本书根据教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会审定的“机械设计课程教学基本要求”，结合近年来在机械设计课程设计中的教学经验编写而成。
书中以常见的圆柱、圆锥齿轮减速器和蜗杆减速器为例，系统地介绍机械传动系统的设计内容、方法与步骤，摘编最新的国家标准，给出装配图、零件图的参考图例。全书包括三部分：课程设计指导、机械设计常用资料、课程设计参考图例及设计题目，并在主要章节后面给出了一些典型的思考题。
样章试读
目录
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第1部分 课程设计指导
第1章 概述 2
1.1 课程设计的目的和内容 2
1.2 课程设计的一般过程 2
1.3 设计中应注意的事项 4
1.4 计算机辅助设计在课程设计中的应用 5
第2章 传动装置的总体设计 7
2.1 拟定传动方案 7
2.2 减速器的主要类型及特点 10
2.2.1 固定轴线式减速器 10
2.2.2 行星减速器 11
2.2.3 其他类型减速器 13
2.3 选择电动机 13
2.3.1 选择电动机类型和结构型式 13
2.3.2 选择电动机容量 13
2.3.3 确定电动机转速 15
2.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比 17
2.5 计算传动装置的运动和动力参数 21
思考题 23
第3章 减速器结构 25
3.1 减速器的箱体 25
3.2 减速器的附件 33
3.3 减速器的润滑与密封 34
3.3.1 传动件的润滑 34
3.3.2 滚动轴承的润滑 37
3.3.3 减速器的密封 39
思考题 40
第4章 传动零件设计计算 41
4.1 减速器外传动零件的设计计算 41
4.2 减速器内传动零件的设计计算 42
思考题 43
第5章 减速器装配底图设计 44
5.1 设计前的资料和设计内容 44
5.1.1 设计前的资料 44
5.1.2 设计内容 44
5.2 齿轮减速器装配底图设计 45
5.2.1 初绘装配底图 45
5.2.2 轴系零部件设计与校核 48
5.2.3 齿轮的结构设计及轴承的润滑和密封结构设计 53
5.2.4 箱体及附件的结构设计 53
5.3 蜗杆减速器装配底图设计 55
5.4 减速器装配底图示例 56
5.5 正误结构分析及装配底图的审查 59
思考题 63
第6章 装配工作图设计 64
6.1 装配工作图各视图的绘制 64
6.2 装配工作图上的尺寸标注 64
6.3 零件序号、标题栏和明细表 66
6.4 减速器的技术特性 66
6.5 编写技术要求 67
6.6 装配工作图的检查 68
思考题 69
第7章 零件工作图设计 70
7.1 零件工作图设计的要求 70
7.2 轴类零件工作图设计 72
7.3 齿（蜗）轮类零件工作图设计 74
7.4 箱体零件工作图设计 75
思考题 76
第8章 编写设计计算说明书及准备答辩 77
8.1 设计计算说明书的内容 77
8.2 对设计计算说明书的要求 77
8.3 设计计算说明书书写格式举例 78
8.4 课程设计的总结和答辩 79
第2部分 机械设计常用资料
第9章 常用数据 82
表9-1 常用材料的弹性模量及泊松比 82
表9-2 常用材料极限强度的近似关系 82
表9-3 常用材料的密度 82
表9-4 黑色金属硬度对照表（GB/T 1172—1999摘录） 83
表9-5 机械传动效率和传动比概略值 83
第10章 一般标准和规范 84
表10-1 国内外部分标准代号 84
表10-2 图纸幅面、图样比例 85
表10-3 明细表格式（本课程用） 85
表10-4 装配图或零件工作图标题栏格式（本课程用 85
表10-5 机构运动简图符号（GB/T 4460—2013摘录） 86
表10-6 标准尺寸（GB/T 2822—2005摘录） 87
表10-7 60°中心孔（GB/T 145—2001摘录） 88
表10-8 回转面及端面砂轮越程槽（GB/T 6403.5—2008摘录） 89
表10-9 插齿空刀槽（JB/ZQ 4238—2006摘录） 89
表10-10 齿轮滚刀外径尺寸（GB/T 6083—2016摘录） 89
表10-11 零件倒圆与倒角（GB/T 6403.4—2008） 90
表10-12 圆形零件自由表面过渡圆角半径（参考） 90
表10-13 铸造斜度 90
表10-14 铸造过渡斜度（JB/ZQ 4254—2006摘录） 90
表10-15 铸造内圆角（JB/ZQ 4255—2006摘录） 91
表10-16 铸造外圆角（JB/ZQ 4256—2006摘录） 91
第11章 常用材料 92
11.1 黑色金属 92
表11-1 碳素结构钢（GB/T 700—2006摘录） 92
表11-2 优质碳素结构钢（GB/T 699—2015摘录） 93
表11-3 合金结构钢（GB/T 3077—2015摘录） 94
表11-4 一般工程用铸钢（GB/T 11352—2009摘录） 94
表11-5 灰铸铁（GB/T 9439—2010摘录） 95
表11-6 球墨铸铁（GB/T 1348—2009摘录） 95
11.2 有色金属 96
表11-7 铸造铜合金、铸造铝合金和铸造轴承合金 96
11.3 非金属 97
表11-8 工程塑料 97
表11-9 工业用毛毡（FZ/T 25001—2012摘录） 98
表11-10 工业用橡胶板（GB/T 5574—2008摘录） 98
表11-11 软钢板纸（QB/T 2200—1996摘录） 99
第12章 连接 100
12.1 螺纹及其结构要素 100
表12-1 普通螺纹公称尺寸（GB/T 196—2003摘录） 100
表12-2 梯形螺纹设计牙型尺寸（GB/T 5796.1—2005摘录） 101
表12-3 梯形螺纹公称尺寸（GB/T 5796.3—2005摘录） 102
表12-4 梯形螺纹的公差带选用（GB/T 5796.4—2005摘录） 103
表12-5 梯形螺纹旋合长度（GB/T 5796.4—2005摘录） 103
表12-6 普通粗牙螺纹的余留长度、钻孔余留深度（JB/ZQ 4247—2006摘录） 103
表12-7 粗牙螺栓、螺钉拧入深度和螺纹孔尺寸（参考） 104
表12-8 普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角（GB/T 3—1997摘录） 104
表12-9 梯形螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角（GB/T 32537—2016摘录） 105
12.2 螺纹连接件 106
表12-10 六角头螺栓—A 级和B 级（GB/T 5782—2016摘录）与六角头螺栓全螺纹—A 级和B级（GB/T 5783—2016摘录） 106
表12-11 六角头铰制孔螺栓—A 级和B 级（GB/T 27—2013摘录） 107
表12-12 双头螺柱bm=d（GB/T 897—1988摘录）、bm=1.25d（GB/T 898—1988摘录）、bm=1.5d（GB/T 899—1988摘录） 108
表12-13 内六角圆柱头螺钉（GB/T 70.1—2008摘录） 109
表12-14 十字槽盘头螺钉（GB/T 818—2016摘录）和十字槽沉头螺钉（GB/T 819.1—2016摘录） 110
表12-15 开槽盘头螺钉（GB/T 67—2016摘录）和开槽沉头螺钉（GB/T 68—2016摘录） 111
表12-16 紧定螺钉（GB/T 71—1985、GB/T 73—2017、GB/T 75—1985摘录） 112
表12-17 1 型六角螺母—A 级和B 级（GB/T 6170—2015摘录）与六角薄螺母—A 级和B级（GB/T 6172.1—2016摘录） 113
表12-18 1 型六角开槽螺母—A 级和B 级（GB/T 6178—1986摘录） 113
表12-19 圆螺母（GB/T 812—1988摘录）和圆螺母用止动垫圈（GB/T 858—1988摘录） 114
表12-20 小垫圈——A 级（GB/T 848—2002摘录）、平垫圈——A 级（GB/T 97.1—2002摘录）、平垫圈—倒角型—A 级（GB/T 97.2—2002摘录） 115
表12-21 标准型弹簧垫圈（GB/T 93—1987摘录）和轻型弹簧垫圈（GB/T 859—1987摘录） 115
12.3 挡圈 116
表12-22 螺钉紧固轴端挡圈（GB/T 891—1986摘录）、螺栓紧固轴端挡圈（GB/T 892—1986摘录） 116
表12-23 轴用弹性挡圈—A 型（GB/T 894—2017摘录） 117
表12-24 孔用弹性挡圈—A 型（GB/T 893—2017摘录） 118
12.4 连接结构尺寸 119
表12-25 螺栓和螺钉通孔及沉孔尺寸（GB/T 5277—1985、GB/T 152.4—1988、GB/T 152.2—2014、GB/T 152.3—1988摘录） 119
表12-26 最小扳手空间尺寸（JB/ZQ 4005—2006摘录） 120
12.5 键 121
表12-27 平键和键槽尺寸（GB/T 1095—2003、GB/T 1096—2003摘录） 121
表12-28 半圆键和键槽尺寸（GB/T 1098—2003、GB/T 1099.1—2003摘录） 122
12.6 销 123
表12-29 圆柱销（GB/T 119.1—2000摘录）、圆锥销（GB/T 117—2000摘录） 123
表12-30 开口销（GB/T 91—2000摘录） 123
第13章 滚动轴承 124
13.1 常用滚动轴承 124
表13-1 深沟球轴承（GB/T 276—2013摘录） 124
表13-2 圆柱滚子轴承（GB/T 283—2007摘录） 127
表13-3 角接触球轴承（GB/T 292—2007摘录） 129
表13-4 圆锥滚子轴承（GB/T 297—2015摘录） 131
表13-5 推力球轴承（GB/T 301—2015摘录） 134
13.2 滚动轴承的配合（GB/T 275—2015摘录）及游隙 137
表13-6 向心轴承载荷的区分 137
表13-7 向心轴承和轴的配合—轴公差带 137
表13-8 向心轴承和轴承座孔的配合—孔公差带 137
表13-9 推力轴承和轴的配合—轴公差带 138
表13-10 推力轴承和轴承座孔的配合—孔公差带 138
表13-11 轴和轴承座孔的几何公差 138
表13-12 配合表面及端面的表面粗糙度 139
表13-13 向心推力轴承和推力轴承的轴向游隙（参考） 139
第14章 润滑与密封 140
14.1 常用润滑剂 140
表14-1 常用润滑油的主要性质和用途 140
表14-2 常用润滑脂的主要性质和用途 141
14.2 油杯 141
表14-3 直通式压注油杯（JB/T 7940.1—1995摘录） 141
表14-4 接头式压注油杯（JB/T 7940.2—1995摘录） 142
表14-5 压配式压注油杯（JB/T 7940.4—1995摘录） 142
表14-6 旋盖式油杯（JB/T 7940.3—1995摘录） 142
14.3 密封件 143
表14-7 毡圈油封型式和尺寸（JB/ZQ 4606—1986摘录） 143
表14-8 液压气动用O 形橡胶密封圈（GB/T 3452.1—2005摘录） 144
表14-9 旋转轴唇形密封圈（GB/T 13871.1—2007摘录） 145
表14-10 J形无骨架橡胶密封圈（JB/ZQ 4786—2006摘录） 146
表14-11 迷宫密封槽 146
表14-12 油沟式密封槽（JB/ZQ 4245—2006摘录） 146
第15章 联轴器 147
表15-1 轴孔和键槽的型式、代号（GB/T 3852—2017摘录） 147
表15-2 凸缘联轴器（GB/T 5843—2003摘录） 148
表15-3 弹性柱销联轴器（GB/T 5014—2017摘录） 149
表15-4 弹性套柱销联轴器（GB/T 4323—2017摘录） 150
第16章 减速器附件 151
表16-1 检查孔及检查孔盖 151
表16-2 吊环螺钉（GB 825—1988摘录） 151
表16-3 减速器的毛重W 152
表16-4 吊耳和吊钩 153
表16-5 外六角螺塞（JB/ZQ 4450—2006）、纸封油圈和皮封油圈 153
表16-6 压配式圆形油标（JB/T 7941.1—1995摘录） 153
表16-7 长形油标（JB/T 7941.3—1995摘录） 154
表16-8 管状油标（JB/T 7941.4—1995摘录） 154
表16-9 杆式油标 154
表16-10 通气器 155
表16-11 凸缘式轴承盖 156
表16-12 嵌入式轴承盖 156
表16-13 挡油盘 156
第17章 极限与配合、几何公差和表面粗糙度 157
17.1 极限与配合 157
表17-1 标准公差和基本偏差代号（GB/T 1800.1—2009摘录） 157
表17-2 配合种类及代号 158
表17-3 公称尺寸至800mm 的标准公差数值（GB/T 1800.1—2009摘录） 158
表17-4 加工方法与公差等级 158
表17-5 轴的极限偏差（GB/T 1800.2—2009摘录） 159
表17-6 孔的极限偏差（GB/T 1800.2—2009摘录） 161
表17-7 线性尺寸的未注公差（GB/T 1804—2000摘录） 163
表17-8 优先配合特性及应用举例 163
17.2 几何公差 164
表17-9 几何特征符号、附加符号及其标注（GB/T 1182—2018摘录） 164
表17-10 直线度、平面度公差（GB/T 1184—1996摘录） 165
表17-11 圆度、圆柱度公差（GB/T 1184—1996摘录） 166
表17-12 平行度、垂直度、倾斜度公差（GB/T 1184—1996摘录） 167
表17-13 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差（GB/T 1184—1996摘录） 168
表17-14 主要加工方法能达到的平行度、垂直度公差等级 169
表17-15 主要加工方法能达到的平面度、直线度公差等级 169
表17-16 主要加工方法能达到的圆度、圆柱度公差等级 169
表17-17 主要加工方法能达到的同轴度、跳动度公差等级 170
17.3 表面粗糙度 170
表17-18 表面粗糙度主要评定参数Ra、Rz 的数值系列（GB/T 1031—2009摘录） 170
表17-19 表面粗糙度主要评定参数Ra、Rz 的补充系列（GB/T 1031—2009摘录） 170
表17-20 Ra、Rz 值与取样长度lr 和评定长度ln 的对应关系（GB/T 1031—2009摘录） 170
表17-21 表面粗糙度选用举例 171
表17-22 表面粗糙度符号代号及其注法（GB/T 131—2006摘录） 172
表17-23 表面粗糙度标注方法示例（GB/T 131—2006摘录） 172
第18章 齿轮传动和蜗杆传动精度公差 174
18.1 渐开线圆柱齿轮精度（摘自GB/T 10095） 174
18.1.1 偏差的名称和代号 174
表18-1 齿轮各项偏差的名称和代号 174
18.1.2 精度等级及其选择 174
表18-2 各项偏差对齿轮传动性能的影响 174
表18-3 圆柱齿轮各级精度的应用范围 175
18.1.3 侧隙（GB/Z 18620.2—2008摘录） 176
表18-4 对于中、大模数齿轮最小侧隙bnmin j的推荐数据 176
表18-5 标准圆柱齿轮齿厚偏差计算公式 177
表18-6 齿厚极限偏差sns E和sni E的参考值 177
18.1.4 推荐的检验项目 178
18.1.5 齿轮精度数值表 179
表18-7 单个齿距偏差±fpt 179
表18-8 齿距累积总偏差pF 179
表18-9 齿廓总偏差αF 180
表18-10 齿廓形状偏差faf 180
表18-11 螺旋线总偏差β F 180
表18-12 径向综合总偏差i F′′ 181
表18-13 一齿径向综合偏差i f′′ 181
表18-14 径向跳动rF 182
18.1.6 齿轮坯的精度 182
表18-15 基准面与工作安装面的形状公差和跳动公差 182
表18-16 齿坯的尺寸公差和形状公差 182
18.1.7 中心距和轴线的平行度 183
表18-17 中心距极限偏差a±f 值（GB/T 10095—1988摘录） 183
表18-18 轴线平行度偏差 184
18.1.8 齿厚和公法线长度 184
表18-19 标准齿轮固定弦齿厚的计算公式 184
表18-20 标准外齿轮的固定弦齿厚cs（或cns）和固定弦齿高ch（或cnh）（α=αn=20°） 184
表18-21 标准外齿轮的分度圆弦齿厚cs（或ns）和分度圆弦齿高ch（或nh ）（m=mn=1） 185
表18-22 标准齿轮公法线长度及偏差的计算公式 186
表18-23 标准齿轮公法线长度（跨距）W*（m=mn=1、α=αn=20°、x=xn=0） 186
18.1.9 齿轮接触斑点 188
表18-24 直齿轮、斜齿轮装配后的接触斑点 188
18.1.10 齿面表面粗糙度 188
表18-25 算术平均偏差Ra和微观不平度十点高度Rz的推荐极限值 189
18.1.11 图样标注 189
18.2 锥齿轮精度（摘自GB/T 11365—1989） 189
18.2.1 精度等级及其选择 189
表18-26 锥齿轮各项公差的分组 190
表18-27 锥齿轮第Ⅱ组精度等级的选择 190
18.2.2 侧隙 190
表18-28 最小法向侧隙nminj值 191
表18-29 齿厚公差sT值 191
表18-30 锥齿轮有关ssE值与sEΔ值 191
18.2.3 推荐的检验项目 191
表18-31 推荐的锥齿轮和锥齿轮副检验项目 192
18.2.4 图样标注 192
18.2.5 锥齿轮精度数值表 193
表18-32 锥齿轮有关Fr±fpt值 193
表18-33 锥齿轮齿距累积公差pF值 193
表18-34 接触斑点 193
表18-35 锥齿轮副检验安装误差项目a±f，AM±f，EΣ±193
18.2.6 锥齿轮齿坯公差与表面粗糙度 194
表18-36 齿坯轮冠距与顶锥角极限偏差 194
表18-37 齿坯尺寸公差 194
表18-38 齿坯顶锥母线跳动和基准面跳动公差 194
表18-39 锥齿轮表面粗糙度Ra 推荐值 195
18.3 圆柱蜗杆、蜗轮精度（摘自GB/T 10089—2018 和GB/T 12760—2018） 195
18.3.1 偏差的名称和代号 195
表18-40 蜗杆蜗轮各项偏差的名称和代号 195
18.3.2 精度等级及其选择 195
表18-41 精度等级与蜗轮圆周速度关系 196
表18-42 最小法向侧隙nminj值 196
表18-43 蜗杆齿厚上偏差（sslE）中的制造误差补偿部分sEΔ值 196
表18-44 蜗杆齿厚公差s1T值 196
表18-45 蜗轮齿厚公差s2T值 197
18.3.3 图样标注 197
18.3.4 轮齿尺寸参数偏差的检验规则 198
表18-46 7、8、9 级精度轮齿偏差的允许值 198
表18-47 蜗杆副的中心距极限偏差a±f 200
表18-48 蜗杆副的轴交角极限偏差fΣ±200
表18-49 蜗杆副的接触斑点要求 200
18.3.5 蜗杆、蜗轮的齿坯公差与表面粗糙度 200
表18-50 蜗杆、蜗轮齿坯尺寸和形状公差 200
表18-51 蜗杆、蜗轮齿坯基准面径向和端面跳动公差 200
表18-52 蜗杆、蜗轮表面粗糙度Ra 推荐值 201
第19章 电动机 202
19.1 YE3 系列（IP55）超高效率三相异步电动机（摘自GB/T 28575—2012） 202
表19-1 YE3 系列三相异步电动机技术参数 202
19.2 YE3 系列（IP55）三相异步电动机外形及安装 203
表19-2 YE3 系列（IP55）三相异步电动机外形及安装尺寸（机座带底脚，端盖上无凸缘的电动机） 203
第3部分 课程设计参考图例及设计题目
第20章 课程设计参考图例 205
第21章 课程设计题目 238
附录 242
参考文献 243
京公网安备 11010102004214号