具體工程問題設計機械裝置

㈠ 跪求機械設計課程設計題目答案，題目如下： 1.設計用於帶式運輸機的圓錐-圓柱齒輪減速器 條件：運輸帶工作

機械設計課程設計說明書
設計題目：單級斜齒圓柱齒輪傳動設計+鏈傳動
系 別：機械工程系
專業班級：2002機本
學生姓名：xxx
指導老師：xxx
完成日期：2004年12月12日
邵 陽 學 院
（七里坪校區）

目錄
一． 設計任務書
二． 前言
三． 運動學與動力學計算
1． 電動機的選擇計算
2． 各級傳動比的分配
3． 計算各軸的轉速，功率及轉矩，列成表格
四． 傳動零件設計計算
五． 齒輪的設計及計算
六． 軸與軸承的計算與校核

七． 鍵等相關標准鍵的選擇
八． 減速器的潤滑與密封
九． 箱體的設計
十． 設計小結
十一． 參考資料
機械設計課程設計任務書
設計題目：單級斜齒圓柱齒輪傳動設計＋鏈傳動
原始數據：
F=2500NF：輸送帶拉力；
V=1.5m/sV：輸送帶速度；
D=400mm D：滾筒直徑。
設計工作量：
1． 設計說明書一份
2． 二張主要零件圖（CAD）
3． 零號裝配圖一張
工作要求：
輸送機連續工作，單向提升，載荷平衡兩班制工作，使用年限10年，輸送帶速度允許誤差為±5%。
運動簡圖：（見附圖）

二．前言
分析和擬定傳動方案
機器通常由原動機、傳動裝置和工作裝置三部分組成。傳動裝置用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置的傳動方案是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。
滿足工作裝置的需要是擬定傳動方案的基本要求，同一種運動可以有幾種不同的傳動方案來實現，這就是需要把幾種傳動方案的優缺點加以分析比較，從而選擇出最符合實際情況的 一種方案。合理的傳動方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、製造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。
所以擬定一個合理的傳動方案，除了應綜合考慮工作裝置的載荷、運動及機器的其他要求外，還應熟悉各種傳動機構的特點，以便選擇一個合適的傳動機構。因鏈傳動承載能力低，在傳遞相同扭矩時，結構尺寸較其他形式大，但傳動平穩，能緩沖吸振，宜布置在傳動系統的高速級，以降低傳遞的轉矩，減小鏈傳動的結構尺寸。故本文在選取傳動方案時，採用鏈傳動。
眾所周知，鏈式輸送機的傳動裝置由電動機、鏈、減速器、聯軸器、滾筒五部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設計鏈式輸送機的傳動裝置，必須先合理選擇它各組成部分，下面我們將一一進行選擇。

三．運動學與動力學的計算
第一節 選擇電動機
電動機是常用的原動機，具體結構簡單、工作可靠、控制簡便和維護容易等優點。電動機的選擇主要包括選擇其類型和結構形式、容量（功率）和轉速、確定具體型號。
（1） 選擇電動機的類型：
按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相非同步電動機。
（2） 選擇電動機的容量：
工作所需的功率：
Pd = Pw/η
Pw = F*V/（1000ηw）
所以： Pd = F*V/（1000η*ηw）
由電動機至工作機之間的總效率（包括工作機的效率）為
η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6
式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分別為齒輪傳動、鏈傳動、聯軸器、捲筒軸的軸承及捲筒的效率。
取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，則：
η*ηw = 0.96×0.99×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96 =0.832
所以：
Pd = F*V/1000η*ηw = 2500×1.5/(1000×0.832) kW = 4.50 kW
根據Pd選取電動機的額定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW
由查表得電動機的額定功率 Pw = 7.5 kW
（3） 確定電動機的轉速：
捲筒軸的工作轉速為：
nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min
按推薦的合理傳動比范圍，取鏈傳動的傳動比i1 = 2 ∽ 5，單級齒輪傳動比i2 = 3 ∽ 5
則合理總傳動比的范圍為: i = 6 ∽ 25
故電動機的轉速范圍為：
nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min
符合這一范圍的同步轉速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根據計算出的容量，由附表5.1查出有三種適用的電動機型號，其技術參數及傳動比的比較情況見下表。

方 案

電動機型號
額定功率 電動機轉速
r/min 傳動裝置的傳動比
Ped/kW 同步轉速 滿載轉速 總傳動比 鏈 齒輪
1 YL0L-8 7.5 750 720 10.04 3 3.35
2 Y160M-6 7.5 1000 970 13.54 3.5 3.87
3 Y132M-4 7.5 1500 1440 20.01 3.5 5.72
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及鏈傳動和減速器的傳動比，可知方案3比較適合。因此選定電動機型號為Y160M-6,所選電動機的額定功率Ped = 7.5 kW，滿載轉速nm = 970 r/min ，總傳動比適中，傳動裝置結構緊湊。所選電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示。

中心高H 外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD 底腳安裝尺寸
A×B 地腳螺栓孔直徑 K 軸伸尺寸
D×E 裝鍵部位尺寸 F×GD
160 600×417×385 254×210 15 42×110 12×49
第二節 計算總傳動比並分配各級傳動比
電動機確定後，根據電動機的滿載轉速和工作裝置的轉速就可以計算傳動裝置的總傳動比。
（1） 計算總傳動比：
i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54
（2） 分配各級傳動比：
為使鏈傳動的尺寸不至過大，滿足ib<ig ,可取ib =3.5 ，則齒輪的傳動比：
ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87
（3） 計算傳動裝置的運動和動力參數：
各軸的轉速
nΙ= nm/ib = 970/3.87 = 250.65 r/min
nΠ= nΙ/ig = 250.65/3.5 = 71.62 r/min
nw = nΠ = 71.62 r/min
各軸的功率
PΙ= Pm*η1 = 7.5×0.96 = 7.2 kW
PΠ=PΙ*η2 *η3 = 7.2×0.99×0.97 =6.914 kW
Pw = PΠ*η2*η4 = 6.914×0.99×0.97 = 6.64 kW
(4 ) 各軸的轉矩
電動機的輸出軸轉矩 Td
Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm
其他軸轉矩
TΙ= 9550×PΙ/nΙ = 9550×7.2/250.65 = 274.33 Nm
TΠ= 9550×PΠ/nΠ= 9550×6.914/71.62 = 921.93Nm
Tw = 9550×Pw/nw = 9550×6.64/71.62= 885.34 Nm
第三節 各軸的轉速，功率及轉矩，列成表格

參 數 軸 名
電動機軸 Ι 軸 Π 軸 滾筒軸
轉 速 970 250.65 71.62 71.62
功 率 7.5 7.2 6.914 6.64
轉 矩 73.84 274.33 921.93 885.34
傳動比 3.87 3.5 1
效 率 0.96 0.99 0.97

四、傳動零件的設計計算
鏈傳動是由鏈條和鏈輪構成，鏈條由許多鏈節構成，帶齒的大，小輪安裝在兩平行軸上。鏈傳動屬於嚙合運動優點有：1）傳動比准確，傳動可靠，張緊力小，裝配容易，軸與軸承的載荷較小，傳動的效率較高，可達98%；2）與齒輪傳動比較有較大的中心距；3）可在高溫和潤滑油環境工作，也可用於多灰塵的環境。
下面就是改鏈傳動零件的計算：
計算項目 計算內容 計算結果
1確定設計功率

2選擇鏈的型號 根據傳遞的功率P、載荷的性質和每天工作的時間等確定設計功率
Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW
1．確定鏈輪齒數z1 , z2
因為小鏈輪的轉速為250.65r/min,假定鏈速.0.6~3,希望結構緊湊，由（教材）選取小鏈輪齒數z1 = 17；從動大鏈輪齒數z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 < 120，合適)
取整數 z 2= 60
2．確定鏈條鏈節數Lp
初定中心距a0 = 40p , 則鏈節數
Lp = 2a0/p+(z1+z2)/2+ p/a0*[(z2 – z1)/(2π)]2 = 119.7（節）
取Lp =120

節
3．計算單排鏈所能傳遞的功率P0及鏈節距p
由教材可知，單跟鏈傳遞功率P0 ≥ Pca/(Kz*KL*Kp)
由圖5-29，按小鏈輪轉速估計，鏈工作在功率曲線的右側，由表5-16 Kz = =0.85

KL ==1.1 單排鏈Kp=1

P0 ≥ 7.2Kw/(0.85*1.1*1)=7.70Kw
根據小鏈輪轉速n1 = 250.65 r/min 及功率P0 = 7.70 kW，由圖5-29查得可選鏈16A，由表5-13可查得P=25.40mm 同時也證實原估計鏈工作在額定功率曲線凸峰右側是正確的。
4．確定鏈中心距a

a= [( - )+ ]=1020 mm
中心距調整量△a≥2p=50.8mm
實際中心距a1=a-△a=1020-50.8=969.2mm
5.驗證鏈速
v=n1*z1*p/(60*1000)=250.65*17*25.4/(60*1000)=1.81m/s
與原估計鏈速相符。
6．驗算小鏈輪轂孔dk
查《機械設計基礎課程設計指導書》的附表5.3知電動機軸徑D=45mm；查表13-4查得小鏈輪轂孔許用最大直徑dmax=51mm，大於電動機軸徑，合適。
7. 作用在軸上的壓力Q
圓周力F=1000*P/V=1000*7.2/1.81=3977.9N
按水平布置取壓力系數KQ*F=4972.4N

齒輪傳動是應用最廣泛的一種傳動形式。其傳動的主要優點是：傳遞的功率大（可達100000kW以上）、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長、結構緊湊、能保證恆定，齒輪的設計主要圍繞傳動平穩和承載能力高這兩個基本要求進行的

Pc =7.2 kW

z1 = 17

z 2= 60

Lp =120 節

Pc = 7.2 kW

P0 =7.70kw
p=25.40mm

a= 1020mm

V=1.81m/s

D=45mm
=
51mm

F=3977.9N

七． 鍵等相關標准鍵的選擇
八． 減速器的潤滑與密封
九． 箱體的設計
十． 設計小結
十一． 參考資料
機械設計課程設計任務書
設計題目：單級斜齒圓柱齒輪傳動設計＋鏈傳動
原始數據：
F=2500NF：輸送帶拉力；
V=1.5m/sV：輸送帶速度；
D=400mm D：滾筒直徑。
設計工作量：
1． 設計說明書一份
2． 二張主要零件圖（CAD）
3． 零號裝配圖一張
工作要求：
輸送機連續工作，單向提升，載荷平衡兩班制工作，使用年限10年，輸送帶速度允許誤差為±5%。
運動簡圖：（見附圖）

二．前言
分析和擬定傳動方案
機器通常由原動機、傳動裝置和工作裝置三部分組成。傳動裝置用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置的傳動方案是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。
滿足工作裝置的需要是擬定傳動方案的基本要求，同一種運動可以有幾種不同的傳動方案來實現，這就是需要把幾種傳動方案的優缺點加以分析比較，從而選擇出最符合實際情況的 一種方案。合理的傳動方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、製造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。
所以擬定一個合理的傳動方案，除了應綜合考慮工作裝置的載荷、運動及機器的其他要求外，還應熟悉各種傳動機構的特點，以便選擇一個合適的傳動機構。因鏈傳動承載能力低，在傳遞相同扭矩時，結構尺寸較其他形式大，但傳動平穩，能緩沖吸振，宜布置在傳動系統的高速級，以降低傳遞的轉矩，減小鏈傳動的結構尺寸。故本文在選取傳動方案時，採用鏈傳動。
眾所周知，鏈式輸送機的傳動裝置由電動機、鏈、減速器、聯軸器、滾筒五部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設計鏈式輸送機的傳動裝置，必須先合理選擇它各組成部分，下面我們將一一進行選擇。

三．運動學與動力學的計算
第一節 選擇電動機
電動機是常用的原動機，具體結構簡單、工作可靠、控制簡便和維護容易等優點。電動機的選擇主要包括選擇其類型和結構形式、容量（功率）和轉速、確定具體型號。
（1） 選擇電動機的類型：
按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相非同步電動機。
（2） 選擇電動機的容量：
工作所需的功率：
Pd = Pw/η
Pw = F*V/（1000ηw）
所以： Pd = F*V/（1000η*ηw）
由電動機至工作機之間的總效率（包括工作機的效率）為
η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6
式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分別為齒輪傳動、鏈傳動、聯軸器、捲筒軸的軸承及捲筒的效率。
取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，則：
η*ηw = 0.96×0.99×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96 =0.832
所以：
Pd = F*V/1000η*ηw = 2500×1.5/(1000×0.832) kW = 4.50 kW
根據Pd選取電動機的額定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW
由查表得電動機的額定功率 Pw = 7.5 kW
（3） 確定電動機的轉速：
捲筒軸的工作轉速為：
nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min
按推薦的合理傳動比范圍，取鏈傳動的傳動比i1 = 2 ∽ 5，單級齒輪傳動比i2 = 3 ∽ 5
則合理總傳動比的范圍為: i = 6 ∽ 25
故電動機的轉速范圍為：
nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min
符合這一范圍的同步轉速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根據計算出的容量，由附表5.1查出有三種適用的電動機型號，其技術參數及傳動比的比較情況見下表。

方 案

電動機型號
額定功率 電動機轉速
r/min 傳動裝置的傳動比
Ped/kW 同步轉速 滿載轉速 總傳動比 鏈 齒輪
1 YL0L-8 7.5 750 720 10.04 3 3.35
2 Y160M-6 7.5 1000 970 13.54 3.5 3.87
3 Y132M-4 7.5 1500 1440 20.01 3.5 5.72
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及鏈傳動和減速器的傳動比，可知方案3比較適合。因此選定電動機型號為Y160M-6,所選電動機的額定功率Ped = 7.5 kW，滿載轉速nm = 970 r/min ，總傳動比適中，傳動裝置結構緊湊。所選電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示。

中心高H 外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD 底腳安裝尺寸
A×B 地腳螺栓孔直徑 K 軸伸尺寸
D×E 裝鍵部位尺寸 F×GD
160 600×417×385 254×210 15 42×110 12×49
第二節 計算總傳動比並分配各級傳動比
電動機確定後，根據電動機的滿載轉速和工作裝置的轉速就可以計算傳動裝置的總傳動比。
（1） 計算總傳動比：
i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54
（2） 分配各級傳動比：
為使鏈傳動的尺寸不至過大，滿足ib<ig ,可取ib =3.5 ，則齒輪的傳動比：
ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87
（3） 計算傳動裝置的運動和動力參數：
各軸的轉速
nΙ= nm/ib = 970/3.87 = 250.65 r/min
nΠ= nΙ/ig = 250.65/3.5 = 71.62 r/min
nw = nΠ = 71.62 r/min
各軸的功率
PΙ= Pm*η1 = 7.5×0.96 = 7.2 kW
PΠ=PΙ*η2 *η3 = 7.2×0.99×0.97 =6.914 kW
Pw = PΠ*η2*η4 = 6.914×0.99×0.97 = 6.64 kW
(4 ) 各軸的轉矩
電動機的輸出軸轉矩 Td
Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm
其他軸轉矩
TΙ= 9550×PΙ/nΙ = 9550×7.2/250.65 = 274.33 Nm
TΠ= 9550×PΠ/nΠ= 9550×6.914/71.62 = 921.93Nm
Tw = 9550×Pw/nw = 9550×6.64/71.62= 885.34 Nm
第三節 各軸的轉速，功率及轉矩，列成表格

參 數 軸 名
電動機軸 Ι 軸 Π 軸 滾筒軸
轉 速 970 250.65 71.62 71.62
功 率 7.5 7.2 6.914 6.64
轉 矩 73.84 274.33 921.93 885.34
傳動比 3.87 3.5 1
效 率 0.96 0.99 0.97

四、傳動零件的設計計算
鏈傳動是由鏈條和鏈輪構成，鏈條由許多鏈節構成，帶齒的大，小輪安裝在兩平行軸上。鏈傳動屬於嚙合運動優點有：1）傳動比准確，傳動可靠，張緊力小，裝配容易，軸與軸承的載荷較小，傳動的效率較高，可達98%；2）與齒輪傳動比較有較大的中心距；3）可在高溫和潤滑油環境工作，也可用於多灰塵的環境。
下面就是改鏈傳動零件的計算：
計算項目 計算內容 計算結果
1確定設計功率

2選擇鏈的型號 根據傳遞的功率P、載荷的性質和每天工作的時間等確定設計功率
Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW
1．確定鏈輪齒數z1 , z2
因為小鏈輪的轉速為250.65r/min,假定鏈速.0.6~3,希望結構緊湊，由（教材）選取小鏈輪齒數z1 = 17；從動大鏈輪齒數z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 < 120，合適)
取整數 z 2=第一節 選擇

㈡ 機械設計的一般步驟是什麼

機械設計是一個創造性的工作過程，同時也是一份盡可能多地利用已有成功經驗的工作。只有很好地把繼承和創新結合起來，才能設計出高質量的產品，作為產品的設計，要求對產品的工作原理、功能、結構、零部件設計，甚至加工製造和裝配方法都確定下來。因此，不同的設計者可能有不同的設計方法和設計步驟。但是，人們根據設計的長期經驗，將機械設計分為五大步驟：動向預測、方案設計、技術設計、施工設計、試生產。

（1）動向預測。

根據實際需要提出所要設計的新產品後，動向預測只是一個計劃和預備階段，此時所要設計的產品僅是一個模糊的概念。在這階段中，應對所設計的產品作全面的調查研究和分析。

一件機械產品的發展過程，與任何有生命的個體一樣，假使希望所生產的產品，能夠不斷地推廣，不斷地更新，則在產品發展過程中，就需要考慮發展哪種產品，何時投產等問題，而且必須慎重考慮，周密策劃，嚴格執行，使其能在萬無一失的情況下投入市場，並在上市後仍能不斷地獲取購買者的反映，作為將來改善產品的參考。即在產品生產前，必須對產品的功能、規格、用途、銷售市場，及競爭者產品的特性，作系統的調查和分析。從市場的觀點來看，產品必須具備比它的材料及加工成本更高的交換價值，否則它將無法在市場上立足。因此在設計前，必須進行情報調研和動向預測，如圖4-16所示。在進行非完全新型產品的設計時，調研和預測一般選擇一些知名品牌的同類產品作為調研對象，調研項目包括產品功能、市場銷售、顧客購買動機等方面。經過產品調研後，明確了本設計產品的優點和不足，然後清點外購件和原材料，收集各零部件的工時定額、材料消耗定額等，計算出各零、部件的目前成本，並初步摸清產品的實際成本。預測改進後的產品投入市場後的競爭能力，做出決策，並寫出技術建議。根據技術建議的分析來確定合理地制定產品文件的技術論證和技術經濟論證，最後簽發設計任務書。在設計任務書中，要說明設計對象的用途和特點，從而規定生產率、可靠性和壽命、重量、外廓尺寸、驅動能量、成本等指標。

圖4-17設計師在進行方案設計在確定設計原理方案時，還必須體現機械工業的技術發展政策。根據機械的實際工作情況，盡量採用微電子技術和新型材料，設計機電液一體化產品。

（3）技術設計。

在技術設計中，要擬定設計對象的總體和部件，具體確定零件的結構。對所設計的機械產品提出的要求是：製造和維護經濟、操縱方便而安全、可靠性高和使用壽命長。為了能達到這些要求，零件應滿足一些准則，其中最重要的准則是：強度、剛度、抗震性、耐磨性、耐熱性、工藝性等。標准化對所設計產品的製造成本和運行經濟有很大意義。實現了標准化，可使機械產品的成本有所降低，設計周期有所縮短，可靠性則有所提高。

設計人員按照他所繪制的初步設計總圖，如圖4-18所示，簡單計算或估算機械的各主要零件的受力、強度、形狀、尺寸和重量等，如發現原來所選的結構不可行或不實際，則要對結構進行調整或修改，此外還要考慮有沒有發生過熱、過度磨損及過早發生疲勞破壞的危險部位，並採取措施解決。

在技術設計階段，設想中的產品初步成形了，設計人員通過初步設計總圖的繪制，會發現各部分的形狀、尺寸和比例等有許多矛盾，當需要加強或改進某一方面時，可能會削弱或惡化另一方面，此時必須權衡取捨，在各方面保持平衡以達到最佳綜合效果。這時，設計人員的經驗起著重要作用。

在修改初步設計的總圖的過程中，還需對初步設計進行技術—經濟分析，一般原則是：先將那些結構復雜、質量大、尺寸大、材料貴、性能差、技術水平低的，以及批量大、工藝復雜、原材料消耗高、成品率低的那些零件進行分析，並據此修改設計，以期得到技術—經濟指標高的初步設計總圖。

圖4-18產品工程圖初步設計總圖經過反復修改滿意後，按比例繪制，凡可能發生干擾碰撞之處要特別注意，必須有足夠的各方向視圖和剖面，以暴露各方面可能發生的矛盾等。初步設計總圖完成後，初估它的製造成本（供審查和報價），進行初步評審。

從初步設計總圖到技術設計裝配圖，需注意：

①盡量採用標准件、通用件或過去已經設計製造的零部件，以節省生產費用。

②確定毛坯材料，以及毛坯是由外廠供應還是本廠生產。

③改進加工和安裝工藝，例如，採用成組加工工藝和平行裝配操作等以降低製造成本，在設計中使採用先進工藝成為可能。

④按照造型設計原則改進結構。

⑤考慮安全設計要求。

⑥進行技術—經濟分析。最後，綜合上述工作，調整零件尺寸比例，畫出技術設計總裝圖，對於高速運動機械，還需進行系統的動力學驗算，內容包括整個結構的固有頻率和振型，確定結構承受的外載荷，計算在動載荷作用下的動應力，並採取措施避免共振和減少動應力等。

按照初步評審意見進行修改得到技術設計總裝配圖，畫出每一零件的結構。由於此時零件的尺寸已知，便可較准確地計算出零件承受的載荷，再用零件設計專用程序，計算出零件受載後的應力分布狀況，找出其危險點，進行結構改進以降低危險點的峰值應力或對零件的某幾個主要尺寸作優化設計。再考慮選用材料、加工和裝配要求，確定零件的尺寸，對零件的危險點求出在工作載荷譜下的應力響應，計算疲勞強度和壽命，按壽命要求再修改零件設計。完成潤滑設計和電氣設計（驅動和控制）等，最後畫出技術設計總裝配圖，進行第二次評審。

第二次評審仍應請各方面的專家和使用人員代表共同審核，若此時改變設計，其代價將是很高的，但是若有必須改變之處則一定要改。避免重新繪圖的最好方法，是在設計過程中與使用人員、製造工藝人員和其他有關專家多商量，某些重要的和批量生產的機械，有時要製造一個模型。第二次評審通過後，正式畫出技術設計總體裝配圖和部件圖（分裝配圖）。

（4）施工設計。

根據技術設計總體裝配圖進行零部件設計。繪出零件圖，無遺漏地定出零件上的每一個尺寸，定出公差配合，凡是有標準的地方在繪圖時都必須符合國家標准。再按實際的零件尺寸畫出施工設計總體裝配圖。接著，開始校對圖樣。首先校對零件圖的尺寸，檢查每張圖的尺寸有無遺漏或矛盾，尺寸標注有無錯誤，每張圖與它左鄰右舍的圖有無矛盾，對照總圖檢查發生干涉或碰撞的可能性等。再對圖樣進行工藝性審核，要有熟練的工藝人員將每張圖都看過，檢查每一個零件是否便於製造，易於安裝，對難於或甚至無法加工之處進行修改。一部機器的零件、尺寸、配合等都有標准，設計人員雖然也熟悉標准，但最好要有專人進行標准審核。此外，還需對圖樣進行潤滑審核，研究潤滑方法和潤滑劑品種等。最後，編出零件清單及說明書等各種技術文件。

（5）試生產。

根據施工設計的圖樣和各種技術文件試制樣機，對樣機進行功能試驗，並對各項費用進行成本核算，向前反饋，改進設計。對樣機進行審批手續，再進行小批量試生產，改進後正式投入小批量生產。

小批量生產的產品投放市場後，如用戶對產品的「試售率」和「再售率」都很高，表明產品受用戶歡迎，可以批准大批量投產；如「試售率」低，「再售率」高，表明用戶對產品不了解，應加強廣告宣傳，然後再大批量投產；如「試售率」高，「再售率」低，或兩者都低，表明產品質量存在問題，應修改設計，提高質量，降低成本。

當產品可以批量生產時，還要研究適合批量生產的工藝並按照此工藝進行批量試生產。批量試生產中，可能發現在工藝性審核中考慮欠周到之處，使批量生產出現困難，難以穩定地保證質量，以及消耗大、成本高等，而且不能單是通過改進加工工藝來解決問題，這就需要對設計作某些相應的修改，以提高機械設計的工藝性，然後才可以開始正式批量或大量生產。當大批產品投入使用後，還要及時從用戶那裡收集使用和維護的信息，如有必要則對設計作改進修改。

㈢ 機械工裝設計流程及注意事項

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1.機械工裝設計，也就是一種簡單的小型機械、或者機械部件的設計。

2.主要是根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力，和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算，並將其轉化為具體的描述以作為製造依據的工作過程。

3.工裝的定義：「工裝」即生產過程工藝裝備：指製造過程中所用的各種工具的總稱。

4.工裝的分類：包括刀具/夾具/模具/量具/檢具/輔具/鉗工工具/工位器具等。

5.加工用得特殊刀具、夾具、模具、量具、檢具、輔具，還有特定裝配所用的鉗工工具/工位器具等。

非標機械設計是機械設計中的一大類，由於我國製造業的快速發展目前非標機械設計行業的從業者也是越來越多，非標機械設計說白了就是服務於產品的生產工藝，產品的每一道工序都是依靠這些非標設備來實現，但是由於不同產品的生產工藝不同導致非標設備種類很多，既有幾千萬、幾億元的大型生產線，也有幾百、幾千元的工裝沒有標準的設計流程，但是總體來說主要操作如下:

客戶咨詢——客戶要求解讀——初步方案——技術交流——修改方案——簽訂合同及技術附件——基本設計（設備總圖）——技術會簽——詳細設計（零部件施工圖）技術交流可能又多次，詳細設計後可能有施工圖會簽

討論方案

一、非標設計的目的

1、提高產品質量；

2、提高效率；

3、確保生產安全。

二、非標機械設計必備

1、必要的設計手冊，在網上可下載電子版的，手冊是你最好的老師，從書中可以找到你想要的知識。比如設計時需要齒輪，手冊中就可以找到設計齒輪的參數。遇到問題先找手冊。

2、下載一些機械設備的圖冊，供你開闊思路用。

3、設備運動軌跡無非是直線或旋轉，掌握這些機械原理，再結合電氣，氣動和液壓就能設計出非標設備，好壞另說。

4、最好下載一些CAD版標准件，放到cad的設計中心中，方便粘貼使用，提高工效。

三、非標機械設計准備

1、了解設備的用途，是加工設備？還是試驗設備？或是工裝夾具。

加工設備：首先保證加工精度，其次上下料方便，准確，快速。

試驗設備：提供相應動力，試驗必要的測試點，與電氣怎樣結合，顯示數據和讀出數據。

工裝夾具：需要怎樣限制自由度，上下料快速可靠。

2、現場考察，了解相關數據

a.設備相關數據，比如外形尺寸，相應兌現圖紙及尺寸

b.設備安裝場地的相關數據，是否與其他設備干涉

c.設備安裝使用的電氣相關數據，電壓是多少伏，能提供多大功率

3、准備一些行業標准，網上生產廠家的產品相關數據，各廠家都會提供原理、安裝尺寸等數據，為畫圖做好准備。

4、拿出方案：

方案的可行性報告包括如下內容：

a.原有設備的效率，精度等，闡述為什麼更新或增加

b.新設備的特點

c.製作費用，包括材料費，人工費，外協加工費

d.成本收回期，半年之內收回投資，馬上做；一年內收回投資可以做。包括減掉多少人工費，提高效率創造的價值等。

e.製作周期估算。

構思草圖

四、非標機械設計制圖

1、在腦袋中勾畫設計，發揮你的想像，把設備分成幾大塊，每塊採用怎樣結構，怎樣銜接。

2、繪圖，將想法落實到圖紙上。先畫總圖，再畫零件圖。方便更改設計和想法。

3、強度校驗，有經驗者可直接選料，經驗少者，要作簡單校核，防止出現重大失誤。

4、校圖，主要檢查零部件是否有干涉，是否安裝方便、使用方便、維修方便。

5、整理圖紙，計算出配件重量，作對外快速報價用，加工配件核價可按材料重量×材料價格×2～3倍即可。

五、非標機械設計注意事項

1、新手設計的東西肯定不夠完善，應多請教老工程師，一般都會給你指導，完善提高自己。責任心強的，可能擔心而睡不著覺，誰都是從這一步走過來的。只要用心就會沒問題的，即使有失誤，也難免，就要看你怎樣彌補了。

2、機械行業不像電子行業發展迅猛，原因很簡單，可利用的原理很少，發展也是由電氣工業的帶動，機械與電氣、氣動、液壓有效的結合而發展。新材料的發展給機械帶來輕巧耐用好處。機械原理就和音符一樣，只有幾個，設備也好，產品也好，看你怎樣搭配了，多看一些本人的設計，讀懂設計理念，運用到自己的設計中來，這不叫抄襲，而叫應用。

構思草圖

3、設計出的東西千萬要方便維修，小到扳手有沒有地方放，實在不行可用內六角螺栓。方便加工，設計時要考慮加工問題，比如盡量不要在圓弧面上鑽孔，如果一定要鑽或是通過中心，或是先加工平台再鑽孔。

4、設計初稿出來後一定要優化，有沒有更簡便的方式，或更先進的零部件代替。比如要做電動平車，有直流和交流傳動，交流的不很安全，而且有電線路傳輸，直流成本高，要有整流裝置，但也可用蓄電池。運送平車要求速度很低，60m/min，電機轉數很高，通常就要使用變速箱變速，但上網上了解直流無刷電機轉速可做到40r/min，這樣就不用變速箱了，減少了投資，減少了故障點，減少了維修成本，這就是創新

㈣ 機械設計問題

機械設計全過程
1. 形成設計構想和完善整體策略
2. 確定機床初步結構方式
3. 確定各部件或總成的結構形式和功能
4. 零件設計
第一，考慮該零件的製造批量。
第二，考慮該零件的成型方式的特點。
第三，考慮該零件的原材特性。
第四，考慮該零件的加工夾具。
第五，考慮製造該零件的刀具。
第六，考慮加工這個零件的機床的加工范圍。
第七，考慮量具。
第八，考慮熱處理要求。

5. 工程圖紙的相關問題
第一，做為設計人員
第二，對於圖紙要素要做到知其然亦知其所以然。
6. 設計的靈魂—計算、校核
我認為咱機械設計所包含的計算可以大致分為如下幾類：
（1）支持PLC或數控系統或運動控制卡等這一類東西所需要的程序邏輯演算法。
（2）緊密聯系物理現象的計算。比如靜力學、材料力學、彈性力學、流體力學。
（3）對於零件或部件加工或組裝時候的工時以及各項工藝參數的計算。
我最近在弄的一款設備（數控全自動鋸片磨齒機）的計算書，光是解決鋸片的轉角/轉速和砂輪的位移量及變化率的函數關系推導部分就有十幾頁A4紙內容（這個就屬於第一類的計算性質） 。之前弄過的像某型設備工作台不同載荷性質下的承載能力的計算和某彈性體共振頻率的確定等都屬第二類性質的計算。當然第三類性質計算嚴格說可以歸納為工藝范疇。
好比是練武一般，如果沒有內功的修習，就算是外家招式練得再剛猛，也永遠達不到宗師級的境界。 所以一個所謂的真正的機械設計師肯定是內外兼修的。 那咱們那些缺少邏輯思維的機械設計同行怎麼辦呢？ 對，逆向！就是從後往前看。現在的軟體技術以及感測技術這么發達，很多時候我們可以避開那類繁雜的計算和驗算的步驟。舉個簡單例子，比如想知道不同轉速下某條輸出軸的輸出扭距情況。直接拿個測扭儀連接在該輸出軸上針對各個轉速讀取就行。那什麼電機的功率因素，傳動部件間的摩擦，不同傳動部件間由於不同的質量和速度引起的加速度啥的咱都給考慮完整了，這樣讀取的數值將會比從前往後看模式下進行計算而得到的數據更為精確，有效。
當然，前提條件是那些基本的物性概念咱是要知道和明了的。關於CAE分析問題，我也曾有嘗試和接觸。因為總感覺CAE分析對於材料物性數據的准確性以及網格劃分和建模的規范性甚是敏感，更主要的是約束和載荷布置的合理性等等影響最終計算結果的不確定性因素太多，且又無法去進行理論和實踐的有效驗證，又限於工作節奏和自身領悟能力等原因一直未能對此深究，故不做論述。

㈤ 機械設計都有哪些現代設計方法

機械設計的現代設計方法：
一、專業現代
由機械設計和計算機專業人員共同開發的計算機軟體，能夠反映和描述機械產品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞的機理，可以定量分析和計算機械零件和機械的動態行為，並形成固定的設計程序，這就是專業的現代設計方法，如：振動分析和設計，摩擦學設計，熱力學傳熱設計，強度、剛度設計，溫度場分析等等。這些軟體都是在傳統的設計方法基礎上，應用計算機技術開發出來的。例如：用Pro/M軟體分析機械裝置的動態特性，用ANSYS軟體分析應力都是這方面很好的例子，為准確判斷裝置的可靠性和選擇設計參數奠定了基礎。
二、通用現代
為了滿足機械產品性能的高要求，在機械設計中大量採用計算機技術進行輔助設計和系統分析，這就是通用的現代設計方法。常見的方法包括優化、有限元、可靠性、模擬、專家系統、CAD等。這些方法並不只是針對機械產品去研究，還有其自身的科學理論和方法。
1、優化設計
機械優化設計是最優化技術在機械設計領域的移植和應用，其基本思想是根據機械設計的理論，方法和標准規范等建立一反映工程設計問題和符合數學規劃要求的數學模型，然後採用數學規劃方法和計算機計算技術自動找出設計問題的最優方案。它是機械設計理論與優化數學、電子計算機相互結合而形成的一種現代設計方法。
2、模擬與虛擬設計
計算機模擬技術是以計算機為工具「建立實際或聯想的系統模型」並在不同條件下對模型進行動態運行實驗的一門綜合性技術。而虛擬技術的本質是以計算機支持的模擬技術為前提，在產品設計階段，實時地並行地模擬出產品開發全過程及其對產品設計的影響，預測產品性能、產品製造成本、產品的可製造性、產品的可維護性和可拆卸性等，從而提高產品設計的一次成功率。這種方法不但縮短產品開發周期，也實現了縮短產品開發與用戶之間的距離。
3、有限元設計
這種方法是利用數學近似的方法對真實物理系統（幾何和載荷工況）進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。它不僅能用於工程中復雜的非線行問題、非穩態問題的求解，而且還可用於工程設計中進行復雜結構的靜態和動力分析，並能准確地計算形狀復雜零件的應力分布和變形，成為復雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。
4、模糊設計
它是將模糊數學知識應用到機械設計中的一種設計方法。機械設計中就存在大量的模糊信息。如機械零部件設計中，零件的安全系數往往從保守觀點出發，取較大值而不經濟，但在其允許的范圍內存在很大的模糊區間。機械產品的開發在各階段常會遇到各種模糊問題，雖然這些問題的特點、性質及對計策的要求不盡相同，但所採取的模糊分析方法是相似的。它的最大特點是，可以將各因素對設計結果的影響進行全面定量地分析，得出綜合的數量化指標，作為選擇決斷的依據。
機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出最好的機械，即做出優化設計。優化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低製造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統籌兼顧，使設計的機械有最優的綜合技術經濟效果。過去，設計的優化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統分析等新學科的發展，製造和使用的技術經濟數據資料的積累,以及計算機的推廣應用,優化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。