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第一篇 机械设计课程设计指导1

第1章 绪论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2

1.4 机械设计课程设计中应正确对待的几个问题3

1.5 计算机辅助设计4

1.5.1 产品规划阶段的CAD4

1.5.2 方案设计阶段的CAD4

1.5.4 计算机辅助课程设计步骤及注意事项5

1.5.3 详细设计阶段的CAD5

第2章 传动装置总体设计7

2.1 确定传动方案7

2.2 选择电动机10

2.2.1 选择电动机的类型和结构型式10

2.2.2 选择电动机的容量11

2.2.3 确定电动机的转速12

2.3 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比14

2.4 计算传动装置的运动和动力参数16

思考题18

3.1.2 链传动19

3.1.1 普通V带传动19

3.1 减速器外传动零件设计19

第3章 传动零件设计19

3.1.3 开式齿轮传动20

3.2 减速器内传动零件设计20

3.2.1 圆柱齿轮传动20

3.2.2 锥齿轮传动20

3.2.3 蜗杆传动21

思考题21

4.1.2 初绘装配草图的步骤22

4.1.1 初绘装配草图前的准备22

4.1 初绘减速器装配草图22

第4章 装配草图设计22

4.2 轴、轴承及键的校核计算34

4.2.1 校核轴的强度34

4.2.2 验算滚动轴承寿命35

4.2.3 校核键联接的强度35

4.3 完成减速器装配草图35

4.3.1 轴系部件的结构设计35

4.3.2 减速器箱体的结构设计41

4.3.3 减速器附件设计48

4.3.4 装配草图的检查及修改52

思考题54

第5章 装配图设计55

5.1 绘制装配图55

5.2 标注尺寸55

5.3 标注减速器的技术特性56

5.4 编写技术要求56

5.4.1 对零件的要求57

5.4.2 对安装和调整的要求57

5.5 零件编号58

5.4.6 对外观、包装和运输的要求58

5.4.5 对试验的要求58

5.4.4 对密封的要求58

5.4.3 对润滑的要求58

5.6 编制标题栏和明细表59

5.7 检查装配图59

思考题59

第6章 零件图设计61

6.1 轴类零件图设计61

6.1.1 视图61

6.1.2 标注尺寸、表面粗糙度和形位公差62

6.2.2 标注尺寸、表面粗糙度和形位公差64

6.2.1 视图64

6.1.3 技术要求64

6.2 齿轮类零件图设计64

6.2.3 啮合特性表65

6.2.4 技术要求65

6.3 箱体零件图设计66

6.3.1 视图66

6.3.2 标注尺寸、表面粗糙度和形位公差66

6.3.3 技术要求67

思考题67

7.1 设计计算说明书的内容69

7.2 设计计算说明书的要求与注意事项69

第7章 编写设计计算说明书和准备答辩69

7.3 设计计算说明书的书写格式70

7.4 准备答辩70

第二篇 机械设计常用标准和规范72

第8章 一般标准72

图纸幅面和格式(GB/T14689-93摘录)72

图样比例(GB/T14690-93摘录)72

机构运动简图符号(GB4460-84摘录)73

明细表格式(本课程用)74

装配图或零件图标题栏(本课程用)74

标准尺寸(直径、长度、高度等)(GB2822-81摘录)74

中心孔表示法(GB4459.5-84摘录)75

中心孔(GB145-85摘录)75

齿轮滚刀外径尺寸(GB6083-85摘录)76

一般用途圆锥的锥度与锥角(GB157-89摘录)76

回转面及端面砂轮越程槽(GB6403.5-86摘录)76

插齿空刀槽(JB/ZQ4239-86摘录)77

零件倒圆与倒角(GB6403.4-86摘录)77

铸件最小壁厚77

铸造斜度(JB/ZQ4257-86摘录)78

铸造过渡斜度(JB/ZQ4254-86摘录)78

钢的常用热处理方法及应用79

金属材料中常用化学元素名称及符号79

9.1 黑色金属材料79

第9章 常用材料79

常用热处理工艺及代号(GB/T12603-90摘录)80

灰铸铁(GB9439-88摘录)80

球墨铸铁(GB1348-88摘录)81

碳素结构钢(GB700-88摘录)81

优质碳素结构钢(GB699-88摘录)82

一般工程用铸造碳钢(GB11352-89摘录)82

合金结构钢(GB3077-82摘录)83

9.2 有色金属材料84

铸造铜合金、铸造铝合金和铸造轴承合金84

热轧等边角钢(GB9787-88摘录)86

9.3 型钢及型材86

热轧槽钢(GB707-88摘录)87

热轧工字钢(GB706-88摘录)87

热轧圆钢和方钢尺寸(GB702-86摘录)87

冷轧钢板和钢带厚度(GB708-88摘录)88

热轧钢板厚度(GB709-88摘录)88

9.4 非金属材料88

常用工程塑料88

工业用毛毡(FJ314-81摘录)89

耐油橡胶板(GB5574-85摘录)、软钢纸板(QB365-81摘录)89

普通螺纹基本尺寸(GB196-81摘录)90

第10章 联接与紧固90

10.1 螺纹90

梯形螺纹最大实例牙型尺寸(GB5796-86摘录)91

梯形螺纹直径与螺距系列(GB5796-86摘录)91

梯形螺纹基本尺寸91

10.2 螺栓、螺柱、螺钉92

六角头螺栓-A和B级(GB5782-86摘录)、六角头螺栓--全螺纹--A和B级(GB5783-86摘录)92

六角头铰制孔用螺栓-A和B级(GB27-86摘录)93

内六角圆柱头螺钉(GB70-85摘录)93

双头螺柱bm=1d(GB897-88摘录)、bm=1.25d(GB898-88摘录)、bm=1.5d(GB899-88摘录)94

十字槽盘头螺钉(GB818-85摘录)、十字槽沉头螺钉(GB819-85摘录)95

开槽锥端紧定螺钉(GB71-85摘录)、开槽平端紧定螺钉(GB73-85摘录)、开槽长圆柱端紧定螺钉(GB75-85摘录)96

吊环螺钉(GB825-88摘录)97

10.3 螺母、垫圈98

Ⅰ型六角螺母--A和B级(GB6170-86摘录)、六角薄螺母-A和B级--倒角(GB6172-86摘录)98

标准型弹簧垫圈(GB93-87摘录)、轻型弹簧垫圈(GB859-87摘录)98

小垫圈-A级(GB848-85摘录)、平垫圈-A级(GB97.1-85摘录)、平垫圈-倒角型-A级(GB97.2-85摘录)99

外舌止动垫圈(GB856-88摘录)99

圆螺母(GB812-88摘录)和圆螺母用止动垫圈(GB858-88摘录)100

10.4 挡圈101

螺钉紧固轴端挡圈(GB891-86摘录)、螺栓紧固轴端挡圈(GB892-86摘录)101

轴用弹性挡圈-A型(GB894.1-86摘录)102

孔用弹性挡圈-A型(GB893.1-86摘录)103

10.5 螺纹零件的结构要素104

普通螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角(GB/T3-97摘录)104

单头梯形螺纹的退刀槽和倒角(JB/GQ138-80摘录)105

螺栓和螺钉通孔及沉孔尺寸105

普通粗牙螺纹的余留长度、钻孔余留深度(JB/ZQ4247-86摘录)106

粗牙螺栓、螺钉的拧入深度和螺纹孔尺寸(参考)106

扳手空间(JB/ZQ4005-84摘录)107

10.6 键、花键108

平键联接的剖面和键槽尺寸(GB1095-79摘录)、普通平键的型式和尺寸(GB1096-79摘录)108

矩形花键尺寸、公差(GB1144-87摘录)109

10.7 销110

圆柱销(GB119-86摘录)、圆锥销(GB117-86摘录)110

螺尾锥销(GB881-86摘录)111

开口销(GB91-86摘录)111

内螺纹圆柱销(GB120-86摘录)、内螺纹圆锥销(GB118-86摘录)112

第11章 滚动轴承113

11.1 常用滚动轴承113

深沟球轴承(GB/T276-94摘录)113

调心球轴承(GB/T281-94摘录)115

圆柱滚子轴承(GB/T283-94摘录)116

角接触球轴承(GB/T292-94摘录)117

圆锥滚子轴承(GB/T297-94摘录)119

推力球轴承(GB/T301-95摘录)122

11.2 滚动轴承的配合(GB/T275-93摘录)124

向心轴承和轴的配合124

向心轴承和外壳的配合124

推力轴承和轴、外壳的配合124

轴和外壳孔的形位公差125

配合表面的粗糙度125

向心推力轴承和推力轴承的轴向游隙(参考)125

常用润滑油的主要性质和用途126

第12章 润滑与密封126

12.1 润滑剂126

常用润滑脂的主要性质和用途127

12.2 油杯、油标、油塞127

直通式压注油杯(GB1152-89摘录)127

压配式压注油杯(GB1155-89摘录)128

旋盖式油杯(GB1154-89摘录)128

压配式圆形油标(GB1160.1-89摘录)129

长形油标(GB1161-89摘录)129

外六角螺塞(JB/ZQ4450-86摘录)、纸封油圈(ZB71-62摘录)、皮封油圈(ZB70-62摘录)130

12.3 螺塞和封油圈130

杆式油标130

管状油标(GB1162-89摘录)130

12.4 密封件131

毡圈油封及槽(JB/ZQ4606-86摘录)131

通用O型橡胶密封圈(代号为G)(GB3452.1-92摘录)131

旋转轴唇形密封圈的型式及尺寸(GB13871-92摘录)132

J型无骨架橡胶油封(HG4-338-66摘录)(1988年确认继续执行)133

迷宫密封槽133

油沟式密封槽(JB/ZQ4245-86摘录)133

挡油环、甩油环133

通气帽134

通气塞134

提手式通气器134

12.5 通气器134

通气器135

12.6 轴承端盖、套杯135

凸缘式轴承盖135

嵌入式轴承盖136

套杯136

第13章 联轴器137

联轴器轴孔和键槽的形式、代号及系列尺寸(GB3852-83摘录)137

凸缘联轴器(GB5843-86摘录)138

GICL型鼓形齿式联轴器(ZBJ19013-89摘录)139

弹性套柱销联轴器(GB4323-84摘录)140

弹性柱销联轴器(GB5014-85摘录)141

梅花形弹性联轴器(GB5272-85摘录)142

尼龙滑块联轴器(JB/ZQ4384-86摘录)143

第14章 极限与配合、形位公差和表面粗糙度144

14.1 极限与配合144

基本尺寸至3150mm的标准公差数值(GB/T1800.3-88摘录)144

轴的各种基本偏差的应用145

优先配合特性及应用举例146

线性尺寸的未注公差(GB/T1804-92摘录)146

轴的极限偏差(GB1801-79摘录)147

孔的极限偏差(GB1801-79摘录)151

14.2 形状和位置公差(GB/T1184-96摘录)155

平行度、垂直度、倾斜度公差155

直线度、平面度公差156

圆度、圆柱度公差156

同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差157

14.3 表面粗糙度158

表面粗糙度主要评定参数Ra，Rz，Ry的数值系列(GB/T1031-95摘录)158

表面粗糙度主要评定参数Ra，Rz，Ry的补充系列值(GB/T1031-95摘录)158

加工方法与表面粗糙度Ra值的关系(参考)158

表面粗糙度符号代号及其注法(GB/T131-93摘录)159

第15章 渐开线圆柱齿轮精度、锥齿轮精度和圆柱蜗杆、蜗轮精度160

15.1 渐开线圆柱齿轮精度(GB10095-88摘录)160

15.1.1 精度等级与检验要求160

齿轮各项公差的分组160

齿轮第Ⅱ组精度与圆周速度的关系160

推荐的圆柱齿轮和齿轮副检验项目161

推荐的圆柱齿轮和齿轮副检验项目的名称、代号和定义161

15.1.2 齿轮副的侧隙规定162

齿厚极限偏差162

齿厚极限偏差代号162

最小侧隙jn min参考值163

齿厚极限偏差Es参考值163

15.1.3 图样标注164

15.1.4 齿轮精度数值表164

齿轮有关Fl,Fw,ff,fpt，fpb及Fβ值164

径向综合公差Fi值165

接触斑点165

齿轮表面粗糙度Ra推荐值165

中心距极限偏差土fa值166

轴线平行度公差166

公法线长度W＇(m=1，α=20°)166

公法线长度△W＇167

假想齿数系数Kβ(an=20°)168

齿坯公差值168

非变位真齿圆柱齿轮分度圆上弦齿厚及弦齿高(a=20°，ha=1)169

15.2 锥齿轮精度(GB11365-89摘录)170

15.2.1 精度等级及检验要求170

锥齿轮各项公差的分组170

锥齿轮第Ⅱ组精度等级的选择170

推荐的锥齿轮和齿轮副检验项目170

推荐的锥齿轮和锥齿轮副检验项目的名称、代号和定义171

法向侧隙公差种类与最小侧隙种类对应关系172

15.2.2 锥齿轮副的侧隙规定172

最小法向侧隙值jn min172

齿厚公差Ts值173

锥齿轮有关Ess与Es△值173

15.2.3 图样标注173

15.2.4 锥齿轮精度数值表174

锥齿轮有关Fr，±fpt值174

锥齿轮齿距累积公差Fp值174

接触斑点175

锥齿轮副检验安装误差项目±fa，±fAM与±EΣ值175

15.2.5 锥齿轮齿坯公差175

齿坯轮冠距与顶锥角极限偏差175

齿坯尺寸公差176

锥齿轮表面粗糙度Ra推荐值176

15.3 圆柱蜗杆、蜗轮精度(GB10089-88摘录)176

15.3.1 精度等级与检验要求176

第Ⅱ公差组精度等级及蜗轮圆周速度关系177

推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的检验项目177

蜗杆、蜗轮和蜗杆传动各项公差的分组177

推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动、检验项目的名称、代号和定义178

最小法向侧隙jn min值180

侧隙种类和最小法向侧隙180

蜗杆齿厚上偏差(Essl)中的制造误差补偿部分Es△值180

15.3.2 蜗杆传动的侧隙规定180

蜗轮齿厚公差Ts2值181

15.3.3 图样标注181

蜗杆齿厚公差Tsl值181

15.3.4 蜗杆、蜗轮和蜗杆传动精度数值表182

蜗杆的公差和极限偏差±fpx，fpxL和ff1值182

蜗轮的公差和极限偏差Fr,±fpt和ff2值183

传动有关极限偏差±fa，±fx及±fΣ值183

蜗轮齿距累积公差Fp值183

蜗杆、蜗轮齿坯基准面径向和端面跳动公差184

蜗杆、蜗轮齿坯尺寸和形状公差184

蜗杆、蜗轮表面粗糙度Ra推荐值184

15.3.5 蜗杆、蜗轮的齿坯公差184

接触斑点184

16.1 Y系列三相异步电动机(JB3074-82)185

Y系列三相异步电动机技术数据185

第16章 电动机185

16.2 Y系列电动机的安装及外型尺寸186

机座带底脚，端盖无凸缘(B3，B6，B7，B8，V5，V6型)186

Y系列电动机安装代号186

机座不带底脚，端盖有凸缘(B5，V3型)和立式安装，机座不带底脚端盖有凸缘，轴伸向下(V1型)187

第三篇 参考图例及设计题目188

第17章 参考图例188

17.1 减速器装配图188

一级圆柱齿轮减速器190

一级圆柱齿轮减速器192

二级圆柱齿轮减速器194

二级圆柱齿轮减速器196

二级圆柱齿轮减速器(新型结构箱体)198

二级圆柱齿轮减速器(同轴式焊接结构箱体)200

一级锥齿轮减速器202

二级圆锥-圆柱齿轮减速器204

一级蜗杆减速器(蜗杆下置式)206

一级蜗杆减速器(蜗杆上置式)208

一级蜗杆减速器(大端盖结构)210

17.2 减速器零件图211

箱盖212

箱座214

齿轮轴215

大齿轮216

轴217

小锥齿轮轴218

大锥齿轮219

蜗杆220

蜗轮221

轮芯222

轮缘222

第18章 机械设计课程设计题目223

题目1 设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器223

题目2 设计用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器223

题目3 设计用于带式运输机的一级锥齿轮减速器224

题目4 设计用于传送设备的一级锥齿轮减速器224

题目5 设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器225

题目6 设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器225

题目7 设计用于带式运输机的同轴式二级圆柱齿轮减速器226

题目8 设计用于带式运输机的圆锥-圆柱齿轮减速器226

题目9 设计用于链式运输机的圆锥-圆柱齿轮减速器227

题目10 设计用于带式运输机的蜗杆减速器227

题目11 设计用于简易卧式铣床的传动装置228

题目12 设计用于爬式加料机的传动装置228

题目13 设计用于搅拌机的传动装置229

题目14 设计用于拉削花键孔的简易拉床的传动装置229

参考文献230

齿坯顶锥母线跳动和基准端面跳动公差716