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1总体布局与重点把握
1.1传动方案的设计与计算
依据设计任务书给出的工况条件和要求,设计传动形式、计算传动功率、选择电机、合理分配传动比、确定润滑方式。
1.2减速器的结构设计与计算
经过初步的设计与计算,计算出大小齿轮的分度圆直径、齿宽,估算出各轴的最小直径,并开始齿轮减速器的结构设计。需要注意的是这个部分与绘制图纸是相辅相成的。
1.3绘制图纸
结构制图的设计绝不是简单的对照着例图抄图,整个设计过程要遵循严格的先后顺序。首先,根据计算出的数据估算整体尺寸,以利于图幅图面的选择和布置。其次,画出大小齿轮的大体轮廓,定内壁线。根据预留螺栓要求的扳手空间确定凸缘尺寸,画出减速器轮廓的宽度。另外,由轴的最小轴径和轴承型号确定轴各段的尺寸。最后,就要根据内壁和壁厚来确定外轮廓及吊耳吊孔,根据齿轮啮合位置和透视窗设计准则来确定透视窗的大小和位置等。只要掌握了一定的方法和知识,整个设计也将知难行易。
1.4设计说明书的编制
这部分是将整个设计过程记录下来,重点是轴和其他重要零件的校核。它所涉及的是传动方案设计与计算的依据,结构设计的说明,标准件、外购件的选择与计算等。若有一个模版就会使编写思路更加清晰。
1.5设计总结与答辩
在设计总结与答辩阶段,老师会根据教学经验对学生的设计理念、方法或者设计中容易遇到的问题进行提问。这需要学生以扎实的功底认真的态度来做好设计中的每一步,而在此过程中学生会学到更多的知识。
2.1在实践中学习,理论联系实际
理论联系实际是理论教学中的一项基本原则。在教学过程中具体运用这一原则时,要防止片面性,要在理论和实际的内在统一性上下功夫,要广泛地联系实际,联系学生的思想状况、理论水平、知识需求和接受能力,从而科学、完整地贯彻教学原则。
1)在课程设计的实践中,要对学生进行设计基本技能的训练,使其学会查阅和使用标准规范、手册、图册及相关技术资料,培养计算、绘图、数据处理等方面的能力。在设计与计算中,与传统作业大不一样,不能仅靠公式计算来确定参数。而且,课本和设计指导书中给出的很多参数都是范围,所以必须根据设计的具体情况选出具体数值。例如,V型带可选择的传动比是2~7。这些数值究竟在自己的方案如何选择?这需要学生认真阅读课本、参考手册,通过各种方式查阅现有的减速器在特定条件下各级传动比的分配来对比,最后总结出自己的“经验”。而这种“经验”会为学生步入社会打下坚实的基础。
2)学会将理论联系实际的设计思想综合运用到课程设计中,锻炼结合生产实际分析、解决实际工程问题的能力,巩固、深化和扩展有关机械设计方面的知识。
2.2科学的方法
设计过程中,方案设计与计算同基础理论知识联系很多,而且有设计模板,学生做起来不算很难,但进入减速器结构设计阶段,很多学生没有任何经验,不知从何下手。科学的方法对学生的重要性毋庸置疑。
1)要有足够的知识储备和绘图练习。如果学生在机械设计课程的学习过程中,能高质量地完成螺纹连接、键连接、皮带传动设计、齿轮、链轮设计,特别是对其结构部分的设计(制图)作业,则在减速器的具体结构设计与制图中的小零件就不会是学生的阻碍了。
2)善用图示图解法。齿轮减速器结构设计一直是工科院校机械类专业的经典教学内容,各类参考书目非常多,用图示图解更加直观清晰,容易被学生接受。利用老师总结编制的一套教学解析图,针对学生容易出现的设计错误和难以理解的地方,用图形的方式突出重点,并加以强调,减少设计过程的失误和时间浪费。例如,当学生对起盖螺钉的规格不太清楚时,图上会以简明扼要的话语告诉学生这种零件在设计手册的位置及使用注意事项。
2.3变被动学习主动学习
将课堂还给学生,让学生成为课堂的主体,教师则成为课堂上学生的引导者.这样学生才会集中精神去思考、去参与课堂学习,变被动学习为主动学习。当确定了本次课程设计的重点是减速箱的设计,明确了减速箱的目的是为了减速之后,学生可以思考其学过的达到减速目的的多种方式,如齿轮减速,蜗轮蜗杆减速,链、带传动减速或利用液压气压来实现减速等。但为何市场多选用齿轮传动减速而不选择其他方式,这就需要学生比较各种减速方式的优缺点及适用情况,借鉴前人的经验,根据机械设计的实用原则来解决这些问题。而这个过程,恰恰是学生在不知不觉中变被动学习为主动学习的过程。
3设计过程的探讨
当一张设计图基本完成的时候,很多细节问题也往往被学生忽略。例如,螺纹连接件的类型有很多,我们常用的有螺钉、螺栓、双头螺柱、螺母和垫圈等,而这些连接件的尺寸和结构形式都是有标准的,所以设计时要根据相关标准来选择绘图。起吊装置中的吊环、吊耳等应该按起重重量来选择,结构和尺寸也应按照标准来绘制,特殊情况可以根据具体情况做适当的修改。为保证安全起吊,吊环的螺钉也应完全拧入螺孔。同时,定位销、油标尺、通气器也是标准的,甚至标题栏的制作更是需要我们找到确定的依据,这些依据会使整张图纸更具标准化、正规化与完整性。另外,有些参数需要圆整,尽可能不带小数,如轴径尺寸;有些参数必须取标准值,如齿轮模数、螺栓螺母;有些数值即不需要圆整也没有标准,如斜齿轮分度圆直径尺寸值等。设计零件图的重点是尺寸标注、公差选择与标注、加工工艺要求与检验要求。这些都是学生特别容易轻视的。细节决定质量,只要在此阶段把握好细节,一切有理有据,那么学生的设计必然是高质量的设计。
4结束语
独立完成本次课程设计对机械类学生来说有着深刻的意义。在紧张的时间和寒冷的天气下,在共同探讨问题的过程中,我们不仅收获了知识和不同的思考方法,还在相互鼓励、相互帮助中增进了友情。本次设计给了学生一个将所学知识从融会贯通到系统输出的实践机会。对于通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计,学生掌握一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养了独立、全面、科学的工程设计能力。把理论联系实际的设计思想运用到了机械设计课程设计中,并初步具备了解决实际问题的能力,这为学生今后的设计工作奠定了坚实的基础。
作者:刘好洁 张燕燕 康红伟 杨国锋 单位:黄河科技学院工学院