具体工程问题设计机械装置

㈠ 跪求机械设计课程设计题目答案，题目如下： 1.设计用于带式运输机的圆锥-圆柱齿轮减速器 条件：运输带工作

机械设计课程设计说明书
设计题目：单级斜齿圆柱齿轮传动设计+链传动
系 别：机械工程系
专业班级：2002机本
学生姓名：xxx
指导老师：xxx
完成日期：2004年12月12日
邵 阳 学 院
（七里坪校区）

目录
一． 设计任务书
二． 前言
三． 运动学与动力学计算
1． 电动机的选择计算
2． 各级传动比的分配
3． 计算各轴的转速，功率及转矩，列成表格
四． 传动零件设计计算
五． 齿轮的设计及计算
六． 轴与轴承的计算与校核

七． 键等相关标准键的选择
八． 减速器的润滑与密封
九． 箱体的设计
十． 设计小结
十一． 参考资料
机械设计课程设计任务书
设计题目：单级斜齿圆柱齿轮传动设计＋链传动
原始数据：
F=2500NF：输送带拉力；
V=1.5m/sV：输送带速度；
D=400mm D：滚筒直径。
设计工作量：
1． 设计说明书一份
2． 二张主要零件图（CAD）
3． 零号装配图一张
工作要求：
输送机连续工作，单向提升，载荷平衡两班制工作，使用年限10年，输送带速度允许误差为±5%。
运动简图：（见附图）

二．前言
分析和拟定传动方案
机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。
众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。

三．运动学与动力学的计算
第一节 选择电动机
电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。
（1） 选择电动机的类型：
按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
（2） 选择电动机的容量：
工作所需的功率：
Pd = Pw/η
Pw = F*V/（1000ηw）
所以： Pd = F*V/（1000η*ηw）
由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机的效率）为
η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6
式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。
取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，则：
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
根据Pd选取电动机的额定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW
由查表得电动机的额定功率 Pw = 7.5 kW
（3） 确定电动机的转速：
卷筒轴的工作转速为：
nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min
按推荐的合理传动比范围，取链传动的传动比i1 = 2 ∽ 5，单级齿轮传动比i2 = 3 ∽ 5
则合理总传动比的范围为: i = 6 ∽ 25
故电动机的转速范围为：
nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min
符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根据计算出的容量，由附表5.1查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。

方 案

电动机型号
额定功率 电动机转速
r/min 传动装置的传动比
Ped/kW 同步转速 满载转速 总传动比 链 齿轮
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
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案3比较适合。因此选定电动机型号为Y160M-6,所选电动机的额定功率Ped = 7.5 kW，满载转速nm = 970 r/min ，总传动比适中，传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。

中心高H 外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸
A×B 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸
D×E 装键部位尺寸 F×GD
160 600×417×385 254×210 15 42×110 12×49
第二节 计算总传动比并分配各级传动比
电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。
（1） 计算总传动比：
i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54
（2） 分配各级传动比：
为使链传动的尺寸不至过大，满足ib<ig ,可取ib =3.5 ，则齿轮的传动比：
ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87
（3） 计算传动装置的运动和动力参数：
各轴的转速
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
各轴的功率
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 ) 各轴的转矩
电动机的输出轴转矩 Td
Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm
其他轴转矩
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
第三节 各轴的转速，功率及转矩，列成表格

参 数 轴 名
电动机轴 Ι 轴 Π 轴 滚筒轴
转 速 970 250.65 71.62 71.62
功 率 7.5 7.2 6.914 6.64
转 矩 73.84 274.33 921.93 885.34
传动比 3.87 3.5 1
效 率 0.96 0.99 0.97

四、传动零件的设计计算
链传动是由链条和链轮构成，链条由许多链节构成，带齿的大，小轮安装在两平行轴上。链传动属于啮合运动优点有：1）传动比准确，传动可靠，张紧力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高，可达98%；2）与齿轮传动比较有较大的中心距；3）可在高温和润滑油环境工作，也可用于多灰尘的环境。
下面就是改链传动零件的计算：
计算项目 计算内容 计算结果
1确定设计功率

2选择链的型号 根据传递的功率P、载荷的性质和每天工作的时间等确定设计功率
Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW
1．确定链轮齿数z1 , z2
因为小链轮的转速为250.65r/min,假定链速.0.6~3,希望结构紧凑，由（教材）选取小链轮齿数z1 = 17；从动大链轮齿数z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 < 120，合适)
取整数 z 2= 60
2．确定链条链节数Lp
初定中心距a0 = 40p , 则链节数
Lp = 2a0/p+(z1+z2)/2+ p/a0*[(z2 – z1)/(2π)]2 = 119.7（节）
取Lp =120

节
3．计算单排链所能传递的功率P0及链节距p
由教材可知，单跟链传递功率P0 ≥ Pca/(Kz*KL*Kp)
由图5-29，按小链轮转速估计，链工作在功率曲线的右侧，由表5-16 Kz = =0.85

KL ==1.1 单排链Kp=1

P0 ≥ 7.2Kw/(0.85*1.1*1)=7.70Kw
根据小链轮转速n1 = 250.65 r/min 及功率P0 = 7.70 kW，由图5-29查得可选链16A，由表5-13可查得P=25.40mm 同时也证实原估计链工作在额定功率曲线凸峰右侧是正确的。
4．确定链中心距a

a= [( - )+ ]=1020 mm
中心距调整量△a≥2p=50.8mm
实际中心距a1=a-△a=1020-50.8=969.2mm
5.验证链速
v=n1*z1*p/(60*1000)=250.65*17*25.4/(60*1000)=1.81m/s
与原估计链速相符。
6．验算小链轮毂孔dk
查《机械设计基础课程设计指导书》的附表5.3知电动机轴径D=45mm；查表13-4查得小链轮毂孔许用最大直径dmax=51mm，大于电动机轴径，合适。
7. 作用在轴上的压力Q
圆周力F=1000*P/V=1000*7.2/1.81=3977.9N
按水平布置取压力系数KQ*F=4972.4N

齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式。其传动的主要优点是：传递的功率大（可达100000kW以上）、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定，齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的

Pc =7.2 kW

z1 = 17

z 2= 60

Lp =120 节

Pc = 7.2 kW

P0 =7.70kw
p=25.40mm

a= 1020mm

V=1.81m/s

D=45mm
=
51mm

F=3977.9N

七． 键等相关标准键的选择
八． 减速器的润滑与密封
九． 箱体的设计
十． 设计小结
十一． 参考资料
机械设计课程设计任务书
设计题目：单级斜齿圆柱齿轮传动设计＋链传动
原始数据：
F=2500NF：输送带拉力；
V=1.5m/sV：输送带速度；
D=400mm D：滚筒直径。
设计工作量：
1． 设计说明书一份
2． 二张主要零件图（CAD）
3． 零号装配图一张
工作要求：
输送机连续工作，单向提升，载荷平衡两班制工作，使用年限10年，输送带速度允许误差为±5%。
运动简图：（见附图）

二．前言
分析和拟定传动方案
机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。
众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。

三．运动学与动力学的计算
第一节 选择电动机
电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。
（1） 选择电动机的类型：
按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
（2） 选择电动机的容量：
工作所需的功率：
Pd = Pw/η
Pw = F*V/（1000ηw）
所以： Pd = F*V/（1000η*ηw）
由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机的效率）为
η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6
式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。
取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，则：
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
根据Pd选取电动机的额定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW
由查表得电动机的额定功率 Pw = 7.5 kW
（3） 确定电动机的转速：
卷筒轴的工作转速为：
nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min
按推荐的合理传动比范围，取链传动的传动比i1 = 2 ∽ 5，单级齿轮传动比i2 = 3 ∽ 5
则合理总传动比的范围为: i = 6 ∽ 25
故电动机的转速范围为：
nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min
符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根据计算出的容量，由附表5.1查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。

方 案

电动机型号
额定功率 电动机转速
r/min 传动装置的传动比
Ped/kW 同步转速 满载转速 总传动比 链 齿轮
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
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案3比较适合。因此选定电动机型号为Y160M-6,所选电动机的额定功率Ped = 7.5 kW，满载转速nm = 970 r/min ，总传动比适中，传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。

中心高H 外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸
A×B 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸
D×E 装键部位尺寸 F×GD
160 600×417×385 254×210 15 42×110 12×49
第二节 计算总传动比并分配各级传动比
电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。
（1） 计算总传动比：
i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54
（2） 分配各级传动比：
为使链传动的尺寸不至过大，满足ib<ig ,可取ib =3.5 ，则齿轮的传动比：
ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87
（3） 计算传动装置的运动和动力参数：
各轴的转速
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
各轴的功率
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 ) 各轴的转矩
电动机的输出轴转矩 Td
Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm
其他轴转矩
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
第三节 各轴的转速，功率及转矩，列成表格

参 数 轴 名
电动机轴 Ι 轴 Π 轴 滚筒轴
转 速 970 250.65 71.62 71.62
功 率 7.5 7.2 6.914 6.64
转 矩 73.84 274.33 921.93 885.34
传动比 3.87 3.5 1
效 率 0.96 0.99 0.97

四、传动零件的设计计算
链传动是由链条和链轮构成，链条由许多链节构成，带齿的大，小轮安装在两平行轴上。链传动属于啮合运动优点有：1）传动比准确，传动可靠，张紧力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高，可达98%；2）与齿轮传动比较有较大的中心距；3）可在高温和润滑油环境工作，也可用于多灰尘的环境。
下面就是改链传动零件的计算：
计算项目 计算内容 计算结果
1确定设计功率

2选择链的型号 根据传递的功率P、载荷的性质和每天工作的时间等确定设计功率
Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW
1．确定链轮齿数z1 , z2
因为小链轮的转速为250.65r/min,假定链速.0.6~3,希望结构紧凑，由（教材）选取小链轮齿数z1 = 17；从动大链轮齿数z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 < 120，合适)
取整数 z 2=第一节 选择

㈡ 机械设计的一般步骤是什么

机械设计是一个创造性的工作过程，同时也是一份尽可能多地利用已有成功经验的工作。只有很好地把继承和创新结合起来，才能设计出高质量的产品，作为产品的设计，要求对产品的工作原理、功能、结构、零部件设计，甚至加工制造和装配方法都确定下来。因此，不同的设计者可能有不同的设计方法和设计步骤。但是，人们根据设计的长期经验，将机械设计分为五大步骤：动向预测、方案设计、技术设计、施工设计、试生产。

（1）动向预测。

根据实际需要提出所要设计的新产品后，动向预测只是一个计划和预备阶段，此时所要设计的产品仅是一个模糊的概念。在这阶段中，应对所设计的产品作全面的调查研究和分析。

一件机械产品的发展过程，与任何有生命的个体一样，假使希望所生产的产品，能够不断地推广，不断地更新，则在产品发展过程中，就需要考虑发展哪种产品，何时投产等问题，而且必须慎重考虑，周密策划，严格执行，使其能在万无一失的情况下投入市场，并在上市后仍能不断地获取购买者的反映，作为将来改善产品的参考。即在产品生产前，必须对产品的功能、规格、用途、销售市场，及竞争者产品的特性，作系统的调查和分析。从市场的观点来看，产品必须具备比它的材料及加工成本更高的交换价值，否则它将无法在市场上立足。因此在设计前，必须进行情报调研和动向预测，如图4-16所示。在进行非完全新型产品的设计时，调研和预测一般选择一些知名品牌的同类产品作为调研对象，调研项目包括产品功能、市场销售、顾客购买动机等方面。经过产品调研后，明确了本设计产品的优点和不足，然后清点外购件和原材料，收集各零部件的工时定额、材料消耗定额等，计算出各零、部件的目前成本，并初步摸清产品的实际成本。预测改进后的产品投入市场后的竞争能力，做出决策，并写出技术建议。根据技术建议的分析来确定合理地制定产品文件的技术论证和技术经济论证，最后签发设计任务书。在设计任务书中，要说明设计对象的用途和特点，从而规定生产率、可靠性和寿命、重量、外廓尺寸、驱动能量、成本等指标。

图4-17设计师在进行方案设计在确定设计原理方案时，还必须体现机械工业的技术发展政策。根据机械的实际工作情况，尽量采用微电子技术和新型材料，设计机电液一体化产品。

（3）技术设计。

在技术设计中，要拟定设计对象的总体和部件，具体确定零件的结构。对所设计的机械产品提出的要求是：制造和维护经济、操纵方便而安全、可靠性高和使用寿命长。为了能达到这些要求，零件应满足一些准则，其中最重要的准则是：强度、刚度、抗震性、耐磨性、耐热性、工艺性等。标准化对所设计产品的制造成本和运行经济有很大意义。实现了标准化，可使机械产品的成本有所降低，设计周期有所缩短，可靠性则有所提高。

设计人员按照他所绘制的初步设计总图，如图4-18所示，简单计算或估算机械的各主要零件的受力、强度、形状、尺寸和重量等，如发现原来所选的结构不可行或不实际，则要对结构进行调整或修改，此外还要考虑有没有发生过热、过度磨损及过早发生疲劳破坏的危险部位，并采取措施解决。

在技术设计阶段，设想中的产品初步成形了，设计人员通过初步设计总图的绘制，会发现各部分的形状、尺寸和比例等有许多矛盾，当需要加强或改进某一方面时，可能会削弱或恶化另一方面，此时必须权衡取舍，在各方面保持平衡以达到最佳综合效果。这时，设计人员的经验起着重要作用。

在修改初步设计的总图的过程中，还需对初步设计进行技术—经济分析，一般原则是：先将那些结构复杂、质量大、尺寸大、材料贵、性能差、技术水平低的，以及批量大、工艺复杂、原材料消耗高、成品率低的那些零件进行分析，并据此修改设计，以期得到技术—经济指标高的初步设计总图。

图4-18产品工程图初步设计总图经过反复修改满意后，按比例绘制，凡可能发生干扰碰撞之处要特别注意，必须有足够的各方向视图和剖面，以暴露各方面可能发生的矛盾等。初步设计总图完成后，初估它的制造成本（供审查和报价），进行初步评审。

从初步设计总图到技术设计装配图，需注意：

①尽量采用标准件、通用件或过去已经设计制造的零部件，以节省生产费用。

②确定毛坯材料，以及毛坯是由外厂供应还是本厂生产。

③改进加工和安装工艺，例如，采用成组加工工艺和平行装配操作等以降低制造成本，在设计中使采用先进工艺成为可能。

④按照造型设计原则改进结构。

⑤考虑安全设计要求。

⑥进行技术—经济分析。最后，综合上述工作，调整零件尺寸比例，画出技术设计总装图，对于高速运动机械，还需进行系统的动力学验算，内容包括整个结构的固有频率和振型，确定结构承受的外载荷，计算在动载荷作用下的动应力，并采取措施避免共振和减少动应力等。

按照初步评审意见进行修改得到技术设计总装配图，画出每一零件的结构。由于此时零件的尺寸已知，便可较准确地计算出零件承受的载荷，再用零件设计专用程序，计算出零件受载后的应力分布状况，找出其危险点，进行结构改进以降低危险点的峰值应力或对零件的某几个主要尺寸作优化设计。再考虑选用材料、加工和装配要求，确定零件的尺寸，对零件的危险点求出在工作载荷谱下的应力响应，计算疲劳强度和寿命，按寿命要求再修改零件设计。完成润滑设计和电气设计（驱动和控制）等，最后画出技术设计总装配图，进行第二次评审。

第二次评审仍应请各方面的专家和使用人员代表共同审核，若此时改变设计，其代价将是很高的，但是若有必须改变之处则一定要改。避免重新绘图的最好方法，是在设计过程中与使用人员、制造工艺人员和其他有关专家多商量，某些重要的和批量生产的机械，有时要制造一个模型。第二次评审通过后，正式画出技术设计总体装配图和部件图（分装配图）。

（4）施工设计。

根据技术设计总体装配图进行零部件设计。绘出零件图，无遗漏地定出零件上的每一个尺寸，定出公差配合，凡是有标准的地方在绘图时都必须符合国家标准。再按实际的零件尺寸画出施工设计总体装配图。接着，开始校对图样。首先校对零件图的尺寸，检查每张图的尺寸有无遗漏或矛盾，尺寸标注有无错误，每张图与它左邻右舍的图有无矛盾，对照总图检查发生干涉或碰撞的可能性等。再对图样进行工艺性审核，要有熟练的工艺人员将每张图都看过，检查每一个零件是否便于制造，易于安装，对难于或甚至无法加工之处进行修改。一部机器的零件、尺寸、配合等都有标准，设计人员虽然也熟悉标准，但最好要有专人进行标准审核。此外，还需对图样进行润滑审核，研究润滑方法和润滑剂品种等。最后，编出零件清单及说明书等各种技术文件。

（5）试生产。

根据施工设计的图样和各种技术文件试制样机，对样机进行功能试验，并对各项费用进行成本核算，向前反馈，改进设计。对样机进行审批手续，再进行小批量试生产，改进后正式投入小批量生产。

小批量生产的产品投放市场后，如用户对产品的“试售率”和“再售率”都很高，表明产品受用户欢迎，可以批准大批量投产；如“试售率”低，“再售率”高，表明用户对产品不了解，应加强广告宣传，然后再大批量投产；如“试售率”高，“再售率”低，或两者都低，表明产品质量存在问题，应修改设计，提高质量，降低成本。

当产品可以批量生产时，还要研究适合批量生产的工艺并按照此工艺进行批量试生产。批量试生产中，可能发现在工艺性审核中考虑欠周到之处，使批量生产出现困难，难以稳定地保证质量，以及消耗大、成本高等，而且不能单是通过改进加工工艺来解决问题，这就需要对设计作某些相应的修改，以提高机械设计的工艺性，然后才可以开始正式批量或大量生产。当大批产品投入使用后，还要及时从用户那里收集使用和维护的信息，如有必要则对设计作改进修改。

㈢ 机械工装设计流程及注意事项

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1.机械工装设计，也就是一种简单的小型机械、或者机械部件的设计。

2.主要是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力，和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

3.工装的定义：“工装”即生产过程工艺装备：指制造过程中所用的各种工具的总称。

4.工装的分类：包括刀具/夹具/模具/量具/检具/辅具/钳工工具/工位器具等。

5.加工用得特殊刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具，还有特定装配所用的钳工工具/工位器具等。

非标机械设计是机械设计中的一大类，由于我国制造业的快速发展目前非标机械设计行业的从业者也是越来越多，非标机械设计说白了就是服务于产品的生产工艺，产品的每一道工序都是依靠这些非标设备来实现，但是由于不同产品的生产工艺不同导致非标设备种类很多，既有几千万、几亿元的大型生产线，也有几百、几千元的工装没有标准的设计流程，但是总体来说主要操作如下:

客户咨询——客户要求解读——初步方案——技术交流——修改方案——签订合同及技术附件——基本设计（设备总图）——技术会签——详细设计（零部件施工图）技术交流可能又多次，详细设计后可能有施工图会签

讨论方案

一、非标设计的目的

1、提高产品质量；

2、提高效率；

3、确保生产安全。

二、非标机械设计必备

1、必要的设计手册，在网上可下载电子版的，手册是你最好的老师，从书中可以找到你想要的知识。比如设计时需要齿轮，手册中就可以找到设计齿轮的参数。遇到问题先找手册。

2、下载一些机械设备的图册，供你开阔思路用。

3、设备运动轨迹无非是直线或旋转，掌握这些机械原理，再结合电气，气动和液压就能设计出非标设备，好坏另说。

4、最好下载一些CAD版标准件，放到cad的设计中心中，方便粘贴使用，提高工效。

三、非标机械设计准备

1、了解设备的用途，是加工设备？还是试验设备？或是工装夹具。

加工设备：首先保证加工精度，其次上下料方便，准确，快速。

试验设备：提供相应动力，试验必要的测试点，与电气怎样结合，显示数据和读出数据。

工装夹具：需要怎样限制自由度，上下料快速可靠。

2、现场考察，了解相关数据

a.设备相关数据，比如外形尺寸，相应兑现图纸及尺寸

b.设备安装场地的相关数据，是否与其他设备干涉

c.设备安装使用的电气相关数据，电压是多少伏，能提供多大功率

3、准备一些行业标准，网上生产厂家的产品相关数据，各厂家都会提供原理、安装尺寸等数据，为画图做好准备。

4、拿出方案：

方案的可行性报告包括如下内容：

a.原有设备的效率，精度等，阐述为什么更新或增加

b.新设备的特点

c.制作费用，包括材料费，人工费，外协加工费

d.成本收回期，半年之内收回投资，马上做；一年内收回投资可以做。包括减掉多少人工费，提高效率创造的价值等。

e.制作周期估算。

构思草图

四、非标机械设计制图

1、在脑袋中勾画设计，发挥你的想象，把设备分成几大块，每块采用怎样结构，怎样衔接。

2、绘图，将想法落实到图纸上。先画总图，再画零件图。方便更改设计和想法。

3、强度校验，有经验者可直接选料，经验少者，要作简单校核，防止出现重大失误。

4、校图，主要检查零部件是否有干涉，是否安装方便、使用方便、维修方便。

5、整理图纸，计算出配件重量，作对外快速报价用，加工配件核价可按材料重量×材料价格×2～3倍即可。

五、非标机械设计注意事项

1、新手设计的东西肯定不够完善，应多请教老工程师，一般都会给你指导，完善提高自己。责任心强的，可能担心而睡不着觉，谁都是从这一步走过来的。只要用心就会没问题的，即使有失误，也难免，就要看你怎样弥补了。

2、机械行业不像电子行业发展迅猛，原因很简单，可利用的原理很少，发展也是由电气工业的带动，机械与电气、气动、液压有效的结合而发展。新材料的发展给机械带来轻巧耐用好处。机械原理就和音符一样，只有几个，设备也好，产品也好，看你怎样搭配了，多看一些本人的设计，读懂设计理念，运用到自己的设计中来，这不叫抄袭，而叫应用。

构思草图

3、设计出的东西千万要方便维修，小到扳手有没有地方放，实在不行可用内六角螺栓。方便加工，设计时要考虑加工问题，比如尽量不要在圆弧面上钻孔，如果一定要钻或是通过中心，或是先加工平台再钻孔。

4、设计初稿出来后一定要优化，有没有更简便的方式，或更先进的零部件代替。比如要做电动平车，有直流和交流传动，交流的不很安全，而且有电线路传输，直流成本高，要有整流装置，但也可用蓄电池。运送平车要求速度很低，60m/min，电机转数很高，通常就要使用变速箱变速，但上网上了解直流无刷电机转速可做到40r/min，这样就不用变速箱了，减少了投资，减少了故障点，减少了维修成本，这就是创新

㈣ 机械设计问题

机械设计全过程
1. 形成设计构想和完善整体策略
2. 确定机床初步结构方式
3. 确定各部件或总成的结构形式和功能
4. 零件设计
第一，考虑该零件的制造批量。
第二，考虑该零件的成型方式的特点。
第三，考虑该零件的原材特性。
第四，考虑该零件的加工夹具。
第五，考虑制造该零件的刀具。
第六，考虑加工这个零件的机床的加工范围。
第七，考虑量具。
第八，考虑热处理要求。

5. 工程图纸的相关问题
第一，做为设计人员
第二，对于图纸要素要做到知其然亦知其所以然。
6. 设计的灵魂—计算、校核
我认为咱机械设计所包含的计算可以大致分为如下几类：
（1）支持PLC或数控系统或运动控制卡等这一类东西所需要的程序逻辑算法。
（2）紧密联系物理现象的计算。比如静力学、材料力学、弹性力学、流体力学。
（3）对于零件或部件加工或组装时候的工时以及各项工艺参数的计算。
我最近在弄的一款设备（数控全自动锯片磨齿机）的计算书，光是解决锯片的转角/转速和砂轮的位移量及变化率的函数关系推导部分就有十几页A4纸内容（这个就属于第一类的计算性质） 。之前弄过的像某型设备工作台不同载荷性质下的承载能力的计算和某弹性体共振频率的确定等都属第二类性质的计算。当然第三类性质计算严格说可以归纳为工艺范畴。
好比是练武一般，如果没有内功的修习，就算是外家招式练得再刚猛，也永远达不到宗师级的境界。 所以一个所谓的真正的机械设计师肯定是内外兼修的。 那咱们那些缺少逻辑思维的机械设计同行怎么办呢？ 对，逆向！就是从后往前看。现在的软件技术以及传感技术这么发达，很多时候我们可以避开那类繁杂的计算和验算的步骤。举个简单例子，比如想知道不同转速下某条输出轴的输出扭距情况。直接拿个测扭仪连接在该输出轴上针对各个转速读取就行。那什么电机的功率因素，传动部件间的摩擦，不同传动部件间由于不同的质量和速度引起的加速度啥的咱都给考虑完整了，这样读取的数值将会比从前往后看模式下进行计算而得到的数据更为精确，有效。
当然，前提条件是那些基本的物性概念咱是要知道和明了的。关于CAE分析问题，我也曾有尝试和接触。因为总感觉CAE分析对于材料物性数据的准确性以及网格划分和建模的规范性甚是敏感，更主要的是约束和载荷布置的合理性等等影响最终计算结果的不确定性因素太多，且又无法去进行理论和实践的有效验证，又限于工作节奏和自身领悟能力等原因一直未能对此深究，故不做论述。

㈤ 机械设计都有哪些现代设计方法

机械设计的现代设计方法：
一、专业现代
由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件，能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理，可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为，并形成固定的设计程序，这就是专业的现代设计方法，如：振动分析和设计，摩擦学设计，热力学传热设计，强度、刚度设计，温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上，应用计算机技术开发出来的。例如：用Pro/M软件分析机械装置的动态特性，用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子，为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。
二、通用现代
为了满足机械产品性能的高要求，在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析，这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究，还有其自身的科学理论和方法。
1、优化设计
机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根据机械设计的理论，方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型，然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。
2、仿真与虚拟设计
计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等，从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期，也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。
3、有限元设计
这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解，而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析，并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。
4、模糊设计
它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中，零件的安全系数往往从保守观点出发，取较大值而不经济，但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题，虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同，但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是，可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析，得出综合的数量化指标，作为选择决断的依据。
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。