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1、論如何提高?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?教學(xué)質(zhì)量
摘要：?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?是一門針對(duì)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行的設(shè)計(jì)實(shí)踐課。該課程覆蓋了?機(jī)械設(shè)計(jì)?課程中所講解的大局部零件的設(shè)計(jì)、計(jì)算以及校核，設(shè)計(jì)任務(wù)繁重。因此，為學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)下能夠很好地完成課程設(shè)計(jì)帶來了較大的難度。該文結(jié)合?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，從方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)計(jì)算、草圖繪制、裝配圖繪制等方面探討了如何提高?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?教學(xué)質(zhì)量的方法，對(duì)今后的課程設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)“三邊〞設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么減速器
中圖分類號(hào)：G64文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791〔2021〕02〔b〕-
2、0239-03
OnHowtoImprovetheTeachingQualityofMachineryDesignCourseDesign
WANGYanjing
〔CollegeofMechanicalEngineering，ShenyangLigongUniversity，ShenyangLiaoningProvince，110026China〕
Abstract：MachineryDesignCourseDesignisadesignpracticecourseformechanicalstudents.Thiscoursecoversthedesign，calculationa
3、ndcheckofmostpartsexplainedinthecourseofmechanicaldesign，andthedesigntaskisheavy.Therefore，itbringsgreatdifficultyforstudentstocompletethecoursedesignwellinlimitedclasshours.CombinedwiththeproblemsexistingintheteachingofMachineryDesignCourseDesign，thispaperdiscusseshowtoimprovetheteachingqualityofMa
4、chineryDesignCourseDesignfromtheaspectsofschemedesign，datacalculationandsketchdrawingandassemblydrawing，whichhascertainguidingsignificanceforthefuturecoursedesign.
KeyWords：MachineryDesignCourseDesign;Mechanicaldesign;"Three-sided"designcriteria;Retarder
?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?的題目通常為一般用途的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主體即為圓柱齒輪減速
5、器。因?yàn)闇p速器包括了?機(jī)械設(shè)計(jì)?課程的大局部零部件，具有典型的代表性。
筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了學(xué)生在進(jìn)行?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?過程中常見的一些問題，針對(duì)相關(guān)問題提出了一些改良措施和方法，為提高?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?教學(xué)質(zhì)量給出了一些針對(duì)性建議與分析。
1方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
傳動(dòng)方案的擬定是設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的第一步，其合理性決定著整個(gè)設(shè)計(jì)過程的成敗。在擬定傳動(dòng)方案時(shí)，應(yīng)遵循以下原那么【1】。
帶傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低、能緩沖吸振，故此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分利用帶的彈性滑動(dòng)以及過載打滑等特點(diǎn)，將帶傳動(dòng)安置在傳動(dòng)裝置的高速級(jí)。
鏈傳動(dòng)受其結(jié)構(gòu)限制，具有“多邊形效應(yīng)〞。因此，會(huì)引發(fā)附加動(dòng)載荷和速度
6、波動(dòng)。故應(yīng)將鏈傳動(dòng)安置在傳動(dòng)裝置的低速級(jí)。
開式齒輪沒有保護(hù)裝置以及良好的潤(rùn)滑系統(tǒng)，故摩擦磨損是其主要失效形式。為了提高開式齒輪的壽命，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)增大模數(shù)，增大分度圓直徑，減少齒數(shù)。故應(yīng)將開式齒輪傳動(dòng)安置在傳動(dòng)裝置的低速級(jí)。
高速級(jí)上齒輪所受轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)速高，故設(shè)計(jì)出來的錐齒輪尺寸小，以便于錐齒輪的加工。因此，應(yīng)將錐齒輪傳動(dòng)安置在傳動(dòng)裝置的高速級(jí)。
在二級(jí)展開式減速器中，既有斜齒輪，又有直齒輪時(shí)，一般應(yīng)把斜齒輪傳動(dòng)安置在減速器的高速級(jí)上。因?yàn)樾饼X輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性優(yōu)于同等參數(shù)的直齒輪。
對(duì)于蝸輪蝸桿傳動(dòng)，一般應(yīng)把蝸桿傳動(dòng)放在減速器的高速級(jí)上，以此獲得較小的設(shè)計(jì)尺寸。
另外，特
7、別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，高速級(jí)的小齒輪一定要遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，防止造成軸向載荷分布系數(shù)過大。
2數(shù)據(jù)計(jì)算
傳動(dòng)方案確定之后，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇、傳動(dòng)比的分配以及傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算。在此過程中學(xué)生容易犯錯(cuò)的地方具體如下【2】。
一般，學(xué)生應(yīng)優(yōu)先選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動(dòng)機(jī)，盡可能防止選3000r/min和750r/min的電動(dòng)機(jī)。
帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在2～4之間;開式齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在4～6之間;閉式齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在3～5之間;錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在2～3之間;蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在7～40之間。
如傳動(dòng)比不滿足如上要求，就要重新選擇電動(dòng)機(jī)的型
8、號(hào)以及同步轉(zhuǎn)速。二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配：;對(duì)于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配：;對(duì)于圓錐—圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配：。
在確定各軸的輸入轉(zhuǎn)矩時(shí)，學(xué)生通常會(huì)存有疑問究竟是帶入電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm，還是帶入電動(dòng)機(jī)所需功率Pd。實(shí)際上帶入這兩個(gè)參數(shù)任一均可，只不過帶入Pm后，計(jì)算的結(jié)果會(huì)保守一些，推薦學(xué)生帶入Pd。
3草圖繪制
草圖繪制階段是一個(gè)“邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改〞的過程，稱為“三邊〞設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么【3】。為了防止學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)抄襲、雷同現(xiàn)象，一般會(huì)規(guī)定減速器中心距末位得是“偶數(shù)〞。在設(shè)計(jì)軸徑時(shí)，應(yīng)遵循如下原那么：最小軸徑處按最小軸徑公式計(jì)
9、算并圓整;有標(biāo)準(zhǔn)件的地方應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑要求;滿足軸上零件的軸向定位;方便軸上零件安裝與拆卸。有了約束條件，那么在草圖的繪制過程中，就有可能會(huì)反復(fù)計(jì)算和修改某一參數(shù)以到達(dá)設(shè)計(jì)要求。這就充分表達(dá)了“邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改〞的“三邊〞設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。
3.1減速器中心距末位是“偶數(shù)〞
對(duì)于直齒圓柱齒輪中心距末位“擇偶〞后，應(yīng)對(duì)直齒圓柱齒輪進(jìn)行變位;對(duì)于斜齒圓柱齒輪中心距末位“擇偶〞后，應(yīng)對(duì)斜齒圓柱齒輪的螺旋角β加以重新計(jì)算。
在歷年的課設(shè)辯論的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)湊中心距后，根本不對(duì)齒輪原始參數(shù)重新計(jì)算，從而造成整個(gè)設(shè)計(jì)失敗。
另外，為了防止高速級(jí)齒輪潤(rùn)滑不良，高速級(jí)與低速級(jí)兩對(duì)齒輪的中
10、心距不應(yīng)相差過大。同時(shí)高速級(jí)與低速級(jí)兩對(duì)齒輪的中心距也不能相差太小，比方高速級(jí)中心距150mm，低速級(jí)中心距160mm，這會(huì)造成高速級(jí)的大齒輪與低速軸發(fā)生干預(yù)。一般這種問題，學(xué)生通常會(huì)在繪制草圖的時(shí)候方能發(fā)現(xiàn)。
最后強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，高速級(jí)中心距不能小于100mm。
此時(shí)高速級(jí)最小軸徑確實(shí)定方法為【2】：
式中：A0為材料常數(shù);
P1為高速軸的功率，kw。
n1為高速軸的轉(zhuǎn)速，r/，min。
此時(shí)高速級(jí)最小軸徑確實(shí)定方法為【4】：先按最小軸徑公式〔1〕確定最小軸徑，之后選擇適宜的聯(lián)軸器，結(jié)合聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)孔徑，最終確定出高速軸的最小軸徑。特別強(qiáng)調(diào)，在選擇聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的軸伸
11、連接尺寸“D〞。
高速軸其他段軸徑確實(shí)定方法應(yīng)本著如下原那么：有標(biāo)準(zhǔn)件的地方應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑要求;滿足軸上零件的軸向定位;方便軸上零件安裝與拆卸。
如圖2所示，在φ30處，此處軸肩為定位軸肩【5】，軸肩高度;又由于此處有標(biāo)準(zhǔn)件氈圈，氈圈要求安裝軸徑得是“5〞的倍數(shù)。兩條約束加持之下，最終計(jì)算出高速軸第二段軸徑d=30mm。
如圖2所示，在φ35處，此處軸肩為過渡軸肩【6】，軸肩高度;又由于此處有標(biāo)準(zhǔn)件滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承要求安裝軸徑得是“5〞的倍數(shù);另外是為了減小軸的精加工外表，以及方便滾動(dòng)軸承拆裝。三條約束加持之下，最終計(jì)算出高速軸第三段軸徑d=35mm。
4裝配圖繪制
在繪制
12、裝配圖的主視圖時(shí)，學(xué)生們?nèi)菀追稿e(cuò)誤的地方就是“H〞值確實(shí)定?！癏〞值確實(shí)定方法如下式：。低速級(jí)大齒輪，hs約為1個(gè)齒高～〔1/6～1/3〕個(gè)齒輪半徑;高速級(jí)大齒輪，hf約為0.7個(gè)齒高，但不小于10mm。具體情況如圖3所示。
“H〞值確實(shí)定，一方面充分考慮了二級(jí)展開式圓柱齒輪潤(rùn)滑優(yōu)良，另一方面又保證減速器結(jié)構(gòu)盡可能緊湊。
5結(jié)語(yǔ)
?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?包括傳動(dòng)裝置方案設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)選擇、齒輪設(shè)計(jì)、軸系的設(shè)計(jì)、聯(lián)軸器的選擇、軸承的選擇等。涉及零件之廣，計(jì)算工作量之多，繪制圖紙量之大都有目共睹。對(duì)于大三的機(jī)械專業(yè)本科生而言，難度不言而喻。在設(shè)計(jì)的過程中難免會(huì)有這樣那樣的困難與錯(cuò)誤。因此指
13、導(dǎo)教師應(yīng)更加盡職盡責(zé)，悉心指導(dǎo)。指導(dǎo)時(shí)，應(yīng)簡(jiǎn)明扼要，重點(diǎn)突出，防止學(xué)生走彎路，或者少走彎路。
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論如何提高《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)質(zhì)量
