《机械设计课程设计》的题目通常为一般用途的机械传动装置设计。设计的主体即为圆柱齿轮减速器。因为减速器包括了《机械设计》课程的大部分零部件，具有典型的代表性。

笔者结合多年的教学经验，总结出了学生在进行《机械设计课程设计》过程中常见的一些问题，针对相关问题提出了一些改进措施和方法，为提高《机械设计课程设计》教学质量给出了一些针对性建议与分析。

1 方案设计环节

传动方案的拟定是设计传动装置的第一步，其合理性决定着整个设计过程的成败。在拟定传动方案时，应遵循以下原则[1]。

1.1 带传动应放在传动装置的高速级上

带传动传动平稳、噪音低、能缓冲吸振，故此，设计时应充分利用带的弹性滑动以及过载打滑等特点，将带传动安置在传动装置的高速级。

图1 某牛头刨床传动方案

1.2 链传动应放在传动装置的低速级上

链传动受其结构限制，具有“多边形效应 ”。因此，会引发附加动载荷和速度波动。故应将链传动安置在传动装置的低速级。

1.3 开式齿轮传动应放在传动装置的低速级上

开式齿轮没有保护装置以及良好的润滑系统，故摩擦磨损是其主要失效形式。为了提高开式齿轮的寿命，设计时应增大模数，增大分度圆直径，减少齿数。故应将开式齿轮传动安置在传动装置的低速级。

1.4 锥齿轮传动应放在传动装置的高速级上

高速级上齿轮所受转矩小，转速高，故设计出来的锥齿轮尺寸小，以便于锥齿轮的加工。因此，应将锥齿轮传动安置在传动装置的高速级。

1.5 斜齿轮传动应放在传动装置的高速级上

在二级展开式减速器中，既有斜齿轮，又有直齿轮时，一般应把斜齿轮传动安置在减速器的高速级上。因为斜齿轮传动的平稳性优于同等参数的直齿轮。

1.6 蜗杆传动应放在传动装置的高速级上

对于蜗轮蜗杆传动，一般应把蜗杆传动放在减速器的高速级上，以此获得较小的设计尺寸。

另外，特别强调一点，高速级的小齿轮一定要远离转矩输入端，避免造成轴向载荷分布系数过大。

2 数据计算

传动方案确定之后，应进行相应的电动机型号的选择、传动比的分配以及传动参数的计算。在此过程中学生容易犯错的地方具体如下[2]。

2.1 电动机转速选择不合理

一般，学生应优先选用同步转速为1 500 r/min和1 000 r/min的电动机，尽可能避免选3 000 r/min和750 r/min的电动机。

2.2 传动比分配不合理

带传动和链传动的传动比应在2～4之间；开式齿轮传动的传动比应在4～6之间；闭式齿轮传动的传动比应在3～5之间；锥齿轮传动的传动比应在2～3之间；蜗杆传动的传动比应在7～40之间。

如传动比不满足如上要求，就要重新选择电动机的型号以及同步转速。二级展开式圆柱齿轮减速器，传动比可按下式分配：对于同轴式圆柱齿轮减速器，传动比可按下式分配：对于圆锥—圆柱齿轮减速器，传动比可按下式分配：

2.3 不会选择参数计算

在确定各轴的输入转矩时，学生通常会存有疑问究竟是带入电动机的额定功率Pm，还是带入电动机所需功率Pd。实际上带入这两个参数任一均可，只不过带入Pm后，计算的结果会保守一些，推荐学生带入Pd。

3 草图绘制

草图绘制阶段是一个“边计算、边画图、边修改”的过程，称为“三边”设计准则[3]。为了避免学生在设计过程中出现抄袭、雷同现象，一般会规定减速器中心距末位得是“偶数”。在设计轴径时，应遵循如下原则：最小轴径处按最小轴径公式计算并圆整；有标准件的地方应满足标准件的轴径要求；满足轴上零件的轴向定位；方便轴上零件安装与拆卸。有了约束条件，那么在草图的绘制过程中，就有可能会反复计算和修改某一参数以达到设计要求。这就充分体现了“边计算、边画图、边修改”的“三边”设计准则。

3.1 减速器中心距末位是“偶数”

对于直齿圆柱齿轮中心距末位“择偶”后，应对直齿圆柱齿轮进行变位；对于斜齿圆柱齿轮中心距末位“择偶”后，应对斜齿圆柱齿轮的螺旋角β加以重新计算。

在历年的课设答辩的过程中，笔者发现很多同学凑中心距后，根本不对齿轮原始参数重新计算，从而造成整个设计失败。