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第1章 概述1

1.1 机械设计（基础）课程设计的目的1

1.2 机械设计（基础）课程设计的内容1

1.3 机械设计（基础）课程设计的一般步骤2

1.4 机械设计（基础）课程设计的要求和注意事项3

第2章 传动系统的总体设计4

2.1 传动方案的确定与传动系统的布置原则4

2.2 原动机的选择8

2.2.1 原动机的种类8

2.2.2 原动机的选择9

2.2.3 电动机的选择10

2.3 总传动比的计算及其分配12

2.4 传动参数的计算14

2.5 总体设计举例15

第3章 减速器传动零部件的设计计算18

3.1 V带传动设计18

3.2 链传动设计21

3.3 齿轮传动设计24

3.4 联轴器的选择26

3.5 初算轴的直径27

3.6 初选滚动轴承27

第4章 减速器的结构设计28

4.1 减速器概述28

4.2 减速器箱体的结构设计32

4.2.1 箱体结构的设计要点32

4.2.2 箱体结构尺寸的确定36

4.3 减速器附件的结构设计38

4.3.1 观察孔及盖板设计39

4.3.2 透气器设计39

4.3.3 油标设计（油面指示装置）41

4.3.4 起盖螺钉、定位销、放油螺塞的选择44

4.3.5 吊环螺钉、吊耳和吊钩的设计45

4.3.6 轴承盖48

4.3.7 套杯49

4.4 减速器的润滑与密封49

4.4.1 齿轮和蜗杆传动的润滑49

4.4.2 滚动轴承的润滑53

4.4.3 减速器的密封55

第5章 减速器装配草图设计与绘制60

5.1 减速器装配草图设计的目的和基本要求60

5.2 减速器装配草图的设计步骤60

5.3 减速器装配草图中关键间距的确定61

5.3.1 齿轮与箱体之间相对位置的确定61

5.3.2 确定各传动件的尺寸及其相对位置61

5.3.3 轴承座端面位置的确定62

5.5 轴、轴承及键的校核69

5.6 减速器装配草图设计结果70

第6章 减速器装配工作图设计与绘制75

6.1 布置装配图75

6.2 减速器装配图的绘制步骤76

6.3 完成减速器装配工作图80

6.4 装配图中常见错误82

6.5 减速器装配图参考图例84

第7章 零件工作图设计与绘制91

7.1 零件工作图的内容及要求91

7.1.1 零件工作图的作用91

7.1.2 零件工作图的内容及要求91

7.2 箱体零件工作图设计与绘制92

7.2.1 视图92

7.2.2 标注尺寸92

7.2.3 标注尺寸公差和形位公差93

7.2.4 标注表面粗糙度93

7.2.5 编写技术要求94

7.2.6 工作图示例94

7.3 轴类零件工作图设计与绘制94

7.3.1 视图94

7.3.2 标注尺寸94

7.3.3 标注尺寸公差和形位公差95

7.3.4 标注表面粗糙度95

7.3.5 编写技术要求96

7.3.6 轴零件工作图示例96

7.4 圆柱齿轮零件工作图设计与绘制96

7.4.1 视图96

7.4.2 标注尺寸96

7.4.3 标注尺寸公差和形位公差97

7.4.4 标注表面粗糙度97

7.4.5 编写啮合特性表97

7.4.6 编写技术要求98

7.4.7 齿轮工作图示例98

7.5 圆柱蜗杆、蜗轮零件工作图设计与绘制99

第8章 计算机辅助设计107

8.1 常用计算机绘图软件简介107

8.1.1 AutoCAD软件简介107

8.1.2 CAXA电子图板简介108

8.1.3 Pro/Engineer简介109

8.1.4 UG产品的特点110

8.1.5 SolidEdge基本模块介绍111

8.1.6 SolidWorks简介111

8.1.7 CATIA简介111

8.2 零件图样三维模型设计112

8.2.1 输出轴的造型设计112

8.2.2 齿轮建模115

8.2.3 减速器下箱体建模115

8.3 虚拟装配与检查116

第9章 编写设计计算说明书及答辩准备119

9.1 设计计算说明书内容及装订要求119

9.1.1 设计计算说明书主要内容119

9.1.2 机械设计课程设计说明书装订基本要求119

9.2 编写说明书的注意事项和书写格式120

9.2.1 说明书编写过程中的注意事项120

9.2.2 设计说明书各部分的具体要求121

9.2.3 书写格式示例121

9.3 答辩准备125

9.3.1 有关课程设计答辩125

9.3.2 课程设计答辩题选（供参考）126

附录127

附录Ⅰ 机械设计（基础）课程设计题目选编127

一、某专用带式输送机传动系统设计127

二、狭小矿井巷道中带式运输机的传动系统设计128

三、某矿用输送链传动系统设计129

四、某带式运输机传动系统设计130

五、某车间零件传动设备的传动系统设计131

六、某带式输送机的传动系统设计132

七、某盘形磨机的传动系统设计133

八、某链式运输机的传动系统设计134

九、某带式运输的传动装置设计135

十、某矿用链式运输的传动装置设计136

十一、某车间起重机的传动装置设计137

十二、设计铸造车间混砂机的传动装置138

十三、插床的设计与分析139

十四、糕点切片机的设计与分析142

附录Ⅱ 一般标准144

附表2-1 常用材料的［质量］密度144

附表2-2 常用材料的弹性模量及泊松比144

附表2-3 机械传动和摩擦副的效率概略值145

附表2-4 黑色金属硬度对照表（摘自GB/T 1172—1999）146

附表2-5 常用材料的摩擦因数146

附表2-6 物体的摩擦因数146

附表2-7 图纸幅面、图样比例147

附表2-8 机构运动简图符号（摘自GB/T 4460—1984）149

附表2-9 标准尺寸（直径、长度、高度等摘自GB/T 2822—2005）151

附表2-10 滚花（摘自GB/T 6403.3—1986）151

附表2-11 圆锥的锥度与锥角系列（摘自GB/T 157—2001）152

附表2-12 中心孔（摘自GB/T 145—2001）153

附表2-13 中心孔表示法（摘自GB/T 4459.5—1999）153

附表2-14 齿轮滚刀外径尺寸（摘自GB/T 6083—2001）153

附表2-15 齿轮加工退刀槽154

附表2-16 滑移齿轮的齿端倒圆和倒角尺寸（参考）154

附表2-17 三面刃铣刀尺寸（摘自GB/T 6119.1—1996）154

附表2-18 砂轮越程槽（摘自GB/T 6403.5—1986）155

附表2-19 刨切越程槽155

附表2-20 零件倒圆与倒角（摘自GB/T 6403.4—1986）156

附表2-21 圆形零件自由表面过渡圆（参考）156

附表2-22 圆柱形轴伸（摘自GB/T 1569—2005）157

附表2-23 机器轴高（摘自GB/T 12217—2005）157

附表2-24 轴肩和轴环尺寸（参考）157

附表2-25 定位手柄座（摘自JB/T 7272.4—1994）158

附表2-26 手柄球（摘自JB/T 7271.1—1994）158

附表2-27 手柄套（摘自JB/T 7271.3—1994）159

附表2-28 手柄杆（摘自JB/T 7271.6—1994）159

附表2-29 铸件最小壁厚（不小于）160

附表2-30 铸造斜度160

附表2-31 铸造过渡斜度160

附表2-32 铸造外圆角160

附表2-33 铸造内圆角160

附表2-34 焊缝符号表示法（摘自GB/T 324—1988）161

附表2-35 装配图的简化画法163

附录Ⅲ 连接165

一、螺纹和螺纹连接165

附表3-1 普通螺纹基本尺寸（摘自GB/T 196—2003）165

附表3-2 普通螺纹公差与配合（摘自GB/T 197—2003）166

附表3-3 螺纹旋合长度（摘自GB/T 197—2003）166

附表3-4 梯形螺纹基本尺寸（摘自GB/T 5796.1—2005、GB/T 5796.3—2005）166

附表3-5 梯形内、外螺纹中径选用公差带（摘自GB/T 5796.4—2005）167

附表3-6 梯形螺纹旋合长度（摘自GB/T 5796.4—2005）167

附表3-7 六角头铰制孔用螺栓A级和B级（摘自GB/T 27—1988）168

附表3-8 六角头螺栓—A和B级（摘自GB/T 5782—2000）、六角头螺栓—全螺纹—A和B级（摘自GB/T 5783—2000）169

附表3-9 六角头螺栓—C级（摘自GB/T 5780—2000）、六角头螺栓—全螺纹—C级（摘自GB/T 5781—2000）170

附表3-10 双头螺柱（摘自GB/T 897～900—1988）171

附表3-11 内六角圆柱头螺钉（摘自GB/T 70.1—2000）172

附表3-12 紧定螺钉（摘自GB/T 71—1985、GB/T 72—1988、GB/T 73—1985、GB/T 75—1985）173

附表3-13 十字槽盘头螺钉和十字槽沉头螺钉（摘自GB/T 818—2000、GB/T 819.1—2000）174

附表3-14 开槽圆柱头螺钉、开槽盘头螺钉和开槽沉头螺钉（摘自GB/T 65—2000、GB/T 67—2000、GB/T 68—2000）174

附表3-15 Ⅰ型六角螺母—A和B级（摘自GB/T 6170—2000）175

附表3-16 Ⅱ型六角螺母—A和B级（摘自GB/T 6175—2000）175

附表3-17 圆螺母和小圆螺母（摘自GB/T 812—1988、GB 810—1988）176

附表3-18 Ⅰ型六角螺母—C级（摘自GB/T 41—2000）177

附表3-19 小垫圈和平垫圈（摘自GB/T 848—2002、GB/T 97.1—2002、GB/T 97.2—2002、GB/T 95—2002）177

附表3-20 弹簧垫圈（摘自GB/T 93—1987、GB 859—1987）178

附表3-21 圆螺母用止动垫圈（摘自GB/T 858—1988）178

附表3-22 轴端挡圈（摘自GB 891—1986、GB 892—1986）179

附表3-23 孔用弹性挡圈-A型（摘自GB 893.1—1986）180

附表3-24 轴用弹性挡圈-A型（摘自GB 894.1—1986）181

附表3-25 螺纹的收尾、肩距、退刀槽、倒角（摘自GB/T 3—1997）182

附表3-26 粗牙螺栓及螺钉的拧入深度和螺纹孔尺寸（摘自JB/GQ 0126—1980）183

附表3-27 紧固件通孔及沉孔尺寸（摘自GB 5277—1985、GB 152.2～4—1988）183

二、键和销连接184

附表3-28 平键连接的剖面和键槽（摘自GB/T 1095—2003）、普通平键的形式和尺寸（摘自GB/T 1096—2003）184

附表3-29 矩形花键尺寸、公差（摘自GB/T 1144.1—2000）185

附表3-30 矩形花键的位置度、对称度公差（摘自GB/T 1144—2001）186

附表3-31 圆柱销（摘自GB/T 119.1—2000）和圆锥销（摘自GB/T 117—2000）187

附录Ⅳ 常用联轴器类型188

附表4-1 联轴器轴孔和连接型式与尺寸（摘自GB/T 3852—1997）188

附表4-2 弹性柱销联轴器（摘自GB/T 5014—2003）189

附表4-3 弹性套柱销联轴器（摘自GB/T 4323—2002）190

附表4-4 梅花形弹性联轴器（摘自GB/T 5272—2002）191

附表4-5 凸缘联轴器（摘自GB/T 5843—2003）192

附表4-6 滚子链联轴器（摘自GB/T 5843—2003）193

附表4-7 JMI型膜片联轴器（摘自JB/T 9147—1999）194

附录Ⅴ 常用滚动轴承类型195

一、常用滚动轴承195

附表5-1 圆柱滚子轴承（摘自GB/T 283—1994）195

附表5-2 深沟球轴承（摘自GB/T 276—2013）198

附表5-3 角接触球轴承（摘自GB/T 292—1994）201

附表5-4 圆锥滚子轴承（摘自GB/T 297—1994）204

附表5-5 调心球轴承（摘自GB/T 281-1994）208

附表5-6 调心滚子轴承（摘自GB/T 288-1994）211

二、滚动轴承的配合及相配件精度213

附表5-7 与向心轴承配合轴颈的公差带（摘自GB/T 275—1993）213

附表5-8 与向心轴承配合外壳孔的公差带（摘自GB/T 275—1993）213

附表5-9 与向心轴承配合轴颈和外壳孔的表面粗糙度（摘自GB/T 275—1993）214

附表5-10 与向心轴承配合轴颈和外壳孔的形位公差（摘自GB/T 275—1993）214

三、滚动轴承的游隙214

附表5-11 角接触轴承的轴向游隙214

附录Ⅵ 常用电动机类型215

一、Y系列（IP44）三相异步电动机（摘自JB/T 10391—2008）215

附表6-1 Y系列三相异步电动机的技术数据（摘自JB/T 10391—2008）216

附表6-2 机座带地脚、端盖上无凸缘Y系列电动机的安装及外形尺寸217

二、YZ、YZR系列冶金及起重用三相异步电动机（摘自JB/T 10104—1999和JB/T 10105—1999）218

附表6-3 YZ系列三相异步电动机的技术数据（摘自JB/T 10104—1999）218

附表6-4 机座带地脚、端盖上无凸缘（IM1001、IM1002、IM1003及IM1004型）YZ系列电动机的安装及外形尺寸219

附表6-5 YZR系列三相异步电动机的技术数据（摘自JB/T 10105—1999）219

附表6-6 机座带地脚、端盖上无凸缘（IM1001、IM1002、IM1003及IM1004型）YZR系列电动机的安装及外形尺寸221

附录Ⅶ 公差配合、形位公差及表面粗糙度222

一、公差与配合222

附表7-1 标准公差数值（基本尺寸由大于6至1000 mm）222

附表7-2 轴的极限偏差值（摘自GB/T 1800.3—1988）223

附表7-3 孔的极限偏差值（摘自GB/T 1800.4—1999）225

附表7-4 线性尺寸的极限偏差数值（摘自GB/T 1804—2000）226

二、形状和位置公差226

附表7-5 形位公差特征项目的符号（摘自GB/T 1182—1996）226

附表7-6 平行度、垂直度和倾斜度公差（摘自GB/T 1184—1996）227

附表7-7 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差（摘自GB/T 1184—1996）228

附表7-8 圆度和圆柱度公差（摘自GB/T 1184—1996）229

附表7-9 直线度和平面度公差（摘自GB/T 1184—1996）229

附表7-10 加工方法与表面粗糙度Ra值的关系230

三、表面粗糙度231

附表7-11 表面粗糙度参数Ra的选择231

附录Ⅷ 齿轮及蜗杆、蜗轮的精度232

一、圆柱齿轮传动精度（摘自GB/T 10095—2008）232

附表8-1 评定齿轮精度的偏差项目233

附表8-2 齿轮各偏差允许值（摘自GB/T 10095—2008）233

附表8-3 螺旋线总偏差Fβ值（摘自GB/T 10095.1—2008）235

附表8-4 圆柱齿轮副有关项目的公差或极限偏差值236

附表8-5 齿坯公差236

附表8-6 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）237

附表8-7 切齿径向进刀公差br值238

附表8-8 公法线长度W？（mn=1 mm,αn=20°）239

附表8-9 假想齿数系数Kβ（αn=20°）240

附表8-10 △Z对应的公法线长度修正值△W？240

二、锥齿轮的精度（摘自GB/T 11365—1989）241

附表8-11 推荐的锥齿轮和锥齿轮副的检验项目241

附表8-12 锥齿轮齿圈径向跳动公差Fr和齿距极限偏差±fpt值241

附表8-13 锥齿轮齿距累积公差Fp值242

附表8-14 锥齿轮副检验安装误差项目±fa、±fAM与±E∑242

附表8-15 接触斑点243

附表8-16 齿厚上偏差E？值244

附表8-17 传动的最小法向侧隙jnmin值244

附表8-18 齿厚公差T？值245

附表8-19 齿坯公差值245

三、圆柱蜗杆、蜗轮精度（摘自GB 10089—88）246

附表8-20 蜗杆、蜗轮和蜗杆副常用的公差及极限偏差检验项目246

附表8-21 蜗杆、蜗轮精度等级与圆周速度的关系（仅供参考）246

附表8-22 推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的检验项目247

附表8-23 蜗杆的公差和极限偏差值247

附表8-24 蜗轮的公差和极限偏差值248

附表8-25 传动接触斑点249

附表8-26 与传动有关的极限偏差±fa、±fx及±f∑值249

附表8-27 齿厚偏差计算公式249

附表8-28 传动的最小法向侧隙jnmin值250

附表8-29 蜗杆齿厚公差TS1和蜗轮齿厚公差TS2值250

附表8-30 蜗杆齿厚上偏差（Ess1）中的制造误差补偿部分Es△值251

附表8-31 蜗杆、蜗轮齿坯尺寸和形状公差251

附表8-32 蜗杆、蜗轮齿坯基准面径向和端面跳动公差值251

附录Ⅸ 参考图例252

附图9-1 带式输送机总图252

附图9-2 工件运输机总图254

附图9-3 一级圆柱齿轮减速器装配图256

附图9-4 直齿圆柱齿轮零件工作图258

附图9-5 轴零件工作图259

附图9-6 齿轮轴零件工作图260

附图9-7 箱盖零件工作图261

附图9-8 双级圆柱齿轮减速器箱座零件工作图262

附图9-9 双级圆柱齿轮减速器装配图264

附图9-10 二级圆柱齿轮减速器装配图（焊接箱体）266

附图9-11 焊接箱座零件工作图268

附图9-12 焊接齿轮零件工作图270

附图9-13 二级圆柱齿轮减速器结构图（展开式）271

附图9-14 二级圆柱齿轮减速器结构图（同轴式套装轴承）272

附图9-15 二级同轴式圆柱齿轮减速器结构图（电动机减速器）273

附图9-16 单级锥齿轮减速器装配图274

附图9-17 二级圆锥-圆柱齿轮减速器结构图276

附图9-18 一级蜗杆减速器装配图278

附图9-19 蜗杆-圆柱齿轮减速器结构图280

附图9-20 二级蜗杆减速器（立式）结构图282

附图9-21 蜗杆零件工作图283

附图9-22 蜗轮部件装配图284

附图9-23 蜗轮零件工作图285

参考文献286