【導(dǎo)讀】計(jì)及加工工藝，應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，分析了各種導(dǎo)水控制裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。出該部套的總裝配圖以及關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)的圖紙。電機(jī)組的整體的設(shè)計(jì)提供了有用的理論依據(jù)。

　　

【正文】 計(jì)提供必須的結(jié)構(gòu)尺寸和依據(jù)。 裝配草圖設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪圖和計(jì)算，在其交替進(jìn)行中常需修改某些零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，所以繪制草圖著筆要輕、線條要細(xì) ，由主到次，由粗到細(xì)，按選定的圖樣比例進(jìn)行。對(duì)于已標(biāo)準(zhǔn)化 (或規(guī)格化 )了的零件 (如螺栓、螺母、滾動(dòng)軸承等 )可先用示意法僅表示其外形輪廓尺寸，對(duì)一些倒圓、倒角等細(xì)部尺寸以及剖面線均無(wú)需畫出。 裝配草圖設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作主要有兩方面： ，明確各部件運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力和主要參數(shù)組成。由總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)可獲得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、額定功率、輸出功率、滿載轉(zhuǎn)速，各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和轉(zhuǎn)矩。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖通常僅表示機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和布局大意，進(jìn)行裝配草圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)一步考慮選擇結(jié)構(gòu)方案。 二 .部件裝配草 圖的設(shè)計(jì)和繪制 在組成機(jī)械的各部件中應(yīng)選擇對(duì)機(jī)械總體關(guān)聯(lián)和影響最大的部件先行設(shè)計(jì)。 、圖紙幅面、圖樣比例及布置圖面位置 裝配圖所選視圖應(yīng)以能簡(jiǎn)明表達(dá)各零件的基本外形及其相互位置關(guān)系為原則。一般減速器選用正視圖、俯視圖和側(cè)視圖三個(gè)視圖來(lái)表達(dá)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單者也可選用兩個(gè)視圖；必要時(shí)應(yīng)加剖視圖和局部向視圖來(lái)表達(dá)。 圖紙幅面應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 (見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè) )，課程設(shè)計(jì)中建議采用 A1 或 Ao號(hào)圖紙繪制裝配圖。 在選擇圖樣比例和布置圖面之前，應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)件的中心距、頂圓直徑及輪寬等主要結(jié)構(gòu)尺寸及參考相近似的裝配圖，估計(jì)出 外廓尺寸，并考慮零件序號(hào)、尺寸標(biāo)注、明細(xì)表、標(biāo)題欄、技術(shù)特性表及技術(shù)要求的文字說(shuō)明等所需田面空間，選擇圖樣比例、合理布置田面．通常將正視圖和俯視圖布置在圖紙左側(cè)，明細(xì)表、標(biāo)題欄和技術(shù)特性布置在圖紙右側(cè)。圖樣比例須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為增強(qiáng)設(shè)計(jì)的真實(shí)感，應(yīng)優(yōu)先采用 l： 1 的圖樣比例，若視圖相對(duì)圖紙尺寸過(guò)大或過(guò)小時(shí)，也可選用其他合適且常用的圖樣比例。視圖、圖紙幅面，圖樣比例的選擇和圖面位置的布置，彼此密切相關(guān)，繪圖時(shí)應(yīng)全盤考慮、統(tǒng)籌兼顧、合理選定。 ；通過(guò)繪圖進(jìn)行軸和軸承部件結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)及軸上零 件作用力的位置。 、軸承及鍵聯(lián)接的校核計(jì)算 根據(jù)以上初繪草圖階段所定的軸的結(jié)構(gòu)、支點(diǎn)和軸上零件的力作用點(diǎn)，分析軸所受的力，按適當(dāng)比例繪制彎矩圖、扭矩圖及當(dāng)量彎矩圖，并在其上標(biāo)出特征點(diǎn)的數(shù)值；同時(shí)在結(jié)構(gòu)圖上判定并標(biāo)出軸的若干危險(xiǎn)剖面．參照教材對(duì)各危險(xiǎn)剖面校核軸的強(qiáng)度．校核時(shí)若發(fā)現(xiàn)軸的強(qiáng)度不夠，則應(yīng)加大軸徑，或修改蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 軸的結(jié)構(gòu)參數(shù) (如加大圓角半徑等 )，以降低應(yīng)力及應(yīng)力集中程度。若軸的強(qiáng)度富裕，且其計(jì)算應(yīng)力或安全系數(shù)與許用值相差不大，則以軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定的軸徑為準(zhǔn)，一般不再修改．對(duì)于強(qiáng)度裕量過(guò)大的情況，也應(yīng)在 綜合考慮剛度，結(jié) 構(gòu)要求以及軸承和鍵聯(lián)接等的工作能力后決定是否修改，以防顧此失彼。 ，進(jìn)行傳動(dòng)件、固定裝置、密封裝置及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上述設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)和尺寸關(guān)系可參閱其它書籍闡述與分析，學(xué)生應(yīng)在融匯貫通的基礎(chǔ)上發(fā)揮創(chuàng)造性，獨(dú)立進(jìn)行本階段的設(shè)計(jì)工作，并注意繪圖時(shí)應(yīng)先主 件后附件，先主體后局部，先輪廓后細(xì)部，同時(shí)在三個(gè)視圖上交替進(jìn)行。 上述工作完成之后，應(yīng)對(duì)裝配草圖仔細(xì)檢查，認(rèn)真修正，檢查次序亦如繪制裝配草圖“由主到次”進(jìn)行．檢查的主要內(nèi)容如下： (1)裝配草圖是否與傳動(dòng)方 案 (運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 )一致。如軸伸出端的位置，電動(dòng)機(jī)的布置及外接零件 (帶輪和聯(lián)軸器等 )的匹配是否符合傳動(dòng)方案的要求。 (2)傳動(dòng)件、軸、軸承及軸上其他零件的結(jié)構(gòu)是否合理，定位、固定、加工、裝拆及密封是否可靠和方便。 (3) 重要零件是否滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨等要求，其計(jì)算是否正確，計(jì)算出的尺寸是否與設(shè)計(jì)計(jì)算相符。 (4)圖紙幅面、圖樣比例、圖面布置等是否合適。視圖表達(dá)是否符合機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，投影是否正確，可重點(diǎn)檢查三個(gè)視圖的投影關(guān)系是否協(xié)調(diào)一致，螺孔及滾動(dòng)軸承等的規(guī)定畫法和簡(jiǎn)化畫法是否正確，學(xué)生自己檢查和修正裝配 草圖。 裝配工作圖的繪制和總成設(shè)計(jì) 在完成裝配草圖的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步將總成繪制成為可供生產(chǎn)用的、正式的、完整的裝配工作圖。其上應(yīng)包括必要的結(jié)構(gòu)視圖與尺寸、零部件序號(hào)、明細(xì)表、標(biāo)題欄以及技術(shù)特性和技術(shù) 要求等內(nèi)容。現(xiàn)仍以減速器為例，對(duì)以上內(nèi)容分別提示如下。 一 .按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制結(jié)構(gòu)視圖 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 裝配工作圖各視圖都應(yīng)完整、清晰，避免采用虛線表示零件的結(jié)構(gòu)形狀，對(duì)必須表達(dá)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或細(xì)部結(jié)構(gòu)，可以用局部剖視或向視圖表示。裝配圖上某些結(jié)構(gòu)可用機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的簡(jiǎn)化畫法，例如螺栓、螺母、滾動(dòng)軸承可以采用簡(jiǎn)化畫法； 對(duì)于類型、尺寸 、規(guī)格、材料均相同的螺栓聯(lián)接，可以只畫一個(gè)，其它則用中心線表示。 裝配工作圖也應(yīng)先用輕線繪制．待零件工作圖設(shè)計(jì)完成、進(jìn)行某些必要的修改后再于加濃。如果裝配草圖質(zhì)量良好，無(wú)需作較多的或重大的改動(dòng)。 也可以在原裝配草圖上繼續(xù)進(jìn)行裝配工作圖的繪制與總成設(shè)計(jì)工作。 二 .標(biāo)注主要尺寸和配合 反映技術(shù)性能、規(guī)格或特征的尺寸。 表明占有的空間尺寸；如水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的總長(zhǎng)、總寬和總高等，可供包裝、運(yùn)輸和布置安裝場(chǎng)所作參考。 為設(shè)計(jì)支承件 (如機(jī)架、電動(dòng)機(jī)座 )，外接零件提供 聯(lián)系的尺寸：如搖臂底面的尺寸腳螺栓孔的直徑與中心距，地腳螺栓孔的定位尺寸，軸外伸端的配合直徑、配合長(zhǎng)度、中心高及端面定位尺寸等。 表明各配合零件之間裝配關(guān)系的尺寸 ，如傳動(dòng)件與軸頭，軸承內(nèi)孔與軸頸，軸承外圍與軸承座孔的配合尺寸。 在標(biāo)注這些尺寸的同時(shí)，應(yīng)認(rèn)真考慮并注明選用何種基準(zhǔn)制、配合性質(zhì)及精度等級(jí)。 三 .編制零件序號(hào)、明細(xì)表和標(biāo)題欄 裝配工作圖上所有零件均應(yīng)標(biāo)出序號(hào)，但對(duì)形狀、尺寸及材料完全相同的零件只需標(biāo)一個(gè)序號(hào)。各獨(dú)立部件，如滾動(dòng)軸承，通氣器等，雖然是由幾個(gè)零件所組成，也只編一個(gè)序號(hào)。對(duì)于 裝配關(guān)系清楚的零件組 (如螺栓、螺母及墊圈 )，可用一條公用指引線，但各零件仍應(yīng)分別給予編號(hào)。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 序號(hào)應(yīng)安排在視圖外邊，并沿水平方向及垂直方向以順時(shí)針或逆時(shí)針順序整齊排列，不 得重復(fù)和遺漏。各序號(hào)引線不應(yīng)相交，并盡可能不與視圖的剖面線平行。 明細(xì)表和標(biāo)題欄在裝配工作圖上的布置可參見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)，標(biāo)題欄應(yīng)布置在圖紙的右下角．明細(xì)表和標(biāo)題欄的格式可參見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)。對(duì)裝配圖中每一個(gè)序號(hào)均應(yīng)在明細(xì)表中由下向上順序編填，各標(biāo)準(zhǔn) 件應(yīng)按規(guī)定方式標(biāo)記。材料應(yīng)注明牌號(hào)，外購(gòu)件一般應(yīng)在備注欄內(nèi)寫明 編制明細(xì)表也是最后確定材料及標(biāo)準(zhǔn)件的過(guò)程，應(yīng) 當(dāng)認(rèn)真對(duì)待．要注意盡量減少材料和標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格。 四 .標(biāo)出技術(shù)特性 通常采用列表形式在裝配圖上的適當(dāng)位置標(biāo)出技術(shù)特性，調(diào)速軸的技術(shù)特性所列項(xiàng)目一般為輸入功率和轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)效率和傳動(dòng)特性 。 五 .撰寫技術(shù)要求 裝配工作圖上的技術(shù)要求是用文字來(lái)說(shuō)明在視圖上難以標(biāo)出的有關(guān)裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、潤(rùn)滑、維護(hù)等方面的內(nèi)容，具體則與設(shè)計(jì)要求有關(guān)．在水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配圖上通常寫出的技術(shù)要求有如下幾方面 ： 求； ； ； ； ； 輸要求等。各項(xiàng)具體的技術(shù)要 求是根據(jù)該設(shè)計(jì)要求編寫的。 待上述工作完成之后，應(yīng)對(duì)裝配工作圖的質(zhì)量逐項(xiàng)仔細(xì)檢查，使之正確無(wú)誤。 裝配圖的設(shè)計(jì)與選取 裝配草圖設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作主要有兩方面： 由運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖劃分部件，明確各部件運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力和主要參數(shù)組成。由總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)可獲得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、額定功率、輸出功率、滿載轉(zhuǎn)速，調(diào)速軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和轉(zhuǎn)矩，液壓缸的主要參數(shù)和尺寸數(shù)據(jù)。 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖通常僅表示機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和布局大意，進(jìn)行裝配草圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 一步考慮選擇結(jié)構(gòu)方案。本設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)導(dǎo)水的控制， 分析題目和水輪機(jī)的工作原理的相關(guān)知識(shí)可知要想實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水控制可從水輪機(jī)導(dǎo)葉的打開(kāi)和閉合著手設(shè)計(jì)。通過(guò)導(dǎo)葉的打開(kāi)與閉合來(lái)控制水的流量從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水控制，初步方案擬定可從機(jī)械控制和液壓控制兩方面考慮設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的方案主要從液壓控制方面考慮。最后選定方案為通過(guò)來(lái)液壓系統(tǒng)的控制使得調(diào)速軸的旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩，使搖臂、連桿工作來(lái)控制導(dǎo)葉的打開(kāi)和閉合，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水控制。 水輪機(jī)導(dǎo)水控制部分原理圖 水輪機(jī)導(dǎo)水控制部分的裝配圖說(shuō)明 ： 圖 31 水輪機(jī)導(dǎo)水控制部分的原理圖 如圖 31 為水輪機(jī)導(dǎo)水控制部分的原理圖，在圖 31 中 調(diào)速連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)外力 F（ F 由外設(shè)備液壓系統(tǒng)提供）的作用來(lái)帶動(dòng)調(diào)速軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)通過(guò)鍵來(lái)傳動(dòng)給搖臂，再通過(guò)銷子由拉桿來(lái)拉動(dòng)水輪機(jī)的導(dǎo)葉來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)葉關(guān)閉或打開(kāi)，從而控制水流。此圖能直觀的反應(yīng)出水輪機(jī)導(dǎo)水控制所起的原理，圖中搖臂的最大擺角為 10 度，由于圖中所涉及的尺寸很大，在這里只能給出部分圖示。在圖中大多數(shù)傳動(dòng)件是通過(guò)銷子來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中圖中的調(diào)速軸為空心軸，這樣為了減少重量 和節(jié)省材料而設(shè)計(jì)。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 4 零件工作圖的設(shè)計(jì)和繪制 零件工作圖設(shè)計(jì)概述 裝配圖只是確定了機(jī)器或部件中各個(gè)部件或零件間的 相對(duì)位置關(guān)系、配合要求和總體尺寸，至于每個(gè)零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸只得到反映，因而裝配圖不能直接作為加工零件的依據(jù)。因此為了將裝配圖中的各個(gè)零件制造出來(lái)，還必須在裝配圖基礎(chǔ)上拆繪和設(shè)計(jì)出每個(gè)零件的工作圖。零件工作圖是制造、檢驗(yàn)和制訂工藝規(guī)程的基本技術(shù)文件。合理設(shè)計(jì)和正確繪制零件工作圖也是設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 機(jī)器或部件中每個(gè)零件的結(jié)構(gòu)尺寸和加工等方面的要求在裝配圖中沒(méi)有完全反映出來(lái)。因此，要把裝配圖中的各個(gè)零件制造出來(lái) (除標(biāo)準(zhǔn)件外 ),還必須繪制出每一零件的工作圖。合理設(shè)計(jì)和正確繪制零件工作圖也是設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，只有完成零件工作圖的繪制，制造產(chǎn)品所需的設(shè)計(jì)圖紙才算齊備。 零件工作圖是零件制造、檢驗(yàn)和制訂工藝規(guī)程的基本技術(shù)文件．它既要反映設(shè)計(jì)的意圖，又要考慮制造的可能性和合理性。一張正確設(shè)計(jì)的零件工作圖可以起到減少?gòu)U品、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率和機(jī)械使用性能的作用，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中，繪制零件工作圖的目的主要是鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)能力及掌握零件工作圖的內(nèi)容、要求和繪制方法。由于時(shí)間限制，只要求繪制由教師指定的 2～ 3 個(gè)典型零件的工作圖。 零件工作圖的要求如下： 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 零件視圖應(yīng)選擇能完整、正確、 清晰地表達(dá)出零件的結(jié)構(gòu)和尺寸的視圖 (包括基本視圖、剖面圖和局部剖視圖 )，為了增強(qiáng)對(duì)零件的真實(shí)感，通常采用 l：1 比例尺繪圖。對(duì)于零件的細(xì)小部分結(jié)構(gòu)，如零件的圓角、倒角、退刀槽及鑄件壁厚的過(guò)渡部分等結(jié)構(gòu)，如有必要，可采用局部放大圖。 要求每一零件單獨(dú)繪制在一張標(biāo)準(zhǔn)圖幅中，應(yīng)根據(jù)視圖輪廓大小，考慮標(biāo)注尺寸，書寫技術(shù)條件以及標(biāo)題欄等占據(jù)的位置，合理布置圖面。 零件的基本結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)與裝配圖相同，若有必要改動(dòng)時(shí)，則應(yīng)對(duì)裝配圖作相應(yīng)的修改。 在標(biāo)注尺寸前，應(yīng)分析零件的制造工藝過(guò)程，從而正確選定尺寸基準(zhǔn) 。尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)一致，以利于對(duì)零件的加工和檢驗(yàn)。標(biāo)注的尺寸應(yīng)齊全，不遺漏，不重復(fù)，也不能封閉。圖面上供加工和檢測(cè)用的尺寸應(yīng)足夠，以避免在加工過(guò)程中作任何換算。零件的大部分尺寸盡量標(biāo)注在最能反映該零件結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)視圖上。 對(duì)于配合處的尺寸和精度要求較高的尺寸，應(yīng)根據(jù)裝配圖中已經(jīng)確定了的配合和精度等級(jí)，標(biāo)注出尺寸的極限偏差。自由尺寸公差一般可不標(biāo)出。 零件工作圖上應(yīng)標(biāo)注必要的形狀和位置公差。形位公差是評(píng)定零件加工質(zhì)量的重要指標(biāo)之一 .對(duì)各種零件的工作 性能的要求不同 ,則標(biāo)注的形位公差項(xiàng)目和精度等級(jí)也應(yīng)不同。 零件的所有表面（包括非加工的毛坯表面）都應(yīng)注明表面粗糙度參數(shù)值。在常用參數(shù)值范圍內(nèi)，推薦優(yōu)先選用 Ra 參數(shù)。表面粗糙度參數(shù)值的選擇，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，在保證正常工作的條件下，盡量選取數(shù)值較大者，以利于加工和降低加工費(fèi)用。 凡是用圖樣和符號(hào)不便于表示，而在制造時(shí)又必須保證的條件和要求，均可用文字簡(jiǎn)明扼要地書寫在技術(shù)條件中。它的內(nèi)容根據(jù)不同的零，不同的加工蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 方法而有所不同。一般包括： (1)對(duì)鑄造或鍛造毛坯的要求。如毛坯表面不允許有氧化皮 及毛刺：箱體鑄件在機(jī)械加工前必須經(jīng)時(shí)效處理等。 (2)對(duì)零件表面性能的要求。如熱處理方法及熱處理后表面硬度、淬火深度及滲碳深度等。 (3)對(duì)加工的要求。如是否要與其他零件一起配合加工 (如配鉆或配鉸 )等。 (4)其他要求。如對(duì)未注明的倒角、圓角尺寸的說(shuō)明；對(duì)零件個(gè)別部位的修飾加工要如對(duì)某表面要求涂色、鍍鉻等；對(duì)于高速、大尺寸的回轉(zhuǎn)零件的平衡試驗(yàn)要求。 零件工作圖的標(biāo)題欄是用以說(shuō)明該零件的名稱 、材料、圖號(hào)、比例及責(zé)任者姓名等。該標(biāo)題欄應(yīng)布置在圖幅的右下角 。 典型零件圖的說(shuō)明 一 .連桿 圖 41 連桿 如圖 41 是連接搖臂和導(dǎo)論的連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)拉桿拉動(dòng)導(dǎo)輪來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)葉的打開(kāi)和關(guān)閉，從而來(lái)控制水流，為了節(jié)省材料和減少連桿的重量采用空心連桿，這樣使得連桿拉動(dòng)導(dǎo)論很靈活也很方便。 二 .調(diào)速連桿的上軸頭 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)