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1、课程设计指导 1 课程设计指导 1 设计目的 机电综合技术课程设计是在学生学完了技术基础课以及部分专业课后，开 设的旨在培养学生综合能力的重要实践环节。它一方面要求学生通过课程设计 获得综合运用过去所学知识的能力， 为做好毕业设计进行一次综合训练和准备。 另一方面，通过实践使学生切实地提高动手能力，对机电综合设备有一个初步 的认识。学生通过设计与实践，应在下述各方面得到锻炼。 熟练地运用大学三年所学的基本理论， 正确地完成一个机电综合设备的 设计，包括机械设计，驱动、控制原理，接线图、接管图以及程序设计。 正确地运用在各项实践教学中所学的实践知识，根据所设计的图纸，正 确地完成机械装配、电路连
2、接、气路连接以及联机调试等任务。 学会使用手册及图表资料， 掌握与本设计有关的各种资料的名称、 出处， 并能熟练运用。 2 设计要求 机电综合技术课程设计题目一律定为： 一维运动系统的设计与调试。 2.1 设计与实验要求 课程设计要求完成以下工作量。 装配图 一张 基板（架）零件图 一张 驱动原理图 一张 驱动接线或接管图 一张 控制原理图 一张 控制电路接线图 一张 控制程序 一份 机械装配和电路及气路连接 联机调试 课程设计说明书（8000 字） 一份 2.2 时间安排 课程设计题目由指导教师选定，经教研室主任审查签字后发给学生。按教 学计划规定，机电综合技术课程设计总学时为 6 周，进度
3、及时间大致分配如下。 哈尔滨工业大学课程设计指导书 2 2 设计任务分析 2 天 6.7% 机械设计 6 天 20% 驱动设计 1.5 天 5% 控制设计 2.5 天 8.3% 编制程序 3 天 10% 机械装配 2 天 6.7% 气路及电路连接 3 天 10% 联机调试 7 天 23.3% 编写设计说明书 2 天 6.7% 准备及答辩 1 天 3.3% 3 设计内容 3.1 设计任务分析 设计任务分析包括以下主要内容。 根据清单清点零件、标准件、外购件、驱动件、控制件、指示灯、按钮、 工具等所有备品备件，了解其原理及功能，验收合格后签字认可。 根据课程设计题目，在冲压机上下料机械手演示模型上
4、找到相关部分， 分析所设计一维运动系统在演示模型上的运动规律， 画出运动系统结构原理图。 确定运动参数，包括运动方向、驱动质量、行程、速度、加速度、运动 节拍等。 确定运动方式及停机位、零位、启动条件、停止条件、运动次数等。 确定控制方式，手动运行和自动运行时的动作顺序，指示灯如何协调动 作，按钮各起什么作用。 3.2 机械系统设计 3.2.1 画装配图 根据所设计一维运动系统在演示模型中的情况及所提供的零件、标准件、 外购件画出一维运动系统的装配图。装配图包含以下内容。 图面应完整地表达机器的运动特性，一般以机器零位作为图面位置， 以双点划线画出运动部件另一极限位置。 图面应完整地表达各零件
5、在机器中的位置、作用和相互关系，零件间 的定位关系、配合关系必须进行清楚的描述，所有零件、标准件、外购件的外 形必须准确，精确。标准件及外购件允许采用简化画法，相同的螺钉、螺母允课程设计指导 3 许只画一个，其余用点划线标出。 原则上以 1：1 的比例绘图，三个视图必须完整。 图面应标注以下三类尺寸：配合尺寸、连接尺寸、轮廓尺寸。连接尺 寸指机器与其他设备的连接尺寸，如底板与实验台面的连接尺寸。 所有零件、标准件、外购件必须拉出件号，相同件只允许拉出一件， 不得重复标注。 技术要求结合自己设计的特点参照实例编写。 标题栏必须填写完整，格式参照设计实例。 3.2.2 画零件图 对所绘底板或基架进
6、行测绘，画出零件图，零件图包含以下内容。 图面应完整、正确。以表达清楚所有几何要素为原则。 标注全部尺寸，在选择设计基准时应遵循基准统一，基准重合原则。 所有尺寸必须标注公差，未注公差者在技术要求中说明。 所有表面必须标注表面粗糙度，未注表面粗糙度者在图面右上角标出 技术要求中至少包含示例中的前三项。 标题栏填写完整。 3.3 驱动系统设计 3.3.1 驱动原理设计 参考有关资料，进行驱动原理设计。采用标准规定的画法，画出驱动原理 图，原理图包含以下内容。 用标准规定的元器件符号表示所有元器件。 元器件名称、型号必须完整标注。 所有电线、气管、接头、端子排等辅件必须有名称和型号。 驱动元件（如
7、电机、气缸）的方向应正确，例如水平或垂直安装应清楚 表达等。 标题栏中注明元器件的名称、数量、型号、生产厂家、材料等信息。 简要说明驱动原理。 3.3.2 接线或接管图设计 根据驱动原理图，画出接线或接管图。接线或接管图包括以下内容。 （若为 电机驱动，接线图也可与控制接线图结合起来统一画出） 接线或接管图在相关机械部分的布局图上画出。 哈尔滨工业大学课程设计指导书 4 4 电气件在设备中的安装位置、 安装方法、 电线或气管路径等需表达清楚， 最好用 PRO/E 完成接线或接管图设计。 接线或接管图中应标注电气件的名称、型号及主要参数。 标题栏中应有所用电气件的完整信息,包括名称、型号、数量、
8、材料、 厂家等。 3.4 控制系统设计 3.4.1 控制原理设计 参考有关材料,进行控制原理设计。采用标准规定的画法画出控制原理图, 控制原理图包括以下内容。 用标准规定的元件符号表示所有元器件。 元器件的名称、型号及主要参数在图中完整标注。 所用电线、端子排等辅件必须标注名称、型号、主要系数。 标题栏中应完整注明所有元器件的名称、型号、数量、材料、生产厂家 等信息。 简要说明控制原理。 3.4.2 接线图设计 根据控制原理图画出接线图,接线图包括以下主要内容。 接线图在相关机械部分的布局图上画出。 元气件在设备中的安装位置、安装方法、电线路经等采用平面图画出, 可附加适当说明。 接线图中应标
9、注元气件的名称、型号、主要系数等。 标题栏中应有所用元器件的完整信息,包括名称、型号、数量、材料、 生产厂家等。 3.4.3 编写控制程序 根据运动要求、驱动原理和控制原理编写控制程序，编写步骤如下。 根据运动分析画出动作顺序图。 确定指示灯亮、灭规则，并列表说明。 确定按钮的控制规则，并列表说明。 编制控制程序并在计算机上仔细检验其正确性并试运行， 保证无误后灌 入执行控制器。 课程设计指导 5 4 实验内容 4.1 机械装配 根据装配图完成机械部分的装配,装配步骤及注意事项如下。 根据明细表清点零件、标准件及外购件。 对所用零件等进行彻底的清洗,擦拭干净。 装配时安全第一,千万不可造成人身
10、伤害。 制定装配步骤。 装配时有定位面的零件间要保持定位面良好接触。 不得使用蛮力装配,遇有装配困难的零件立即请教老师。 运动部分在装配前可适当涂抹润滑油,采用润滑脂润滑的部分要先涂满 润滑脂。 拧螺钉时用力要适当,既保证连接牢固又不损坏螺纹。 遇到运动不灵活的情况下要仔细查找原因，对配合付进行必要的测量， 根据测量结果进行调整。 装配结束后用手动检验运动是否灵活，是否可以到达两个极限位置。 4.2 驱动电路或气路连接 根据驱动系统接线图或接管图完成电路或气路的连接，连接步骤如下。 根据明细表清点元器件。 接线或接管时安全第一，千万不可造成人身伤害。 制定接线或接管步骤。 接线时端子与电线连接
11、要牢固、可靠，不得有虚接或露线。 端子与端子排及电气件连接要牢固、可靠，不得有虚接现象。 电线要留有足够的长度，但不要太长，保证电线在线槽中整齐排列。 气路连接接头与气动件连接可靠，不得漏气。同时不要用力过大，损坏 接头。 气管端部切割要平整且与气管垂直， 插管时感觉有阻力的变化即表示气 管与接头可靠连接。 驱动电路或气管接好后，可手动检验接线或接管是否正确。 所有电线和气管与运动部件不能有碰撞现象。 4.3 控制系统接线 根据控制系统原理图及接线图完成电路连接，接线步骤如下。 哈尔滨工业大学课程设计指导书 6 6 根据明细表清点元器件。 接线时安全第一，不得造成人身伤害。 接线时特别注意 2
12、20V 高压，千万不要将 220V 接至低压电器上。 电线与端子，端子与端子排、端子与电器件的连接要可靠，不得有虚接 和损坏电器件的现象。 电线长度要合适，保证电线在线槽内整齐排列。 仔细检验所接电路是否正确，在确认无误前不得通电，通电前一定请老 师检验。 4.4 联机调试 灌入程序后进行联机调试，调试步骤如下： 调试时要安全第一，人要远离运动部件，不得造成人身伤害； 本着先易后难的原则，第一部先运行手动控制程序，动作正确后再运行 自动程序； 仔细检验是否按要求完成各个动作，各指示灯，按钮动作是否正确； 若发现动作不正确，一定要查清原因，针对错误进行修改，不得在未查 清原因的情况下盲目修改程序
13、。 5 编写课程设计说明书 学生在完成上述全部工作后，应将前述工作依先后顺序编写设计说明书一 份。要求字迹工整，语言简练，文字通顺，字数在 4000 字左右。说明书以 16 开纸书写，四周留有边框，并装订成册。 6 设计成绩的考核 课程设计的全部图样和说明书应有设计者和老师的签字，未经指导老师签 字的设计，不能参加答辩。 由教研室老师组成答辩小组，设计者本人应先对自己的设计进行 810 分 钟的讲解，然后进行答辩。每个学生的答辩一般不超过 30 分钟。 课程设计成绩根据学生平时的工作情况、设计水平、实验质量、独立工作 能力和答辩情况综合衡量，由答辩小组讨论评定。课程设计成绩分为五级：优 秀、良好、中等、及格和不及格。 课程设计指导 7 课程设计实例 机电综合技术 课程设计说明书 设计题目 冲压机一维运动系统的设计与调试 （PLC 控制气缸驱动） 设 计 者 华新星 尤军东 指导教师 李 哲 哈尔滨工业大学（威海）汽车工程学院 2004 年 6 月 13 日 哈尔滨工业大学课程设计指导书 8 8 哈尔滨工业大学（威海）汽车工程学院 机电综合技术课程设计任务书 设计题目 冲压机一维运动系统的设计与调试 （PLC 控制气缸驱动） 设计内容： 装配图
