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第一部分　机械设计课程设计指导1

第一章　概述1

第一节　课程设计的目的1

第二节　课程设计的题目和内容1

第三节　课程设计的步骤2

第四节　课程设计中应正确对待的几个问题2

第五节　计算机辅助设计概述3

第二章　传动装置的总体设计6

第一节　拟定传动方案6

第二节　减速器的类型、特点及应用8

第三节　电动机的选择10

第四节　传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配12

第五节 传动装置运动和动力参数的计算14

第三章　传动件的设计计算和联轴器的选择16

第一节　传动件的设计计算16

第二节　轴径初算和联轴器的选择17

第四章 减速器的构造、润滑及装配图设计概述19

第一节　减速器的构造19

第二节　减速器的润滑24

第三节　减速器装配图设计概述26

第五章 圆柱齿轮减速器轴系部件设计——装配图设计第一阶段28

第一节 确定齿轮及箱体轴承座的位置28

第二节 轴承类型选择及轴承在箱体座孔中位置的确定29

第三节　轴的结构设计30

第四节　轴、轴承、键的校核计算34

第五节　轴承组合设计35

第六节　齿轮结构设计40

第六章 圆柱齿轮减速器箱体及附件设计——装配图设计第二阶段42

第一节　箱体结构设计42

第二节　附件的功用和结构设计47

第七章　锥齿轮减速器设计54

第一节　轴系部件设计——装配图设计第一阶段54

第二节　箱体及附件设计——装配图设计第二阶段59

第八章　圆柱蜗杆减速器设计61

第一节 轴系部件设计——装配图设计第一阶段61

第二节 箱体及附件设计——装配图设计第二阶段67

第九章 减速器装配图总成设计——装配图设计第三阶段69

第一节　装配图尺寸标注69

第二节　技术特性与技术要求71

第三节　零部件编号、明细表和标题栏72

第四节　装配图检查及其常见错误示例73

第十章　零件工作图的设计76

第一节　轴类零件工作图的设计要点76

第二节　齿轮类零件工作图的设计要点79

第三节　箱体零件工作图的设计要点80

第十一章　设计计算说明书及答辩准备82

第一节　设计计算说明书的内容82

第二节　设计计算说明书的编写要求83

第三节　答辩准备83

第二部分　机械设计课程设计常用标准和规范第十二章　常用数据和一般标准84

第一节　常用数据84

表12-1 常用材料的弹性模量及泊松比84

表12-2　常用材料极限强度的近似关系84

表12-3　常用材料的密度84

表12-4　常用材料的滑动摩擦因数85

表12-5　摩擦副的摩擦因数85

表12-6　滚动摩擦系数85

表12-7　各种硬度值对照表85

表12-8　机械传动和轴承效率概略值86

第二节　一般标准87

表12-9 图纸幅面和图框格式（GB/T 14689—1993）87

表12-10 图样比例（GB/T 14690—1993）87

表12-11 标准尺寸（GB/T 2822—1981）88

表12-12　60°中心孔（GB/T 145—2001）89

表12-13　零件倒圆和倒角的推荐值（GB/T 6403.4—1986）89

表12-14 回转面及端面砂轮越程槽（GB/T 6403.5—1986）90

表12-15　插刀空刀槽（JB/ZQ 4239—1986）及齿轮滚刀外径尺寸（GB/T 6083—2001）90

第三节　铸件设计一般规范90

表12-16　铸件最小壁厚90

表12-17　铸造内圆角（JB/ZQ 4255—1986）91

表12-18　铸造外圆角（JB/ZQ 4256—1986）91

表12-19　铸造斜度（JB/ZQ 4257—1986）92

表12-20　铸造过渡斜度（JB/ZQ 4254—1986）92

第十三章　常用材料93

第一节　黑色金属材料93

表13-1 钢的常用热处理方法及应用93

表13-2　钢的化学热处理方法及应用93

表13-3 普通碳素钢（GB/T 700—1988）94

表13-4　优质碳素钢（GB/T 699—1999）94

表13-5　合金结构钢（GB/T 3077—1999）96

表13-6　一般工程用铸造碳钢（GB/T 11352—1989）97

表13-7　灰铸铁（GB/T 9439—1988）98

表13-8　球墨铸铁（GB/T 1348—1988）98

第二节　有色金属材料99

表13-9 铸造铜合金（GB/T 1176—1987）99

表13-10　铸造轴承合金（GB/T 1174—1992）100

第十四章　联接件和紧固件101

第一节　螺纹101

表14-1 普通螺纹（GB/T 196—2003）101

表14-2 梯形螺纹（GB/T 5796.3—1986）103

第二节　螺栓104

表14-3 六角头螺栓—A和B级（GB/T5782—2000）和六角头螺栓—全螺纹—A和B级（GB/T 5783—2000）104

表14-4 六角头螺栓—C级（GB/T 5780—2000）和六角头螺栓—全螺纹—C级（GB/T 5781—2000）105

表14-5 六角头铰制孔用螺栓—A和B级（GB/T 27—1988）105

第三节　螺柱106

表14-6 双头螺柱bm=1d（GB/T897—1988）、bm=1.25d（GB/T 898—1988）、bm=1.5d（GB/T 899—1988）、bm=2d（GB/T 900—1988）106

第四节　螺钉107

表14-7 内六角圆柱头螺钉（GB/T 70.1—2000）107

表14-8 开槽圆柱头螺钉（GB/T 65—2000）、开槽盘头螺钉（GB/T 67—2000）和开槽沉头螺钉（GB/T 68—2000）108

表14-9 开槽锥端紧定螺钉（GB/T 71—1985）、开槽平端紧定螺钉（GB/T 73—1985）和开槽长圆柱端紧定螺钉（GB/T 75—1985）109

表14-10 吊环螺钉（GB/T 825—1988）110

第五节　螺母111

表14-11 Ⅰ型六角螺母—A和B级（GB/T 6170—2000）和Ⅰ型六角螺母—C级（GB/T 41—2000）111

表14-12 圆螺母（GB/T 812—1988）和小圆螺母（GB/T 810—1988）112

第六节　垫圈113

表14-13 圆螺母用止动垫圈（GB/T 858—1988）113

表14-14　平垫圈—C级（GB/T 95—2002）114

表14-15 标准型弹簧垫圈（GB/T 93—1987）114

表14-16 外舌止动垫圈（GB/T 856—1988）115

第七节　挡圈116

表14-17 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）116

表14-18 轴用弹性挡圈—A型（GB/T 894.1—1986）117

表14-19　孔用弹性挡圈—A型（GB/T 893.1—1986）118

第八节　螺纹零件的结构要素119

表14-20　螺纹的收尾、肩距、退刀槽和倒角（GB/T 3—1997）119

表14-21 紧固件通孔及沉头座孔尺寸（GB/T 5277—1985、GB/T 152.4—1988）120

表14-22　普通粗牙螺纹的余留长度及钻孔余留深度（JB/ZQ 4247—1997）121

表14-23　扳手空间（JB/ZQ 4005—1997）121

第九节　键联接122

表14-24　平键（GB/T 1095、1096—2003）122

表14-25　楔键（GB/T 1563～1565—2003）123

表14-26　轴上开有平键槽时的抗弯、抗扭截面系数W、WT124

第十节　销联接125

表14-27 圆锥销（GB/T 117—2000）125

表14-28 内螺纹圆锥销（GB/T 118—2000）126

表14-29　开口销（GB/T 91—2000）126

第十五章　滚动轴承127

第一节　常用滚动轴承127

表15-1 圆锥滚子轴承（GB/T 297—1994）127

表15-2 推力球轴承（GB/T 301—1995）129

表15-3　深沟球轴承（GB/T 276—1994）130

表15-4　角接触球轴承（GB/T 292—1994）132

表15-5 圆柱滚子轴承（GB/T 283—1994）134

第二节　滚动轴承的配合和游隙135

表15-6　安装向心轴承的轴公差带代号135

表15-7 安装向心轴承的外壳孔公差带代号136

表15-8　轴和外壳孔的形位公差136

表15-9　配合表面的表面粗糙度136

表15-10　角接触轴承的轴向游隙137

第十六章　润滑与密封138

第一节　润滑剂138

表16-1 常用润滑油的主要性质和用途138

表16-2　常用润滑脂的主要性质和用途138

第二节　油杯139

表16-3　直通式压注油杯（JB/T 7940.1—1995）139

表16-4　接头式压注油杯（JB/T 7940.2—1995）140

表16-5　压配式压注油杯（JB/T 7940.4—1995）140

表16-6　旋盖式油杯（JB/T 7940.3—1995）140

第三节　油标141

表16-7　压配式圆形油标（JB/T 7941.1—1995）141

表16-8　长形油标（JB/T 7941.3—1995）141

第四节　密封装置142

表16-9 毡圈油封和槽的形式和尺寸（JB/ZQ 4606—1997）142

表16-10 内包骨架旋转轴唇形密封圈（GB/T 9877.1—1988）142

表16-11 通用O形橡胶密封圈（代号G）（GB/T 3452.1—1992）143

表16-12　油沟式密封槽参考尺寸144

第十七章　联轴器145

第一节　弹性联轴器145

表17-1 TL型弹性套柱销联轴器（GB/T 4323—2002）145

表17-2 HL型弹性柱销联轴器（GB/T 5014—1995）146

第二节　刚性可移式联轴器148

表17-3 GL型滚子链联轴器（GB/T 6069—2002）148

表17-4　GICL型（宽型）鼓形齿式联轴器（JB/T 8854.3—2001）150

第十八章　极限与配合、形位公差、表面粗糙度和齿轮、蜗杆传动精度及公差152

第一节　极限与配合152

表18-1 标准公差数值（GB/T 1800.3—1998）153

表18-2 轴的极限偏差（GB/T 1800.4—1999）154

表18-3　孔的极限偏差（GB/T 1800.4—1999）160

表18-4　线性尺寸一般公差的公差等级和极限偏差（GB/T 1804—1999）166

表18-5　倒圆半径和倒角高度尺寸公差等级及极限偏差（GB/T 1804—1999）166

表18-6　优先配合特性及应用举例166

表18-7　轴的各种基本偏差的应用167

表18-8 公差等级与加工方法的关系168

第二节 形状和位置公差（GB/T 1182～1184—1996）168

表18-9　直线度和平面度公差168

表18-10　圆度和圆柱度公差169

表18-11　平行度、垂直度和倾斜度公差169

表18-12　同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差170

第三节　表面粗糙度171

表18-13 评定表面粗糙度的参数及其数值（GB/T 1031—1995）171

表18-14 与公差带代号相适应的Ra数值172

表18-15 表面粗糙度的参数值、加工方法及选择172

第四节　渐开线圆柱齿轮精度（GB/T 10095.1～10095.2—2001）174

表18-16　渐开线圆柱齿轮和齿轮副精度偏差定义和代号174

表18-17　齿坯公差176

表18-18 圆柱齿轮和齿轮副的检验项目176

表18-19 齿距累积总公差Fp和单个齿距极限偏差±fpt176

表18-20　螺旋线总公差Fβ、螺旋线形状公差ffβ和螺旋线倾斜极限偏差±fHβ177

表18-21 齿廓总公差Fα和径向跳动公差Fr177

表18-22　fi′/K的比值178

表18-23　径向综合总公差F〃i178

表18-24　一齿径向综合公差fi〃179

表18-25　齿廓形状公差ffα和齿廓倾斜极限偏差±fHα179

表18-26　中心距极限偏差±fa180

表18-27　切齿径向进给公差br181

表18-28　接触斑点181

表18-29　轴线平行度公差181

表18-30　外啮合圆柱齿轮的计算公式（αn=20°）181

第五节 锥齿轮和准双曲面齿轮精度（GB/T 11365—1989）181

表18-31 推荐的锥齿轮和锥齿轮副的检验项目182

表18-32　齿距累积公差Fp值182

表18-33 齿圈径向跳动公差Fr和齿距极限偏差±fpt值182

表18-34　接触斑点183

表18-35　齿圈轴向位移极限偏差±fAM值183

表18-36　轴间距极限偏差±fa184

表18-37　轴交角极限偏差±E∑值184

表18-38　齿厚上偏差E？s值185

表18-39　最大法向侧隙jnmax的制造误差补偿部分E？△值185

表18-40　最小法向侧隙jnmin值186

表18-41　齿厚公差T？值187

表18-42　齿坯公差187

表18-43　齿坯顶锥母线跳动和基准端面圆跳动公差187

表18-44　齿坯轮冠距和顶锥角极限偏差187

第六节 圆柱蜗杆、蜗轮精度（GB/T 10089—1988）188

表18-45 推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的检验项目188

表18-46　蜗杆的公差和极限偏差值189

表18-47 蜗轮的公差和极限偏差值189

表18-48 传动接触斑点的要求和±fa、±fx、±f∑的值190

表18-49　传动的最小法向侧隙jnmin值190

表18-50 蜗杆齿厚公差Ts1和蜗轮齿厚公差Ts2值191

表18-51 蜗杆齿厚上偏差Essl中的误差补偿部分Es△值191

表18-52　蜗杆、蜗轮齿坯的尺寸和形状公差191

表18-53　蜗杆、蜗轮齿坯基准面的径向和端面圆跳动公差191

第十九章　电动机193

第一节　Y系列三相异步电动机193

表19-1　Y系列封闭式三相异步电动机技术数据193

表19-2　Y系列电动机安装代号194

表19-3　Y系列电动机的安装及外形尺寸194

第二节　YZR、YZ系列冶金及起重用三相异步电动机195

表19-4　YZR系列电动机技术数据195

表19-5　YZR、YZ系列电动机安装形式及其代号196

表19-6　YZR系列电动机的安装及外形尺寸197

表19-7　YZ系列电动机技术数据198

表19-8　YZ系列电动机的安装及外形尺寸199

附录A　机械设计课程设计参考图例200

附录B　机械设计课程设计参考题目239

参考文献244