《机械设计基础课程设计实训教程（3D 版）》是根据高等工科院校机械设计基础课程教学基本要求，结合编者多年的教学经验编写而成。考虑专业特点和学时安排，本书以易用、够用、实用为宗旨，以课程设计步骤为主线，精心组织相关内容。书中给出了一级圆柱齿轮减速器设计计算及基于SolidWorks的三维设计典型案例，设计步骤及内容系统、完整、详细。本书贯彻执行国家标准和设计规范，选择了设计中常用标准和规范作为附录内容，便于学生使用。
《机械设计基础课程设计实训教程（3D 版）》可作为高等院校近机类和非机类专业机械设计基础课程设计的教学用书，亦可供相关专业师生或现场工程技术人员参考使用。
减速器设计是传统的课程设计题目，因其覆盖了机械设计课程的大量知识点，一直保持着强大的生命力，绝大多数学校至今仍把减速器设计作为机械设计基础课程设计的内容。本书以减速器设计为知识载体，以培养学生能力为目标进行编写。本书具有以下特点。
（1）适用面广，满足多层次需要。目前，高等院校各专业的机械设计基础课程设计题目普遍选择以减速器为主的传动装置设计，本书内容也主要围绕减速器设计的实训和指导进行，因此教材适用面广。本书力求编排科学，主线清晰，内容全面，注重学生的设计、分析和创新能力的培养。
（2）结合课程发展趋势，增加了计算机辅助三维设计内容。在第8 章基于SolidWorks 的一级圆柱齿轮减速器三维设计范例中详细阐述了减速器零部件三维建模及装配的具体过程，实操性强，这在计算机辅助设计及分析技术迅猛发展的今天显得尤为重要。
（3）本书内容凝结了所有编者多年的教学实践经验，详尽地介绍了典型的设计案例，实用性强。
（4）注重教学内容体系完整性及设计过程系统性。本书主要以一级圆柱齿轮传动装置设计为例，按减速器设计的逻辑顺序编写，思路清晰，循序渐进，将各章节知识点有机衔接，便于学生完整地学习机械设计基础的基本概念、基本理论、基本知识。书中既有宏观介绍，又有典型案例；既有理论计算，又有结构设计。将设计原理和具体方法融入设计的各个环节，有利于培养学生理论联系实际、综合处理问题的能力。
（5）现有同类的课程设计指导书中所用公式均参考课程机械设计相关教材，与课程机械设计基础教材中的简化公式不一致，且缺少必要说明，导致学生使用该类指导书时感觉很困惑。因此，本书在编写时进行了有针对性的改进与统一，所用公式和图表均来自课程机械设计基础教材，避免造成不必要的混乱。
（6）本书集课程设计实训与指导、设计资料、参考例图于一体，力求内容精炼，资料新颖，图文并茂。
（7）本书采用了的国家标准和技术规范，并可扫描二维码查看设计资料，以适应当前机械设计工作的需要。
本书为中国矿业大学卓越采矿工程师教材，由中国矿业大学杨善国、刘送永、刘后广担任主编，徐州凯尔农业装备股份有限公司张广庆、徐州工程机械研究院丁平芳、江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司肖刚担任副主编。中国矿业大学刘念、张雨蒙、赵禹、王文博、寇寅欣等参与了编写，进行了圆柱齿轮减速器三维设计以及部分表格、数据资料收集和整理工作。
本书在编写过程中汲取了兄弟院校同行的意见和建议，参考和引用了相关的部分优秀书籍内容，在此诚致谢意。
鉴于编者水平和能力有限，书中难免会有不足之处，敬请广大读者批评指正。
编 者
2021 年6 月
第1 章 概述 1
1.1 课程设计的目的1
1.2 课程设计的内容和任务1
1.3 课程设计的方法和步骤2
1.3.1 课程设计的方法2
1.3.2 课程设计的一般步骤2
1.4 课程设计中应注意的问题3
第2 章 传动装置的总体设计 4
2.1 分析和确定传动方案4
2.2 电动机的选择5
2.2.1 选择电动机种类和结构形式5
2.2.2 确定电动机功率6
2.2.3 确定电动机转速7
2.3 总传动比计算及其分配8
2.3.1 计算总传动比8
2.3.2 传动比分配8
2.4 传动装置的运动和动力学参数的计算9
2.4.1 各轴的转速计算9
2.4.2 各轴的输入功率计算9
2.4.3 各轴的输入转矩计算 10
第3 章 传动零件的设计计算 11
3.1 联轴器的选择 11
3.2 V 带传动设计 12
3.3 链传动设计 12
3.4 圆柱齿轮传动设计 13
3.5 锥齿轮传动设计 13
3.6 初算轴的直径 13
3.7 初选滚动轴承 14
第4 章 减速器的结构、润滑和密封 15
4.1 减速器箱体 16
4.1.1 箱体的结构尺寸 16
4.1.2 箱体的结构要求 17
4.2 减速器附件 18
4.2.1 窥视孔和窥视孔盖 18
4.2.2 通气器 19
4.2.3 油标 21
4.2.4 放油孔与螺塞 22
4.2.5 起吊装置 23
4.2.6 起盖螺钉 25
4.2.7 定位销 25
4.2.8 轴承端盖 25
4.3 减速器润滑 26
4.3.1 齿轮传动的润滑 27
4.3.2 滚动轴承的润滑 28
4.4 减速器密封 32
4.4.1 轴伸出处的密封 32
4.4.2 箱盖与箱座接合面的密封 34
4.4.3 其他部位的密封 34
第5 章 减速器装配图的设计 38
5.1 减速器装配草图设计 38
5.1.1 准备有关设计数据 38
5.1.2 视图选择与图面布置 39
5.1.3 初绘减速器装配草图 39
5.1.4 轴的结构设计 41
5.1.5 轴、滚动轴承及键连接的校核计算 43
5.1.6 完成减速器装配草图 45
5.2 减速器装配图的整理和完善 51
5.2.1 绘制装配图 52
5.2.2 标注必要的尺寸 52
5.2.3 写明减速器的技术特性 53
5.2.4 编写技术要求 53
5.2.5 对全部零件进行编号 54
5.2.6 编制零件明细表及标题栏 54
5.2.7 检查装配图 55
第6 章 零件工作图的设计 57
6.1 零件工作图的设计要点 57
6.1.1 视图及比例的选择 57
6.1.2 尺寸的标注 57
6.1.3 零件表面粗糙度的标注 58
6.1.4 几何公差的标注 58
6.1.5 齿轮类零件的啮合参数表填写 58
6.1.6 技术要求的编写 58
6.1.7 零件图标题栏的填写 59
6.2 轴类零件工作图设计与绘制 59
6.2.1 视图选择 59
6.2.2 尺寸标注 59
6.2.3 几何公差标注 60
6.2.4 表面粗糙度标注 60
6.2.5 编写技术要求 62
6.3 齿轮零件工作图设计与绘制 62
6.3.1 视图选择 62
6.3.2 尺寸标注 62
6.3.3 尺寸公差及几何公差的标注 63
6.3.4 表面粗糙度标注 63
6.3.5 啮合特性表的填写 64
6.3.6 技术要求的编写 64
6.4 箱体零件工作图设计与绘制 66
6.4.1 视图选择 66
6.4.2 尺寸标注 66
6.4.3 几何公差的标注 67
6.4.4 表面粗糙度的标注 68
6.4.5 技术要求编写 68
第7 章 编写设计计算说明书及准备答辩 71
7.1 设计说明书的主要内容 71
7.2 设计说明书的书写格式和注意事项 72
7.2.1 设计说明书的书写格式 72
7.2.2 书写设计说明书的注意事项 74
7.3 课程设计总结 74
7.4 答辩内容和准备 75
7.4.1 答辩内容 75
7.4.2 答辩准备 76
第8 章 基于SolidWorks 的一级圆柱齿轮减速器三维设计范例 80
8.1 减速器零件的三维建模 80
8.1.1 低速轴直齿轮的建模 80
8.1.2 轴及齿轮轴的建模 84
8.1.3 轴承盖、挡油盘和套筒的建模 91
8.1.4 减速器箱座的建模 97
8.1.5 减速器箱盖的建模 117
8.1.6 标准件和减速器附件的建模 135
8.2 减速器装配 154
8.2.1 高速轴装配体的建模 154
8.2.2 低速轴装配体的建模 159
8.2.3 减速器装配体的建模 165
第9 章 典型案例：带式输送机用一级圆柱齿轮减速器设计 181
9.1 传动装置的总体设计 181
9.1.1 确定传动方案 181
9.1.2 电动机的选择182
9.1.3 传动比计算及分配182
9.1.4 传动装置运动和动力参数的计算183
9.2 带传动设计计算183
9.3 齿轮传动设计计算185
9.4 齿轮上作用力计算187
9.5 减速器装配草图设计187
9.5.1 合理布置图面187
9.5.2 绘出齿轮的轮廓187
9.5.3 绘出箱体内壁188
9.6 轴的设计计算188
9.6.1 高速轴设计计算188
9.6.2 低速轴设计计算192
9.7 绘制装配草图197
9.8 减速器箱体的主要结构尺寸197
9.9 减速器润滑与密封199
9.9.1 润滑油选择计算199
9.9.2 密封199
9.10 减速器附件的选择199
9.11 齿轮精度设计200
附录1 机械设计基础课程设计题目选编 203
附录1.1 带式输送机传动装置设计（1） 203
附录1.2 带式输送机传动装置设计（2） 205
附录1.3 卷扬机传动装置设计207
附录2～附录11 二维码209
参考文献 210
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