机械课程设计简明手册

第1篇 机械设计常用标准
第1章 一般标准1
1.1 常用资料和数据1
1.1.1 国家标准代号1
1.1.2 常用材料的密度3
1.1.3 常用材料的弹性模量、切变模量和泊松比3
1.1.4 物体的摩擦因数3
1.1.5 材料的滑动摩擦因数3
1.1.6 机械传动的效率和传动比4
1.1.7 黑色金属硬度及强度换算5
1.2 金属切削加工件的一般标准6
1.2.1 标准尺寸6
1.2.2 锥度与锥角系列8
1.2.3 中心孔9
1.2.4 球面半径11
1.2.5 滚花11
1.2.6 零件倒圆与倒角12
1.2.7 砂轮越程槽12
1.2.8 刨切、插、珩磨越程槽13
1.2.9 退刀槽13
1.2.10 铸件最小壁厚14

第2章 材料及热处理15
2.1 黑色金属材料15
2.1.1 钢铁（黑色金属材料）材料的分类15
2.1.2 钢铁材料牌号表示方法16
2.1.3 金属材料的力学性能20
2.2 有色金属材料24
2.3 型钢及型材25
2.3.1 热轧圆钢、方钢、六角钢（GB702-1986、GB705-1986）25
2.3.2 钢管（GB/T17395-2008）27
2.3.3 角钢28
2.3.4 热轧工字钢32
2.3.5 热轧槽钢33
2.4 非金属材料35
2.5 常用材料的热处理35
2.5.1 热处理方法分类35
2.5.2 常用金属热处理工艺方法代号的表示方法37
2.5.3 零件工作图上应注明的热处理要求37

第3章 机械制图标准39
3.1 制图国家标准的基本规定39
3.1.1 图纸幅面和格式（GB/T14689-2008）39
3.1.2 标题栏（GB/T10609.1 -2008）39
3.1.3 明细栏（GB/T10609.2 -2009）40
3.1.4 比例（GB/T14690-1993）41
3.1.5 字体（GB/T14691-1993）41
3.1.6 图线（GB/T17450-1998，GB/T4457.4 -2002）42
3.1.7 剖面区域的表示法43
3.2 图样的画法46
3.2.1 视图（GB/T4458.1 -2002，GB/T17451-1998）46
3.2.2 剖视图（GB/T17452-1998,GB/T4458.6 -2002）47
3.2.3 断面图（GB/T17452-1998，GB/T4458.6 -2002）49
3.2.4 零件图和装配图49
3.2.5 常见装配结构及其画法示例52
3.3 图样中的标注53
3.3.1 尺寸注法（GB/T4458.4 -2003，GB/T16675.2 -1996）53
3.3.2 尺寸公差和配合在图样中的注法（GB/T4458.5 -2003）60
3.3.3 形状和位置公差的注法（GB/T1182-2008）61
3.3.4 表面结构表示（GB/T131-2006）62
3.4 标准件与常用件64
3.4.1 螺纹及螺纹紧固件（GB/T4459.1 -1995）64
3.4.2 销及其连接68
3.4.3 键及其连接69
3.4.4 齿轮（GB/T4459.2 -2003）71

第4章 公差配合常用标准74
4.1 极限与配合74
4.1.1 基本概念74
4.1.2 标准公差数值表（GB/T1800.1 -2009）75
4.1.3 轴的基本偏差75
4.1.4 孔的基本偏差78
4.1.5 配合的选择81
4.2 形状和位置公差85
4.2.1 形位公差分类和符号85
4.2.2 直线度、平面度85
4.2.3 圆度、圆柱度86
4.2.4 平行度、垂直度、倾斜度87
4.2.5 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动87
4.3 表面结构88
4.4 未注公差90

第5章 连接92
5.1 螺纹连接92
5.1.1 常用三角螺纹92
5.1.2 螺纹零件的结构要素96
5.1.3 螺纹连接的基本类型104
5.1.4 螺纹连接强度计算104
5.1.5 螺纹连接紧固件材料及力学性能106
5.1.6 螺纹连接标准元件110
5.2 键连接143
5.2.1 键和键连接的类型、特点和应用143
5.2.2 键的选择和键连接的强度校核计算144
5.2.3 键的标准元件145
5.2.4 键和键槽的形位公差、配合及尺寸标注146
5.3 销连接147
5.3.1 销连接的类型、特点和应用147
5.3.2 销的选择和销连接的强度计算148
5.3.3 销的标准元件150

第6章 常用传动零件设计标准155
6.1 普通V带传动155
6.1.1 V带概述155
6.1.2 普通V带传动的设计计算161
6.1.3 带轮结构及技术要求162
6.2 圆柱齿轮传动164
6.2.1 齿轮传动概述164
6.2.2 渐开线直齿圆柱齿轮的设计计算167
6.2.3 斜齿圆柱齿轮传动计算171
6.2.4 圆柱齿轮的结构172
6.3 直齿圆锥齿轮传动175
6.3.1 圆锥齿轮的基本概念175
6.3.2 直齿圆锥齿轮尺寸计算176
6.3.3 圆锥齿轮传动的强度计算177
6.3.4 锥齿轮的结构178
6.4 蜗杆传动179
6.4.1 蜗杆和蜗轮几何尺寸计算179
6.4.2 普通圆柱蜗杆的强度计算181
6.4.3 蜗杆蜗轮结构183

第7章 轴和联轴器184
7.1 轴的设计184
7.1.1 轴的设计程序184
7.1.2 轴的常用材料184
7.1.3 轴的结构设计186
7.1.4 轴的强度计算191
7.2 联轴器200
7.2.1 联轴器概述200
7.2.2 联轴器轴孔和连接形式与尺寸200
7.2.3 固定式刚性联轴器205
7.2.4 挠性联轴器210

第8章 滚动轴承212
8.1 滚动轴承的基本类型212
8.2 滚动轴承的代号213
8.2.1 前置代号214
8.2.2 基本代号214
8.2.3 后置代号215
8.3 滚动轴承的选择计算219
8.3.1 滚动轴承失效形式219
8.3.2 滚动轴承的寿命219
8.3.3 滚动轴承尺寸、精度选择220
8.3.4 滚动轴承当量载荷221
8.4 滚动轴承的组合设计225
8.4.1 轴承配置225
8.4.2 支承结构的基本形式226
8.4.3 轴向固定228
8.4.4 轴承组合的调整228
8.4.5 轴承的配合229
8.4.6 轴承的装拆230
8.4.7 滚动轴承的密封和润滑230
8.5 常用滚动轴承的基本尺寸与数据230

第9章 润滑和密封253
9.1 润滑253
9.1.1 齿轮传动和蜗杆传动的润滑253
9.1.2 滚动轴承的润滑255
9.1.3 减速器油面指示器256
9.2 密封258
9.2.1 轴伸出端的密封259
9.2.2 箱体接合面的密封259
9.2.3 轴承靠箱体内、外侧的密封260
9.2.4 常用密封装置262

第10章 电动机268
10.1 电动机的产品与分类268
10.1.1 电动机产品型号268
10.1.2 电机的规格代号268
10.1.3 电机的特殊环境代号269
10.1.4 电动机的补充代号269
10.1.5 电动机的分类269
10.2 电动机的特点功用269
10.2.1 常用电动机的特点用途269
10.2.2 电动机外壳防护分级271
10.2.3 电动机结构及安装形式代号271
10.3 Y系列电动机外形尺寸与技术数据274
10.3.1 技术数据274
10.3.2 安装及外形尺寸277

第2篇 机械课程设计指导
第11章 机械课程设计总论281
11.1 机械设计课程设计的目的和内容281
11.1.1 机械设计课程设计的目的281
11.1.2 机械设计课程设计的内容281
11.2 机械设计课程设计的步骤283
11.3 机械设计课程设计应注意的问题283
11.4 课程设计任务书286
11.5 机械设计课程设计选题288
11.5.1 课程设计的选题原则288
11.5.2 课程设计题目288

第12章 机械传动装置总体设计292
12.1 机械传动装置方案确定292
12.2 选择电动机294
12.2.1 选择电动机类型和结构形式295
12.2.2 确定电动机的容量295
12.2.3 确定电动机的转速296
12.3 传动装置总传动比计算及各级传动比的分配296
12.4 传动装置的运动参数和动力参数的计算298
12.5 传动装置总体设计实例299

第13章 机械工程设备传动系统实例303
13.1 汽车变速箱303
13.1.1 东风EQ1090E汽车五挡变速器303
13.1.2 解放CA1040系列轻型载货汽车变速器304
13.1.3 一汽大众奥迪100型轿车变速器306
13.1.4 斯太尔重型汽车用的ZFS690型变速器307
13.2 机床主传动系统308
13.2.1 CA6140型普通车床传动系统308
13.2.2 CM6132型精密普通车床传动系统309
13.2.3 M1432A型机床主传动系统309
13.2.4 SG8630型高精度丝杠车床传动系统313
13.2.5 Y3150E型滚齿机传动系统315
13.2.6 T68型卧式镗床的传动系统318
13.2.7 其他机床传动系统介绍318
13.3 工程机械变速箱322

第14章 减速器传动零件的计算实例327
14.1 减速器类型、特点及应用327
14.1.1 减速器的类型327
14.1.2 常用减速器的传动形式、特点及应用327
14.2 减速器外部传动零件的计算实例330
14.2.1 普通V带传动的计算实例330
14.2.2 开式齿轮传动的计算实例332
14.3 减速器内部传动零件的计算实例334
14.3.1 闭式直齿圆柱齿轮传动的计算实例335
14.3.2 斜齿圆柱齿轮传动的计算实例337
14.3.3 直齿圆锥齿轮传动的计算实例341
14.3.4 蜗杆传动的计算实例342

第15章 轴系零件的计算实例348
15.1 轴的结构尺寸设计及计算实例348
15.2 滚动轴承的选择及计算实例353
15.3 平键的选择与计算实例354

第16章 减速器草图设计356
16.1 绘制减速器结构草图内容和步骤356
16.1.1 绘制减速器结构草图的目的356
16.1.2 绘制减速器装配草图的设计内容356
16.1.3 绘制减速器结构草图的要求356
16.1.4 绘制减速器结构草图的步骤357
16.2 减速器箱体结构尺寸的设计计算357
16.3 减速器附件标准及设计361
16.3.1 窥视孔361
16.3.2 通气器362
16.3.3 油塞363
16.3.4 油标装置364
16.3.5 定位销365
16.3.6 启盖螺钉366
16.3.7 起吊装置366
16.3.8 轴承端盖368
16.4 减速器箱体结构设计应注意的一些问题370
16.5 减速器草图的检查和修正374

第17章 减速器装配工作图设计378
17.1 完成装配图全部视图的基本要求378
17.2 完成装配图的内容378
17.2.1 标注尺寸379
17.2.2 编写零件序号380
17.2.3 编制减速器技术特征380
17.2.4 制订技术要求380
17.2.5 填写标题栏和明细表381

第18章 零件工作图设计382
18.1 零件工作图基本内容382
18.2 轴零件工作图的设计和绘制383
18.2.1 选择视图383
18.2.2 标注尺寸383
18.2.3 标注尺寸公差及形位公差383
18.2.4 标注表面粗糙度轮廓384
18.2.5 技术要求384
18.2.6 轴的零件工作图384
18.3 圆柱齿轮零件工作图设计384
18.3.1 选择视图385
18.3.2 标注尺寸385
18.3.3 标注尺寸公差和形位公差385
18.3.4 标注表面粗糙度轮廓385
18.3.5 编写啮合特性表386
18.3.6 编写技术要求388
18.3.7 圆柱齿轮工作图388
18.4 圆锥齿轮零件工作图设计388
18.5 蜗杆蜗轮零件工作图设计389
18.6 铸造箱体零件工作图设计390
18.6.1 视图390
18.6.2 标注尺寸391
18.6.3 标注尺寸公差、形位公差和表面粗糙度轮廓391
18.6.4 编写技术要求392
18.6.5 铸造箱体零件工作图392

第19章 编写课程设计计算说明书和答辩准备393
19.1 设计计算说明书的编写内容393
19.2 设计计算说明书的编写要求393
19.3 答辩材料准备394

第3篇 减速器参考图例
第20章 减速器装配图例396
第21章 减速器零件图参考图例406
参考文献428