機(jī)械零件設(shè)計(jì)中常見(jiàn)錯(cuò)誤

朱國(guó)龍++張瀾

摘 要：機(jī)械零件設(shè)計(jì)是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成的。裝配圖中體現(xiàn)了合理布置三視圖，正確使用繪圖工具及正確的投影關(guān)系。合理的零件結(jié)構(gòu)、合理的箱體結(jié)構(gòu)；合理的油標(biāo)安裝位置、合理的放油塞位置等。充分利用圖冊(cè)、手冊(cè)、指導(dǎo)書(shū)等為依據(jù)，繪制出結(jié)構(gòu)合理、規(guī)范的視圖。通過(guò)邊繪圖、邊計(jì)算、邊修改的設(shè)計(jì)方法，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、分析原因、及時(shí)改正。

關(guān)鍵詞：視圖 繪圖工具 投影 設(shè)計(jì) 草圖

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）01（c）-0061-0

機(jī)械零件設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖等先修課的能力。通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械零件設(shè)計(jì)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和方法。綜合訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算能力、查閱圖表能力、繪圖能力。運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，查閱手冊(cè)和圖冊(cè)的能力。在指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中有以下問(wèn)題。

1 合理布置三視圖

三視圖是指主視圖、俯視圖和側(cè)視圖。一張完整A0圖紙，除了三視圖，還要標(biāo)注必要的尺寸、形位公差、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和明細(xì)欄。合理布圖，視圖之間留有足夠空間來(lái)標(biāo)注尺寸，視圖與圖框之間也有相應(yīng)的距離。不合理布圖集中于整個(gè)圖面的左側(cè)或集中于下半部，視圖畫(huà)到邊框線以外，無(wú)法標(biāo)注。

2 正確使用繪圖工具

繪圖時(shí)多數(shù)同學(xué)使用自動(dòng)鉛筆或2B鉛筆，少數(shù)同學(xué)用HB鉛筆，還有的同學(xué)不會(huì)削鉛筆。正確的方法是選用中華繪圖鉛筆HB打底線，用2B鉛筆加深，削鉛筆時(shí)從標(biāo)鉛筆型號(hào)的另一端開(kāi)始，切記不要用卷筆刀。在繪圖時(shí)，學(xué)生用三角板繪制水平線和垂直線，這樣圖面的水平線和垂直線就達(dá)不到要求。另外還有的同學(xué)把丁字尺當(dāng)作直尺用，這樣畫(huà)出的圖也不美觀。常用的繪圖工具有丁字尺、三角板和圓規(guī)。丁字尺有尺頭和尺身構(gòu)成，尺身有刻線的一邊為工作邊，符合要求的丁字尺，尺頭的內(nèi)側(cè)與尺身工作邊必須垂直。丁字尺用于畫(huà)水平線。繪圖時(shí)，由尺身的內(nèi)側(cè)邊靠緊圖板左側(cè)導(dǎo)邊，上下移動(dòng)即可由丁字尺的工作邊畫(huà)出水平線。三角板可畫(huà)出直線，也可與丁字尺配合畫(huà)出垂直線和45°剖面線。

3 正確的投影關(guān)系

正確的投影關(guān)系，即：長(zhǎng)對(duì)正、高平齊、寬相等。由于二級(jí)減速器結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)比較大，多數(shù)同學(xué)都能做到長(zhǎng)度對(duì)正、高度平齊、忽視寬度相等。因?yàn)檫@個(gè)寬相等是俯視圖的寬度和側(cè)視圖的寬度相等。少數(shù)同學(xué)側(cè)視圖的寬度和俯視圖的寬度不等，這就需要修改圖紙或者重畫(huà)。還有錯(cuò)誤較多的軸承旁聯(lián)接螺栓鑄造凸臺(tái)的投影。又如M12螺栓投影主視圖正確，俯視圖投影畫(huà)成直徑8 mm、10 mm、12 mm、14 mm等。有的投影關(guān)系對(duì)上了，尺寸不對(duì)。還有的尺寸對(duì)上了，有的投影關(guān)系不是偏左就偏右了。正確的是M12螺栓投影主視圖正確，俯視圖投影畫(huà)成直徑12 mm圓，而且在同一投影線上。

4 穩(wěn)固的機(jī)座

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證機(jī)座有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體壁厚8 mm，為增加機(jī)座底凸緣剛度，取機(jī)座凸緣厚度20 mm。機(jī)座凸緣的寬度應(yīng)超過(guò)機(jī)座內(nèi)壁以增加機(jī)座的剛度。如果機(jī)座凸緣的寬度沒(méi)有達(dá)到或超過(guò)機(jī)座內(nèi)壁，則機(jī)座的剛度不足，受力較差，易變形。

5 帶油輪的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器時(shí)，考慮潤(rùn)滑條件，為使高速級(jí)大齒輪和低速級(jí)大齒輪直徑接近，取i1=1.4i2。當(dāng)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)模數(shù)m=1.5 mm，低速級(jí)m=3 mm時(shí)，會(huì)出現(xiàn)低速級(jí)大齒輪浸油深度超過(guò)1/3R時(shí)，高速級(jí)大齒輪才能得到浸油潤(rùn)滑，使得低速級(jí)大齒輪攪油損失功率過(guò)大。為解決這個(gè)問(wèn)題低速級(jí)大齒輪浸油深度10 mm，高速級(jí)大齒輪采用帶油輪潤(rùn)滑。帶油輪常用塑料制成，帶油輪的寬度是大齒輪寬度的1/2，帶油輪浸油深度為10 mm。帶油輪用帶有螺紋的銷(xiāo)軸固定在箱體內(nèi)壁，帶油輪與箱體之間有一個(gè)塑料套筒，保證帶油輪與大齒輪中間部位嚙合。

6 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在小齒輪一側(cè)，箱體輪廓圓弧半徑通常大于小齒輪中心到凸臺(tái)處的距離。

由于主視圖中齒輪投影只畫(huà)分度圓，在確定箱體內(nèi)壁時(shí)會(huì)忽視齒頂高，產(chǎn)生齒頂圓與箱體內(nèi)壁刮砰等現(xiàn)象。正確方法應(yīng)保證齒頂圓與箱體內(nèi)壁10 mm的距離。

7 油標(biāo)指示器選擇

油標(biāo)指示用來(lái)顯示油面的高度以保證油池中油量正常，一般設(shè)置在箱體上便于觀察油面的部位。多數(shù)同學(xué)選用油標(biāo)尺，油標(biāo)尺上有最高油面刻度和最低油面刻度，油面高度位于這兩個(gè)刻度之間視為油量正常。設(shè)計(jì)時(shí)，注意選擇在機(jī)體上放置的位置及傾斜角度。在不與機(jī)體凸緣相干涉，并保證順利加工及拆裝的情況下，油標(biāo)設(shè)置位置盡可能高一些，傾斜放置時(shí)與水平夾角不小于45°。當(dāng)減速器安裝位置過(guò)低或過(guò)高，不便于安裝油標(biāo)尺時(shí)，可采用圓形油標(biāo)。如果油標(biāo)指示器位置選擇錯(cuò)誤，加工時(shí)產(chǎn)生刮砰，易打刀；位置過(guò)低、溢油。如果油標(biāo)指示器位置選擇正確，則加工時(shí)不產(chǎn)生干涉，油面位置滿足潤(rùn)滑要求，拆裝油標(biāo)方便。

8 裝配草圖的檢查

裝配草圖的檢查中有如下問(wèn)題：（1）少數(shù)同學(xué)布圖不合理，主視圖和俯視圖畫(huà)到圖框以外。（2）少數(shù)同學(xué)粗實(shí)線細(xì)實(shí)線不分。（3）還有的同學(xué)畫(huà)出齒輪或軸承輪廓，剖面線就畫(huà)出來(lái)了。這些錯(cuò)誤，有些同學(xué)只有一項(xiàng)，也有些同學(xué)有若干項(xiàng)。正確方法是先畫(huà)出三個(gè)視圖中心線，可避免布圖不合理；先畫(huà)俯視圖草圖，用細(xì)實(shí)線畫(huà)出齒輪、軸、軸承、套筒、箱體及端蓋的輪廓，再向主視圖投影，最后向側(cè)視圖投影。當(dāng)裝配草圖檢查沒(méi)有錯(cuò)誤時(shí)，中心線和齒輪分度圓繪制點(diǎn)畫(huà)線，零件輪廓線繪制粗實(shí)線，剖面線和尺寸線繪制細(xì)實(shí)線，剖面線和尺寸線是在圖面加深以后最后繪制。

除了上述基本的錯(cuò)誤以外，還有以下結(jié)構(gòu)及工藝錯(cuò)誤。如：?jiǎn)⑸w螺釘、吊耳處箱體結(jié)構(gòu)、定位銷(xiāo)、油標(biāo)、放油塞、凸緣螺栓等。具體如下：（1）啟蓋螺釘工作螺紋長(zhǎng)度不足。（2）吊耳處，箱體內(nèi)表面為斜面。（3）定位銷(xiāo)過(guò)短。（4）油標(biāo)與水平面小于45°，開(kāi)口處潤(rùn)滑油外溢。（5）放油塞，開(kāi)設(shè)位置過(guò)高。（6）軸承旁螺栓和凸緣處螺栓，兩處都是鑄造的未加工表面，易受偏心載荷的作用。

針對(duì)上述錯(cuò)誤改正如下：（1）啟蓋螺釘工作螺紋的長(zhǎng)度應(yīng)大于機(jī)蓋凸緣的厚度。（2）吊耳處箱體結(jié)構(gòu)，機(jī)蓋內(nèi)表面螺紋處增設(shè)凸臺(tái)，防止偏鉆打刀。（3）定位銷(xiāo)的長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋和箱座聯(lián)接凸緣的總厚度，以便于拆裝。（4）油標(biāo)與水平面不小于45°，以便于加工和裝配時(shí)油標(biāo)不與凸緣干涉。（5）為了將污油排放干凈，應(yīng)在油池的最低位置設(shè)置放油孔。（6）凸緣處在安裝螺栓頭及墊圈處，锪出沉頭座保證支承面與螺栓軸線垂直（軸承旁螺栓和凸緣處螺栓錯(cuò)誤相同）。

9 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握了機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，學(xué)會(huì)了查閱手冊(cè)、圖冊(cè)，使學(xué)生學(xué)會(huì)了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。同時(shí)深刻體會(huì)邊設(shè)計(jì)、邊計(jì)算、邊畫(huà)圖、邊修改的原則，使設(shè)計(jì)圖紙成為生產(chǎn)用圖紙，為工程實(shí)際服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：高等教育出版社，2006.

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