第二章+课程设计的一般过程与要点.ppt

第二章 课程设计的一般过程与要点 第一节 设计准备工作 第二节 总体方案设计要点 第三节 机械系统设计中的重点知识结构 第四节 控制系统设计中需注意的有关问题 第五节 注意现代设计手段和网络资源的运用 机电一体化系统设计的内容非常广泛，不同的专业、方向会有不同的侧重点，每个学校也有自己的专业特点。因此，课程设计的一般过程和基本方法也会有所不同。但总的来说，大体上可分为七个阶段，如图2-1所示。 第一节 设计准备工作 首先，要认真研究设计任务书，明确要完成的设计内容和具体要求，备齐设计过程所必需的各种工具书和相关标准； 其次，要大量查阅文献资料、学习研究有关产品的图纸与样本。为了提高工作效率，学生要学会充分利用互联网这一快捷工具，指导教师也要充分使用互联网和多媒体教学。有条件的话，指导教师最好带领学生参观实物或模型，使学生获得感性认识。 第二节 总体方案设计要点 总体方案直接影响到机电一体化系统的最终运行结果，是设计工作的基础。一般满足设计要求的总体方案往往有多个，这时要根据具体情况进行分析比较，确定一个最佳方案。设计总体方案时应注意以下几个要点： 一、在继承的基础上充分发挥个人的创新能力 课程设计的选题一般都是已成型的机电产品，在长期的设计和生产实践中，已积累了大量可供借鉴的资料和经验。如本指导书第六章所列举的四个设计实例，都有详细的设计资料供学习参考。作为学生，首先要学习和继承这些经验成果，这样不但可以加快设计进度，减少原则性错误，而且对设计质量也有可靠的保证。但同时对设计过程中出现的疑问要勤思考、多比较，不要盲目抄袭，对现有方案中存在缺陷的地方，应发挥个人创新能力予以改进和提高。如果在结构上有重大的改进设计，应该与指导教师和同学多讨论。 二、抓住关键零部件的原理分析和设计 无论是机电一体化设备的改造，还是新产品设计，都需要抓住关键零部件的分析和设计，这是机电一体化系统设计的重要方法。例如，在微机数控机床和Ｘ-Y数控工作台设计中，进给传动机构是整个设备的关键所在。其中，作为执行元件的伺服电动机，在计算与选型方面，本书第四章有详细介绍；作为传动元件的滚珠丝杠螺母副以及作为导向元件的直线滚动导轨副，本书第三章提供了详尽的计算过程并列出了丰富的产品参数。在波轮式全自动洗衣机的传动系统中，减速器是关键部件；而自动回转刀架的关键部件则是蜗杆-蜗轮副与螺杆-螺母副。只有清楚了关键零部件的功能和工作原理，才有可能顺利完成设计工作。 三、要重视并正确使用标准 遵守并采用标准，是降低产品成本的重要因素之一，也是评价设计质量的一项主要指标。熟悉并正确使用标准是机电一体化系统课程设计的重要任务之一。 许多标准件可以直接外购，如电动机、滚动轴承、传动带、链、密封件、紧固件、键等。有些零件虽然需要自己设计制造，如齿轮、带轮、蜗杆蜗轮等，但其主要尺寸参数一般仍要按标准确定。所以设计时准备一些标准件手册是很重要的。对于标准件的使用，应尽量减少品种和规格，这样既降低成本，又方便使用和维修。例如，减少螺栓的类型和尺寸，不但便于采购和保管，装卸时也可减少工具，提高工作效率。 非标准件的尺寸，一般要求圆整为标准数或优先数，以方便制造和测量。对于常用的标准数和优先数，要求记忆并熟练使用。但要注意有些根据几何关系和安装要求确定的尺寸不能圆整，例如齿轮分度圆直径和齿轮中心距等。 另外，设计中还应尽量减少零件材料的牌号和种类，能用同一牌号的材料应尽量统一；例如钢材零件在满足使用要求的情况下尽可能都选用同型号的，显然这是良好的设计方法。 四、学习掌握工程设计的方法 在机械系统设计时，零部件的尺寸不可能完全由理论计算确定，很多情况下经常没有公式可供参考，此时就要运用类比和初估的工程设计方法。设计时应结合具体结构、加工和装配工艺，并综合经济性和使用条件全面考虑。最常见的如机体和箱体的壁厚、齿轮轮缘、带轮轮毂、螺栓直径等尺寸，设计时都可根据具体情况进行类比确定，没有特殊要求时，一般不需进行计算。希望通过课程设计的锻炼，学生能够初步掌握工程设计的方法，从而提高工作能力和效率 第三节 机械系统设计中的重点知识结构 一、机械制图 机械系统设计要求设计者具有扎实的机械制图基本知识。良好的机械制图基础，不仅使你能正确表达自己的设计思想，而且也便于你与他人讨论交流。在设计过程中，要正确运用机械制图的各种表达方式，不清楚的地方要及时复习教科书。机电一体化系统课程设计的目的之一，就是使学生在机械结构设计和机械制图上得到进一步的锻炼和提高，将欠缺的知识补上。 二、机械设计与机械零件基础知识 具备良好的机械设计和机械零件知识是课