
本书是按照高等工业院校机械设计及机械设计基础课程的教学要求,结合当前形势,根据机械工程教学内容和体系的改革需要进行编写的。 全书分两篇,共二十一章。第一篇为机械设计课程设计指导,以齿轮、蜗杆减速器为例,较系统地介绍了机械传动装置的设计内容、设计步骤、设计方法及注意问题,并配有一定数量的不同类型的设计课题;第二篇为机械设计常用资料,提供了有关机械设计常用的标准和规范。 本书可作为工科院校机械类及近机械类专业《机械设计》和《机械设计基础》的配套教材使用,亦可供从事机械设计工作的工程技术人员参考。
第2版序 20世纪末、21世纪初,在社会主义经济建设、社会进步和科技飞速发展的推动下,在经济全球化、科技创新国际化、人才争夺白炽化的挑战下,我国高等教育迅猛发展,胜利跨入了高等教育大众化阶段,使高等教育理念、定位、目标和思路等发生了革命性变化,正在逐步形成以科学发展观和终身教育思想为指导的新的高等教育体系和人才培养工作体系。在这个过程中,一大批应用型本科院校和高等职业技术院校异军突起,超常发展,1999年已见端倪。当时我们敏锐地感到,这批应用型本科院校的崛起,必须有相应的应用型本科教材来满足她的教学需求,否则就有可能使她回到老本科院校所走过的学术型办学路子。2000年下半年,我们就和机械工业出版社、扬州大学工学院、南京工程学院、河海大学常州校区、淮海工学院、南通工学院、盐城工学院、淮阴工学院、常州工学院、江南大学等12所高校在南京工程学院开会,讨论策划编写出版机电类应用型本科系列教材问题,规划出版38种,并进行了分工,提出了明确的规范要求,得到江苏省各方面的支持和配合。2001年5月开始出书,到2004年7月已出齐38种,还增加了3种急需的教材,总册数已达45万册。每种至少有2次以上印刷,最多的印刷了5次、发行量达25万册。据调查,用户反映良好,并反映这个系列教材基本上体现了我在序言中提出的四个特点,符合地方应用型工科本科院校的教学实际,较好地满足了一般应用型工科本科院校的教学需要。用户的评价使我们很高兴,但更是对我们的鞭策和鼓励,实际上这一轮机电类教材存在的问题还不少,需要改进的地方还很多。我们应当为过去取得的进步和成绩而高兴,同样,我们更应当为今后这些进步和成绩的进一步发展而正视自己,我们并不需要刻意去忧患,但确实存在值得忧患的现实而不去忧患,就很难有更美好的明天。今后怎么办?这是大家最关注的问题,也是我们亟待研讨和解决的问题。我们应该以对国家对人民对社会对受教育者高度负责的精神重新审视这一问题,以寻求更好的解决方案。我们认为,必须在总结前一阶段经验教训的新起点上,坚持以国家新时期教育方针和科学发展观为指导,坚持高标准、严要求,坚持“质量第一、多样发展、打造精品、服务教学”的方针,坚持高标准、严要求,把下一轮机电类教材修订、编写、出版工作做大、做优、做精、做强,为建设有中国特色的高水平的地方工科应用型本科院校做出新的更大贡献。 一、坚持用科学发展观指导教材修订、编写和出版工作 应用型本科院校是我国高等教育在推进大众化过程中崛起的一种新的办学类型,它除应恪守大学教育的一般办学基准外,还应有自己的个性和特色,就是要在培养具有创新精神、创业意识和创造能力的工程、生产、管理、服务一线需要的高级技术应用型人才方面办出自己的特色和水平。应用型本科人才的培养既不能简单“克隆”现有的本科院校,也不能是原有专科培养体系的相似放大。应用型人才的培养,重点仍要思考如何与社会需求的对接。既要从学生的角度考虑,以人为本,以素质教育的思想贯穿教育教学的每一个环节,实现人的全面发展;又要从经济建设的实际需求考虑,多类型、多样化地培养人才,但最根本的一条还是坚持面向工程实际,面向岗位实务,按照“本科学历+岗位技术”的双重标准,有针对性地进行人才培养。根据这样的要求,“强化理论基础,提升实践能力,突出创新精神,优化综合素质”应当是工作在一线的本科应用人才的基本特征,也是本科应用型人才的总体质量要求。 培养应用型人才的关键在于建立应用型人才的培养模式。而培养模式的核心是课程体系与教学内容。应用型的人才培养必须依靠应用型的课程和内容,用学科型的教材难以保证培养目标的实现。课程体系与教学内容要与应用型人才的知识、能力、素质结构相适应。在知识结构上,科学文化基础知识、专业基础知识、专业知识、相关学科知识等四类知识在纵向上应向应用前沿拓展,在横向上应注重知识的交叉、联系和衔接。在能力结构上,要强化学生运用专业理论解决实际问题的实践能力、组织管理能力和社会活动能力,还要注重思维能力和创造能力的培养,使学生思路清晰、条理分明,有条不紊地处理头绪纷繁的各项工作,创造性地工作。能力培养要贯彻到教学的整个过程之中。如何引导学生去发现问题、分析问题和解决问题应成为我们应用型本科教学的根本。 探讨课程体系、教学内容和培养方法,还必须服从和服务于大学生全面素质的培养。要通过形成新的知识体系和能力延伸以促进学生思想道德素质、文化素质、专业素质和身体心理素质的全面提高。因此,要在素质教育的思想指导下,对原有的教学计划和课程设置进行新的调整和组合,使学生能够适应社会主义现代化建设的需要。我们强调培养“三创”人才,就应当用“三创教育”、人文教育与科学教育的融合等适应时代的教育理念,选择一些新的课程内容和新的教学形式来实现。 研究课程体系,必须看到经济全球化与我国加入世界贸易组织,以及高等教育的国际化对人才培养的影响。如果我们的课程内容缺乏国际性,那么我们所培养的人才就不可能具备参与国际事务、国际交流和国际竞争的能力。应当研究课程的国际性问题,增设具有国际意义的课程,加快与国外同类院校的课程接轨。要努力借鉴国外同类应用型本科院校的办学理念、培养模式和做法来优化我们的教学。 在教材编、修、审全过程中,必须始终坚持以人的全面发展为本,紧紧围绕培养目标和基本规格进行活生生的“人”的教育。一所大学使得师生获得自由的范围和程度,往往是这所大学成功和水平的标志。同样,我们修订和编写教材,提供教学用书,最终是为了把知识转化为能力和智慧,使学生获得谋生的手段和发展的能力。因此,在修订、编写教材过程中,必须始终把师生的需要和追求放在首位,努力提供教的方便和学的便捷,努力为教师和学生留下充分展示自己教和学的风格与特色的发展空间,使他们游刃有余,得心应手,还能激发他们的科学精神和创造热情,为教和学的持续发展服务。教师是课堂教学的组织者、合作者、引导者、参与者,而不应是教学的权威。教学过程是教师引导学生,和学生共同学习、共同发展的双向互促过程。因此,修订、编写教材对于主编和参加编写的教师来说,也是一个重新学习和思想水平、学术水平不断提高的过程,决不能丢失自我,决不能将“枷锁”移嫁别人,这里“关键在自己战胜自己”,关键在自己的理念、学识、经验和水平。 二、坚持质量第一,努力打造精品教材 教材是教学之本。大学教材不同于学术专著,它既是学术专著,又是教学经验之理性总结,必须经得起实践和时间的考验。学术专著的错误充其量只会贻笑大方,而教材之错误则会遗害一代青年学子。有人说:“时间是真理之母”。时间是对我们所编写教材的最严厉的考官。目前,我们的教材才使用了几年,还很难说就是好教材,因为前一阶段主要是解决有无问题,用户还没有来得及去总结和反思,所以有的问题可能还没有来得及暴露。我们必须清醒地看到这一点。今后,更要坚持高标准、严要求,用航天人员“一丝不苟”、“一秒不差”的精神严格要求我们自己,确保教材质量和特色。为此,必须采取以下措施:第一、高等教育的核心资源是一支优秀的教师队伍,必须重新明确主编和参加编写教师的标准和要求,实行主编招标和负责制,把好质量第一关;第二,教材要从一般工科本科应用型院校实际出发,强调实际、实用、实践,加强技能培养,突出工程实践,内容适度简练,跟踪科技前沿,合理反映时代要求,这就要求我们必须严格把好教材编写或修订计划的评审关,择优而用;第三、加强教材编写或修订的规范管理,确保参编、主编、主审以及交付出版社等各个环节的质量和要求,实行环节负责制和责任追究制;第四、确保出版质量;第五、建立教材评价制度,奖优罚劣。对经过实践使用,用户反映好的教材要进行修订再版,切实培育一批名师编写的精品教材。出版的精品教材必须和多媒体课件配套,并逐步建立在线学习网站。 三、坚持“立足江苏、面向全国、服务教学”的原则,努力扩大教材使用范围,不断提高社会效益 下一轮教材编写和修订工作,必须加快吸收有条件有积极性的外省市同类院校、民办本科院校、独立学院和有关企业参加,以集中更多的力量,建设好应用型本科教材。同时,要相应调整编审委员会的人员组成,特别要注意充实省内外的优秀的“双师型”教师和有关企业专家。 四、建立健全用户评价制度 要在使用这套教材的省市有关高校建立教材使用质量跟踪调查,并建立网站,以便快速、便捷、实时地听取各方面的意见,不断修改、充实和完善我们的教材编写和出版工作,实实在在地为教师和学生提供精品服务,实实在在地为培养高质量的应用型本科人才服务。同时也努力为造就一批工科应用型本科院校高素质高水平的教师提供优良服务。 本套教材的编审和出版一直得到机械工业出版社、江苏省教育厅和各主编、主审和参加编写高校的大力支持和配合,在此,一并表示衷心感谢。今后,我们应一如既往地更加紧密地合作,共同为工科应用型本科院校教材建设作出新的贡献,为培养高质量的应用型本科人才作出新的贡献,为建设有中国特色社会主义的应用型本科教育作出新的努力。 普通高等教育机械工程及自动化专业 机电类规划教材编审委员会 主任教授邱坤荣 第2版前言 本书自2003年7月由机械工业出版社出版发行以来,被许多高等院校采用,受到广大师生的欢迎,短短几年已连续印刷4次。随着科学技术的发展和国际技术交流的需要,近年来国家陆续颁布了一些新的国家标准,并在工程实践中贯彻执行。为跟上时代的发展,满足高等学校教学改革和工程实践的需要,是本书修订的主要原因。 本次修订时,在保持本书第1版兼顾机械类和近机械类专业的教学特点和要求,满足教学教材和参考资料的需要,集教学指导、参考图册、设计资料于一体,突出了工程实践等特色的基础上,作了如下工作: 1用最新颁布的国家标准、规范和设计资料替换了旧的国家标准、规范和设计资料。如对圆柱齿轮传动精度、键联接、联轴器及带传动等部分的标准进行了更新。 2对个别章节的内容进行了改写,有的进行了内容的补充或删减。如课程设计指导部分从原来的以减速器为主体的设计拓宽为一般机械设计;更详细地说明了课程设计各阶段的完成步骤;补充了装配底图检查的具体内容等。 3增加了结构设计方法和计算机辅助零部件设计等方面的内容。 4更正了第1版文字、图表中的一些疏漏和错误。 本书是在第1版的基础上修订而成的。参加本书第1版编写的有:山东建筑大学王旭、王秀叶(第一至五章、第十六至十八章及第二十章);中国石油大学周先军(第六至九章及第十九章);烟台大学张春萍、张磊(第十至十一章及第十五章);山东理工大学王积森、李伟华(第十二至十四章);第二十一章由全体编者共同完成。王旭、王积森担任主编。山东大学黄珊秋担任主审。 本书由王旭负责修改、统稿和定稿。 本书修订过程中,得到了机械工业出版社高文龙编辑的大力支持与帮助,并对本书修订提出了很多宝贵意见和建议。 值此第2版出版之际,谨对为本书编写做出贡献的编审人员表示衷心的感谢。 限于编者水平,书中难免有漏误和欠妥之处,恳请读者批评指正。来信请寄山东建筑大学机电学院(邮编250101),或发电子邮件至:sd—Wangxu@163.com。 编者 2007年8月第1版前言 本书是根据原国家教育委员会批准的高等工科院校“机械设计课程教学基本要求”和“机械设计基础课程教学基本要求”的精神,结合机械工程教学内容和教学体系的改革需要编写的,是山东省新世纪高等学校机械工程规划教材之一。 本书集教学指导、参考图册、设计资料于一体,既能满足教学教材和参考资料的需要,又兼顾机械类和近机械类专业的教学特点和要求,同时从培养学生创新能力出发,提供了多样化的设计选题,突出了工程实践。本书还新增了机械设计CAD,介绍了计算机二维设计和三维设计在机械设计中的应用。 本书第一篇为机械设计课程设计指导(第一~十章),包括绪论、设计题目选例、减速器概述、传动装置的总体设计、传动零件设计计算、减速器装配图底图的设计、装配图的设计、编写设计说明书及准备答辩、计算机绘图简介。第二篇为机械设计常用标准和规范(第十一~二十一章),包括一般标准和常用资料、常用材料、极限与配合及表面粗糙度、齿轮传动和蜗杆传动的精度、机械联接、机械传动、联轴器、滚动轴承、润滑与密封、电动机、课程设计参考图例。本书提供的机械设计常用的标准和规范,均为最新的国家和行业标准。 本书第一章至第五章、第十六章至第十八章及第二十章由王旭、王秀叶编写;第六章至第九章及第十九章由周先军编写;第十章至第十一章及第十五章由张春萍、张磊编写;第十二章至第十四章由王积森、李伟华编写;第二十一章由全体编者共同完成;王旭负责统稿。 全书由黄珊秋主审,并提出了许多宝贵意见,在此表示感谢。 由于编者水平有限,书中难免存在错误和缺陷,恳请广大读者批评指正。 编者 2003年1月
目录
第2版序
第2版前言
第1版前言
第一篇机械设计课程设计指导
第一章概论1
第二章设计题目选例4
第三章传动装置的总体设计10
第一节拟定传动方案10
第二节选择电动机14
第三节确定传动装置的总传动比并分配各级传动比16
第四节传动装置的运动和动力参数计算18
第四章传动零件的设计计算23
第一节闭式传动外传动零件的设计计算23
第二节闭式传动内传动零件的设计计算25
第五章机械结构设计27
第一节减速器的类型27
第二节减速器的典型结构30
第三节结构设计方法32
第六章装配图底图的设计与绘制34
第一节底图绘制前的准备工作34
第二节底图绘制第一阶段——传动零件的布置及轴系部件的设计35
第三节底图绘制第二阶段——零部件结构设计及润滑密封设计46
第四节装配图底图的检查62
第七章装配工作图的设计与绘制67
第一节完成装配图的全部视图67
第二节标注尺寸67
第三节编写技术特性68
第四节制定技术要求69
第五节填写标题栏和明细表70
第八章零件工作图的设计与绘制72
第一节零件工作图的要求72
第二节典型零件的工作图72
第九章编写设计计算说明书及准备答辩85
第一节设计计算说明书的内容85
第二节设计计算说明书的要求和注意事项85
第三节设计计算说明书的格式示例86
第四节答辩前的准备87
第十章计算机辅助课程设计简介88
第一节机械零部件的计算机辅助设计88
第二节计算机辅助绘图89
第二篇机械设计常用资料
第十一章一般标准和常用资料92
第一节常用资料92
第二节一般标准100
第十二章常用材料116
第一节黑色金属116
第二节有色金属127
第十三章极限与配合、表面粗糙度132
第一节极限与配合132
第二节形状和位置公差153
第三节表面粗糙度157
第十四章齿轮传动和蜗杆传动的精度161
第一节渐开线圆柱齿轮精度161
第二节锥齿轮和准双曲面齿轮精度177
第三节圆柱蜗杆、蜗轮精度190
第十五章机械联接205
第一节螺纹联接205
第二节键、销联接244
第十六章机械传动256
第一节普通V带传动256
第二节滚子链传动261
第三节齿轮及蜗杆传动269
第十七章联轴器275
第一节联轴器性能、轴孔形式与配合275
第二节常用联轴器的标准281
第十八章滚动轴承302
第一节滚动轴承代号新旧标准对照302
第二节常用滚动轴承的尺寸及性能参数303
第三节滚动轴承的配合323
第十九章润滑与密封326
第一节润滑剂326
第二节润滑装置328
第三节油标330
第四节密封与挡油板332
第五节轴承盖与套杯339
第六节通气器与检查孔盖341
第二十章电动机343
第一节常用电动机的特点、用途及安装形式343
第二节常用电动机的技术参数346
第二十一章课程设计参考图例360
参考文献375