机电一体化系统设计课程设计指导书教学配套课件尹志强王玉林第二章课程设计的一般过程与要点.pdf

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