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机械零件设计中常见错误

2017-04-13朱国龙张澜

科技创新导报 2017年3期
关键词:草图视图投影

朱国龙++张澜

摘 要:机械零件设计是在教师的指导下由学生独立完成的。装配图中体现了合理布置三视图,正确使用绘图工具及正确的投影关系。合理的零件结构、合理的箱体结构;合理的油标安装位置、合理的放油塞位置等。充分利用图册、手册、指导书等为依据,绘制出结构合理、规范的视图。通过边绘图、边计算、边修改的设计方法,发现错误、分析原因、及时改正。

关键词:视图 绘图工具 投影 设计 草图

中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)01(c)-0061-0

机械零件设计是机械设计课程的一个重要的实践环节,是培养学生综合运用机械设计、机械制图等先修课的能力。通过机械传动、机械零件设计,掌握机械设计的一般规律和方法。综合训练学生设计计算能力、查阅图表能力、绘图能力。运用标准、规范,查阅手册和图册的能力。在指导学生课程设计的过程中有以下问题。

1 合理布置三视图

三视图是指主视图、俯视图和侧视图。一张完整A0图纸,除了三视图,还要标注必要的尺寸、形位公差、技术要求、标题栏和明细栏。合理布图,视图之间留有足够空间来标注尺寸,视图与图框之间也有相应的距离。不合理布图集中于整个图面的左侧或集中于下半部,视图画到边框线以外,无法标注。

2 正确使用绘图工具

绘图時多数同学使用自动铅笔或2B铅笔,少数同学用HB铅笔,还有的同学不会削铅笔。正确的方法是选用中华绘图铅笔HB打底线,用2B铅笔加深,削铅笔时从标铅笔型号的另一端开始,切记不要用卷笔刀。在绘图时,学生用三角板绘制水平线和垂直线,这样图面的水平线和垂直线就达不到要求。另外还有的同学把丁字尺当作直尺用,这样画出的图也不美观。常用的绘图工具有丁字尺、三角板和圆规。丁字尺有尺头和尺身构成,尺身有刻线的一边为工作边,符合要求的丁字尺,尺头的内侧与尺身工作边必须垂直。丁字尺用于画水平线。绘图时,由尺身的内侧边靠紧图板左侧导边,上下移动即可由丁字尺的工作边画出水平线。三角板可画出直线,也可与丁字尺配合画出垂直线和45°剖面线。

3 正确的投影关系

正确的投影关系,即:长对正、高平齐、宽相等。由于二级减速器结构尺寸相对比较大,多数同学都能做到长度对正、高度平齐、忽视宽度相等。因为这个宽相等是俯视图的宽度和侧视图的宽度相等。少数同学侧视图的宽度和俯视图的宽度不等,这就需要修改图纸或者重画。还有错误较多的轴承旁联接螺栓铸造凸台的投影。又如M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径8 mm、10 mm、12 mm、14 mm等。有的投影关系对上了,尺寸不对。还有的尺寸对上了,有的投影关系不是偏左就偏右了。正确的是M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径12 mm圆,而且在同一投影线上。

4 稳固的机座

设计时应保证机座有足够的强度和刚度。箱体壁厚8 mm,为增加机座底凸缘刚度,取机座凸缘厚度20 mm。机座凸缘的宽度应超过机座内壁以增加机座的刚度。如果机座凸缘的宽度没有达到或超过机座内壁,则机座的刚度不足,受力较差,易变形。

5 带油轮的设计

在设计二级圆柱齿轮减速器时,考虑润滑条件,为使高速级大齿轮和低速级大齿轮直径接近,取i1=1.4i2。当高速级齿轮传动模数m=1.5 mm,低速级m=3 mm时,会出现低速级大齿轮浸油深度超过1/3R时,高速级大齿轮才能得到浸油润滑,使得低速级大齿轮搅油损失功率过大。为解决这个问题低速级大齿轮浸油深度10 mm,高速级大齿轮采用带油轮润滑。带油轮常用塑料制成,带油轮的宽度是大齿轮宽度的1/2,带油轮浸油深度为10 mm。带油轮用带有螺纹的销轴固定在箱体内壁,带油轮与箱体之间有一个塑料套筒,保证带油轮与大齿轮中间部位啮合。

6 箱体结构设计

在小齿轮一侧,箱体轮廓圆弧半径通常大于小齿轮中心到凸台处的距离。

由于主视图中齿轮投影只画分度圆,在确定箱体内壁时会忽视齿顶高,产生齿顶圆与箱体内壁刮砰等现象。正确方法应保证齿顶圆与箱体内壁10 mm的距离。

7 油标指示器选择

油标指示用来显示油面的高度以保证油池中油量正常,一般设置在箱体上便于观察油面的部位。多数同学选用油标尺,油标尺上有最高油面刻度和最低油面刻度,油面高度位于这两个刻度之间视为油量正常。设计时,注意选择在机体上放置的位置及倾斜角度。在不与机体凸缘相干涉,并保证顺利加工及拆装的情况下,油标设置位置尽可能高一些,倾斜放置时与水平夹角不小于45°。当减速器安装位置过低或过高,不便于安装油标尺时,可采用圆形油标。如果油标指示器位置选择错误,加工时产生刮砰,易打刀;位置过低、溢油。如果油标指示器位置选择正确,则加工时不产生干涉,油面位置满足润滑要求,拆装油标方便。

8 装配草图的检查

装配草图的检查中有如下问题:(1)少数同学布图不合理,主视图和俯视图画到图框以外。(2)少数同学粗实线细实线不分。(3)还有的同学画出齿轮或轴承轮廓,剖面线就画出来了。这些错误,有些同学只有一项,也有些同学有若干项。正确方法是先画出三个视图中心线,可避免布图不合理;先画俯视图草图,用细实线画出齿轮、轴、轴承、套筒、箱体及端盖的轮廓,再向主视图投影,最后向侧视图投影。当装配草图检查没有错误时,中心线和齿轮分度圆绘制点画线,零件轮廓线绘制粗实线,剖面线和尺寸线绘制细实线,剖面线和尺寸线是在图面加深以后最后绘制。

除了上述基本的错误以外,还有以下结构及工艺错误。如:启盖螺钉、吊耳处箱体结构、定位销、油标、放油塞、凸缘螺栓等。具体如下:(1)启盖螺钉工作螺纹长度不足。(2)吊耳处,箱体内表面为斜面。(3)定位销过短。(4)油标与水平面小于45°,开口处润滑油外溢。(5)放油塞,开设位置过高。(6)轴承旁螺栓和凸缘处螺栓,两处都是铸造的未加工表面,易受偏心载荷的作用。

针对上述错误改正如下:(1)启盖螺钉工作螺纹的长度应大于机盖凸缘的厚度。(2)吊耳处箱体结构,机盖内表面螺纹处增设凸台,防止偏钻打刀。(3)定位销的长度应大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度,以便于拆装。(4)油标与水平面不小于45°,以便于加工和装配时油标不与凸缘干涉。(5)为了将污油排放干净,应在油池的最低位置设置放油孔。(6)凸缘处在安装螺栓头及垫圈处,锪出沉头座保证支承面与螺栓轴线垂直(轴承旁螺栓和凸缘处螺栓错误相同)。

9 结语

通过机械零件课程设计的训练,使学生掌握了机械零件设计的一般方法和步骤,学会了查阅手册、图册,使学生学会了综合运用所学知识。同时深刻体会边设计、边计算、边画图、边修改的原则,使设计图纸成为生产用图纸,为工程实际服务。

参考文献

[1] 宋宝玉.机械设计课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2] 龚溎义.机械设计课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社,1990.

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