿坯的精度 200
表16.28 中心距极限偏差±fa（供参考） 200
表16.29 轴线平行度偏差f∑δ和f∑β 201
表16.30 齿轮装配后接触斑点（摘自GB/Z 18620.4—2008） 201
表16.31 齿坯尺寸公差（供参考） 201
表16.32 齿坯径向和端面圆跳动公差 202
七、图样标注 202
16.5 圆柱蜗杆、蜗轮精度（摘自GB/T 10089—1988） 202
一、精度等级及其选择 202
表16.33 第Ⅱ公差组精度等级与蜗轮圆周速度关系（仅供参考） 203
二、蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的检验与公差 203
表16.34 蜗杆、蜗轮及其传动的公差与极限偏差和各检验组的应用 203
表16.35 蜗杆的公差和极限偏差值 204
表16.36 蜗轮的公差和极限偏差值 204
表16.37 传动接触斑点和±fa、±fx、±f∑的值 205
三、蜗杆传动的侧隙 205
表16.38 传动的最小法向侧隙jnmin值 206
表16.39 蜗杆齿厚上偏差（Ess1）中的制造误差补偿部分Es△值 206
表16.40 蜗杆齿厚公差Ts1和蜗轮齿厚公差Ts2值 207
四、蜗杆和蜗轮的齿坯公差 207
表16.41 蜗杆和蜗轮齿坯公差 207
五、图样标注 208
第三篇 课程设计参考图例 211
图号01 一级圆柱齿轮减速器 211
图号02 一级圆柱齿轮减速器 213
图号03 二级展开式圆柱齿轮减速器 215
图号04 二级展开式圆柱齿轮减速器（焊接机体） 217
图号05 二级展开式圆柱齿轮减速器 219
图号06 二级同轴式圆柱齿轮减速器 221
图号07 二级轴装式圆柱齿轮减速器 223
图号08 一级蜗杆减速器（剖分式） 225
图号09 一级蜗杆减速器（整体式） 227
图号10 一级蜗杆减速器（多工位） 229
图号11 二级蜗杆-圆柱齿轮减速器 231
图号12 二级圆锥-圆柱齿轮减速器 233
图号13 圆柱齿轮结构 234
图号14 齿轮零件工作图 235
图号15 蜗杆轴结构 236
图号16 蜗杆轴零件工作图 237
图号17 蜗轮结构 238
图号18 蜗轮零件工作图 240
图号19 轴零件工作图 241
图号20 机座零件工作图 243
图号21 机盖零件工作图 245
图号22 轴承端盖结构 246
图号23 密封装置结构 247
主要参考文献 248