編輯點(diǎn)評:一同軸式二級圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)則是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),下邊為大家準(zhǔn)備了機(jī)械課程設(shè)計(jì)減速器文檔,這里包含了一整套的設(shè)計(jì)方案供大家參考,都是免費(fèi)可編輯的哦,需要的就快來下載吧
為什么機(jī)械專業(yè)課程設(shè)計(jì)都畫減速器
總結(jié)上來就一句話吧:因?yàn)闇p速器這個(gè)東西,既滿足了課程設(shè)計(jì)專業(yè)知識的訓(xùn)練需要,難度適中,又可以很方便的拿出實(shí)物樣機(jī)給學(xué)生觀摩、拆解、學(xué)習(xí),合理而不為呢?
首先,只是給剛剛步入機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的本科生做設(shè)計(jì)訓(xùn)練的題目,自然不需要太難,畢竟讓大二大三的學(xué)生一上來課程設(shè)計(jì)就設(shè)計(jì)啥復(fù)雜裝備是不可能的。另外,減速器的設(shè)計(jì)難度可以根據(jù)不同層次高校的教學(xué)需要,
自主設(shè)計(jì)不同的難度呀,畢竟他種類繁多。你可以做一級、二級甚至三級,你可以做圓柱的、圓錐的、弧面的,各種花里胡哨的搭配多得很,所以既可以自由控制難度,也可以很方便的防止學(xué)生進(jìn)行抄襲,哈哈哈。
其次,所說這個(gè)東西難度適中,但是也并不是很簡單的。除了制造工藝的細(xì)節(jié),涵蓋了本科所有的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常識與知識。從一開始的減速器需求分析、傳動選型、傳動比計(jì)算、齒輪計(jì)算等等,到合理的規(guī)劃整體空間布局設(shè)計(jì),
到軸、軸承的選配校核等各個(gè)部分細(xì)節(jié),到裝配圖、零件圖表達(dá)的設(shè)計(jì),環(huán)環(huán)相扣,相輔相成?梢宰寣W(xué)生很大程度體驗(yàn)到設(shè)計(jì)機(jī)械裝備的正向流程。能夠讓學(xué)生體會到“設(shè)計(jì)”二字的不容易,不只是像書本上刻板的知識那樣簡單,而是要將各部分知識融會貫通、靈活運(yùn)用。
最后,想不到更好的。減速器可以很容易的找到實(shí)物樣機(jī)給學(xué)生們進(jìn)行拆解,在實(shí)踐中學(xué)習(xí),能夠更快的體會到其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之要點(diǎn)。
最最后,不設(shè)計(jì)這個(gè)設(shè)計(jì)啥呢?
就設(shè)計(jì)個(gè)普通的結(jié)構(gòu)件?那不行,沒有運(yùn)動傳遞,無法運(yùn)用到機(jī)械傳動的知識。
就設(shè)計(jì)個(gè)發(fā)動機(jī)?那也不行,太難了,那不只是需要用到機(jī)械知識,還需要內(nèi)燃機(jī)知識,本科生做不到。
那設(shè)計(jì)個(gè)機(jī)械手?那更不行,這里面涉及到太多的機(jī)電一體化和電氣控制的知識了,知識儲備不夠,太難了,大二大三的也做不到。
綜上,為了讓各層次高校的各個(gè)層次學(xué)生都能夠從中順利學(xué)習(xí)到相應(yīng)的知識,熟練的運(yùn)用到機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性等知識,減速器最合適了,沒有之一。
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減速機(jī)在自動生產(chǎn)線中的作用
1) 降低驅(qū)動系統(tǒng)中的最終轉(zhuǎn)速,換句話說就是提高伺服電機(jī)在使用過程中的轉(zhuǎn)速,讓電機(jī)的日常使用盡量接近其額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,這樣不僅可以讓伺服電機(jī)比較恒定的輸出扭矩,
提供更高的定位精度,也可以最大限度的保證電機(jī)的使用效率和使用壽命,我們來舉個(gè)例子,如果你的機(jī)械手用伺服電機(jī)加齒輪齒條的傳動方式,齒輪的直徑我們選擇D=72mm,在伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000r/min的時(shí)候,
那么機(jī)械手的運(yùn)行速度S=2∏r*3000/1000=678m/min,這個(gè)速度太快了,我們根本就用不了這么快的速度,例如我們通常只能用到100 m/min的速度,那就意味著伺服電機(jī)必須一直恒定在440r/min的轉(zhuǎn)速,
而這個(gè)轉(zhuǎn)速的輸出特性對于電機(jī)來說是不好的,離額定轉(zhuǎn)速太遠(yuǎn)了,那怎么辦呢?我們減速,選擇一個(gè)1:7的減速機(jī),那100m/min的運(yùn)行速度要求的時(shí)候,伺服電機(jī)剛好在3000r/min左右,這樣就可以讓伺服電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下工作運(yùn)行,這才是最佳的匹配方式。
2) 提升驅(qū)動系統(tǒng)的最終扭矩,很多時(shí)候,我們選擇一個(gè)伺服電機(jī),主要考慮的參數(shù)就是扭矩和功率,扭矩的大小直接決定了伺服電機(jī)的使用范圍,也決定你的設(shè)計(jì)是否成功,但是很多時(shí)候,
無論從結(jié)構(gòu)上還是成本上我們都不足以去支撐選擇一個(gè)單純用伺服電機(jī)驅(qū)動就能滿足我們的現(xiàn)實(shí)情況對扭矩的需求。也就是說結(jié)構(gòu)和成本要求我們選個(gè)小的伺服電機(jī),但是這個(gè)伺服電機(jī)的扭矩太小了,
滿足不了現(xiàn)實(shí)應(yīng)用,那怎么辦?這時(shí)候就需要用到減速機(jī),而且恰好上面我們也提到了,為了充分的榨取伺服電機(jī)的能效,我們需要利用減速機(jī)來提高伺服電機(jī)的使用轉(zhuǎn)速,這真是天作之合了,
沒有比這更完美的事情了,例如上我們我們舉的那個(gè)例子,如果減速比為1:7的話,那伺服電機(jī)的扭矩就會被放大7倍,那我們在選擇伺服電機(jī)的時(shí)候,就可以選擇一個(gè)比時(shí)間需要扭矩小很多的電機(jī),不但最大限度的節(jié)約了成本,也改善了設(shè)計(jì)上的結(jié)構(gòu)處理。
3) 提高慣性負(fù)載的安定性和降低振動,對于伺服電機(jī)在自動生產(chǎn)線中的使用,因?yàn)檫\(yùn)行的速度叫快,我們通常還要考慮一個(gè)慣性的問題,尤其是在機(jī)械手啟動和停止的時(shí)候,負(fù)載越大,速度越大,
慣性越大,而這個(gè)慣性在伺服電機(jī)停止的時(shí)候會反作用在伺服電機(jī)上,對伺服電機(jī)產(chǎn)生很大的沖擊,雖然伺服電機(jī)可以通過延時(shí)來改變加減速的加速度來減少這種慣性的沖擊,
但是始終是有一部分沖擊力會最終傳遞到伺服電機(jī)上的,而減速機(jī)的使用就可以最大限度的減少這種慣性對電機(jī)的沖擊,因?yàn)閼T性力通過減速機(jī)反作用的時(shí)候是一種增速,所以產(chǎn)生的力矩會相應(yīng)的減低變小,
那最后對伺服電機(jī)的沖擊自然也就變小了。這種沖擊的變小也會最大限度的降低機(jī)械手傳動系統(tǒng)的振動,提升傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。
4) 降低了成本,因?yàn)榕ぞ氐拇蠓忍嵘欧姍C(jī)可以選擇得比我們實(shí)際需求的扭矩更小,甚至小很多,同時(shí)在結(jié)構(gòu)上也可以變得更緊湊與合理,這些綜合性能的提升都可以大幅度的降低成本,讓產(chǎn)品變得更有市場競爭力。
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)怎么做
首先機(jī)械工程專業(yè)本科階段的核心專業(yè)課程包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、公差與互換性、力學(xué)等。
據(jù)了解絕大部分院校機(jī)械和近機(jī)類專業(yè)的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)主要安排設(shè)計(jì)二級齒輪減速器:根據(jù)減速器的輸入轉(zhuǎn)速和功率選擇合理的結(jié)構(gòu)形式(平行級齒輪傳動)和設(shè)計(jì)參數(shù)(齒輪參數(shù)等)
1. 根據(jù)傳動力矩和齒輪接觸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力計(jì)算方法初步選擇部分參數(shù)如中心距、傳動比等;
2. 選擇合適的齒輪材料,碳鋼或合金鋼;
3. 計(jì)算齒輪參數(shù)(模數(shù)m,齒數(shù)z,分度圓直徑d,齒頂圓直徑da,齒根圓直徑df等);
4. 根據(jù)以上參數(shù)校核齒輪強(qiáng)度,如強(qiáng)度沒達(dá)到要求的安全系數(shù),需按1-3步驟迭代,如強(qiáng)度滿足則進(jìn)行下一步;
5. 繪制裝配圖、零件圖。目前一般要求手繪;
6. 完成計(jì)算報(bào)告、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)說明書等技術(shù)資料; 課程設(shè)計(jì)一般有2-3個(gè)學(xué)分,是專業(yè)學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。一般要求在2-3周內(nèi)完成,工作量比較大,尤其是繪制裝配圖和零件圖。
機(jī)械設(shè)計(jì)(課程)如何設(shè)計(jì)一張圖紙
這篇文章,我們來介紹一下如何設(shè)計(jì)一張零件圖紙,我們從最簡單的零件“調(diào)整墊”來做起,這也是我當(dāng)年第一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù),雖然我把這個(gè)任務(wù)搞砸了
(具體參見我的職場文章,你可以看一下我是如何丟臉的),但是也算是一個(gè)深刻的教訓(xùn),所以在我一對一培訓(xùn)我們部門新進(jìn)員工的時(shí)候,我總是習(xí)慣從這張圖紙開始,既是一個(gè)給年輕人的參考,也是對自己的一個(gè)不斷提醒,設(shè)計(jì)無小事,時(shí)刻要嚴(yán)謹(jǐn)。
我們還是從圖紙上來說明,我會將這張圖紙的所有注意事項(xiàng)都列出來和大家分享,告訴大家如何更好地去畫好一張零件圖。
1、圖形的表達(dá),我們可以看到這個(gè)圖紙有兩個(gè)視圖,一個(gè)主視圖,一個(gè)左視圖,
而且這個(gè)左視圖是個(gè)剖視圖,我們畫一個(gè)圖紙的原則是視圖最少化原則,只要你可以清晰的把圖紙的結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚就可以了,沒有必要在意學(xué)校里教你的那些什么三視圖原則,那都是一些理論基礎(chǔ),
在現(xiàn)實(shí)的圖紙中有的東西是多余的,有畫蛇添足的意味,企業(yè)做事以高效率,低成本為原則,如果你非要將這個(gè)圖搞成三視圖的話,第一浪費(fèi)了設(shè)計(jì)時(shí)間,第二也浪費(fèi)打印圖紙的墨水,
沒有這個(gè)必要。同時(shí)大家也應(yīng)該看到了,我的左視圖是剖視圖,但是我并沒有標(biāo)準(zhǔn)剖視圖的符號例如“A-A”,如果是這種情況就是默認(rèn)從主視圖的對稱中心剖切,這種簡單的視圖是可以不標(biāo)注的,
當(dāng)然這種是大家默認(rèn)的潛規(guī)則,是在零件結(jié)構(gòu)相對簡單,而且剖視圖唯一的情況才能這樣省略的,原則就是即使你省略了也不會讓圖紙產(chǎn)生歧義。
2、如果視圖是對稱的,無論是上下對稱,還是左右對稱,最好是有一條穿過對稱軸的中心線,這樣當(dāng)別人看圖的時(shí)候,他會更容易理解你的圖紙表達(dá),
尤其是在劃線的時(shí)候更容易找到相關(guān)的基準(zhǔn)和各圖形元素的位置關(guān)系,所有的圓都需要有十字中心線,十字中心線的端頭要超出圓的直徑一點(diǎn)點(diǎn),一般為3mm左右,但是也要是圖框的大小而定,以和諧而清晰為原則。
3、尺寸的標(biāo)注要盡量集中標(biāo)注,最好不要形成尺寸標(biāo)注線的交叉,雖然在設(shè)計(jì)軟件上你很容易看出來哪條是尺寸線,哪條是零件實(shí)體線,但是一旦打印出紙質(zhì)圖紙后就有點(diǎn)難以分辨了,
因?yàn)榇蠹叶际呛诘模跽哂械娜司型設(shè)置不對,沒有將實(shí)體線和尺寸線的大小分開,就會形成整個(gè)圖紙到處都是線,錯(cuò)綜復(fù)雜,既看不清零件的結(jié)構(gòu)輪廓,也看不清零件的尺寸標(biāo)注,
亂七八糟一大堆,所以一定要分開分類集中標(biāo)準(zhǔn),不要形成標(biāo)注線的交叉(盡量不要,如果實(shí)在無法避免也不是不行)。
4、各種線型要分好層,選擇好不同的顏色,這樣才能便于圖紙的識別,例如上圖,實(shí)體線我們用的是黑色(在設(shè)計(jì)軟件上是白色,因?yàn)槲疫@里把底色改成了白色,所以這個(gè)線型顏色就自動相反顯示為黑色了),
中心線我們用的是藍(lán)色,尺寸線我們用的是紅色,文字我們用的是綠色,剖面線用的是紅色。這就讓整個(gè)圖紙一目了然,整個(gè)圖看起來非常的清晰,直觀,線型的顏色可以自定義,但是在設(shè)計(jì)軟件中實(shí)體輪廓線一般都是白色的,
這是整個(gè)行業(yè)的共識不需要去挑戰(zhàn)一個(gè)別的嘗試,其它的可以按你的喜好來設(shè)置。
5、零件的粗糙度標(biāo)注,我們圖紙上標(biāo)注了兩個(gè)面的要求是粗糙度1.6,在圖紙的右上角我們標(biāo)注了一個(gè)其余粗糙度為6.3,這樣做的目的是為了簡化圖紙的標(biāo)注形式,我們只需要把我們要嚴(yán)格控制的面相應(yīng)的標(biāo)注好,
把那些不嚴(yán)格的,具有共性要求的加工面可以統(tǒng)一標(biāo)注放在右上角注明,這個(gè)統(tǒng)一注明只能放在右上角,這個(gè)是作圖規(guī)矩,不要亂放。在這里說說為什么要求是粗糙度1.6,因?yàn)樽鳛橐粋(gè)軸承座的調(diào)整墊,
其屬于重要結(jié)合面的加工要求,不僅對表面粗糙度有相應(yīng)的要求,對其平行度也有相應(yīng)的要求,這個(gè)是根據(jù)設(shè)計(jì)需要來定的,至于加工方式可以把精加工序放到平面磨床上來保證,既能保證粗糙度要求
,也很容易保證平行度要求。加工圖紙一定要有粗糙度標(biāo)注,否則就是無法進(jìn)行加工,這是新入行的設(shè)計(jì)人員一定要充分注意的。
6、調(diào)整墊的厚度6mm,為什么下面注明了一個(gè)“含裝配調(diào)整量”,那是因?yàn)樵谘b配過程中,因?yàn)楦鱾(gè)零件的加工誤差或者加工錯(cuò)誤,會將這些誤差和錯(cuò)誤積累到裝配的時(shí)候才顯現(xiàn)出來,
而這個(gè)調(diào)整墊就是用于消除這些誤差和錯(cuò)誤的,我們本來的理論設(shè)計(jì)尺寸應(yīng)該是5mm,其中多出來的1mm就是讓裝配工人來根據(jù)現(xiàn)場的裝配情況實(shí)時(shí)調(diào)整的,所謂的裝配指的就是“邊裝邊配”,
這個(gè)調(diào)整墊就是一個(gè)配的工序,所以在所有裝配車間都會相應(yīng)的配備基本的修配設(shè)備,例如車床,磨床,銑床,鉆床等。尤其是中國的制造業(yè)的硬件配套還不是很強(qiáng)大,在零件的加工過程總,
尺寸和形位公差上的誤差和錯(cuò)誤在所難免,而裝配環(huán)節(jié)就需要來補(bǔ)充這種不足的,作為一個(gè)設(shè)計(jì)工程師,你在設(shè)計(jì)之初就要對你所在公司的加工能力有充分的估計(jì),如果不能滿足你的設(shè)計(jì)要求,
那你要有現(xiàn)場裝配的調(diào)節(jié)方案,否則就不能順利的完成產(chǎn)品的研發(fā)和試制,這是我國制造業(yè)的一個(gè)大現(xiàn)狀,暫時(shí)是改變不了的,我們只能順應(yīng)這種現(xiàn)狀,適應(yīng)這種環(huán)境,并最大限度的利用它。
7、技術(shù)要求,這個(gè)是每張圖紙都需要具備的一個(gè)元素,在你的圖紙上無法表達(dá)的一些技術(shù)上的需求,你可以統(tǒng)一寫在這里,例如對倒角、去毛刺的要求,熱處理的要求,焊接規(guī)范的要求,油漆事項(xiàng)的要求等等,
都可以羅列在這里,這是對圖紙的完整表達(dá)的一種補(bǔ)充。很多剛從學(xué)校畢業(yè)的年輕人從來都沒有這一項(xiàng),整個(gè)圖面就是一個(gè)光溜溜的圖形,這也算一張圖紙嗎?還不如一張手紙,擦屁股都嫌硬了。
8、標(biāo)題欄和圖框的使用,這個(gè)是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的比需項(xiàng)目,這也是很多新入行的設(shè)計(jì)者容易遺漏的項(xiàng)目,讓他做張圖,就畫一個(gè)光溜溜的圖面,隨便標(biāo)準(zhǔn)幾個(gè)亂七八糟的尺寸線就算完事,這太不專業(yè)了,
圖紙簡直沒法看,標(biāo)題欄擁有圖紙的充分信息,我們拿上圖來舉例,這個(gè)零件是屬于什么產(chǎn)品(宇宙飛船),它的產(chǎn)品型號是什么(YF750),它叫什么名稱(軸承座調(diào)整墊),
材料是什么(45號鋼),零件圖號是什么(861011),數(shù)量要做多少件(2件),圖紙比例(1.2:1,這個(gè)問題稍后我會詳細(xì)講),所在公司(地球發(fā)展有限公司),像設(shè)計(jì)、校對、審核、工藝、標(biāo)準(zhǔn)化、審定這些項(xiàng)目都是圖紙打印出來下發(fā)的時(shí)候再找相關(guān)的人手簽,并不需要做在這上面。
9、圖紙比例,這個(gè)是個(gè)問題,前幾天收到一個(gè)邀請,是關(guān)于如何選擇圖紙比例的問題,其實(shí)圖紙的比例的選擇,我們需要遵循以下兩個(gè)原則。
1)圖紙的比例我們通常盡量選擇整數(shù),最多妥協(xié)到整數(shù).5。例如1:1.5, 1:2.5 等,這些比例是優(yōu)先序列,為什么這樣呢,因?yàn)橐郧皞鹘y(tǒng)的圖紙是手工繪制的,
比例的縮放需要用零件的實(shí)際尺寸來乘除比例值,整數(shù)倍的比例值更容易計(jì)算,誰都不想去除一個(gè)1.3333的比例值,這是算死人的節(jié)奏,為什么要按比例來縮放尺寸
,是因?yàn)閳D紙的大小是有限的,而零件的大小卻無法限制,所有尺寸按比例來繪制,即使有的尺寸漏標(biāo)注了,有經(jīng)驗(yàn)的工程師還是可以根據(jù)圖紙比例計(jì)算出漏標(biāo)尺寸的大概數(shù)值,用于加工和裝配參考。所以按比例畫圖很重要。
2)現(xiàn)代的繪圖已經(jīng)全部用電腦軟件完成,你設(shè)置好比例后,圖框會自動按比例值縮放,不用再進(jìn)行人為的計(jì)算,所以任何比例的選擇都沒有太大的關(guān)系,
只要讓圖紙的布局更和諧,美觀,你可以選擇任何比例的圖框來設(shè)計(jì),但是我們還是盡量遵循整數(shù)優(yōu)先比例原則,原因還是因?yàn)閳D紙出圖后(紙質(zhì)圖紙),如果有漏標(biāo)的尺寸,便于別人根據(jù)圖紙比例計(jì)算實(shí)際值,還是為了計(jì)算方便。
我們可以來看一下同樣的一個(gè)零件,用不同比例的圖框來出圖會有什么樣的效果,前面第一張的比例是1.2:1的圖紙,我們在來看一張比例為1:1的圖紙。
這張圖紙的留白的地方明顯要比比例為1.2:1的那張要多,
如果是打印A4紙的時(shí)候,你會發(fā)現(xiàn)到處都是空蕩蕩的,很不好看,當(dāng)然對很多人來說,這樣已經(jīng)可以了,沒追求啊。
我們再來看一張比例為1.5:1的,我們把圖紙?jiān)俜糯笠稽c(diǎn)看看是什么效果。
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