機械零件設計中常見錯誤

朱國龍++張瀾

摘 要：機械零件設計是在教師的指導下由學生獨立完成的。裝配圖中體現了合理布置三視圖，正確使用繪圖工具及正確的投影關系。合理的零件結構、合理的箱體結構；合理的油標安裝位置、合理的放油塞位置等。充分利用圖冊、手冊、指導書等為依據，繪制出結構合理、規范的視圖。通過邊繪圖、邊計算、邊修改的設計方法，發現錯誤、分析原因、及時改正。

關鍵詞：視圖 繪圖工具 投影 設計 草圖

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0061-0

機械零件設計是機械設計課程的一個重要的實踐環節，是培養學生綜合運用機械設計、機械制圖等先修課的能力。通過機械傳動、機械零件設計，掌握機械設計的一般規律和方法。綜合訓練學生設計計算能力、查閱圖表能力、繪圖能力。運用標準、規范，查閱手冊和圖冊的能力。在指導學生課程設計的過程中有以下問題。

1 合理布置三視圖

三視圖是指主視圖、俯視圖和側視圖。一張完整A0圖紙，除了三視圖，還要標注必要的尺寸、形位公差、技術要求、標題欄和明細欄。合理布圖，視圖之間留有足夠空間來標注尺寸，視圖與圖框之間也有相應的距離。不合理布圖集中于整個圖面的左側或集中于下半部，視圖畫到邊框線以外，無法標注。

2 正確使用繪圖工具

繪圖時多數同學使用自動鉛筆或2B鉛筆，少數同學用HB鉛筆，還有的同學不會削鉛筆。正確的方法是選用中華繪圖鉛筆HB打底線，用2B鉛筆加深，削鉛筆時從標鉛筆型號的另一端開始，切記不要用卷筆刀。在繪圖時，學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不到要求。另外還有的同學把丁字尺當作直尺用，這樣畫出的圖也不美觀。常用的繪圖工具有丁字尺、三角板和圓規。丁字尺有尺頭和尺身構成，尺身有刻線的一邊為工作邊，符合要求的丁字尺，尺頭的內側與尺身工作邊必須垂直。丁字尺用于畫水平線。繪圖時，由尺身的內側邊靠緊圖板左側導邊，上下移動即可由丁字尺的工作邊畫出水平線。三角板可畫出直線，也可與丁字尺配合畫出垂直線和45°剖面線。

3 正確的投影關系

正確的投影關系，即：長對正、高平齊、寬相等。由于二級減速器結構尺寸相對比較大，多數同學都能做到長度對正、高度平齊、忽視寬度相等。因為這個寬相等是俯視圖的寬度和側視圖的寬度相等。少數同學側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。還有錯誤較多的軸承旁聯接螺栓鑄造凸臺的投影。又如M12螺栓投影主視圖正確，俯視圖投影畫成直徑8 mm、10 mm、12 mm、14 mm等。有的投影關系對上了，尺寸不對。還有的尺寸對上了，有的投影關系不是偏左就偏右了。正確的是M12螺栓投影主視圖正確，俯視圖投影畫成直徑12 mm圓，而且在同一投影線上。

4 穩固的機座

設計時應保證機座有足夠的強度和剛度。箱體壁厚8 mm，為增加機座底凸緣剛度，取機座凸緣厚度20 mm。機座凸緣的寬度應超過機座內壁以增加機座的剛度。如果機座凸緣的寬度沒有達到或超過機座內壁，則機座的剛度不足，受力較差，易變形。

5 帶油輪的設計

在設計二級圓柱齒輪減速器時，考慮潤滑條件，為使高速級大齒輪和低速級大齒輪直徑接近，取i1=1.4i2。當高速級齒輪傳動模數m=1.5 mm，低速級m=3 mm時，會出現低速級大齒輪浸油深度超過1/3R時，高速級大齒輪才能得到浸油潤滑，使得低速級大齒輪攪油損失功率過大。為解決這個問題低速級大齒輪浸油深度10 mm，高速級大齒輪采用帶油輪潤滑。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軸固定在箱體內壁，帶油輪與箱體之間有一個塑料套筒，保證帶油輪與大齒輪中間部位嚙合。

6 箱體結構設計

在小齒輪一側，箱體輪廓圓弧半徑通常大于小齒輪中心到凸臺處的距離。

由于主視圖中齒輪投影只畫分度圓，在確定箱體內壁時會忽視齒頂高，產生齒頂圓與箱體內壁刮砰等現象。正確方法應保證齒頂圓與箱體內壁10 mm的距離。

7 油標指示器選擇

油標指示用來顯示油面的高度以保證油池中油量正常，一般設置在箱體上便于觀察油面的部位。多數同學選用油標尺，油標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刻度之間視為油量正常。設計時，注意選擇在機體上放置的位置及傾斜角度。在不與機體凸緣相干涉，并保證順利加工及拆裝的情況下，油標設置位置盡可能高一些，傾斜放置時與水平夾角不小于45°。當減速器安裝位置過低或過高，不便于安裝油標尺時，可采用圓形油標。如果油標指示器位置選擇錯誤，加工時產生刮砰，易打刀；位置過低、溢油。如果油標指示器位置選擇正確，則加工時不產生干涉，油面位置滿足潤滑要求，拆裝油標方便。

8 裝配草圖的檢查

裝配草圖的檢查中有如下問題：（1）少數同學布圖不合理，主視圖和俯視圖畫到圖框以外。（2）少數同學粗實線細實線不分。（3）還有的同學畫出齒輪或軸承輪廓，剖面線就畫出來了。這些錯誤，有些同學只有一項，也有些同學有若干項。正確方法是先畫出三個視圖中心線，可避免布圖不合理；先畫俯視圖草圖，用細實線畫出齒輪、軸、軸承、套筒、箱體及端蓋的輪廓，再向主視圖投影，最后向側視圖投影。當裝配草圖檢查沒有錯誤時，中心線和齒輪分度圓繪制點畫線，零件輪廓線繪制粗實線，剖面線和尺寸線繪制細實線，剖面線和尺寸線是在圖面加深以后最后繪制。

除了上述基本的錯誤以外，還有以下結構及工藝錯誤。如：啟蓋螺釘、吊耳處箱體結構、定位銷、油標、放油塞、凸緣螺栓等。具體如下：（1）啟蓋螺釘工作螺紋長度不足。（2）吊耳處，箱體內表面為斜面。（3）定位銷過短。（4）油標與水平面小于45°，開口處潤滑油外溢。（5）放油塞，開設位置過高。（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。

針對上述錯誤改正如下：（1）啟蓋螺釘工作螺紋的長度應大于機蓋凸緣的厚度。（2）吊耳處箱體結構，機蓋內表面螺紋處增設凸臺，防止偏鉆打刀。（3）定位銷的長度應大于箱蓋和箱座聯接凸緣的總厚度，以便于拆裝。（4）油標與水平面不小于45°，以便于加工和裝配時油標不與凸緣干涉。（5）為了將污油排放干凈，應在油池的最低位置設置放油孔。（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誤相同）。

9 結語

通過機械零件課程設計的訓練，使學生掌握了機械零件設計的一般方法和步驟，學會了查閱手冊、圖冊，使學生學會了綜合運用所學知識。同時深刻體會邊設計、邊計算、邊畫圖、邊修改的原則，使設計圖紙成為生產用圖紙，為工程實際服務。

參考文獻

[1] 宋寶玉.機械設計課程設計指導書[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 龔溎義.機械設計課程設計指導書[M].北京：高等教育出版社，1990.