机械零件设计中常见错误

朱国龙++张澜

摘 要：机械零件设计是在教师的指导下由学生独立完成的。装配图中体现了合理布置三视图，正确使用绘图工具及正确的投影关系。合理的零件结构、合理的箱体结构；合理的油标安装位置、合理的放油塞位置等。充分利用图册、手册、指导书等为依据，绘制出结构合理、规范的视图。通过边绘图、边计算、边修改的设计方法，发现错误、分析原因、及时改正。

关键词：视图 绘图工具 投影 设计 草图

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（c）-0061-0

机械零件设计是机械设计课程的一个重要的实践环节，是培养学生综合运用机械设计、机械制图等先修课的能力。通过机械传动、机械零件设计，掌握机械设计的一般规律和方法。综合训练学生设计计算能力、查阅图表能力、绘图能力。运用标准、规范，查阅手册和图册的能力。在指导学生课程设计的过程中有以下问题。

1 合理布置三视图

三视图是指主视图、俯视图和侧视图。一张完整A0图纸，除了三视图，还要标注必要的尺寸、形位公差、技术要求、标题栏和明细栏。合理布图，视图之间留有足够空间来标注尺寸，视图与图框之间也有相应的距离。不合理布图集中于整个图面的左侧或集中于下半部，视图画到边框线以外，无法标注。

2 正确使用绘图工具

绘图時多数同学使用自动铅笔或2B铅笔，少数同学用HB铅笔，还有的同学不会削铅笔。正确的方法是选用中华绘图铅笔HB打底线，用2B铅笔加深，削铅笔时从标铅笔型号的另一端开始，切记不要用卷笔刀。在绘图时，学生用三角板绘制水平线和垂直线，这样图面的水平线和垂直线就达不到要求。另外还有的同学把丁字尺当作直尺用，这样画出的图也不美观。常用的绘图工具有丁字尺、三角板和圆规。丁字尺有尺头和尺身构成，尺身有刻线的一边为工作边，符合要求的丁字尺，尺头的内侧与尺身工作边必须垂直。丁字尺用于画水平线。绘图时，由尺身的内侧边靠紧图板左侧导边，上下移动即可由丁字尺的工作边画出水平线。三角板可画出直线，也可与丁字尺配合画出垂直线和45°剖面线。

3 正确的投影关系

正确的投影关系，即：长对正、高平齐、宽相等。由于二级减速器结构尺寸相对比较大，多数同学都能做到长度对正、高度平齐、忽视宽度相等。因为这个宽相等是俯视图的宽度和侧视图的宽度相等。少数同学侧视图的宽度和俯视图的宽度不等，这就需要修改图纸或者重画。还有错误较多的轴承旁联接螺栓铸造凸台的投影。又如M12螺栓投影主视图正确，俯视图投影画成直径8 mm、10 mm、12 mm、14 mm等。有的投影关系对上了，尺寸不对。还有的尺寸对上了，有的投影关系不是偏左就偏右了。正确的是M12螺栓投影主视图正确，俯视图投影画成直径12 mm圆，而且在同一投影线上。

4 稳固的机座

设计时应保证机座有足够的强度和刚度。箱体壁厚8 mm，为增加机座底凸缘刚度，取机座凸缘厚度20 mm。机座凸缘的宽度应超过机座内壁以增加机座的刚度。如果机座凸缘的宽度没有达到或超过机座内壁，则机座的刚度不足，受力较差，易变形。

5 带油轮的设计

在设计二级圆柱齿轮减速器时，考虑润滑条件，为使高速级大齿轮和低速级大齿轮直径接近，取i1=1.4i2。当高速级齿轮传动模数m=1.5 mm，低速级m=3 mm时，会出现低速级大齿轮浸油深度超过1/3R时，高速级大齿轮才能得到浸油润滑，使得低速级大齿轮搅油损失功率过大。为解决这个问题低速级大齿轮浸油深度10 mm，高速级大齿轮采用带油轮润滑。带油轮常用塑料制成，带油轮的宽度是大齿轮宽度的1/2，带油轮浸油深度为10 mm。带油轮用带有螺纹的销轴固定在箱体内壁，带油轮与箱体之间有一个塑料套筒，保证带油轮与大齿轮中间部位啮合。

6 箱体结构设计

在小齿轮一侧，箱体轮廓圆弧半径通常大于小齿轮中心到凸台处的距离。

由于主视图中齿轮投影只画分度圆，在确定箱体内壁时会忽视齿顶高，产生齿顶圆与箱体内壁刮砰等现象。正确方法应保证齿顶圆与箱体内壁10 mm的距离。

7 油标指示器选择

油标指示用来显示油面的高度以保证油池中油量正常，一般设置在箱体上便于观察油面的部位。多数同学选用油标尺，油标尺上有最高油面刻度和最低油面刻度，油面高度位于这两个刻度之间视为油量正常。设计时，注意选择在机体上放置的位置及倾斜角度。在不与机体凸缘相干涉，并保证顺利加工及拆装的情况下，油标设置位置尽可能高一些，倾斜放置时与水平夹角不小于45°。当减速器安装位置过低或过高，不便于安装油标尺时，可采用圆形油标。如果油标指示器位置选择错误，加工时产生刮砰，易打刀；位置过低、溢油。如果油标指示器位置选择正确，则加工时不产生干涉，油面位置满足润滑要求，拆装油标方便。

8 装配草图的检查

装配草图的检查中有如下问题：（1）少数同学布图不合理，主视图和俯视图画到图框以外。（2）少数同学粗实线细实线不分。（3）还有的同学画出齿轮或轴承轮廓，剖面线就画出来了。这些错误，有些同学只有一项，也有些同学有若干项。正确方法是先画出三个视图中心线，可避免布图不合理；先画俯视图草图，用细实线画出齿轮、轴、轴承、套筒、箱体及端盖的轮廓，再向主视图投影，最后向侧视图投影。当装配草图检查没有错误时，中心线和齿轮分度圆绘制点画线，零件轮廓线绘制粗实线，剖面线和尺寸线绘制细实线，剖面线和尺寸线是在图面加深以后最后绘制。

除了上述基本的错误以外，还有以下结构及工艺错误。如：启盖螺钉、吊耳处箱体结构、定位销、油标、放油塞、凸缘螺栓等。具体如下：（1）启盖螺钉工作螺纹长度不足。（2）吊耳处，箱体内表面为斜面。（3）定位销过短。（4）油标与水平面小于45°，开口处润滑油外溢。（5）放油塞，开设位置过高。（6）轴承旁螺栓和凸缘处螺栓，两处都是铸造的未加工表面，易受偏心载荷的作用。

针对上述错误改正如下：（1）启盖螺钉工作螺纹的长度应大于机盖凸缘的厚度。（2）吊耳处箱体结构，机盖内表面螺纹处增设凸台，防止偏钻打刀。（3）定位销的长度应大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度，以便于拆装。（4）油标与水平面不小于45°，以便于加工和装配时油标不与凸缘干涉。（5）为了将污油排放干净，应在油池的最低位置设置放油孔。（6）凸缘处在安装螺栓头及垫圈处，锪出沉头座保证支承面与螺栓轴线垂直（轴承旁螺栓和凸缘处螺栓错误相同）。

9 结语

通过机械零件课程设计的训练，使学生掌握了机械零件设计的一般方法和步骤，学会了查阅手册、图册，使学生学会了综合运用所学知识。同时深刻体会边设计、边计算、边画图、边修改的原则，使设计图纸成为生产用图纸，为工程实际服务。

参考文献

[1] 宋宝玉.机械设计课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 龚溎义.机械设计课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，1990.