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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ts106

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＊n200

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∑β201

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