第1 章 概述 1

1.1 課程設計的目的1

1.2 課程設計的內容和任務1

1.3 課程設計的方法和步驟2

1.3.1 課程設計的方法2

1.3.2 課程設計的一般步驟2

1.4 課程設計中應注意的問題3



第2 章 傳動裝置的總體設計 4

2.1 分析和確定傳動方案4

2.2 電動機的選擇5

2.2.1 選擇電動機種類和結構形式5

2.2.2 確定電動機功率6

2.2.3 確定電動機轉速7

2.3 總傳動比計算及其分配8

2.3.1 計算總傳動比8

2.3.2 傳動比分配8

2.4 傳動裝置的運動和動力學參數的計算9

2.4.1 各軸的轉速計算9

2.4.2 各軸的輸入功率計算9

2.4.3 各軸的輸入轉矩計算 10



第3 章 傳動零件的設計計算 11

3.1 聯軸器的選擇 11

3.2 V 帶傳動設計 12

3.3 鏈傳動設計 12

3.4 圓柱齒輪傳動設計 13

3.5 錐齒輪傳動設計 13

3.6 初算軸的直徑 13

3.7 初選滾動軸承 14



第4 章 減速器的結構、潤滑和密封 15

4.1 減速器箱體 16

4.1.1 箱體的結構尺寸 16

4.1.2 箱體的結構要求 17

4.2 減速器附件 18

4.2.1 窺視孔和窺視孔蓋 18

4.2.2 通氣器 19

4.2.3 油標 21

4.2.4 放油孔與螺塞 22

4.2.5 起弔裝置 23

4.2.6 起蓋螺釘 25

4.2.7 定位銷 25

4.2.8 軸承端蓋 25

4.3 減速器潤滑 26

4.3.1 齒輪傳動的潤滑 27

4.3.2 滾動軸承的潤滑 28

4.4 減速器密封 32

4.4.1 軸伸出處的密封 32

4.4.2 箱蓋與箱座接合面的密封 34

4.4.3 其他部位的密封 34



第5 章 減速器裝配圖的設計 38

5.1 減速器裝配草圖設計 38

5.1.1 準備有關設計數據 38

5.1.2 視圖選擇與圖面布置 39

5.1.3 初繪減速器裝配草圖 39

5.1.4 軸的結構設計 41

5.1.5 軸、滾動軸承及鍵連接的校核計算 43

5.1.6 完成減速器裝配草圖 45

5.2 減速器裝配圖的整理和完善 51

5.2.1 繪制裝配圖 52

5.2.2 標注必要的尺寸 52

5.2.3 寫明減速器的技術特性 53

5.2.4 編寫技術要求 53

5.2.5 對全部零件進行編號 54

5.2.6 編制零件明細表及標題欄 54

5.2.7 檢查裝配圖 55



第6 章 零件工作圖的設計 57

6.1 零件工作圖的設計要點 57

6.1.1 視圖及比例的選擇 57

6.1.2 尺寸的標注 57

6.1.3 零件表面粗糙度的標注 58

6.1.4 幾何公差的標注 58

6.1.5 齒輪類零件的囓合參數表填寫 58

6.1.6 技術要求的編寫 58

6.1.7 零件圖標題欄的填寫 59

6.2 軸類零件工作圖設計與繪制 59

6.2.1 視圖選擇 59

6.2.2 尺寸標注 59

6.2.3 幾何公差標注 60

6.2.4 表面粗糙度標注 60

6.2.5 編寫技術要求 62

6.3 齒輪零件工作圖設計與繪制 62

6.3.1 視圖選擇 62

6.3.2 尺寸標注 62

6.3.3 尺寸公差及幾何公差的標注 63

6.3.4 表面粗糙度標注 63

6.3.5 囓合特性表的填寫 64

6.3.6 技術要求的編寫 64

6.4 箱體零件工作圖設計與繪制 66

6.4.1 視圖選擇 66

6.4.2 尺寸標注 66

6.4.3 幾何公差的標注 67

6.4.4 表面粗糙度的標注 68

6.4.5 技術要求編寫 68



第7 章 編寫設計計算說明書及準備答辯 71

7.1 設計說明書的主要內容 71

7.2 設計說明書的書寫格式和注意事項 72

7.2.1 設計說明書的書寫格式 72

7.2.2 書寫設計說明書的注意事項 74

7.3 課程設計總結 74

7.4 答辯內容和準備 75

7.4.1 答辯內容 75

7.4.2 答辯準備 76



第8 章 基於SolidWorks 的一級圓柱齒輪減速器三維設計範例 80

8.1 減速器零件的三維建模 80

8.1.1 低速軸直齒輪的建模 80

8.1.2 軸及齒輪軸的建模 84

8.1.3 軸承蓋、擋油盤和套筒的建模 91

8.1.4 減速器箱座的建模 97

8.1.5 減速器箱蓋的建模 117

8.1.6 標準件和減速器附件的建模 135

8.2 減速器裝配 154

8.2.1 高速軸裝配體的建模 154

8.2.2 低速軸裝配體的建模 159

8.2.3 減速器裝配體的建模 165



第9 章 典型案例：帶式輸送機用一級圓柱齒輪減速器設計 181

9.1 傳動裝置的總體設計 181

9.1.1 確定傳動方案 181

9.1.2 電動機的選擇182

9.1.3 傳動比計算及分配182

9.1.4 傳動裝置運動和動力參數的計算183

9.2 帶傳動設計計算183

9.3 齒輪傳動設計計算185

9.4 齒輪上作用力計算187

9.5 減速器裝配草圖設計187

9.5.1 合理布置圖面187

9.5.2 繪出齒輪的輪廓187

9.5.3 繪出箱體內壁188

9.6 軸的設計計算188

9.6.1 高速軸設計計算188

9.6.2 低速軸設計計算192

9.7 繪制裝配草圖197

9.8 減速器箱體的主要結構尺寸197

9.9 減速器潤滑與密封199

9.9.1 潤滑油選擇計算199

9.9.2 密封199

9.10 減速器附件的選擇199

9.11 齒輪精度設計200



附錄1 機械設計基礎課程設計題目選編 203

附錄1.1 帶式輸送機傳動裝置設計（1） 203

附錄1.2 帶式輸送機傳動裝置設計（2） 205

附錄1.3 卷揚機傳動裝置設計207



附錄2～附錄11 二維碼209



參考文獻 210

減速器設計是傳統的課程設計題目，因其覆蓋了機械設計課程的大量知識點，一直保持著強大的生命力，絕大多數學校至今仍把減速器設計作為機械設計基礎課程設計的內容。本書以減速器設計為知識載體，以培養學生能力為目標進行編寫。本書具有以下特點。

（1）適用面廣，滿足多層次需要。目前，高等院校各專業的機械設計基礎課程設計題目普遍選擇以減速器為主的傳動裝置設計，本書內容也主要圍繞減速器設計的實訓和指導進行，因此教材適用面廣。本書力求編排科學，主線清晰，內容全面，注重學生的設計、分析和創新能力的培養。

（2）結合課程發展趨勢，增加了計算機輔助三維設計內容。在第8 章“基於SolidWorks 的一級圓柱齒輪減速器三維設計範例”中詳細闡述了減速器零部件三維建模及裝配的具體過程，實操性強，這在計算機輔助設計及分析技術迅猛發展的今天顯得尤為重要。

（3）本書內容凝結了所有編者多年的教學實踐經驗，詳盡地介紹了典型的設計案例，實用性強。

（4）注重教學內容體繫完整性及設計過程繫統性。本書主要以一級圓柱齒輪傳動裝置設計為例，按減速器設計的邏輯順序編寫，思路清晰，循序漸進，將各章節知識點有機銜接，便於學生完整地學習機械設計基礎的基本概念、基本理論、基本知識。書中既有宏觀介紹，又有典型案例；既有理論計算，又有結構設計。將設計原理和具體方法融入設計的各個環節，有利於培養學生理論聯繫實際、綜合處理問題的能力。

（5）現有同類的課程設計指導書中所用公式均參考課程“機械設計”相關教材，與課程“機械設計基礎”教材中的簡化公式不一致，且缺少必要說明，導致學生使用該類指導書時感覺很困惑。因此，本書在編寫時進行了有針對性的改進與統一，所用公式和圖表均來自課程“機械設計基礎”教材，避免造成不必要的混亂。

（6）本書集課程設計實訓與指導、設計資料、參考例圖於一體，力求內容精煉，資料新穎，圖文並茂。

（7）本書采用了的國家標準和技術規範，並可掃描二維碼查看設計資料，以適應當前機械設計工作的需要。

本書為中國礦業大學“卓越采礦工程師”教材，由中國礦業大學楊善國、劉送永、劉後廣擔任主編，徐州凱爾農業裝備股份有限公司張廣慶、徐州工程機械研究院丁平芳、江蘇彙智高端工程機械創新中心有限公司肖剛擔任副主編。中國礦業大學劉念、張雨蒙、趙禹、王文博、寇寅欣等參與了編寫，進行了圓柱齒輪減速器三維設計以及部分表格、數據資料收集和整理工作。

本書在編寫過程中汲取了兄弟院校同行的意見和建議，參考和引用了相關的部分優秀書籍內容，在此誠致謝意。

鋻於編者水平和能力有限，書中難免會有不足之處，敬請廣大讀者批評指正。



編 者

2021 年6 月