减速器课程设计总结实用13篇

减速器课程设计总结
减速器课程设计总结篇1

1.前言

物流工程专业在进行机械设计课程设计时该专业学生与机械专业学生的要求应该有很大不同。首先,机械专业在进行机械设计课程设计时,先修课程较多,包括机械制图、工程力学、材料与热处理、机械加工工艺、公差与测量、电工电子技术等;而物流工程专业的先修课程较少,仅有机械制图、工程力学和电工电子技术等。其次,机械专业先修课程大都是多学时,学习比较深入;而物流工程专业先修课程大都是少学时,学生对相关知识有所了解但并不深入。第三,机械专业机械设计课程设计的时间一般安排2周甚至3周,在设计期间停止其它所有课程专心进行课程设计;而物流工程专业课程设计时间相对较少,20学时左右,在这么短的时间内要完成与机械专业同样的设计内容是有很大困难的。因此,根据学生的学习情况和现有的知识水平有必要对机械设计课程设计进行教学改革。

2.教学改革的目标

教学改革的目的是让学生了解机械设计的过程,包括总体方案设计、普通V带传动设计、齿轮传动设计、轴的设计与校核、轴承选择与校核、键连接设计、联轴器的选择等。同时,还要让学生学会草图绘制、总装图绘制、零件图绘制等。

3.教学要求

与机械专业相比物流工程专业对机械设计课程设计要求略低。例如,机械专业一般要求设计二级减速器,而物流工程专业一般要求设计一级减速器;机械专业一般要求齿轮啮合为斜齿圆柱齿轮,而物流工程专业一般要求齿轮啮合为直齿圆柱齿轮;机械专业一般要求减速器为整套图纸,而物流工程专业一般要求部分图纸即可。

4.教学改革内容

4.1课程设计题目与任务的设计

课程设计题目和任务要明确两点,一方面,指明机械设计课程设计为一级圆柱齿轮减速器;另一方面,指明完成设计的资料文件有哪些。

课程设计题目。设计一个用于带式运输机上的一级圆柱齿轮减速器。运输机连续工作,单项运转,载荷变化不大,空载启动。减速器小批量生产,使用期限10年,两班制。原始数据如表1所示。

表1 带式运输机原始数据

课程设计任务:(1)编制课程设计计算说明书1份;(2)绘制装配图和零件图共5张。其中绘制减速器装配图1张;绘制零件图4张,分别为减速器箱座、减速器输出轴、输出轴上齿轮、输出轴输出端端盖。

4.2传动方案设计

动力最终来源电动机,电动机把动力传递到带式运输机中间经过怎样的过程。经过比较电动机把动力传动到带传动,再从带传动传递到一级减速器,从一级减速器传递到带式运输机,这个方案较为合理。把带传动安排到电动机和减速器之间起到较好的缓冲和减震作用,保护电动机。

4.3计算内容的设计

4.3.1电动机选择

首先,计算带式运输机的功率Pw。传动方案确定之后,带式运输机的功率Pw按照公式Pw=FV/1000进行计算。其次,计算总机械效率η总。电动机传递到带式运输机经过V带传动,机械效率为η带;齿轮传动,机械效率为η齿轮,齿轮传动两个传动轴两端各有一个轴承,机械效率为η轴承;带式运输机滚筒机械效率为η滚筒;减速器与带式运输机之间通过联轴器联结,联轴器机械效率为η联轴器。总机械效率η总为η总=η带η齿轮η联轴器η滚筒η2轴承。

最后,确定所需电动机功率Pd。所需电动机功率Pd为Pd=Pw/η总,根据Pd查机械零件设计手册,电动机的功率应大于等于所需电动机功率Pd。对于转速为3000r/min的电动机,因为转速较高传动比大,减速的装置尺寸大成本增加,一般不选择转速太高电动机。对于转速为750r/min的电动机,因为尺寸大价格高,一般也不选择转速太小电动机。最常使用的是1500r/min和1000r/min的电动机。综上所述,根据所需电动机功率和转速选择需要的电动机。

4.3.2传动比分配

根据前一个步骤电动机选定之后,电动机满载转速可查表得n满。带式运输机即工作机的转速通过公式n=60×l000v/(лD)来求得。则总传动比i总为i总=n满/n。电动机与带式运输机减速装置有V带传动和齿轮传动,则i总=i带・i齿轮。总传动比分配时注意三点,首先,V带传动和齿轮传动装置不发生干涉现象;其次,V带传动和齿轮传动装置尺寸尽可能小;第三,i带和i齿轮传动比不大于4。

4.3.3动力运动参数计算

在选定电动机和传动比分配之后,可以计算出减速器两个传动轴三个重要的动力运动参数转速n、功率P和转矩T。

4.3.4带转动设计计算

课程设计主要从事一级减速器设计,带传动设计主要计算几个重要参数。

确定计算功率Pc。根据设计题目要求,查设计手册,可得带传动工作情况系数KA。计算功率Pc为Pc=KA・Po

选择V带型号、确定带轮基准直径dd1、dd2。根据计算功率Pc和电动机转速n满查普通V带的型号选择图表,选择相应V带。再根据图表显示确定小带轮的直径dd1,同时大于所选V带的最小直径且在标准系列直径里面的数值选取。大带轮直径dd2通过公式dd2=i带dd1来计算。

验算带速v。带速不能超过25m/s,通过公式v=■来进行验算。

确定中心距a和带的基准长度Ld。通过公式■■来初选a0,再根据公式初算带长度Ld0,公式为■。根据计算结果查普通V带长度尺寸系列得基准长度尺寸Ld。选择基准长度Ld后,计算实际中心距a,公式■。

验算小带轮包角?琢1。根据带传动的传动要求,小带轮包角应大于等于120°,小带轮包角公式为 。

确定带的根数Z。查单根V带的基本额定功率得P0,查单根V带的基本额定功率的增量得P0;根据小带轮包角α1,查得包角系数Kα;根据V带的基准长度Ld,查普通V带的基准长度尺寸系列与长度系数,得长度系数KL。把结果带入公式得确定V带的根数,公式■。

确定初拉力F0。根据公式F0=■确定初拉力F0,作用于带轮轴上的载荷FQ,公式■。

4.3.5齿轮的设计计算

(1)齿轮材料和热处理的选择。齿轮选用45号钢,小齿轮采用调质处理,大齿轮正火处理,大小齿轮硬度不同。通过相关公式可得到齿面接触疲劳强度[σH]和弯曲疲劳强度[σF]。

(2)按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸。齿轮传动采用闭式齿轮传动,小齿轮齿数可在20-40之间选取。减速器采用单级齿轮传动,齿轮相对于两支承对称布置,两轮均为软齿面,查表可得齿宽系数ψd。

(3)按齿面接触疲劳强度设计。根据齿轮工作情况,查载荷系数表格,可得载荷系数K。按齿面接触疲劳强度设计,小齿轮直径■,再通过公式m=d1/z1确定齿轮模数m。

(4)校核弯曲疲劳强度。查齿轮的复合齿形系数,带入公式对弯曲疲劳强度进行校核。弯曲疲劳强度公式为■。

(5)齿轮的结构设计。齿轮的基本参数如齿轮直径、齿顶圆、齿根圆、中心距、齿宽等都可以计算出来,但齿轮轮毂尺寸、轮缘厚度、轮缘内径、腹板厚度、腹板中心孔直径等需要与轴配合设计。

4.3.6从动齿轮轴的设计计算

(1)轴的材料和热处理的选择。轴采用45#钢调质,由机械设计手册中的图表查得抗拉强度σb、屈服强度σs、许用弯曲应力[σ-1]等参数。

(2)轴几何尺寸的设计计算。按照扭转强度初步设计轴的最小直径按照公式■进行设计,考虑轴上键槽,选取直径稍大些。根据轴上零件的定位、装拆方便的需要,同时考虑到强度的原则,从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核计算。根据齿轮啮合原理,可以算出齿轮的圆周力Ft和径向力Fr。由径向力可以算出两个轴承的支反力FA和FB,再通过画图确定两个轴承之间的距离L。根据已知条件可以计算出最大弯矩Mmax为Mmax=FA・L/2,再通过公式■计算弯曲应力,若计算弯曲应力小于等于[σ-1]为合格。

4.3.7轴承、键和联轴器的选择

考虑轴受力主要是径向力,故可选用深沟球轴承。轴承的选择与轴、箱座和箱盖配合设计。

从动轴伸出端键的设计与校核。根据从动轴外伸端的直径,再根据GB/T1095-2003设计键的尺寸。键挤压应力按照公式■,若■键的强度合格。同理,从动轴与齿轮联接处进行校核。

联轴器的选择。由于减速器载荷平稳,速度不高,无特殊要求,考虑拆装方便及经济问题,选用弹性套柱销联轴器,采用Y型轴孔,A型键轴孔。

4.4设计图纸的安排

课程设计需要同学们了解减速器的结构设计,所以必须进行减速器图纸设计,同时考虑到同学们的设计时间较少,故选择具有代表性的五张图纸,装配图、箱座、从动轴齿轮、从动轴和从动轴输出端轴承端盖。

5.教学改革的实施及结果

通过物流专业同学们的设计实践,同学们较好地完成机械设计课程设计教学任务。既了解机械设计的一般过程,又了解减速器的基本结构,取得了较好的教学设计效果。

参考文献:

[1]荣辉,付铁,杨梦晨,等.机械设计基础[M].北京:北京理工大学出版社,2013

减速器课程设计总结篇2

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0093-02

为了培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,教育部于2009年提出了“卓越工程师教育培养计划”。该计划对高等工程教育阶段培养学生的工程能力和创新能力提出了更高的要求。让学生在接受高等工程教育阶段工程能力和创新能力得到强化,除了要进行工程教育模式改革和创新、创立高校与企业联合培养人才的新机制、实现工程实践教学与工程实际的“无缝衔接”外,在高等工程教育阶段占很大比例的课堂教学过程也应适应“卓越计划”的需求。这就需要工科院校的教师在讲授每一门专业课和专业基础课时,将激发学生的学习热情,不断提升学生的终身学习能力,把课程设计和工程实践贯穿于整个课程教学过程中,尽可能实现课堂教学与专业课程设计及工程实际的“无缝对接”,作为课堂教学不断追求的目标。为了达到此目标,解决学生学习每门课的盲目性至关重要,为此,笔者将小项目教学法引入课程教学中,在这方面做了一些尝试。

一、小项目教学法简介

项目教学法是以工程实践为导向,通过完成一个完整的“项目”工作而进行的实践教学活动,将多门课程所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生,学生根据任务要求,运用所学的知识和技能,通过“确定项目任务—制定工作计划—组织项目实施—检查考核评估—总结评比归档”等5个阶段,采用“团队学习”的方法,动脑、动手、交流和合作,最终完成项目任务并以成果的形式予以展现。将这种方法完全移入每门课的课堂教学是有困难的,但可以把这种方法中“项目”这个关键词移植到实践性较强的专业基础课和专业课的课堂教学和课后训练中,取名为“小项目教学法”。小项目教学法就是将多章所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生,讲课时将这个具体的项目实例分解成多个小项目,融合到讲解课程的各章节的知识环节及课外作业中。学生与教师沿着项目的分解步骤一起学习,最后再将分解的每一部分内容汇总,组合成一个完整的项目。这样,课程的学习不再是单方面教师的教,而是融合了学生的学,学生在教师的指导下分析问题,提出问题,解决问题,整个过程能极大提高学生学习的兴趣与能力。通过这种方法让学生学以致用,将理论知识与实际有机地结合在一起,既强化了应用能力的培养,又使学习者更容易理解理论知识,大大改善课堂教学效果。

二、小项目教学法在“互换性与测量技术”教学中的运用

机械类工程技术人员最重要的基本能力之一是掌握机械产品的几何量精度设计方法、图样标注、检测以及判断零部件是否满足图样要求的能力,“互换性与测量技术”这门课正是能够使学生初步具有这种能力的一门重要的专业技术基础课。它含有丰富的精度设计和检测基础理论,又具有很强的实践性,是联系机械设计与后续机械加工工艺等课程和课程设计的纽带,是从专业基础课学习过渡到专业课学习的“桥梁”。因此,将小项目教学法应用在本门课的教学中,实现这门课的教学与专业课程设计及工程实际的“无缝衔接”更为重要。

由于课时的限制,不能在课堂大量举例,所以小项目教学法的项目案例选择非常重要。减速器是机械产品中最常见的一种机械传动装置,一般也是学生进行“机械设计”课程设计的设计内容。在进行“机械设计”课程设计时,正确的几何精度设计和标注,往往是学生们感到头痛的问题,因此,可以选择减速器的精度设计和有关零件的检测作为项目案例,贯穿在整个教学过程的中。

讲绪论时,把减速器的精度设计作为一个总项目介绍给学生,并把这个总项目要解决的精度设计问题作为课外专业。通过讲解减速器精度设计的主要任务,讲清楚机械产品的精度设计是机械产品的设计的一个必不可少的环节,而几何量精度设计是机械产品精度设计中的重要内容。几何量精度设计是否正确、合理,对机械产品的使用性能和制造成本,对企业生产的经济效益和社会效益都有着重要的影响,有时甚至起决定性作用。让学生清楚地知道学好这门课就能掌握机械产品的几何量精度设计的基本原理、方法和基本步骤,能为他们顺利地完成即将进行的课程设计打下基础,更重要的是能为成为一个合格的工程师打下基础,这样把本课程与实际及课程设计结合起来,让学生能够学以致用,从而激发学习热情。

讲授“轴、孔结合的极限与配合”时,可导入减速器的精度设计的小项目“尺寸精度设计”案例。在减速器中,多处存在轴与孔的结合的尺寸精度设计问题,是比较典型的尺寸精度设计案例。讲解本章,可以从减速器的装配图和部分零件图开始,让学生知道机械产品的装配图和零件图上正确的尺寸精度标注是必不可少的,而通过本章的学习,就可初步掌握如何根据减速器的使用功能要求设计、确定组成减速器各零件之间的配合和零件上各相关尺寸公差的方法,学会在机械产品的装配图和零件图上正确标注的方法,并把该减速器的尺寸精度设计问题作为一个精度设计小项目,在本章一开始就布置给学生,然后展开本章的讲解。

讲授“测量技术基础”时,可导入在标准温度下,对减速器中某一实际输出轴上某处直径尺寸进行了多次等精度测量的案例。案例要求对测得数据进行处理,得出测量该处直径尺寸的测量结果。让学生知道,要完成本案例所提出的任务,需要掌握本章所述内容。

讲授“几何公差及检测”时,可导入减速器的几何精度设计案例,让学生一开始就知道机械零件上几何要素的形状和位置精度是一项重要的质量指标,它直接影响零件(机械产品)的使用功能和互换性,正确选择形状和位置公差是机械产品几何量精度设计的重要内容;知道学会本章内容,就初步学会了如何根据减速器或其他机械的使用功能要求,设计并选择减速器或其他机械中各零件的形状和位置公差的方法,学会了在机械产品的零件图样上进行正确标注的方法,这是机械类工程技术人员最基本的能力之一。

讲授“表面粗糙度及其检测”时,可导入减速器输出轴和输入轴的表面粗糙度进行参数及数值的选择和图样标注。让学生一开始就知道表面粗糙度对零件的使用功能的影响,要完成本案例提出的任务,需要掌握本章的内容。

讲授“光滑工件尺寸检测和量规设计”时,可导入减速器中的零件案例,让学生知道在各零件加工过程中以及加工之后,需要对各零件上要求检测的尺寸、形状和位置等几何参数进行检测,得出检测结果,并作出正确判断,这就涉及到本章的内容。并以检验减速器中的某一轴或齿轮孔用的光滑极限量规的工作量规设计为一个小项目,把该减速器的某一轴颈尺寸和齿轮孔的检验问题作为另一个小项目,在本章一开始就布置给学生,要求学生通过课后完成通用计量器具的选择和光滑极限量规的设计,从而掌握在保证机械产品的零件质量和最佳经济效益的前提下,正确选择通用计量器具的方法,掌握设计光滑极限量规的原理和方法,然后展开本章的讲解。

讲授“零件典型表面的公差配合与检测”时,可导入减速器中的零件典型表面设计案例这一小项目,让学生在开始学习本章时,就知道键和齿轮以及螺纹、圆锥等为典型表面,它们的精度设计在机械产品的精度设计中所占的比重较大。通过学习本章,可知道国家相关标准对这些典型表面的公差与配合作了哪些规定,应如何选择公差与配合,如何正确地标注,并将确定减速器中典型表面的公差配合问题,在本章一开始就布置给学生,作为课外作业。然后,通过讲解减速器输出轴与带孔齿轮联接、输出轴与联轴器的联接,介绍键联接和花键联接的配合精度、选择及检测。从减速器上、下箱体固定螺栓与螺母的结合入手,介绍螺纹的配合的精度、选择与检测。根据减速器传动齿轮使用要求,讲解齿轮的偏差项目,以及如何正确选择标准圆柱齿轮的精度,如何对渐开线圆柱齿轮进行检测。根据锥形轴端与轮毂的结合方式,讲解圆锥配合的精度、选择与检测。

以上就是笔者将“小项目教学法”应用于“互换性与测量技术”这门具体课程教学过程的一些做法。

三、结束语

“小项目教学法”将具体的工程案例导入课程每章节教学过程中,围绕工程案例这个中心,通过课内教学、课外训练两个紧密联系的环节,使每门课程在提高学生综合素质方面充分发挥其作用,尽可能做到专业课和专业基础课与专业课程设计及工程实际的“无缝衔接”。通过小项目教学法,学生对各门课程的学习做到心中有数,避免了学习的盲目性,提高了学习积极性和主动性,培养了学生实际应用能力,收到了很好的教学效果。

参考文献:

减速器课程设计总结篇3

随着国家推进“中国制造2025”,“互联网+”与传统制造业全面融合,制造业信息化技术不断深入制造企业,对应用型人才的要求不断提高。机械设计作为应用型高校机械方向核心专业教学科目,其课程设计是强化课堂理论教学的综合型、应用型环节,涉及多方面机械专业基础课程知识的实际应用。贴近企业现实生产需求的机械设计课程设计,将切实增强应用型高校大学生分析解决实际机械设计相关问题的实战能力,培养学生的创新意识。传统的课程设计题目所涉及的机械传动装置或结构较为简单,大部分构件在机械设计课程中已经学过。课程设计对于学生的训练要求依旧突出手工计算、尺笔绘图,难以满足制造业信息化技术时代企业对信息化应用人才的能力要求。针对上述问题我校对机械设计课程设计的教学方案进行了全面改革,制定了基于NX系统软件设计过程的机械设计课程设计教案,任务指导书,形成了机械设计课程设计教学质量检验评价标准。通过与西门子公司的深度合作,利用信息化设计制造技术克服传统课程设计的枯燥烦琐,使学生能够将有限的时间、精力侧重于课程设计任务的机构方案设计、结构优化等应用性、创造性较强的内容上,从而提高学生的学习兴趣,培养学生先进的设计理念[1,2]。

一、信息化技术在机械设计中的应用

融入制造业信息化技术的工业产品三维仿真设计制造:三维软件智能造型―>实体零部件数控机床加工―>产品组装调试,许多制造企业已实现这一生产流程。西门子NX系统软件融合了三维智能造型、二维工程图生成、虚拟装配、机构运动仿真、运动学分析、装配干涉检验及结构受力分析等智能制造技术,功能强大。制造业信息化技术的应用,提高了机械产品设计的效率,在接下来的零部件CAE分析、CAM加工过程中,智能化设计的优势更加显著,与传统机械产品设计相比,产品质量也得到了大幅度提升。智能化设计可以使得复杂的产品设计及工程问题简单化,通过设计人员的规范化管理、设计任务的合理分工,使得机械产品设计过程中团队的协同性与个人的独立性并行,基于制造业信息化技术的机械产品设计流程如图1所示。

二、借助信息化技术开展机械设计课程设计

1.课程设计选题。目前机械产品设计可以是按照市场导向、没有参照的全新的创新设计,也可以是在现有产品的基础上模仿和改进的创新设计。我校机械设计课程设计的选题范围比较广,如结合教师科研课题,融合学生机械创新项目,参照课程设计任务书中的传统带式运输机传动装置、卷扬机传动装置等。但是对课程设计题目的完成要求基本一致:①理解机械产品的工作原理,对产品的零部件进行三维造型设计,运动学仿真、结构受力分析,完成机械产品二维装配工程图1张;②绘制重要承载轴、传动齿轮等部分零部件的二维工程图各1张;③编写机械产品设计说明书1份。本机械设计课程设计以三维虚拟模型总成及传统实物模型总成作为参照,学生通过对三维虚拟模型、传统实物模型的零部件测量核算、获取模型结构尺寸参数,对课程设计任务产品总成及其零部件进行设计。课程设计根据工作量的不同,以个人或小组团队为单位进行,各单位课程设计不同题,或者同题不同数据规格,以常见的减速器课程设计为例:根据减速器输出轴的输出功率选择合适的传动类型,经校核计算选择对应的齿轮类型、材料、参数,计算轴径、选择轴承等,各单位完成各自课程设计任务[3,4]。

2.课题三维智能设计。作为西门子NX授权教学培训高校,NX系统软件是机械类专业学生必修课程,经NX系统软件教学课程的训练学习,学生掌握了基本的NX系统软件三维智能设计、虚拟装配及运动学仿真的方法步骤,能够独立熟练的进行机械产品零部件设计。基于NX系统软件的三维智能设计,可以将学生的机械产品设计意图用虚拟三维模型形象的表达出来,当设计过程中发现产品零部件需要修改时,方便学生对任务产品结构尺寸参数进行修改,在面对构造较为复杂的大型课程设计任务产品时,也便于实现学生间的分工设计,团队合作。二级三轴式减速器箱体、箱盖、各级传动齿轮、轴等的设计,综合运用了机械设计专业课程中的典型零部件设计知识,零部件三维智能造型如图2所示。在NX系统软件上,将减速器各零部件的三维智能造型进行虚拟装配,通过装配爆炸图分析各零部件之间的装配关系。利用装配干涉检查功能,查看减速器总成设计是否合理,如存在干涉现象,则需优化设计参数,修改零部件三维模型。减速器装配总成及爆炸图如图3所示。

3.关键零部件的运动学分析。NX系统软件的运动学分析模块,可以方便快捷的对减速器传动轴、传动齿轮等关键零部件进行运动学分析,验证减速器总成设计效果是否合理。在确定输入或者输出任一运动参数的情况下,使用NX系统软件运动学分析即可计算获得整个减速器的运动参数,进而效验传动齿轮等关键零部件是否符合减速器的设计要求。对任务产品的装配总成进行干涉分析,可检查减速器各运动零部件在运行过程中是否与其他零部件发生碰撞等干涉现象,尤其齿轮与齿轮之间、齿轮与箱体之间,进而检查零部件的设计及装配方案是否合理。

4.主要零部件的受力分析。NX高级仿真和其他有限元分析软件基本操作一致,分为创建有限元模型、创建仿真模型和后处理。确定减速器输入轴的功率后,即可根据减速器的设计参数,计算获得各轴及传动尺寸的受力情况。通过NX系统软件对关键零件进行受力分析,进一步检验零部件和减速器整体设计装配是否合理。当确定某个零部件其结构关键部位受力情况超出了材料本身的许用应力时,需要对该零部件的结构参数进行重新效核计算,优化受力结构,从而使任务产品符合设计要求。

5.二维工程图的生成。将虚拟装配和模拟分析没有问题的减速器总成三维模型,及所有定型的零部件,经NX系统软件的工程图模块,智能转换生成包含三视图、轴测图等的二维工程图。对自动生成的尺寸标注进行检查修改,或手动添加尺寸标注,然后根据实际机械加工需要,标注相关加工信息、技术要求、工程图编号等,完成所有零部件及装配总成的二维工程图制作。

NX系统软件作为高端CAD/CAE机械产品信息化设计软件,将其引入到应用型大学生机械设计课程设计中,符合当前“创新驱动、智能转型”大环境下企业、社会对应用型人才的迫切需求,改善了机械设计专业课程的教学质量,激发了学生的学习兴趣。但要制定出一套完整,且行之有效的基于NX系统软件的课程设计指导规范,仍有很多工作等待完善,如:如何检验及评判学生机械设计课程学习的质量?如何评价学生的创新设计能力?等等,都需要进一步实践、探索,开发出一套实用的基于制造业信息化技术的机械设计课程设计体系。

减速器课程设计总结篇4

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机械设计课程设计中的感受

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。

减速器课程设计总结篇5

【文章编号】0450-9889(2014)01C-0062-03

数控技术作为机械产品自动化加工的一种重要手段,在制造业中具有非常重要的作用,它关系到制造业自动化水平的高低。目前,大部分机械加工企业已经引入各种数控设备。为了满足制造行业的人才需求,数控技术专业也在各大高等院校大力发展起来。然而,数控技术专业是一门综合性强、实践性强的专业,不但要求学生具备扎实的专业基础知识,还要求学生具有较强的动手、工程实践能力。然而目前数控技术专业相关课程的教学方法仍然大量采用传统“教师讲、学生听”的教学方法,过于重视理论知识传授,使学生学习的主动性和创造性受到极大的压制,不利于学生自学能力、创新能力和综合能力的培养,致使学生毕业后在岗位上不能很好地胜任工作,或者需要在岗位上重新学习后才能胜任。

项目教学法以激发主动探究和研究的精神及培养独立思考与解决问题的能力为目标而受到教育界的重视。项目教学法提倡在具体的创造实践活动中主动的学习,其突出优点是它使学生从传统的“满堂灌”的被动的学习中解放出来,在完成项目的过程中逐渐使学生掌握教学计划中所要求的知识和技能。项目教学法的应用对于培养学生分析问题和解决问题的能力、提高学生学习的积极性以及促进学生综合能力的培养有着重要作用。

为了克服传统教学方法的不足,促进学生学习的积极性、主动性以及综合素质的提高,本文从能力本位的角度对数控技术专业的项目式教学实施过程进行相关探讨。

一、数控技术专业课程项目式教学培养规划及教学方法实施

(一)培养规划

数控技术专业在此从能力本位的角度对教学内容进行针对性的设计,考虑到学生毕业后的就业方向主要是在机械加工企业中进行数控机床的操作或机床设备的维护,因此对数控技术专业学生的教学安排也从他们的职业能力出发,课程的设计也主要从职业能力培养的角度来考虑。在此讲学生大专学习的三年分成三个阶段来培养,包括基础职业能力培养、核心职业能力培养以及综合职业能力培养三个阶段。第一阶段即入学第一年,学生才刚进大学,对本专业还不是很熟悉,此时对学生主要是培养他们的基础职业能力,一方面,让他们知道以后的大致就业方向,让学生明确学习方向;另一方面让他们具有一些专业基础知识,包括会画、会看机械图、看懂简单的电路、会对计算机进行常规操作和程序的编写,开设的课程主要有:机械制图、CAD、金工实习、计算机基础、电工电子、C语言等。第二阶段,应让学生掌握本专业的一些基本技能,以及一些处理问题的基本方法,如:简单零件的工艺分析、常见软件的三维造型及数控编程,包括零件的铣、车等加工,同时获取相应的职业技能证书,开设的课程主要有机制工艺、CAD/CAM应用技术、数控加工及编程等。第三阶段,即在校最后一年,此时,应对学生进行综合能力的培养,能将所学的知识用于复杂问题的处理,开设的课程主要包括:复杂件及组合件数控加工、数控机床维修与调试、生产实习、毕业设计。

(二)教学方法实施

为了让学生更好地掌握本专业的技能、更好地服务社会,数控专业的教学过程以项目教学法的方式进行。项目教学法中,“项目”是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的任务。通过项目的整合与选取,将课程中的理论知识和实践应用结合起来用于教学内容的学习是实施项目教学法的关键,也是项目化教学首先需要解决的问题。

如以CAD/CAM技术应用为例,其教学要求为老师给定项目要求,学生做出具体实物。其中包括的内容有实物的尺寸确定、三维造型,工艺确定和数控加工成型及装配。其教学内容可以划分为以下几个模块:实体及曲面造型模块、装配及运动仿真模块以及CAM模块。其中装配、数控加工模块是CAD/CAM课程教学的重点和难点,实体及曲面造型模块是基础、且其学习内容相对简单。目前的教学方法都是首先逐个讲解CAD造型的基本方法,如拉伸、旋转、放样等,然后讲解具体的实体及曲面造型实例,最后在零件造型的基础上讲解装配和CAM模块的内容。实际上,这些内容通过以具体的项目为载体来供学生学习,如选择减速器设计作为课程学习中的一个项目,图1所示为一级圆柱齿轮减速器装配图和与课程相关的教学内容。

(a)一级圆柱齿轮减速器

(b)减速器项目教学内容

图1

由图1,减速器项目的具体学习内容为:对于给定的减速器图纸要求,通过分析减速器有哪些组成零件、零件间的装配关系以及主要零件的数控加工工艺,来学习减速器各零件的CAD造型方法、有关装配和数控轨迹生成的操作。作为教学项目,减速器具有如下特点:一是实际应用价值高。减速器是典型的机械传动装置,其作用为在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩,被广泛地应用于汽车、矿山机械和冶金、化工机械等各种机械的传动。二是综合性强且难度适中。由图1可看出,减速器设计项目包括了各零件几何造型、装配及数控加工各方面的内容,将数控技术专业课程中原本各孤立的模块有机地联系起来。在机械设计基础、机械制图等课程中学生已经接触过减速器的设计和绘图,但也包含一些课程涉及的专业知识,如齿轮标准件的参数化设计、箱体夹具设计等。三是容易引起学生的兴趣。学生对减速器的设计内容及组成结构比较熟悉,在前述课程中接触过减速器具体的实物模型,但如何利用软件进行减速器三维造型、装配和加工,是学生的兴趣所在。

在项目的实际选取中,还可以选择其他项目,如电风扇造型与装配、可乐瓶底设计与加工和锻模零件设计与加工等。这些项目均来自实际的产品,既能引起学生的学习兴趣,又能将单个零件的造型设计、数控加工和产品总体装配内容联系在一起,能够调动学生学习的积极性、主动性,有利于达到较好的教学效果。

二、数控技术专业课程项目式教学过程的设计

选择好合适的教学项目后,还需根据项目教学法的特点,将这些项目应用于课程实际的教学过程中。图2所示为项目教学法的教学过程:

图2 项目教学法教学过程

在采用项目教学法的教学过程中,教师只在分组和评估总结中直接参与。在整个教学过程中,教师扮演更多的是组织者、咨询人员以及仲裁者的角色。而学生是项目和实施和完成者,学生始终处于主动地位,是项目教学过程中主体。以减速器设计项目为例,其具体的项目教学过程可按照以下步骤进行。

第一,学生分组和任务布置。减速器设计是一个综合性的项目,有一定难度,可将学生分为5人一组。布置减速器项目的要求和具体任务。

第二,制订计划。根据项目的要求和任务,各组成员对减速器进行总体分析,明确减速器组成结构和工作原理,确定利用CAD/CAM系统进行造型、仿真加工和装配的工作步骤和程序。在教师的帮助下,各组学生进一步修改完善实施计划,并确定最终的计划。

第三,实施计划。首先根据计划准备好资料、手册等。减速器项目具体实施过程为:利用CAD/CAM系统软件对减速器中各组成零件进行几何造型,将造型好的零件进行装配,可先对传动轴部件进行装配然后进行总体装配,创建工程图并对箱体、端盖等零件进行数控加工(包括工艺分析和程序的编写)。项目完成后,小组成员进行项目总结并撰写项目报告。

第四,成果展示。对获得的成果进行展示,包括减速器装配动画、主要零件数控仿真加工等内容,如图3所示的减速器装配爆炸图。

图3 减速器装配爆炸图

第五,总结评估。可先由学生进行自我评估,之后再由教师进行项目总结,主要包括对项目中出现的问题和各种解决办法优劣性的总结,最后对各小组的项目实施结果进行检查评分。

三、教学中须注意的几个问题

在数控技术专业课程的教学过程,实施项目教学法还必须注意以下几个问题:

(一)教学应紧密联系生产实际

数控技术课程专业性和实践性很强,要加深学生对所学知识的理解、使学生对所学知识能够做到融会贯通,结合教学条件,可通过实际生产视频录像或者让学生参与生产实际,通过感性认识和切身体验来内化知识和技能。如学生对于数控加工涉及的零件装夹、加工工艺等知识比较生疏,往往不能很好地应用到教学实例中,此时,教师可利用通过多媒体教学中播放加工视频或者带领学生到实习工厂观察具体零件的数控加工过程,如箱体的数控加工中如何进行装夹和定位、夹具的形式,以及整个切削过程等来辅助教学。

(二)解决问题时采用“发散思维”

对于同一零件的几何造型和数控加工,通常有不同的实现方法。在项目式教学过程中,应尽量引导学生从不同的角度进行思考、采用不同的方法来解决问题,并引导学生考虑各种方法的优缺点及适用范围,这样学生通过较少的项目实例就可以学到不同的方法技巧,做到举一反三。如箱体零件造型有先整体造型再分割,箱座、箱盖分别造型的方式进行以及将箱座、箱盖共有部分集中造型,余下部分分开造型三种方式,这三种方式中整体造型方式简单方便,分体造型方式相对较为烦琐。

(三)教师指导应恰到好处

和传统教学方法不同,项目教学法中学生应处于主动地位,即主要通过学生自己思考、自己动手解决问题来发现知识和提高技能,教师过多的讲解和指导会限制学生思路的拓展和创新能力的发挥,容易使学生变得被动。因此,教师在指导时应把握好尺度,注重引导而不要过多对解决问题方法进行阐述。另外,在教学过程中还要做到因材施教,在项目进行过程中对学生基础知识、解决问题的能力进行观察,根据学生个人不同情况进行适当指导。

(四)构建合理的项目教学评价体系

合理的评价体系对于正确引导学生的学习动机、提升项目教学过程的质量有着重要作用。在数控技术专业课程的评价、考核过程中,应加大工作任务完成情况占课程总成绩的比例,建立能全面、真实地反映学生学习效果的评价体系。在具体的评价过程中,可将考核指标进行分类,如学习态度、学习能力、动手能力以及团队合作能力等,这样既考核学生的主动获取知识、解决问题的能力,又注重学生与他人交流合作的能力以及团队精神,体现项目教学法侧重于对学生综合素质的培养的宗旨。

四、结束语

本文探讨了数控技术专业课程的项目式教学方法,包括教学项目的选取、项目教学过程的设计以及数控技术专业课程项目教学法应注意的几个问题。在数控技术专业课程教学中,通过实施项目式教学法也取得了较好的教学效果,近年来我校学生在全国大学生机械创新设计大赛中已屡次获广西赛区多项奖励。实践证明将项目式教学方法应用于数控技术专业课程的教学中,对于激发学生学习兴趣、提高学生专业知识技能以及综合能力有着重要作用。

【参考文献】

[1]尹珊波.基于项目教学法的CAD/CAM教学实践与思考[J].装备制造技术,2009(4)

[2]赵晓凤.项目式教学的实践探索[J].教学研究,2010(10)

[3]朱美娟.论项目教学法的实施与反思[J].中国电力教育,2011(2)

[4]陈荣. 基于项目教学法的机械CAD/CAM课程改革初探[J]. 陕西广播电视大学学报,2011(2)

[5]戴裕崴,田美丽.CAD/CAM应用技术[M].大连:大连理工大学出版社,2009

[6]叶邦彦,刘建萍,张承忠,赵学智.面向数控技术课程的创新教学模式研究[J].现代教育技术,2010(11)

[7]金桂芝.浅谈数控专业项目教学的实践与思考[J].科技创新导报,2009(27)

减速器课程设计总结篇6

《机械设计基础》是机械类学生的一门核心专业课,而这门课的课程设计对同学们来讲,更是尤为重要,因为它是培养机械工程专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节,它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识,对一级圆柱齿轮减速机的所有部件进行一次系统和全面地设计。

一、课程设计的基本目的

l. 初步培养学生树立正确的设计思想和分析、解决工程实际问题的能力;掌握通用机械零件、机械传动装置设计的一般方法。

2. 复习巩固以前所学的机械制图、工程力学、工程材料、公差与配合等课程的理论知识,并在实际设计中应用和深化这些知识。

3. 培养学生设计的基本技能,如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范等能力,为专业设计和将来从事技术工作打下基础。

二、课程设计的基本要求

机械零件课程设计对学生总的要求是保质、保量、按时完成设计任务。具体要求:

1. 做好设计准备工作,包括收集、准备设计资料、绘图工具及用品。

2. 设计之前要认真研究课程设计任务书,分析题目,了解工作条件,明确设计要求和内容。

3. 设计中要认真复习所遇到的课程内容。如V带传动,齿轮传动,轴、轴承、联轴器和有关的联接件等。在教师的指导下,提倡独立思考,独立计算,独立绘图,独立完成课程设计。反对不求甚解,照抄数据,照搬图样,敷衍了事的行为。

4. 课程设计必须在规定教室进行,遵守学习制度和作息时间,按设计计划循序进行,以便指导教师随时掌握每个学生的情况,发现问题及时解决。

5. 注意掌握设计进度,按预订计划完成阶段性的目标。在底图设计阶段,注意设计计算与结构设计画图交替进行,采用“边计算、边画图、边修改”的正确设计方法。另外,在整个设计过程中应注意对设计资料和计算数据的保存和积累,保持记录的完整性。

6. 为了提高设计质量和降低设计成本,必须注意采用各种标准和规范,这也是评价设计质量的一项重要指标。在设计中,应严格遵守和执行国家标准、部颁标准及行业规范。对于非标准的数据,也应尽量修整成标准系列或选用优先系列。

7. 为使每个学生均能拿出一份较高质量的图样,在装配底图画出后,应呈交指导教师审查,修改无误后,再加工完成装配图。

8. 设计图样(包括装配图和零件图)和设计说明书完成之后,在有所准备的基础上参加设计答辩。

三、课程设计的基本任务

1. 设计题目:

设计一台冶金矿山胶带运输机用的单级直齿圆柱齿轮减速器。工作条件为:单方向运转、轻微冲击,工作期限为8年,每年按250天计算,每天工作8小时。传动示意图见下图1,设计分组参数见表1。

2. 设计任务

(1) 计算说明书一份

包括:⑴前言;⑵设计任务;⑶参考资料;⑷设计方案;⑸选电机确定传动比;⑹各轴运动及动力初算;⑺齿轮传动设计;⑻轴的设计;⑼滚动轴承寿命计算;⑽与密封;⑾箱体设计;⑿总结

(2)完成图纸工作量

⑴总图(装配图)一张,A1图纸;

⑵零件工作图1~2张,A3图纸。

3. 设计内容及进度

见表2。

四、课程设计过程中的重点

课程设计中的重点是编写设计说明书,课程设计说明书是课程设计的总结性文件,通过编写说明书,可以进一步培养学生分析、总结和表达的能力,巩固、深化在设计中所获得的知识,是课程设计工作的一个重要组成部分。说明书应概括地介绍课程设计的全貌,全面叙述设计中各部分的重要内容,要论证设计的合理性,特别是在有几个设计方案时,要进行比较论证,对各个计算环节要详细叙述,对数据和公式来源要注明出处以便查对。说明书要求系统性好,条理清楚,语言简练、文字通顺、字迹工整,图例清晰,图文并茂,充分表达自己的见解,尽量避免抄书,从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源以及指导教师的意见、自己的见解和结论,每一设计阶段完成后,及时整理编写有关部分的说明书,待全部设计工作结束后,只要稍加整理,便可装订成册。

五、课程设计过程中的难点

课程设计中的难点一是轴的结构设计,二是减速器箱体的结构设计。

(一)轴的结构设计

轴在减速箱中是一个重要的零件,因为所有传动件都装在轴上,因此它有很多尺寸都要与其他零件的尺寸相吻合,否则就无法进行装配。所以在设计轴时,直径方向的尺寸和长度方向的尺寸的选取是同学们感到头疼的一个问题。

怎样来设计轴?按下面这个步骤来进行,可能你会觉得不那么难了。

1.初算轴的直径

联轴器和滚动轴承的型号是根据轴端直径确定的,而且轴的结构设计是在初步计算轴径的基础上进行的,故先要初算轴径。轴的直径可按扭转强度进行估算,即

式中:p为轴传递的功率(kW); n为轴的转速(r/min); C为由轴的材料和受载情况确定的系数。若轴的材料为45钢,通常取C=106~117。C值应考虑轴上弯矩对轴强度的影响,当只受转矩或弯矩相对转矩较小时,C取小值;当弯矩相对转矩较大时,C取大值。在多级齿轮减速器中,高速轴的转矩较小,C取较大值;低速轴的转矩较大,C应取较小值;中间轴取中间值。对其他材料牌号的轴,其C值参阅有关教材。

初算轴径还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时,d增大5%;有两个键槽时,d增大10%。然后将轴径圆整为标准值。

上述计算出的轴径,一般作为输入、输出轴外伸端最小直径;对中间轴,可作为最小直径,即轴承处的轴径;若作为装齿轮处的轴径,则C应取大值。

2.轴的结构设计

(1)确定轴的径向尺寸

①轴头直径尺寸确定 轴与齿轮、带轮和联轴器配合处的轴段直径称为轴头。如图2中的 应取标准值(参阅教材)。

② 轴颈直径尺寸确定

与滚动轴承配合处的轴段直径称为轴颈。在图2中,与滚动轴承内圈配合的轴颈 、 应符合滚动轴承标准;装有密封元件直径 ,应与密封元件的内孔直径尺寸一致。轴上两个支点的轴承,应采用相同的型号和尺寸,以便轴承座孔的加工。

③ 轴肩或轴环尺寸确定

相邻轴段的直径不同即形成轴肩。当轴肩用于轴上零件定位和承受轴向力时,应具有一定的高度,如图2中 、 尺寸变化所形成的轴肩或轴环。一般的定位轴肩,当配合处轴的直径小于80mm时,轴肩处的直径差可取7-10mm。用作滚动轴承内圈定位时,如 轴肩的直径应按轴承的安装尺寸要求确定。

如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时,两直径略有差值即可,一般取1~4mm,如图2中 、 的尺寸变化,并尽可能取整数。也可以采用相同公称直径而取不同的分差数值。

④轴肩处过渡圆角尺寸确定

为了降低应力集中,轴肩处的过渡圆角不宜过小。用作零件定位的轴肩,零件毂孔的倒角C或圆角半径 应大小轴肩处过渡圆角半径 ,以保证定位的可靠,如图3 所示。一般配合表面处轴肩和零件孔的圆角、倒角尺寸见所学教材。装滚动轴承处轴肩的过渡圆角半径应按轴承的安装尺寸要求取值(参阅所学教材)。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

⑤ 砂轮越程槽、螺纹退刀槽尺寸确定

对车削或磨削加工的轴表面,应分别留出螺纹退刀槽及砂轮越程槽。相关尺寸可参考设计手册取值。

应注意,直径相近的轴段,其过渡圆角、越程槽、退刀槽等尺寸应一致,以便于加工。

(2)确定轴的轴向尺寸

轴的各段长度主要取决于轴上零件(传动件、轴承)的宽度以及相关零件(箱体轴承座、轴承端盖)的轴向位置和结构尺寸。

①轴头处长度尺寸确定

对于安装齿轮、带轮、联轴器的轴段,当这些零件靠其他零件(套筒、轴端挡圈等)顶住来实现轴向固定时,该轴段的长度应略短于相配轮毂的宽度2~3mm,以保证固定可靠,如图2中安装齿轮和联轴器的轴段。

②轴颈处长度尺寸确定

轴颈处轴向尺寸由轴承的位置和宽度来确定。根据以上对轴的各段直径尺寸设计和已选的轴承类型,可初选轴承型号和轴承外径等尺寸。

应注意,轴承在轴承座中的位置与轴承方式有关。当采用油时,轴承应尽量靠近箱体内壁,可只留少许距离。确定了轴承位置和已知轴承的尺寸后,即可在轴承座孔内画出轴承的图形。

③ 轴的外伸段长度尺寸确定

轴的外伸段长度尺寸取决于外伸轴段上安装的传动件尺寸和轴承盖的结构。如采用凸缘式轴承盖,应考虑装拆轴承盖螺钉所需的长度L(L可参考轴承端盖螺钉长度确定)。当外伸轴装有弹性套柱销联轴器时,应留有装拆弹性套柱销的必要尺寸A(A可由联轴器型号确定),如图4所示。

(3) 轴上键槽的尺寸和位置

平键的剖面尺寸根据相应轴段的直径确定,键的长度应比轴段长度短5~10mm。键槽不要太靠近轴肩处,以避免由于键槽加重轴肩过渡圆角处的应力集中。

当轴上有多个键时,若轴径相差不大,各键可取相同的剖面尺寸;同时,布置在轴的同一方位,以便于轴上键槽的加工。

(二)减速器箱体的结构设计

减速器箱体起着支承和固定轴组件零件,保证传动件的啮合精度和良好以及轴组件的可靠密封更重要作用,其质量约占减速器总质量的30~50。设计箱体结构时必须综合考虑传动质量、加工工艺及成本等因素。箱体按其结构形状不同分为剖分式和整体式;按制造方式不同有铸造和焊接箱体。减速器的箱体多采用剖分式结构。

剖分式箱体由箱座与箱盖两部分组成,用螺栓联接起来构成一个整体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合,有利于轴系部件的安装和拆卸。立式大型减速器可采用若干个剖分面。图5为剖分式箱体。剖分接合面必须有一定的宽度,并且要求仔细加工,为了保证箱体的刚度,在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定的宽度和厚度,以保证安装稳定性与刚度。

减速器箱体一般多用HT150、HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能,成本低。当承受重载时可采用铸钢箱体。

铸铁减速器箱体结构尺寸参阅表3。

(1)箱体要有足够的刚度 若箱体的刚度不够,在加工和使用过程中会引起变形,使轴承孔中心线过度偏斜而影响传动件的精度。为了保证轴承座的支承刚度,箱体设计应注意以下几点:

① 箱体的壁厚

箱体要有合理的壁厚,轴承座、箱体底座等处承受的载荷较大,其壁厚应更厚些。箱座、箱盖、轴承座、底座凸缘等的壁厚可参照表3确定。

② 轴承座联接螺栓凸台的设计

为提高剖分式箱体轴承座的刚度,轴承座两侧的联接螺栓应尽量靠近,为此需在轴承座旁设置螺栓凸台,如图6所示。

轴承座旁联接螺栓凸台的螺栓孔间距 为轴承盖外径。若S值过小,螺栓孔容易与轴承盖螺钉孔或箱体轴承座旁的输油沟相干涉。

螺栓凸台高度h与扳手空间的尺寸有关,如图6。查表确定螺栓直径和c1、c2,根据c1,用作图法可确定凸台的高度H。

为了便于制造,应将箱体上各轴承座旁螺栓凸台设计成相同高度。

③ 设置加强肋板。

为了提高轴承座附近箱体刚度,在平壁式箱体上可适当设置加强肋板。箱体还可设计成凸壁带内肋板的结构。肋板厚度可参照表3。

(2) 箱座高度

对于传动件采用浸油的减速器,箱座高度除了应满足齿顶圆到油池底面的距离小于30~50mm外,还应使箱体能容纳一定量的油,以保证和散热。

对于单级减速器,每传递1kW功率所需油量约为350~700cm3(小值用于低粘度油,大值用高粘度油)。多级减速器需油量按级数成比例增加。

设计时,在离开大齿轮顶圆为30~50mm处,画出箱体油池底面线,并初步确定箱座高度为: ≥ 。 为大齿轮顶圆直径, 为箱座底面至箱座油池底面的距离。

根据传动件的浸油深度确定油面高度,即可计算出箱体的贮油量。若贮油量不能满足要求,应适当将箱底面下移,增加箱座高度。

(3)箱盖外轮廓的设计

箱盖顶部外轮廓常以圆弧和直线组成。

大齿轮所在一侧的箱盖外表面圆弧半径 。 为大齿轮顶圆直径, 为箱盖壁厚。通常情况下,轴承座旁螺栓凸台处于箱盖圆弧内侧。

高速轴一侧箱盖外廓圆弧半径应根据结构由作图确定。―般可使高速轴轴承座螺栓凸台位于箱盖圆弧内侧,如图7所示。轴承座螺栓凸台的位置和高度确定后,取 > ,画出箱盖圆弧。若取 画箱盖圆孤,则螺栓凸台将位于箱盖圆弧外侧。

当在主视图上确定了箱盖基本外廓后,便可在三个视图上详细画出箱盖的结构。

(4) 箱体凸缘尺寸

箱盖与箱座联接凸缘、箱底座凸缘要有一定宽度,可参照表3确定。

轴承座外端面应向外凸出5~10mm(见图7),以便切削加工。箱体内壁至轴承座孔外端面的距离 (轴承座孔长度)为: 。

箱体凸缘联接螺栓应合理布置,螺栓间距不宜过大,一般减速器不大于150~200mm。

参考文献:

[1] 黄晓荣. 机械设计基础课程设计指导书[M]. 北京: 中国电力出版社, 2009.

减速器课程设计总结篇7

说课的特点:

1、重在交流:互相学习、共同提高。 2、重在分析:“说课”既要摆过程,又要说道理,还要对教案作出分析。

实习教学说课除了具有一般说课的两个特点外,还有以下特点:

1、在教学过程中首先要组织教学。2、必须有实物演示法来示范与单独操练去亲身体验。3、教学方法多样化,练习时间长短不一。

下面我以《减速器轴承轴向间隙的调整》为例,说明本节课的教学设计。

一、说教材

(一)教材内容。依据煤矿机电专业人才培养目标,要求学生能够熟练检修机电设备。《减速器检修》是技工学校机电专业实习的重点课程之一,其核心内容便是《轴承轴向间隙的调整》。前面学习的《减速器的结构与原理》和本节课学习的《减速器轴承轴向间隙的调整》都属于《减速器检修》的基础知识与基本技能。因此理解减速器的结构、原理和掌握轴承轴向间隙的调整方法,将为后期减速器的故障分析和排除奠定基础。

(二)教学目标。根据职业教育“以就业为指导,以技能为核心” ,培养学生专业能力和社会能力,结合学生认知事物的规律,将教学目标确定如下:

知识目标:掌握减速器轴承轴向间隙调整的含义。

能力目标:熟练掌握减速器轴承轴向间隙调整的方法,培养学生看、听、摸、问、测、算、写的能力。

情感目标:培养学生独立工作、团结协作、以及严谨的工作作风和吃苦耐劳精神。

(三)教学重、难点。根据教学目标,学生在学习时,要以手感法和测量法对轴承轴向间隙调整,通过两种方法的使用,相互验证,使间隙调整满足要求。

重点:测量法。

难点:手感法。

二、说教法

通过对教材分析,本课程要求理论实践一体化。因此,我以项目课题的形式进行讲解――示范――巡回指导――总结指导一体化教学,给学生提供学习、动手与思考的环境。在教学中,以二轴轴承轴向间隙的调整为项目,主要采用启发提问法、讲解法、演示法、独立操作法、小组讨论法等教学方法,完成轴承轴向间隙的调整。

首先,我采用“启发提问和演示法”导入新课。例如旋转一个轴承,抓住学生的好奇心理提出学习任务。

其次,讲授新课介绍基础知识时,我采用讲解与板书并用,给学生以听觉和视觉上冲击,集中学生的注意力,加强理解与记忆。在解决难点问题手感法时,我采用实物演示法,通过对减速器二轴轴承轴向间隙调整的示范与指导,让学生“看在眼里,听在耳中,记在心间,感在手上”。然后通过实物演示法进行拆卸、测量、计算、装配来突出教学重点测量法,让学生身临其境。

在应用练习时,我采用独立操作法和小组讨论法。要求每名学生都能运用前面所讲内容进行独立操作,培养学生自主的个性和独立上岗的能力;通过小组讨论使学生养成团结互助,集思广益的团队精神。在巡回指导时,对学生进行适时监督和及时帮助,使学生顺利完成任务。

总结评价学生及小组活动时,让学生感受到完成任务的喜悦,使学生产生竞争意识。然后布置作业,巩固知识、提高能力。

三、说学法

在设计学习方法时,结合技工学校的学生认识事物的特点,要求掌握以下学习方法:

1、看(教材内容)、听(老师讲)、说(回答问题)。

2、观察表演

老师示范操作时,学生要仔细观察老师的动作并进行模仿。

3、在独立操作的过程中,学生通过看、听、摸、测、算、写身体力行,感悟其中奥妙,总结成败经验。

4、交流合作

学生通过小组讨论,说出自己的想法,倾听别人的看法,通过交流,相互提高。当讨论出现争议时,咨询老师,通过老师的启发或解答得到结论。

四、说教学过程

(一)组织教学 5分钟。点名、记录、检查劳保使用以及设备、工具、量具材料到位情况。

(二)导入新课 5分钟。首先,通过旋转一轴承来激起学生的好奇心。接着,提出减速器的结构与原理让学生回答。学生回答完毕后,让学生明白要检修减速器,在知识和技能上还需要补充,顺其自然地引出《减速器轴承轴向间隙的调整》的新课新内容。

(三)减速器轴承轴向间隙的调整讲解与示范 30-35分钟。根据技工学校实习的条件和特点,利用讲解与板书让学生明确减速器轴承轴向间隙的含义与作用。针对本节课的重点――测量法,给出操作流程与具体方法,让学生都能理解。对于难点――手感法,要以标准动作和慢动作两种方法示范,使学生看得清晰、全面。

(四)分组完成任务120分钟。将学生分为五组,每名学生进行一遍减速器二轴轴承轴向间隙的调整。此项训练主要是检验学生对减速器轴承轴向间隙的调整的掌握程度。在此期间,老师进行巡回指导。

减速器课程设计总结篇8

1.减速器拆装实验的教学现状与不足

“减速器拆装实验”的教学目的主要是:通过拆装掌握减速器的结构、零件功用、装配关系以及调整方法等。装拆实验用的减速器有单级圆柱齿轮减速器;单级圆锥齿轮减速器;圆锥圆柱齿轮减速器;展开式双级圆柱齿轮减速器;同轴式双级圆柱齿轮减速器;蜗杆蜗轮减速器等。在减速器拆装实验中,一般选用单级齿轮减速器或两级齿轮减速器。因为该类减速器较为典型,只要掌握了它的结构特点、功用及安装调整方法等,其他类型减速器就可以举一反三。达到事半功倍的效果。

传统的教学方法是通过实物,介绍减速器的主要零部件,有箱体、齿轮、轴、端盖、滚动轴承、键、销,螺栓、螺钉、垫片等。在教师讲解相关内容之后,学生拆解、装配减速器。让学生在实验中动手、动脑、动口、动眼、动笔,对学生出现问题比较多的地方有针对性地进行集中辅导答疑。整个过程中让学生互相交流,查找资料。在实验中学生分组轮换观察各种不同类型减速器,通过观察、比较、对每个零件的作用、结构进行一番分析。总结出它们的各自特点和作用。

实验中存在一些不尽人意之处,减速器拆装实验是一个综合实验。主要考察学生的知识点掌握情况、知识的综合运用,并且要求有较强的动手能力。部分学生做减速器拆装实验时,往往出现对减速器的结构不了解;对零部件知识认识不深,零件认识只介于书上,出现零件混淆,或者实物完全未接触过;零部件之间的关系不清楚,结构不了解;减速器拆完未能完全装好。如齿轮、轴承、轴套等零件实际上是拆不下来或是不允许拆解的;齿轮与轴装配的键和键槽等更是无法窥其全貌;很多零件笨重且有油污;测量的中心距等参数实际上只是粗测值。一般来讲,新鲜事物对学生往往都有很强的吸引力,而笨重,甚至是“脏兮兮”、“油乎乎”的减速器,会在一定程度上削减学生学习的动力与兴趣。基于上述原因,这样的教学就很难达到理想的教学效果。

2.实际操作与多媒体教学相结合

减速器拆装实验过程中教师在个别指导时是和学生面对面接触,教师的言传身教作用得到充分体现。但是,实验中由于学生多,指导教师少,工作量大,在解答学生的共性问题时。往往只有少数在教师附近的同学听得清、看得见,很多学生看不到实物的具体结构,搞不清楚教师解释的问题,影响了教学效果。当前,随着多媒体教学的普遍应用,在实验中利用多媒体对减速器进行虚拟装配,可提高教学质量。

教师在多媒体演示时可以进行动态教学,让学生在屏幕上观察零件复杂形体的外型与内腔、各个侧面和局部细节特征。将减速器的零件结构和装拆过程以虚拟动画的形式,形象、生动地展现在学生面前。例如,减速器的主要零部件有箱体、齿轮、轴、端盖、滚动轴承、键、销、螺栓、螺钉、垫片等,多媒体演示可以直观地显现整个零件的结构,装配体中零件之间的连接关系,使教学中的知识更加清晰、生动。虚拟装拆可以刺激学生的感官,动画部分更能抓住学生的眼球、带着好奇、兴趣,促使学生主动学习。利用多媒体介绍装配基准,演示如何进行传动件的周向和轴向固定;轴的支承、固定;轴承类型,轴承如何装配,间隙如何调整等。使学生对齿轮减速器的装配过程、轴系零部件之间的固定、定位方法、机械装置的类型和密封装置及其他减速器附件结构等有一个直观的了解,着重讲解减速器各组成部分的结构、相互之间的定位关系。在实验中教师在多媒体虚拟模型上指定某些加工表面,让学生在减速器实物上找到相应的地方并分析该零件的结构工艺性及加工要求,以利于后面课程设计的顺利开展。例如:与螺栓头部和螺母接触的支承面,应加工出沉头座坑,以减小螺栓的附加应力;安装窥视盖处应设有凸台,减小机械加工表面面积;放油孔处的机体外壁应凸起一块,以便于加工成为螺塞头部的支承面等等。这样,不仅在较短时间内能给学生提供正确的指导,培养学生的几何构思能力,同时介绍了有关结构工艺知识,培养了学生合理的设计思维。这样更有利于学生理解减速器的工作原理、装配关系、各零件的相对位置关系,以及各零件的结构特点,提高了学生的学习兴趣,增强了学生的分析、认识和记忆能力,活跃了课堂气氛。

但是虚拟装配无法取代学生亲自动手拆装操作,如果只使用虚拟拆装实验,学生印象不会那么深刻,难以建立拆装的总体的感性认识。减速器拆装实验通过与计算机虚拟拆装有机结合,才能充分发挥教师的主观能动性,提高了学生的空间想象力,使学生轻松掌握零件的结构,增加学生知识储备,为以后课程设计作了必要的准备,实现教学效果的最优化。在我们的教学中只有通过不断地研究新的教学方法,才能提高教学质量。

3.结束语

教学需要创新精神。将板书、教具等传统的教学手段与现代化教学手段相结合。把减速器拆装实验与多媒体有机结合,使课堂教学形式由单调呆板变得丰富生动,使学生对常见的机械零件有直观的感性认识,使该课程的理论教学与实践训练得到了有机结合,有利于学生动手能力与创新意识的培养。大大的提高了教学质量,从而高质高效的完成了教学任务。

减速器课程设计总结篇9

2.1项目设计作业选择原则及布置

“机械设计课程设计”是机械设计课程的一个重要教学实践环节,也是机械类各专业第一次较全面的综合设计训练,单独设置学分。由于减速器中所包含的零件覆盖了机械设计课程中大部分章节的知识内容,且减速器的类型不同,原始数据有所区别,有利于学生分组进行,且能保证每个同学具有不同的数据,所以通常将二级圆柱齿轮减速器作为课程设计的设计对象。以往“机械设计课程设计”是在机械设计课程结束后进行,通过课程设计将课程中所讲授的内容系统地运用到设计实践中去,是一个从理论到实践的过程。而在进行课程研究型教学实践中,能够贯彻各章节内容的项目设计作业正好可与课程设计相吻合,因此在给学生选择项目设计作业时,既要考虑与后续课程设计在题目上的一致性,还要考虑内容上的步进性及工作量的适宜性,同时还要使学生既能独立思考,不抄袭别人的设计成果,还能在讨论交流的过程中得到提高和创新。为此我们根据工程实际,针对火电厂燃料输送系统中不同工作机械中的传动装置,如:保定热电厂叶轮给煤机中的行走装置、北京高井电厂桥式螺旋卸煤机中螺旋升降机构中的传动装置、石景山发电厂翻车机的驱动装置,以及油田抽油机传动系统,布置了相关的四个项目设计作业课题,要求4~5人为一组,选择其中的一个项目,设计不同的传动方案,并对传动方案中的减速器进行结构设计和计算分析。为了使学生在独立思考的同时还能进行有效交流,我们对同一个项目课题,又设置出不同组数据,做到每人一组设计数据。这样做的好处是:同一组同学在方案设计阶段、结构设计阶段可以进行广泛讨论,一旦传动方案确定,具体在零部件设计和计算过程中,由于数据不同,每个人设计参数的选择和计算结果就会不同,这样又可使每个学生能够独立地完成相关的计算。

2.2教学内容的组织和优化

机械设计具有内容繁杂、概念多、公式多、工程背景强、各章内容又相对独立的特点。为了配合项目设计作业的顺利进行,对教学内容进行了重新组织和优化,将与项目作业内容紧密相关的零件的设计理论及方法往前安排,即将带传动、齿轮传动、滚动轴承、轴、联轴器、键等内容依次安排在了螺纹联接及蜗杆传动之前。当讲完总论(4h)和带传动(4h)后,即在开课的第三周将项目作业题目布置给学生,同时用1学时左右的时间给学生简单介绍传动装置的总体设计,包括减速器的类型、电动机的选择、传动比的分配及传动装置运动和动力参数的计算等内容。这样学生在已知设计参数的情况下,减速器内、外零件的设计计算会随着课程内容的不断进展而逐步完成。在讲滚动轴承寿命计算及轴的结构设计时,直接针对项目设计作业中二级减速箱中具有代表性的高速输入轴,将轴的结构设计、强度计算及轴承的寿命计算等教学内容贯穿在该实例中,这样的调整既可以完成规定的教学任务,又结合了项目作业的具体内容,使学生不仅掌握了轴结构设计及强度计算中应该注意的问题,也为其它两根轴(中间轴和低速轴)的设计提供了很好的借鉴。此外,在每章的教学过程中,具体零件虽然不同,但教学的基本思路始终遵循着一条主线,即:零件的工作情况分析→失效形式分析→确定设计准则→设计计算(参数的选择)→结构设计,让学生发现并找出课程系统性和规律性的知识。同时在讲课的过程中要求同学们多对比,找共性,比如,同是能够完成运动和动力的传动,带传动、链传动和齿轮传动的共性和各自的特点、运用范围和环境是什么?定性地分析斜齿轮传动为什么比直齿轮传动更适合高速重载?有了直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮,为什么还要有蜗杆传动和锥齿轮传动,它们的特点及应用场合是什么?通过引出问题,让学生在学习过程中进行思考,帮助他们更深刻地掌握本课程的基本知识和基本理论。

2.3教学模式的探索

2.3.1主体式教学

主体式教学让学生尽可能真正作为主体参与教学活动的各个环节,以兴趣、问题为导向,启发、激励学生的主动实践意识,注重学生质疑力、观察力等素质的培养,增加使学生获得创新成果的机会。为了充分发挥学生的主动性,我们将项目设计作业分成三个阶段,即:方案设计阶段、减速器内、外传动零件设计阶段、轴系组合设计阶段。其中方案设计阶段是最具有原始创新的阶段,这一阶段要求学生充分运用网络、书刊等资料,提出自己的设计方案并在小组内进行交流、对比和总结,画出传动方案简图,并对方案的优缺点进行评价。在项目设计作业布置后的一周,我们在课堂上安排了方案设计阶段的讨论,每组同学选派代表进行报告,发表本组的设计思路和观点。通过这样的学习,使学生实现了由“学习者”到“研究者”角色的转换。

2.3.2研讨式教学

项目作业的第二、三阶段,我们采用的是研讨式教学。第二阶段的主要任务是每组同学根据设计的传动方案,开展传动系统中传动零件的设计计算,完成时间为三周。虽然课堂中的教学内容与该阶段所运用的主要知识点相呼应,但学生还必须通过课外查阅相关资料、手册、图册等技术资料和文献方可完成相关的设计,因此学生在学习课程内容的同时,探索和研究与自己项目设计课题相关的解决问题的设计方法和设计过程。在第二阶段结束后,组织了第二次课堂讨论,由老师及同学进行点评,及时解决设计中存在的问题,比如:在齿轮材料选择过程中,是否考虑到了做成齿轮轴后齿轮与轴材料保持一致性?传动比分配是否合适,不造成中间大齿轮和低速轴的干涉?第三阶段的主要任务是轴系的组合设计,也是减速器结构设计的重要阶段,兼顾工作量和后续课程设计的连续性,在项目设计作业中只要求学生对高速轴进行结构设计,中间轴及低速轴的设计及装配图的绘制和零件图的绘制放在了课程设计阶段。第三阶段完成时间为三周,与课堂理论教学同步进行,结束后安排了第三次课堂讨论和报告。由于轴系结构设计没有统一标准,却有统一的设计原则,既要考虑轴上零件的安装、加工,也要考虑其可靠定位。因此,在这次课堂讨论过程中,同学表现非常活跃,同学们不断发现问题,提出轴系结构设计的不合理之处,并说明原因,提出改进方案。在讨论中,学生对轴系组合结构的设计进一步巩固,在发现别人错误的同时,也改进和提高了自己的设计。本次课堂讨论的结果使学生在减速器装配图绘制中,在结构设计方面的错误率大大低于往届学生,教学效果非常显著。

2.4评价考核

由于项目设计作业贯穿在整个教学过程中,因此对于学生最后成绩的评定,我们采取加大平时成绩,弱化最后期末考试成绩的办法,将评价贯穿于机械设计课程的全过程。成绩分配比例为:项目设计作业20%,到课率及平时作业为10%,最后闭卷考试成绩占70%。

3几点思考

(1)研究型教学成败的关键在于教师的投入,教师主导的好坏会直接影响到学生主体性的表现,因此教师需要付出更多的时间去组织教学内容,去选择适合的项目设计作业,去组织课堂讨论并评价学生的研究成果(包括讨论过程中的点评及课下项目设计作业的批改)。实践表明,研讨式的教学模式,可以激发学生的创新思维,培养对课程内容的兴趣,在交流、研讨的过程中,加深对知识的理解和运用,同时可多角度地运用设计思想进行客观分析和辩证思考,逐步养成敢于质疑的良好思维品质。

减速器课程设计总结篇10

机械制图课程是是理工类高等院校素质教育的专业基础课,它培养学生绘制和阅读工程图样的能力。同时,也是学生学习后续专业课程和完成课程设计、毕业设计不可或缺的基础。特别是机械类专业的学生,机械制图课程掌握的好与坏直接关系到学生以后的成才与就业,因此应采取科学、合理的考核方法考核学生学习课程的全过程,对学生机件表达能力、自学能力、徒手绘图技能、理论和实践相结合等进行全面考核,力求督促学生做到理论实践结合,达到全面掌握知识的能力。

1 考核方式改革的必要性和迫切性

首先,学生现有的能力与企业的人才需求标准有很大差距,主要体现在理论与实践严重脱节,学生“眼高手低”,给学生的就业带来诸多不利。经调查很多用人单位在应聘机械类毕业生的时候喜欢把机械制图作为重要的考核内容,因为是否具备电脑画图、手工绘图以及识图的能力,决定了后续专业知识能否掌握。可见机械制图作为一门工程语言,其掌握得好与坏,直接关系到学生就业上岗的工作效力和工作能力。其次,总结近几年学生的课程设计和毕业设计情况,大部分学生没有理论联系实践的能力;甚至是一些制图理论知识学的比较扎实的学生在独立面对机器和零件时,也不能正确选择视图和合理表达机件,亦不能合理表达机器的工作原理,更无创新。

由此可见,目前很多高校机械制图考试并没有体现以“素质、能力本位”为核心,单纯的卷面考核方式并没有起到真正的评价作用,也没有发挥激励和引导的功能,同时极大地扼杀了一批有学习潜能的学生学习积极性。因此我们必须对制图考核方式进行改革。

2 课程考试改革方案

为了培养学生专业兴趣、养成主动学习、团队合作和解决问题的良好习惯,提升学生绘图和识图能力。我们在2013年后,对学生学习的全过程进行全面考核,主要包括以下五个方面:

(1)机件表达的考核

采用期末考试(闭卷)。以补画视图的形式考核切割体、相贯体和组合体。运用符合国家标准的机件表达方法阅读和绘制不同类型的零件,合理地标注零件图尺寸。重点考核中等复杂程度零件图(视图不少于4个)的阅读和绘制。

要求:视图应正确、直观、简明;尺寸详尽,不遗漏不重复,标明零件在制造和检验应达到的技术要求。尺寸三要素的规定画法为细节问题,必须按国家标准执行。

考核分值:采用100分制,占课程总成绩的40%

(2)自学能力的考核

采用期中考试(开卷)。重点自学章节为标准件和常用件,主要内容包括螺纹规定画法及标注方法、常用螺纹紧固件连接的规定画法;键、销及其连接的规定画法及尺寸标注方法。以螺柱连接、螺栓连接和螺钉连接、齿轮啮合为题目进行开卷考试,促使学生养成自主学习习惯,培养分析解决图样表达问题的能力,同时培养工程意识和标准化意识。

要求: 螺纹、键、销和齿轮为国家标准件和常用件,国家标准对其画法都有统一规定,考试采用国家标准比例画法。

考核分值:采用100分制,占课程总成绩的20%

(3)徒手绘图技能考核

采用课内和课外考核。考核徒手绘制零件图,运用合理的机件表达方法,在坐标纸上按照1:1比例徒手绘制快速阀盖和阀体的零件图;考核徒手绘制装配图,根据泵体、主动轴、传动轴、各标准件和常用件等11个零件图在坐标纸上按照2:1绘制齿轮油泵的装配图。

要求:草图尽管是徒手绘制,但决不是潦草的图。应做到图线清晰、投影正确、字体工整; 能正确地将装配图拆画成零件图,也能正确将零件图拼画成装配图,并合理地进行装配图尺寸标注。

考核分值:等级得分制,占课程总成绩10%

(4)理论与实践相结合能力考核

采用测绘实习周考核。在实习周之前,提前下达所要测绘的零件和机器测绘任务,同学们通过查阅标准、参考书、互联网,熟悉部件工作原理、装配关系、装配尺寸等,了解工程背景,培养工程意识并写出预习报告。实习周小组成员通力合作,正确、完整、创新地完成测绘任务。

装配体拆装实验:

①同学间合作,用工具将减速器按正确顺序拆开并记录零件间的相对位置和连接关系;②通过拆卸,分析减速器的工作原理、装配关系,观察装配结构特点;③思考减速器各配合面的配合基制和配合种类;④按顺序正确组装减速器,弄清常用件和标准件在减速器中所起的作用,学习在装配图里如何表达标准件;⑤完成减速器装配图。

零件测绘实验:

①根据减速器各零件的结构特点,确定表达方案,按比例徒手绘制二维草图;②利用测绘工具测绘出所有需标注的尺寸,并根据零件的表面结构特点,确定被加工面的表面粗糙度值,并根据零件所在的装配环境,确定尺寸和形位公差;③利用cad绘制完整零件图并出图。

要求:通过零件图和装配图的绘制,熟悉绘制装配图的技巧,基本合理地进行装配图尺寸标注。充分发挥学生的团结合作能力和理论实践结合能力。

考核分值:课程设计,等级得分制,。

(5)综合能力的考核。

综合运用所学知识做一个简单机械产品的装配图设计。内容涵盖零件图、装配图、标准件和常用件应用;在产品设计中锻炼徒手绘图技能;增强计算机辅助设计软件绘制零件图、装配图的相关实践。

要求:了解现代设计理念,掌握现代设计的初步方法,培养构型思维和创新实践能力,熟练掌握使用绘图软件表达零件或装配图的方法,锻练徒手绘图技能,提高表达交流设计思想的技能。

高等教育迅速发展,我们必须探索新型的课程考试考核评价体系,科学合理地考核学生课程学习的全过程,充分发挥考核评价的引导和激励作用,促进教学内容和教学方法改革,强化学生创新精神和实践能力的培养。

减速器课程设计总结篇11

文章编号:1671-489X(2014)04-0075-02

材料力学课程是机械类专业中的一门专业基础课,对培养学生工程理念及学习其他后续课程具有十分重要的意义与作用。近年来,由于科学技术的迅猛发展,要求学生掌握的新知识日益增多,学校在保持现今学制不变的情况下,只能削减很多传统课程学时,材料力学是其中的一门。材料力学具有理论性强、内容抽象、基本概念众多、比较难理解的特点,这就要求教师必须在有限的学时内,采用高效的教学方法来提高教学质量,提高学生的能力,已期收到良好的教学效果。

项目教学法是指实施一个完整的项目工作所进行的教学活动,具体是指在教学过程中以一系列项目作为载体,把相关的知识点融入项目的各个环节,在逐步推进项目的开展中通过对问题的深化和扩充,来拓展知识的广度和深度,最后得到一个完整的项目解决方案,从而达到学习知识、培养能力的目的[1]。根据材料力学课程的特点和现状,很有必要在材料力学课程教学中应用项目教学法。

1 项目教学法在材料力学课程中应用的总体思路

在材料力学课程教授过程中应用项目教学法,要以典型的工程项目为依托,以材料力学知识要点为纲,实际的工程项目为目,做到纲举目张。要做到使学生在学习的课程中遇到某项知识点时能非常明确它的工程背景,充分感受到材料力学在工程设计中的重要性。项目教学法中所选择的工程项目应该是一个具体完整的、有广泛应用价值的机械产品的设计。应该具有以下特点:1)设计的产品应该具有典型性;2)能充分体现理论知识和实践技能的相互融通;3)应该有一定的设计难度,在设计过程中要求学生以已有知识为基础,经过逻辑思维之后能在一定范围内学习新知识和新技能。

项目教学法的学习过程应当是一个人人动手动脑参与的创造性的实践活动。学习的目的不是推导、验证已有的原理,而应该是为完成项目所经历的探求过程中,逐步理解和掌握课程要求的知识点和技能,体验发现问题、解决问题的乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。

2 项目教学法在材料力学教学中的实施

精选典型工程项目 选择一个恰当的项目是项目教学法能否顺利实施的重要前提。材料力学作为机械类专业的专业基础课,要为工程实践提供相应的力学知识,培养学生利用材料力学解决工程实践问题的能力。材料力学课程的主要内容是介绍杆状构件的拉压、剪切、扭转和弯曲四种基本变形及组合变形的强度、刚度的分析计算。在项目的选择上要充分考虑到上述知识点的特点,经过比对,可以发现减速器设计是一比较符合要求的项目。减速器包含了箱体、齿轮、轴承、轴、键、螺纹连接件、带等零部件,构件的难易程度合适,而且学生在前期课程中有所接触,在设计过程中所需的知识和材料力学基本教学要求有比较好的对应性。

项目的分解和教学过程的重构 要完成减速器设计项目,需要涉及多门机械学科的知识,而在学习材料力学时,学生有多门相关课程还未学习,因此在组织教学过程中,要特别注意所授具体知识的统筹分析与划分,要了解各门课之间的相关性、知识结构的特点,哪些知识是材料力学必须讲授的基础知识,哪些知识是相关课程已经提及的或需要深入研究的,哪些是放在后续课程讲授的,只有分清知识特点,才能合理分解项目,引导学生学习相关知识的同时培养分析问题、解决问题的能力。

下面结合减速器设计项目,具体阐述项目教学法的实施步骤。

首先,教师对应减速器设计项目进行项目分解,使得原来的众多综合性问题分解为一个个单独的力学问题。以便学生上手,根据减速器设计和材料力学课程的特点,项目分解如表1所示。然后教师和学生对整体项目进行讨论,学生要阐述他们对整体项目见解,联系本身已有知识,阐述项目中认为自己不能解决的问题。教师在其中要不断地对项目进行阐述解释,使得减速器设计这样的综合性工程项目变成学生能逐步理解的一个个力学问题,解决学生的困惑。

减速器属常用设备,教师应该在讨论中启发学生掌握其结构、使用功能及存在的问题,进一步了解需要解决的问题,即目前结构情况下的强度校核存在的问题与改进措施、改进后的强度计算等。对于分解后的小项目,教师一定要联系设计实践来讲述力学问题,这样有助于加深学生对工程实践和材料力学问题之间联系的理解,有助于以后在实践过程中学会选择有效的理论工具。课程的组织形式可以变成一个个小的专题讨论课,要充分发挥学生的主动探索性,提升学生学习的兴趣,教师也要适时点拨,把握方向,保证课程的完整性和延续性。在各小项目完成后,对减速器整体设计也应做说明和讨论。

项目教学法的思考 以工程实践项目为主线的项目教学方法和传统的演绎教学方法相比较,可发现项目教学法能有效地提高学生解决实际工程问题的能力,培养其创新思维。在材料力学课程中如何做到选择恰当的项目、充分发挥项目的作用,把理论讲授和工程项目有机地结合起来,是十分值得探究的。项目教学法的实施过程对教师也是一个促进。任课教师必须充分掌握完成一个工程实践项目所有涉及的专业理论知识和专业技能,做到胸有成竹。因此,选择一个教师自己已完成的工程实践课题作为项目教学的案例,有助于教师从容应对教学中出现的各种各样的问题,使得学生的行为能够在教师的掌控之中,随时为学生提供必要的理论和技术支持。

项目教学法能有效地培养学生的观察能力、动手能力、研究和分析问题的能力。为增强效果,在实施过程中应要求学生提前阅读相关教材、预习教学内容,准备与项目相关的知识,广泛获取类似问题的信息,并且组成项目小组,明确每人在项目中所承担的任务,在教师的指导下完成预期的教学任务。项目教学法最重要的特点是突出理论联系实际,但在授课过程中,切忌完全就项目论项目、以项目的实施代替力学系统知识的学习,应积极引导学生在授课过程中巩固力学基础知识,并能运用力学知识解决工程中的实际力学问题[2]。

3 小结

大量实践经验表明,适应现代工业生产节奏的人才需要具备创新的思维能力。材料力学的课堂授课学时比较少,在实施项目教学法的教学过程中,要特别注意力学基本概念和项目内容的融会贯通。通过课程教授过程中的探索过程,体现出理论和实践技术的相互融合,使学生创造能力得到提升,强化学生利用已掌握的知识来分析、解决问题的能力,掌握高超的实践动手能力,并为学生在以后的工程实践中利用材料力学知识解决实际问题奠定坚实的理论基础。

参考文献

减速器课程设计总结篇12

在“机械零件认知实验”中,通过利用机械零件陈列柜的展示、对机械实物和模型与展板的观察和分析,使学生认知了机械设计课程中的标准件、通用零部件与机械传动的类型与特点。在机械零件陈列柜中结合文字注释、机器与模型的运动、电脑声控同步的讲解,使学生认知了如牛头刨床、减速器、压面机、破碎机、雕刻机等机器的运动规律,加深了对机器与机械零件的感性认识,解决一些课堂上难以想象的问题。通过机械创新设计电动陈列柜的展示,使学生了解了创新设计的发散思维法、功能设计法、移植设计法、组合设计方法,原理方案、结构方案、外观方案的创新以及新产品示例,拓宽了学生的知识面,提高了学生机械综合设计能力与创新能力。在“带传动滑动与效率的测定实验”中,使学生了解了智能带传动实验台的结构与原理,掌握扭矩、转速、滑动率、效率的测试方法。学生观察了带传动的弹性滑动与打滑现象,并灵活应用实验技能测出带传动的弹性滑动率、传动效率的结果与负载的关系曲线。

在“液体动压动轴承实验”中,学生利用滑动轴承实验台以及多媒体软件对滑动轴承的径向油膜压力分布和摩擦特征进行实测和仿真实验。将实际和理论知识有机地结合起来,利用计算机的人机交互性能,使学生方便直观地实验,增强了学生的实践动手能力。

在“螺栓联接综合实验”中,学生通过计算机测试软件与多通道静动态应变仪,测定了螺栓组在受倾覆力矩时每个螺栓的受力情况,掌握了螺栓受力一变形的规律。通过单个螺栓的静态实验,了解了螺栓受轴向载荷时,螺栓联接相对刚度的变化对螺栓总拉力的影响。通过单个螺栓的动载荷实验,了解了在改变螺栓的相对刚度后,螺栓动应力幅值的变化。利用计算机实现了数据处理的自动化与可视化,使学生容易地掌握了机械参数电测的基本方法。在“减速器的拆装与分析实验”中,使学生了解了减速箱的基本结构、用途及特点,了解了减速器的各个组成零件结构及功用。熟悉了减速器设计以及主要零件的加工工艺性,了解了减速器中零件的装配关系及安装过程,了解了减速器的基本传动参数测定方法与方式。在“组合式轴系结构设计实验”中,学生通过组装不同结构轴系部件的过程,掌握了轴的结构、轴承组合设计的方法以及轴上零件的常用定位与固定方法。上述两个实验是由学生自行创意设计和组装,使学生在机械综合设计方面得到了训练,为后续课程的学习打下基础。在“剂的磨擦磨损与承载能力测定实验”中,使学生了解了在摩擦磨损试验机上进行剂的减摩性、抗磨性、极压性能测定的试验过程,掌握了利用四球法测定剂的摩擦系数、磨痕直径、最大无卡咬、烧结负荷的方法,并且对国内外剂评定测试标准有了深入的了解。

在“机械传动性能综合测试实验”中,首先将常用的机械传动任意进行组装成为被测的机械传动装置,再利用工控机测试系统进行机械传动性能参数,速度、转矩、传动比、功率、效率的数据采集与处理,实验结果与曲线输出的工作。学生通过机械传动装置的组装、仪器调试及测试过程的实际动手操作,锻炼了机械传动综合实验的技能。把计算机技术引入实验教学,实现计算机人机交互的实验方式,使得实验内容的知识性和趣味性融为一体,极大地激发了学生的兴趣与积极性,促进了学生对所学知识与机械工程实践的联系,学生的创新能力作为后天开发的显性创造力,通过学习与培养,得到了锻炼和提高。

2改进教学方法,提高教学效果

减速器课程设计总结篇13

在传统的培养模式和计划中没有气动设计类课程中,过去学生都是通过分别学习空气动力学和飞机设计两门课程,然后在工程实践中摸索气动设计方法,由行器性能要求的越来越高和气动设计的复杂性,国内外已普遍认识到这门课程的必要性和重要性。该课程的主要教学目的是建立起空气动力学和飞机设计两者之间的桥梁,将空气动力学的基础理论和飞机设计相结合,使学生对飞行器的气动设计有一个全面的了解和掌握,培养学生飞行器气动设计能力以及全面综合分析能力,建立飞行器空气动力学设计的基本设计方法、设计理论,和其他相关学科的综合考虑,为学生进行飞行器的气动设计提供空气动力学理论的基础、分析问题解决问题的能力。教学团队在前期良好的教学建设基础上,不断扩充完善教学内容,强调基础性、前瞻性和实用性,改进教学方法,培养创新意识。

一、教学内容的组织完善

与该课程相关的国内外参考资料非常有限,教学团队充分收集整理国内外相关著作、文献,利用网络资源,综合研讨教学内容。教学中注意将国内外前沿最新的飞行器气动设计理论方法引入教学,不断扩充完善教学内容。由行器气动设计与总体设计、飞行控制、隐身等学科密切相关,涉及面广,因而,教材内容的组织取舍,如何在有限的教学时间内选取组织授课内容,保证课程的基础性、前瞻性和实用性,是非常重要而艰难的任务。教学团队广泛进行了国内外相关课程教学调研,收集资料,研讨并完善教学内容,形成了较为合理的课程体系。教学内容从运输机到战斗机再到高超声速飞行器,循序渐进。运输机作为最基本的飞行器类型,特别是民机,主要要求的是安全性、经济性、舒适性和环保性,设计目标相对集中,都是飞机设计中的基本问题。具体来说,主要包括先进翼型的不断发展,亚音速干线飞机三维机翼的设计,机翼翼梢减阻装置的应用、如何减少摩擦阻力、减少部件间的干扰阻力等减阻措施,低速起飞着陆阶段的增升装置外形的空气动力设计,多学科优化设计,最后简要介绍高速民航机的气动设计。现代战斗机性能要求不断提高,并且涵盖多个方面,如机动性、超声速巡航特性、隐身特性、超视距作战能力等,因而课程重点包括了现代战斗机的气动布局,边条翼、鸭式布局、前掠翼等,隐身要求和空气动力的综合设计,发动机进排气系统及其与飞机的一体化设计,推力矢量化,机敏性和超机敏性等,并且重点介绍了数值模拟方法在未来飞机设计中的重要性。

由于高超声速飞行器的迅速发展,课程也对其进行了简要介绍,高超声速飞行是洲际弹道导弹、回收卫星、飞船、航天飞机在上升段和再入大气层时,以及穿越行星大气层的宇宙探测器进入行星大气时将经历的飞行阶段,也是当前正在发展的跨大气层飞机和新型武器系统所必须具备的能力。由于学生高超声速空气动力学基础偏弱,故首先概述了高超声速技术的需求背景、高超声速空气动力学、高超声速流动的基本特性,然后重点介绍了气动力、气动热工程计算模型和高超声速飞行器热防护等内容。

二、教学方法的综合应用

1.板书、电子课件、多媒体资料的有机结合。在课程教学中,根据讲授的具体内容,结合板书、电子课件、多媒体资料等多种手段综合应用。由于上课的研究生专业不同,基础差异较大,故在讲授中,教师需要根据学生的具体情况,以空气动力学设计思想、设计理论为核心,辅以补充必要的专业基础知识和理论,这些内容比较适合以板书的形式,而多媒体资料可以加深学生的印象,提高学生感性认识,增加学习兴趣,加深对基本理论的理解,故板书、电子课件、多媒体资料等相互补充,相辅相成。

2.案例教学和理论教学相结合。教师在课程讲授过程中,注意理论学习和案例教学相结合,由于气动设计的基本理论和飞行器的设计发展更新换代直接相关,因而在基本理论的讲授中紧密结合具体案例,以提高学生的学习兴趣,加强学生的感性认识,加深对气动设计基本理论的综合理解。如在民机的气动设计中,重点介绍了空客380、波音787等飞机的典型设计特点,了解翼梢装置设计中与结构重量等多学科优化的设计思想,机翼载荷的展向分布设计特点等。结合F15、F16讨论发动机进气道的设计特点等。结合F22讨论现代战斗机的设计特点,机动性和隐身性的综合权衡,对空气动力学的挑战等问题。

3.课外研究报告的撰写与课堂讨论相结合。为增强学生的科研实践能力,在课堂教学的同时,要求学生课外针对教学内容相关专题查阅文献、综合分析、研究讨论、撰写论文,并组织学生课堂展示研讨,变学生被动听讲为主动学习研讨,以提高学生学习的主动性和自觉性,锻炼学生自主研究、综合分析问题解决问题的能力。在教学实践中,对论文选题给以合理指导,相对集中,以增加讨论的参与性,收到较好的教学效果。

4.考核体系的完善。在教学方法研究方面,进行了考核体系改革,结合考试、报告撰写、课堂研讨、考勤等多种形式,全面衡量学生的学习态度、知识掌握、灵活运用、收集整理资料、研究解决问题、撰写报告、表达能力等多方面的考察。并积极听取学生的反馈意见,为进一步改进教学质量,提高教学效果提供参考。

三、课程的特点

由于现代飞行器发展迅速,不断更新的飞机都集成了新取得的科研成果和先进技术,教学内容不断变化是课程的一个显著特点,取得高性能的变化多样的气动布局是空气动力学的理论知识应用于实际飞行器设计的杰出成果。将经典理论和飞行器前沿设计技术紧密结合,直接面向工程部门飞行器设计应用,故课程不仅要涵盖气动设计的基本理论基本方法,而且要和当前国际航空航天前沿最新水平接轨,反映国际最高水平,只有这样,才能使学生掌握最新的气动设计思想方法理论,更好地服务于工程实践。

本课程不仅在空气动力学专业,而且对相关专业如飞机设计、固体力学等专业的研究生培养中都占有重要地位,是学生全面掌握飞行器气动设计的主要理论和主要方法重要的专业课,和飞行器设计工程实践密切相关,为学生毕业后从事飞行器设计提供空气动力学设计理论和方法支撑。课程综合性较强,覆盖面广,涉及多学科相关领域,选课同学有硕士、博士研究生、单位代培等不同类别。通过该课程的学习,学生对空气动力学在飞机设计中的作用与意义可以有更深的认识,同时也切实认识到设计问题的复杂性、多学科综合应用的重要性,有利于在今后的学习工作中更全面更综合的考虑问题,为以后科研工程实践奠定坚实的基础。

四、总结

本课程是一门重要的研究生专业课,在国内外相关课程中有其鲜明的特色,在教学安排上,注意教学内容改进完善,不嘟最新的科技成果增加到教学内容中,将气动设计基本理论和飞行器设计前沿技术相结合;课程体系设计合理,教学方法多样,对飞行器气动设计的能力培养有重要意义。

参考文献:

[1]潘,孙振佳,高琪.《近代流动测试技术》双语教学的理念与实[J].教育教学论坛,2014,(23):214-216.

[2]刘沛清,屈秋林,郭昊.关于加强我国现代高等工程教育的几点看法[J].教育教学论坛,2011,(20):36-37.

[3]刘沛清.空气动力学研讨课建设的探索与实践[J].力学与实践,2016,38(1):87-89.

[4]王晓军,邱志平.航空专业研究生课《飞机结构强度》教学改革探析[J].力学与实践,2013,35(4):60-62.

[5]杨华保,王和平.“飞行器总体设计”精品课程教学改革探索[J].高等工程教育研究,2007,(1):131-132.

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