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1、第7章 机械系统装配图及零部件图绘制,杨铁牛 季林红清华大学精密仪器与机械学系,装配图的设计零件图的设计,在完成了原理设计和系统结构设计草图之后，需要完成的目标即以工程图语言表达的系统装配结构和零件详细设计-重点强调工程标准化表达设计意图。,7.1 装配图设计,装配图设计：在前面以定性为主的运动方案设计、结构草图设计及其工作能力初步估计的基础上，定量化、标准化进行各种结构参数的详细设计，必须保证：1.零件的可装配性；2.零件的可加工性。,装配图是表示机器各组成部分的连接、装配关系的技术文件。它主要用于：机器或部件的装配、调试、安装、维修等场合。,在产品生命周期中，为了清楚地实现设计、装配工艺和
2、销售等各部门之间信息交流，装配图唯一性、无异议地表达机器或部件的工作原理，并且表达各零件之间的装配关系和位置关系，用以指导装配、安装、检验以及维修和回收。,装配图的内容和作用,1、装配图的内容-包括四个方面,一组视图 一组视图正确、完整、清晰地表达出产品或部件的工作原理、各组成零件间的相互位置和装配关系及主要零件的结构形状。尺寸标注 外形尺寸、配合尺寸、安装尺寸和特性尺寸技术要求 用文字或符号说明装配体在装配、安装、调试、检验、使用、维修等方面的性能质量要求。零、部件序号、标题栏和明细栏 按国家标准规定的格式绘制标题栏和明细栏，并按一定格式将零、部件进行编号，填写标题栏和明细栏。,一组视图 采
3、用一组视图正确、完整、清晰地表达出产品或部件的工作原理、各组成零件间的相互位置和装配关系及主要零件的结构形状。具体包括：视图的选择：视图数量和布局；视图的表达方式：直接完成二维装配图或设计三维装配图，利用投影关系产生工程二维图几何信息，再进行尺寸标注、技术说明等属性提取和补充，最后审核修订完成装配图设计。,示范连接,按规范标注五种尺寸，注意贯彻尺寸链原理的应用，保证正确实施前面精度设计目标。标注中特别注意几个方面：,尺寸标注,滑动副、回转副、过盈联接等一切有相互连接或相对运动的近邻配合特征，都应该表示出其配合公差。,技术要求用文字或符号说明装配体在装配、安装、调试、检验、使用、维修等方面的性能
4、质量要求。装配要求：装配后必须保证的精度以及装配时的要求。检验要求：装配过程中及装配后必须保证其精度的各种检验方法，如压力、防漏、振动、噪音等有特殊要求时，应说明检验方法和条件。使用要求：对装配体的基本性能、产品的运输、维护、保养、使用时的要求。,序号、标题栏和明细栏,序号：零件的序号应沿水平或垂直方向按顺时针或逆时针方向排列，序号间隔应尽可能相等。指引线不能相交，通过剖面区域时指引线方向不应与剖面线平行。,标题栏：是一张工程图的名目索引明细表：产品的零件名称、数量、材料等，明细表中零件序号及名称应与零件代号一一对应,标题栏,明细表,系统结构方案分析与设计,在绘制装配图之前，需认真分析设计草图
5、，明确保证设计意图的关键特征和功能指标，为装配图绘制提供具体参数。对于已经在装配图草图中确定的方案，主要从几个方面分析方案的合理性：1、关键零件的工作位置是否确定能否保证机器和零部件的设计目标。,左图（轴上零件定位图）所示的装配结构需满足以下对零件的定位要求：齿轮保持在箱体的对称中间；半联轴器相对于箱体外壁的距离；轴承箱体内外壁距离。,2.主体设计目标细化分解到实现每一个具体目标的特征要素。,明确实现目标功能的特征要素,特征要素图1-轴；2-左半联轴器；3-螺钉；4-左衬套；5-右半联轴器；6-安全销；7-右衬套,辅助性配件电路电线等的协调与布置1-电动力线；2-电动机；3-电路分路电线；4-
6、电路分路开关,3.在满足各项子功能要求前提下，协调各部件结构尺寸。,装配图设计一般需要经过几个循环修改完善。通常首先将依据方案设计得到的装配结构草图，根据装配结构的合理性及构形设计,着重从可装配性、可拆卸、装配经济性、零件误差累计等方面入手，进行装配图的设计，之后需要进行零件拆装，进一步进行零件设计（这一过程不可避免的会有一些改动），根据零件设计结果再反装配，最后检查安装、配合等功能特征是否具有工艺的可行性。,7.1.3 装配图的设计要求,装配图设计过程和要求：,7.1.4 装配图的绘制,1、绘制模式,根据实际情况通常有两种主要的绘制模式：1）依据设计构造的虚拟三维装配图，利用投影关系（注 意
7、第三视图的投影方向要符合我国三视图投影方向，如Pro/E，UG提供了两个方向供选择），产生工程二 维图几何信息表示，再进行尺寸标注、技术说明等属 性提取和补充，然后根据国家标准，审核修订完成装 配图设计。2）依据二维设计软件或者手工绘图完成装配图绘制。,1）投影法,利用各种造型设计软件(如UG、pro/e，catia、caxa等）的建模模块和装配模块设计构造虚拟三维装配图。利用这些软件的工程图模块，通过投影关系，（注意投影方向要符合我国第一象限角投影方向）；选择一组投影视图产生工程二维图几何信息表示；再进行尺寸标注、技术说明等属性提取和补充；最后根据国家标准，审核修订完成装配图设计。,构造虚拟
8、三维装配图,工程图模块模版相关设计参数选择,视图的投影方向要符合我国一象限角投影方向；线形、尺寸和文字大小都要按规定执行,选择一组投影视图产生工程二维图几何信息表示,2、绘制装配图的一般步骤,1）选择图幅及视图比例图幅GB/T14689-1993 2）正确选择视图主视图、俯视图、侧视图及其辅助视图。遵循的原则：表达出所有零件的位置关系、装配关系、连接关系。3）画出传动零件的中心线和轮廓线以及箱体的内壁线和对称线。遵循由里向外、先主要零件后次要零件的原则。4）在初步完成一个主要视图的轮廓后，再与其它视图同时进行，切忌画完一个视图再画另一个视图。5）在校核后主要零部件工作能力后，进行细部结构的设计
9、。6）标注尺寸与配合 7）编写技术要求 8）进行零件编号 9）编制明细表和标题栏 10）检查装配图,怎样读装配图,目的：了解机器或部件的名称、作用、工作原理、零件之间的连接装配关系、配合性质和技术要求等。1）概括了解：部件或装置的名称、大小；组成零 件的名称、数量和材料、部件表达的方法、装配图中的规定画法和简化画法等。2）分析零件间的连接方式 3）分析零件间的装配关系 4）分析装配图中的尺寸,7.2 零件图设计,1、零件图的功能2、零件图的设计原则和设计要求3、几种典型零件的表达4、如何读懂零件图,零件图的功能,零件图是表达零件的结构形状、尺寸大小及技术要求的图样。零件图是生产中指导制造和检验
10、零件的主要图样。它不仅应将零件内、外结构特征和大小表达清楚，而且还要对零件所采用的材料、加工和检验等提供必要的技术要求。,零件图的设计原则和设计要求,零件设计原则：实现装配图对于零件功能的要求，包括材料、毛坯、功能结构和工艺结构、技术要求等。为了避免相关配合零件变动量太大，除了细部的工艺特征参数，主要的连接尺寸和结构应该尽量避免修改，而应在零件尺寸链内进行调节。零件图设计内容主要包括视图选择、尺寸标注、技术要求和标题栏。,零件图的主要内容,1）视图：按照国家标准规定的比例、图线绘制成的机械图样，完整、确切、清晰地表示出零件的内外结构形状。2）尺寸：标注出确定零件各结构形状和大小的定形尺寸和确定
11、各结构在零件中位置的定位尺寸，既要满足产品设计要求又要符合生产实际。3）技术要求：表明零件在制造和检验时应达到的技术指标。如：零件的表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、材料及热处理等。4）图框和标题栏：填写零件名称、数量、材料、图样比例、图号及设计、制图、审核人员的签署等。,零件标题栏必须反映的标识要素，是所有零件工程化表达的共性要求。而不同零件类型，根据功能要求与常见失效形式在设计时，除标题栏外，还要分别考虑如下几方面信息表述，包括：毛坯材料选择与制备工艺结构功能参数与工艺参数视图选择与组合标准功能要素简化表示尺寸标注规范化表面粗糙度 尺寸公差和形位公差 技术要求尽量工程化技术要求文字部分
12、的简约与重点,几种典型零件的表达,标准零件及其连接必须按照国标规定的画法,轴套类零件基本形状是同轴回转体，局部结构有螺纹、键槽、倒角、圆角以及退刀槽等。,1、轴类零件设计,一般选择主视图为轴线水平方向布置，辅助部分局部视图和剖视图,由上图可以看出，轴类零件工程图应该注意表达下面几个问题：（1）标准功能要素采用国标简化表示；（2）尺寸标注规范化,尤其要注意轴向长度尺寸 标注时尺寸链计算问题；（3）技术要求工程化；（4）技术要求文字部分重点说明。,标注尺寸时还要注意工艺及测量的方便和经济性，明确封闭环和关键尺寸链。,图a只有A2一个尺寸列入装配尺寸链，而图b则有A1和A2两个尺寸列入装配尺寸链。,
13、杆类零件通常起支撑或连接作用，具有回转体或非回转体截面形状。连杆是一种典型的杆类零件，一般由专业制造厂或专用生产线按照严格的工艺文件，经过三、四十道工序加工完成，其结构信息参见下图（连杆零件图）：,2、杆类零件设计,由连杆的功能与结构特点可以看出，连杆零件设计时需要注意：（1）毛坯材料选择和制备工艺；（2）技术要求工程化；（3）视图的选择与组合；（4）结构功能参数与工艺参数；（5）技术要求与尺寸标注。,齿轮零件是机器设备中广泛使用的传动零件之一。尽管齿轮传动的类型多样，各有其特点，但是总体都有三个方面的要求需要在零件设计中给于表达：单齿传动强度和精度设计；齿坯加工工艺及其材料要求；齿轮副传动的
14、安装和传动精度要求。这些对应参数应该在方案设计阶段和工作能力阶段计算过并已经在装配草图中选择了基本尺寸，所以这里要进一步明确表达已有的设计结果，并补充完善工程图需要的内容。,3、齿轮类零件设计,齿轮工作图示例:,齿轮类零件的设计要点：（1）齿轮工作参数表格化（2）视图选择与组合（3）标准功能要素简化表示（4）结构功能参数与工艺参数（5）技术要求与尺寸标注,箱体作为一种机架类型，具有所有机架的公共特性即支承或容纳零部件。一方面，它具有内腔的结构形式，可以保护腔体内零件具有设计良好的工作条件，诸如润滑、防尘、密封和适宜的工作温度等；另一方面，腔体内零件装配完成之后通常作为整体部件参与到复杂机器的工作中，完成给定的功能，便于专业化生产和运输。,4、箱体类零件设计,箱体根据不同的制造工艺可以分为铸造、焊接和螺栓联结等几种形式。箱体根据不同的制造材料可以分为铸铁、铸铝、铸钢、铸铜和结构钢螺栓联接等金属型箱体，也有注塑件、混凝土、花岗岩等非金属箱体。以铸铁箱体零件设计为例进行讨论：,箱体类零件的设计要点：（1）视图选择与组合（2）结构功能参数与工艺参数（3）尺寸标注规范化（4）形位公差（5）技术要求,谢 谢！,
