A. 工业设计在机械开发中的重要性
通过设计调研、市场分析和战略评估, 深入洞察客户的目标用户、竞争对手、品牌特性和关键市场机会,为之后设计展开奠定基础。
好的设计作品不是停留在纸上的艺术品,更重要的是转化为切实可行的产品。 为此团队在合作过程中始终坚持市场、外观、结构、生产全方位结合,从源头上保证设计的作品富有创意而切实可行。
我们始终站在使用者的角度,秉承“适当设计”的理念,不断追求人与设备以及设备自身功能性、安全性、美观性的高度融合与统一;我们反对机械设备的过度包装与设计, 持续提供富有创意而切实可行的设计服务。
淘博设计一直致力于打造高水平的差异化设计公司,为企业提供实实在在的助推动力。
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。
环境保护也是设计中必须认真考虑的重要方面。对环境造成不良影响的技术方案,必须详细地进行分析,并提出技术上成熟的解决办法。
通过方案评价,最后进行决策,确定一个据以进行下步技术设计的原理图或机构运动简图。
技术设计阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸,包括各部件之间的连接,零、部件的外形及基本尺寸。最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图。
为了确定主要零件的基本尺寸,必须做以下工作:
机器的运动学设计。根据确定的结构方案,确定原动件的参数(功率、转速、线速度等)。然后做运动学计算,从而确定各运动构件的运动参数(转速、速度、加速度等)。
机器的动力学计算。结合各部分的结构及运动参数,计算各主要零件所受载荷的大小及特性。此时求出的载荷,由于零件尚未设计出来,因而只是作用于零件上的公称(或名义)载荷。
零件的工作能力设计。已知主要零件所受的公称载荷的大小和特性,即可做零、部件的初步设计。设计所依据的工作能力准则,须参照零、部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理地拟定,一般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准则。通过计算或类比,即可决定零、部件的基本尺寸。
部件装配草图及总装配草图的设计。根据已定出的主要零、部件的基本尺寸,设计出部件装配草图及总装配草图。草图上需对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计。在此步骤中,需要很好地协调各零件的结构及尺寸,全面地考虑所设计的零、部件的结构工艺性,使全部零件有最合理的构形。
B. 机械运动方案设计主要包括哪些内容
齿轮传动,带传动,链传动,涡轮蜗杆传动,滚珠丝杠传动,气缸滑专轨滑动等等属
机械(英文名称:machinery)是指机器与机构的总称。机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置,像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械,他们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,泛称为机械。
机械,源自于希腊语之Mechine及拉丁文Machina,原指"巧妙的设计",作为一般性的机械概念,可以追溯到古罗马时期,主要是为了区别与手工工具。现代中文之"机械"一词为机构为英语之(Mechanism)和机器(Machine)的总称。机械的特征有:机械是一种人为的实物构件的组合。机械各部分之间具有确定的相对运动。故机器能转换机械能或完成有用的机械功,是现代机械原理中的最基本的概念,中文机械的现代概念多源自日语之"机械"一词,日本的机械应用品对机械概念做如下定义(即符合下面三个特征称为机械Machine)。
C. 什么叫机械运动
机械运动是自然界中最简单、最基本的运动形态。在物理学里,一个物体相对于另一个物体的位置,或者一个物体的某些部分相对于其他部分的位置,随着时间而变化的过程叫做机械运动(mechanical motion)。
初中版
机械运动是宇宙中最普遍的现象,运动是绝对的,静止是相对的。
物体之间或同一物体各部分之间相对位置随时间的变化叫做机械运动。它是物质的各种运动形态中最简单,最普遍的一种。例如,地球的转动、弹簧的伸长和压缩等都是机械运动。而其他较复杂的运动形式,例如,热运动、化学运动、电磁运动、生命现象中都含有位置的变化,但不能把它们简单地归结为机械运动。
一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的,这就是说运动是绝对的,我们平常说的运动和静止都是相对于另一个物体参照物而言的,所以,对静止的描述是相对的。
参照物
1)要描述某一物体的位置变化,就必须选择另外的一个物体作为标准。这个被选来作为标准的另外的物体,叫做参照物。
2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动,观察结果可能会有所不同。比如生活在地球上的人,觉得地球是不动的,其实地球在以30km/s的巨大速度绕太阳公转。这就是物理运动和静止的相对性.
3)参照物的选择是任意性的,描述的结果也会是有所不同的。
分类根据物体运动的路线,可以将物体分为直线运动和曲线运动。
一般来说,直线运动是要比曲线运动简单一些的。但是,直线运动它也有千差万别,所以有必要对直线运动在进行分类研究。
直线运动根据其速度的变化特点又可分为匀速直线运动和变速直线运动:
1)快慢不变,经过的路线为直线的运动叫做匀速直线运动;
2)物体沿一直线运动,如果在相等的时间内通过的路程并不相等,这种运动叫做变速直线运动。
高中版
1)物体相对于其他物体的位置变化,也就是物体的位置的移动随时间的变化,叫做机械运动。机械运动简称为运动
一个物体相对于另一个物体的位置只要是发生了变化,这个物体就在运动。
2)宇宙中没有不动的物体,一切物体都在不停的运动,运动是绝对的,静止是相对的质点
1)质点是用来代替物体的有质量的点,因而其突出的特点是“具有质量”和“占有质量”。但却没有体积——即没有大小。
2)质点是对实际物体的抽象,因而它是一个具有质量而又没有体积(大小)的抽象的点,这显然是一种理想化模型,实际上并不存在。引入理想化模型时,要善于抓主要矛盾,尽可能把复杂问题简单化,这是物理学中经常要用到的一种研究问题的方法——科学抽象法。
3)虽然质点实际不存在,但实际问题中不少物体又可以看作是质点。一个物体可否视为质点,这要根据具体情况分析。只有当物体的形状和大小在所研究的问题中处于次要地位时,才可以把物体当作质点,
1.物体上所有点的运动情况都相同,可以把它看作一个质点。
2.物体的大小和形状对研究问题的影响很小,可以把它看作一个质点。
3.转动的物体,只要不研究其转动且符合第2条,也可看成质点。
4)由于质点没有体积,因而质点是不可能转动的。所以,质点是没有转动可言的。任何转动的物体,在研究其自转时,均不能简化成质点。直线运动和曲线运动质点运动时所通过的路线,就叫做质点运动的轨迹。
按照轨迹来划分,质点运动的轨迹是直线的运动叫做直线运动,是曲线的运动叫做曲线运动。
一个物体能否被简化为质点,并不是看物体的大小。很小的物体有时候反而是不能当作质点的,如自身旋转着的小球在研究期自转情况时,小球就不能认为是质点。很大的物体有时候可以简化为质点,如绕太阳公转着的地球。同一物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点。只有当物体的形状和大小在所研究的问题中处于次要地位时,才可以把物体看作质点。如在研究地球的公转规律时就可以把地球看作是质点,但研究地球的自转规律时则不能把地球看作是质点。
在以上说法基础上还应该加上一条,当物体的一部分相对于另一部分的位置之发生改变的过程也叫做机械运动。如一辆车在公路上行驶,它相对于地面上固定的物体发生了位置的改变,可以说车发生了机械运动。当一个轮子绕着固定轴转动时,轮上的各部分相对于轴在做机械运动。
机械运动是我们见到的各种运动中最简单的、最普遍的一种运动形式。车、船的运动,天体的运动,都是机械运动。常见的机械运动有平动和转动。
D. 什么是机械运动循环图
运动循环图的概念:用来描述各执行构件运动间相互协调配合的图称为机械的运动循环图。它是机械协调设计的重要技术文件。为了更好地说明运动循环图的形式,举一个例子。用于小型印刷厂的简易平板印刷机可以印刷各种表格、联单、帐单、商标和名片等八开以下的印刷品。该印刷机需要完成油辊上添加油墨、铜锌板上刷油墨、白纸与刷墨后的铜锌板贴合印刷和取出印刷品4个分功能。
(1)给油辊上墨 用槽轮机构使油盘间歇转动来实现。油盘有两个行程,即转动(工作行程)和停歇。一般采用在一个运动循环内作定向间歇转过60。
(2)往铜锌板上均匀刷墨 采用连杆机构带动油辊上下往复摆动来完成。也有两个行程,油辊的工作行程(给铜锌板刷墨)和空回行程。为了使油辊均匀地把油墨刷在铜锌板上,要求油辊在工作行程尽可能等速运动。
(3)白纸与铜锌板的贴合印刷 用凸轮连杆机构带动印头(上面装有纸)往复摆动完成与固定不动的铜锌板的贴合。其两个行程是印头的工作行程(印刷)和空回行程。
食品机械循环图
(4)取印刷品和装白纸 手工完成.
油盘、油辊和印头三个执行构件中,印头是印刷的主要执行构件,故取印头为参考构件。带动印头往复摆动的执行机构的主动件每转一周完成一个运动循环,以该主动件作为直线式和直角坐标式运动循环图的横坐标。
E. 机械原理课程设计—洗瓶机
对你有帮助的,图显示不出来,你把邮箱告诉我,我发给你,还有另外的资料,ppt格式的
图17 洗瓶机工作示意图
设计洗瓶机。如图17 所示,待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上,导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时,转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时,后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。
洗瓶机的技术要求见表17。
表17 洗瓶机的技术要求
方案号 瓶子尺寸
(长×直径)
mm,mm 工作行程
mm 生产率
个/s 急回系数k 电动机转速
r/min
A φ100×200 600 15 3 1440
B φ80×180 500 16 3.2 1440
C φ60×150 420 18 3.5 960
11.2设计任务
1.洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。
2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。
4.设计组合机构实现运动要求,并对从动杆进行运动分析。也可以设计平面连杆机构以实现运动轨迹,并对平面连杆机构进行运动分析。绘出运动线图。
5.其他机构的设计计算。
6.编写设计计算说明书。
7.学生可进一步完成:洗瓶机推瓶机构的计算机动态演示等。
11.3设计提示
分析设计要求可知:洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。设计的推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶,平稳地接触和脱离瓶子,然后,推头快速返回原位,准备第二个工作循环。
根据设计要求,推头M可走图18 所示轨迹,而且推头M在工作行程中应作匀速直线运动,在工作段前后可有变速运动,回程时有急回。
图18 推头M运动轨迹
对这种运动要求,若用单一的常用机构是不容易实现的,通常要把若干个基本机构组合,起来,设计组合机构。
在设计组合机构时,一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构(基础机构),而沿轨迹运动时的速度要求,则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足,也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。
实现本题要求的机构方案有很多,可用多种机构组合来实现。如:
1.凸轮-铰链四杆机构方案
如图19 所示,铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹,M点的速度由等速转动的凸轮通过构件3的变速转动来控制。由于此方案的曲柄1是从动件,所以要注意度过死点的措施。
图19 凸轮-铰链四杆机构的方案
2.五杆组合机构方案
确定一条平面曲线需要两个独立变量。因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。点M的速度和机构的急回特征,可通过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到,如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。图20 所示为两个自由度五杆低副机构,1、4为它们的两个输入构件,这两构件之间的运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现,从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统。
a) b)
c) d)
图20 五杆组合机构的方案
3.凸轮-全移动副四杆机构
图21 所示全移动副四杆机构是两自由度机构,构件2上的M点可精确再现给定的轨迹,构件2的运动速度和急回特征由凸轮控制。这个机构方案的缺点是因水平方向轨迹太长,造成凸轮机构从动件的行程过大,而使相应凸轮尺寸过大。
图21 凸轮-全移动副四连杆机构的方案
4.优化方法设计铰链四杆机构
可用数值方法或优化方法设计铰链四杆机构,以实现预期的运动轨迹(图18 )运动轨迹的具体数值由设计者画图确定,一般不要超过9个点的给定坐标值。
推瓶机构
我们设计的推瓶机构是一个具有急回特性的大推程机构,有以下几种机构可以满足设计要求:
1 、连杆机构 2 、凸轮机构
3 、组合机构 4 、不完全齿轮齿条机构
通过对几种机构特点的分析,我们选择了不完全齿轮齿
条机构作为推瓶机构
在此机构的基础上,可以通过一系列的变化来实现要求的机构运动特性
不完全齿轮机构
如图所示机构,由处在同一轴上的两个不完全齿轮(齿轮1 1′)来实现齿轮2在一个周期内有正反两个方向的转动;输出到与齿轮2同轴的齿轮,通过齿轮齿条的啮合,即得到齿条回程运动速度为推程运动速度的3倍,具有急回运动特性。
此机构具有很多优点
具有一般齿轮机构的特点,即传动效率高、传动比准确、工作安全可靠等。
可以通过计算准确得到输出齿轮的转速,进而得到齿条的准确运动速度。
可以通过两个不完全齿轮的齿数比来得到推程和回程时的速度比。
此机构的输出齿轮虽然在一个运动周期内存在正转和反转两个方向的转动,但因为运动周期较长、转速较小,不会产生很大的冲击。
洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只刷子转动的转子所组成。为了清洗圆形瓶子外面,需将瓶子推人同向转动的导辊上,可以带动瓶子旋转,同时导辊上开有螺纹,推动瓶子沿导辊前进,转动的刷子就将瓶子洗净。在导辊轴向上依次排列3把可旋转的刷子,保证在整个导辊长度上对瓶子进行清洗,确保瓶子的清洁。
进瓶机构
出瓶机构
选定方案设计与分析
方案介绍
我们设计的机构是洗瓶机,为了清洗圆形瓶子的外面,主要有以下两个动作:
推头慢速将瓶子推到导辊上,然后快速返回;
导辊带动瓶子旋转,瓶子沿导辊前进,转动的刷子就将瓶子洗净。
执行机构中,用不完全齿轮机构得到正反两个方向的转动,且正反转动转速比为1/3;将这样的转速通过同轴的齿轮传给齿条,转变为直线运动;在齿条的前端安装一个摩擦性的推头,并在特定的位置安装挡铁,使推头在一个周期内完成推瓶和回程。为了提高生产效率,将这样的装置平行安装两套,利用了推头在回程时竖直杆倒下不影响另一推头的特点。洗瓶机构中,用同向转动的导辊带动瓶子转动前进,转动的刷子清洗瓶的表面。
尺寸方案的设计
1 推进距离l=600mm,按生产率的要求,推程平均速度为45mm/s,返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍。
得转速 n=3.4 r/min
2通过不完全齿轮机构,可以得到在一个周期内有正反两个方向的转动,且正反转角速度比为3。为了提高生产效率,将机构进行改进,由齿轮2,3分别输出,且两齿轮在一条直线上,相差半个周期
不完全齿轮1,1′有齿部分对应的弧度的比为3/1
4 导棍的尺寸
导辊d = 140 mm 转速 n = 40 r/min
导辊转速 / 瓶子转速 = 4 / 7 得瓶子的转速n= 70 r/min
F. 北航的(971)机械工程专业综合是哪些书籍希望有详细的答案,在这里谢谢啦,是关于考研的
971 机械工程专业综合 1、«动力学» 高等教育出版社 谢传锋
2、«机械设计基础下册»(17-24章) 北京航空航天大学出版社 吴瑞祥等
3、«机械设计基础下册»(25-34章) 北京航空航天大学出版社 吴瑞祥等
4、«自动控制原理简明教程»1-6章 科学出版社出版 胡寿松
(或«自动控制原理»1-6章) (中央广播电视大学出版社出版) (孙虎章)
971机械工程专业综合考试大纲(2011版)
一、考试组成
971机械工程专业综合试卷共分四部分:1) 理论力学(动力学);2)机械原理;3)机械设计;4)自动控制原理,各部分满分均为50分。1)、2)部分为必答部分,3)、4)部分为选答部分,考生二选一作答。
二、理论力学(动力学)部分的考试大纲
(一)参考教材
1.《动力学》(第2版)1-7章 谢传锋主编,高等教育出版社
(二)主要内容及基本要求
1. 质点动力学
⑴ 质点运动学(在直角坐标系和自然轴系下描述、点的复合运动)
⑵ 质点动力学方程(在惯性系和非惯性系中表示)、
⑶ 点的复合运动
初步掌握上述内容的概念、分析的基本方法和思路。
2. 质点系动力学
⑴ 动量定理
⑵ 变质量质点动力学基本方程
⑶ 对定点和动点的动量矩定理
⑷ 动能定理
掌握上述内容的定理、基本方程,特别是各种问题的分析方法。
3. 刚体动力学I、动静法
⑴ 刚体平面运动的运动学和动力学
⑵ 达朗贝尔原理(惯性力的简化、动静法、动平衡与静平衡)
4. 刚体动力学II、拉格朗日方程
⑴ 拉格朗日方程
⑵ 动力学普遍方程
⑶ 动力学II(刚体的定点运动与一般运动的运动学与动力学)
5. 振动基础
⑴ 单自由度系统的振动
在掌握必要的基础知识外,重点是能够有建立力学、数学模型及提出问题和分析解决问题的能力,掌握定性分析和定量分析的方法。
三、机械原理部分的考试大纲
(一)参考教材
1.机械设计基础(下册)第17—24章吴瑞祥等主编,北京航空航天大学出版社
2. «机械原理教程»,申永胜主编,清华大学出版社
(二)考试内容及基本要求
本考试内容的章节是依据参考教材[1]编制的,参考教材[2]的内容与此基本相同,只是章节编号有所差异。
第17章 机构的组成和结构
17.1 机构的组成
17.2 机构运动简图及其绘制
17.3 构件的自由度与运动副的约束
17.4 平面运动链的自由度及其计算及自由度计算时应注意的事项
17.5 运动链成为机构的条件
17.6 机构的组成原理与结构
了解机构的组成要素,掌握机构运动简图的绘制方法。熟练掌握平面机构的自由度计算及其自由度计算时应注意的事项,清楚运动链成为机构的条件,了解机构的组成原理和结构分析的方法。
第18章 连杆机构
18.1 平面连杆机构的类型
18.2 平面连杆机构的工作特性
18.3 平面连杆机构的运动分析
18.4 平面连杆机构的设计
熟练掌握平面连杆机构的工作特性(曲柄存在条件、急回特性、死点位置、传力特性等),会运用图解法和解析法进行机构的运动分析。熟练掌握各种连杆机构(刚体导引机构、急回机构、函数机构等)的设计。
第19章 凸轮机构
19.1 凸轮机构的组成和类型
19.2 从动件常用的运动规律
19.3 凸轮廓线的设计
19.4 凸轮机构基本尺寸的设计
了解凸轮机构的组成和类型,了解从动件常用的运动规律的特性和应用场合,会运用反转法设计凸轮的轮廓曲线。了解凸轮机构的基本尺寸的确定要求。
第20章 齿轮机构
20.1 齿轮机构的类型
20.2 齿廓啮合基本定律
20.3 渐开线齿廓
20.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
20.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
20.6 渐开线齿轮的加工
20.7 渐开线变位齿轮
20.8 斜齿圆柱齿轮
20.9 圆锥齿轮
重点熟练掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算和渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动(正确啮合条件、标准中心矩、实际中心矩、连续传动条件等)。了解渐开线齿轮的加工原理和传动的特点,初步了解斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的传动特点。
第21章 轮系
21.1 轮系的类型
21.2 轮系的传动比计算
能熟练计算出混合轮系的传动比。
第22章 间歇运动机构
22.1 棘轮机构
22.2 槽轮机构
22.3 不完全齿轮机构
22.4 不完全摆线针轮机构
初步了解各种间歇机构的组成与传动特点。
第23章 机构系统运动简图设计
23.1机构系统运动简图设计的任务与步骤
23.2 机构及机构系统设计的创新途径
23.3 组合机构
23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
23.5 机构系统运动循环图
初步了解机构运动简图设计的任务和步骤,了解机构及机构系统设计的创新途径,了解组合机构的类型,了解机构的选型原则及机构系统运动方案设计的方法,了解机构系统运动循环图的绘制方法。
第24章 机械系统动力学
24.1 概述
24.2 机械的等效动力学模型
24.3 机械运动方程式的建立与求解
24.4 机械的速度波动及其调节方法
熟练掌握机械的等效动力学建立方法,会运用图解计算法求解等效力矩为机构位置函数时的机械真实运动,掌握机构速度波动的调节方法。
四、机械设计部分的考试大纲
(一)参考教材
1. 《机械设计基础》(下册)第25-34章,吴瑞祥等主编,北京航空航天大学出版社
2. 《机械设计》(第四版)邱宣怀主编,高等教育出版社
(二)考试内容及基本要求
本考试内容的章节是依据参考教材[1]编制的,参考教材[2]的内容与此基本相同,只是章节编号有所差异。
第25章 绪论、强度和刚度设计基础
1)课程性质、内容及任务;
2)本课程的学习方法;
3)机械设计的基本原则和设计程序;
4)机械零件的设计要求和步骤;
5)强度计算概述,静应力状态下的强度计算,变应力状态下的强度计算,表面强度计算,机械零件的刚度和振动计算等。
第26章 轴
1)轴的功用及分类;
2)轴的材料及其选择;
3)轴的计算准则:强度、刚度、振动稳定性;
4)轴的结构设计及画法;提高轴的强、刚度措施;
5)轴的强度计算:许用应力法及安全系数法;
6)轴的刚度计算及振动稳定性计算简介。
第27章 传动概论、齿轮传动
1)机械传动在机器中的作用;
2)机械传动的分类和主要特性;
3)机械传动的运动和动力参数的计算。
4)齿轮传动的类型、特点及应用;
5)齿轮传动的精度等级及其选择;
6)轮齿的失效形式、计算准则及防止失效措施;
7)齿轮材料及其选择,齿轮材料的热处理;
8)直齿圆柱齿轮传动计算:受力分析、计算载荷、齿根弯曲疲劳强度计算、轮齿表面接触疲劳强度计算;
9)斜齿圆柱齿轮传动特点、受力分析及强度计算特点;
10)直齿圆锥齿轮传动特点,受力分析及强度计算特点;
11)直齿轮、斜齿轮及圆锥齿轮传动的参数选择;
12)齿轮的结构及画法;
13)新型齿轮传动简介。
第28章 蜗杆传动
1)蜗杆传动的类型、特点和应用;
2)蜗杆传动的运动关系、啮合特点和主要参数;
3)蜗杆和蜗轮材料的选择;
4)蜗杆传动的受力分析、失效形式和计算准则;
5)蜗杆传动的计算:齿根弯曲疲劳强度计算、齿面接触疲劳强度计算、主要几何尺寸计算;
6)蜗杆传动的润滑、效率及热平衡计算;
7)蜗杆、蜗轮的结构及画法;
8)弧面蜗杆传动简介。
第29章 摩擦学设计基础
摩擦学设计概述;摩擦及其基本性质;磨损、润滑、润滑剂的基本概念。
第30章 滑动轴承
1)滑动轴承的主要类型及特点;
2)轴承材料及轴瓦结构;
3)润滑材料和润滑方法;
4)非液体摩擦滑动轴承的计算;
5)液体动压润滑的基本方程式;
6)液体动压润滑轴承的计算。
第31章 带传动
1)带传动的工作原理,主要类型,特点及应用;
2)带传动的受力分析;
3)弹性滑动概念及带传动的传动比;
4)带传动的应力分析;
5)带传动的失效形式和计算准则;
6)单根三角带所能传递的功率和三角带传动的设计计算;
7)带轮的材料、结构和尺寸;
8)带传动作用在轴上的载荷;
9)张紧装置简介。
第32章 螺纹联接
1)螺纹主要参数,常用的标准螺纹;
2)螺旋副中力的关系、效率和自锁;
3)搬手力矩和预紧力;
4)螺纹联接的主要类型、紧固件及画法;
5)螺纹联接的防松原理和防松措施;
6)螺纹联接的失效形式和计算准则;
7)螺栓组的受力分析;
8)松螺栓联接的计算;
9)紧螺栓联接的计算;
10) 螺栓联接的许用应力;
11) 提高螺栓联接强度的措施;
12) 螺旋传动的种类和应用:滑动螺旋传动的设计计算。
第33章:轴类连接零件
1) 键联接的类型、结构、特点及应用;
2) 平键联接的失效形式和强度计算;
3) 花键联接的类型,对中方法、工作特点及应用;
4) 花键联接的强度计算。
5)联轴器
第34章 滚动轴承
1)滚动轴承的构造、特点、精度等级及常用代号;
2)滚动轴承的主要类型、特点、应用及画法;
3)滚动轴承所受载荷的种类、分布情况及变化特点;
4)滚动轴承的失效形式及计算准则;
5)滚动轴承的寿命计算和静载荷计算;
6)滚动轴承的组合结构设计:轴承的装拆、预紧、配合、调整、密封及润滑等。
要求掌握的基本知识:机械设计的一般知识,机械零件的主要类型、 性能、结构特点、应用、材料、标准等。
掌握通用机械零件的工作原理及相关的基本理论与设计方法:机械设计的基本原则;机械零件工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等;机械零件工作能力计算准则,如体积强度与表面强度、静强度与疲劳强度、刚度与柔度、摩擦、磨损与润滑,寿命与可靠性,以及热平衡、冲击性能、稳定性等;计算载荷,条件性计算,等强度计算,当量法或等效转化法,试算法等;改善载荷和应力的分布不均匀性,提高零件疲劳强度,或增强摩擦,改善局部品质,提高零部件工艺性的途径和方法,以及预应力、变形协调原则等在设计中的应用。
要求掌握的基本技能:基本设计计算方法,结构设计技能等。
五、自动控制原理部分的考试大纲
(一)参考教材
1.《自动控制原理》1-6章 胡寿松主编,科学出版社
或《自动控制原理》1-6章 孙虎章主编,中央广播电视大学出版社
(二)考试内容及基本要求
第一章 控制系统的一般概念
⑴ 控制系统的任务
⑵ 控制系统基本方式
⑶ 控制系统性能要求
了解控制系统的一般概念,包括任务、要求和基本控制方式;了解对控制系统的性能要求,初步掌握分析控制系统的基本方法和思路。
第二章 控制系统的数学模型
⑴ 列写微分方程的一般方法
⑵ 传递函数
⑶ 动态结构图和典型环节
⑷ 结构图的等效变换
⑸ 系统传递函数
掌握控制系统的数学模型,包括微分方程、传递函数和动态结构图的建立方法。熟练掌握拉普拉斯变换及其基本法则。熟练掌握结构图的等效变换和梅逊公式;能够建立工程系统,特别是机电相结合控制系统的数学模型。掌握各种典型环节的数学表示,并了解其功能与作用。
第三章 时域分析法
⑴ 典型响应及性能指标
⑵ 一阶系统分析
⑶ 二阶系统分析
⑷ 系统稳定性分析
⑸ 系统稳态误差分析
掌握典型输入和典型响应的特性。熟练掌握一、二阶系统时域响应特性的分析方法。掌握系统稳定性的概念,会熟练运用代数稳定判据判断系统的稳定性。掌握误差及稳态误差的概念,学会分析典型输入信号作用下控制系统稳态误差的方法,熟练掌握计算系统在给定输入信号作用下的稳态误差的方法。
第四章 根轨迹
⑴ 根轨迹及根轨迹方程
⑵ 绘制根轨迹的基本规则
⑶ 闭环零、极点分布与系统阶跃响应的关系
⑷ 系统阶跃响应的根轨迹分析
理解根轨迹的定义,能够熟练运用绘制负反馈系统闭环根轨迹的十条法则绘制闭环系统的根轨迹。掌握闭环主导极点和偶极子的概念。会用根轨迹法分析系统的动态响应特性。了解用根轨迹法校正控制系统的方法。
第五章 频域分析法
⑴ 频率特性
⑵ 典型环节的频率特性
⑶ 系统开环频率特性
⑷ 奈奎斯特稳定判据和对数频率判据
⑸ 开环频率特性与系统阶跃响应的关系
掌握频率特性的基本概念,包括数学本质、物理意义和表示方法。掌握典型环节的频率特性;熟练掌握闭环系统开环频率特性曲线的绘制方法,包括乃奎斯特图和伯德图。掌握用乃奎斯特稳定判据判断系统稳定性的方法。掌握闭环系统稳定裕度的计算方法。掌握控制系统的三频段分析方法。
第六章 控制系统的校正
⑴ 系统的设计与校正问题
⑵ 串联校正
⑶ 反馈校正
⑷ 复合校正
了解控制系统设计与校正的基本问题,包括受控对象、性能指标、控制元件和控制对象;掌握系统校正的基本方法,包括串联校正、反馈校正和复合校正。会运用串联校正、反馈校正和复合校正方法对给定系统进行校正。
G. 机械原理课程设计
机械(英文名称来:machinery)是指机器与机构的总称源。机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置,像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械,他们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,泛称为机械。
机械,源自于希腊语之Mechine及拉丁文Machina,原指"巧妙的设计",作为一般性的机械概念,可以追溯到古罗马时期,主要是为了区别与手工工具。现代中文之"机械"一词为机构为英语之(Mechanism)和机器(Machine)的总称。机械的特征有:机械是一种人为的实物构件的组合。机械各部分之间具有确定的相对运动。故机器能转换机械能或完成有用的机械功,是现代机械原理中的最基本的概念,中文机械的现代概念多源自日语之"机械"一词,日本的机械应用品对机械概念做如下定义(即符合下面三个特征称为机械Machine)。
H. 机械设计的设计阶段是什么
一部机器的质量基本上决定于设计质量。制造过程对机器质量所起的作用,本质上就在于实现设计时所规定的质量。因此,机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
所讨论的设计过程仅指狭义的技术性的设计过程。它是一个创造性的工作过程,同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。要很好地把继承与创新结合起来,才能设计出高质量的机器。作为一部完整的机器,它是一个复杂的系统。要提高设计质量,必须有一个科学的设计程序。虽然不可能列出一个在任何情况下都有效的惟一程序。以下对各阶段分别加以简要说明。
(一)计划
在计划阶段中,应对所设计的机器的需求情况做充分的调查研究和分析。通过分析,进一步明确机器所应具有的功能,并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等各方面所确定的约束条件。在此基础上,明确地写出设计任务的全面要求及细节,最后形成设计任务书,作为本阶段的总结。设计任务书大体上应包括:机器的功能,经济性及环保性的估计,制造要求方面的大致估计,基本使用要求,以及完成设计任务的预计期限等。此时,对这些要求及条件一般也只能给出一个合理的范围,而不是准确的数字。例如可以用必须达到的要求、最低要求、希望达到的要求等方式予以确定。
(二)方案设计
根据不同的工作原理,可以拟定多种不同的执行机构的具体方案。例如仅以切削螺纹来说,既可以采用工件只作旋转运动而刀具作直线运动来切削螺纹(如在普通车床上切削螺纹),也可以使工件不动而刀具作转动和移动来切削螺纹(如用板牙加工螺纹)。这就是说,即使对于同一种工作原理,也可能有几种不同的结构方案。
原动机部分的方案当然也可以有多种选择。由于电力供应的普遍性和电力拖动技术的发展,现在可以说绝大多数的固定机械都优先选择电动机作为原动机部分。热力原动机主要用于运输机、工程机械或农业机械。即使是用电动机作为原动机,也还有交流和直流的选择,高转速和低转速的选择等。
传动部分的方案就更为复杂多样了。对于同一传动任务,可以由多种机构及不同机构的组合来完成。因此,如果用Ⅳ,表示原动机部分的可能方案数,N2和N3分别代表传动部分和执行部分的可能方案数,则机器总体的可能方案数Ⅳ为Ni×N2×N3个。
以上仅是就组成机器的三个主要部分讨论的。有时,还须考虑到配置辅助系统,对此,本书不再讨论。
在如此众多的方案中,技术上可行的仅有几个。对这几个可行的方案,要从技术方面和经济及环保等方面进行综合评价。评价的方法很多,现以经济性评价为例略做说明。根据经济性进行评价时,既要考虑到设计及制造时的经济性,也要费用考虑到使用时的经济性。如果机器的结构方案比较复杂,则其设计制造成本就要相对地增大,可是其功能将更为齐全,生产率也较高,故使用经济性也较好。反过来,结构较为简单、功能不够齐全的机器,设计及制造费用虽少,但使用费用却会增多。评价结构方案的设计制造经济性时,还可以用单位功效的成本来表示。例如单位输出功率的成本、单件产品的成本等。
进行机器评价时,还必须对机器的可靠性进行分析,把可靠性作为一项评价的指标。从可靠性的观点来看,盲目地追求复杂的结构往往是不明智的。一般地讲,系统越复杂,则系统的可靠性就越低。为了提高复杂系统的可靠性,就必须增加并联备用系统,而这不可避免地会提高机器的成本。
环境保护也是设计中必须认真考虑的重要方面。对环境造成不良影响的技术方案,必须详细地进行分析,并提出技术上成熟的解决办法。
通过方案评价,最后进行决策,确定一个据以进行下步技术设计的原理图或机构运动简图。
在方案设计阶段,要正确地处理好借鉴与创新的关系。同类机器成功的先例应当借鉴,原先薄弱的环节及不符合现有任务要求的部分应当加以改进或者根本改变。既要积极创新,反对保守和照搬原有设计,也要反对一味求新而把合理的原有经验弃置不用这两种错误倾向。
(三)技术设计
技术设计阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸,包括各部件之间的连接,零、部件的外形及基本尺寸。最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图。
为了确定主要零件的基本尺寸,必须做以下工作:
1、机器的运动学设计。根据确定的结构方案,确定原动件的参数(功率、转速、线速度等)。然后做运动学计算,从而确定各运动构件的运动参数(转速、速度、加速度等)。
2、机器的动力学计算。结合各部分的结构及运动参数,计算各主要零件所受载荷的大小及特性。此时求出的载荷,由于零件尚未设计出来,因而只是作用于零件上的公称(或名义)载荷。
3、零件的工作能力设计。已知主要零件所受的公称载荷的大小和特性,即可做零、部件的初步设计。设计所依据的工作能力准则,须参照零、部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理地拟定,一般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准则。通过计算或类比,即可决定零、部件的基本尺寸。
4、部件装配草图及总装配草图的设计。根据已定出的主要零、部件的基本尺寸,设计出部件装配草图及总装配草图。草图上需对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计。在此步骤中,需要很好地协调各零件的结构及尺寸,全面地考虑所设计的零、部件的结构工艺性,使全部零件有最合理的构形。
5、主要零件的校核。有一些零件,在上述第3)步中由于具体的结构未定,难于进行详细的工作能力计算,所以只能做初步计算及设计。在绘出部件装配草图及总装配草图以后,所有零件的结构及尺寸均为已知,相互邻接的零件之间的关系也为已知。只有在这时,才可以较为精确地定出作用在零件上的载荷,决定影响零件工作能力的各个细节因素。只有在此条件下,才有可能并且必须对一些重要的或者外形及受力情况复杂的零件进行精确的校核计算。根据校核的结果,反复地修改零件的结构及尺寸,直到满意为止。
在技术设计的各个步骤中,近三四十年来发展起来的优化设计技术,越来越显示出它可使结构参数的选择达到最佳的能力。一些新的数值计算方法,如有限元法等,可使以前难以定量计算的问题获得极好的近似定量计算的结果。对于少数非常重要、结构复杂且价格昂贵的零件,在必要时还须用模型试验方法来进行设计,即按初步设计的图纸制造出模型,通过试验,找出结构上的薄弱部位或多余的截面尺寸,据此进行加强或减小来修改原设计,最后达到完善的程度。机械可靠性理论用于技术设计阶段,可以按可靠性的观点对所设计的零、部件结构及其参数做出是否满足可靠性要求的评价,提出改进设计的建议,从而进一步提高机器的设计质量。上述这些新的设计方法和概念,应当在设计中加以应用与推广,使之得到相应的发展。
草图设计完成以后,即可根据草图业已确定的零件基本尺寸,设计零件的工作图。此时,仍有大量的零件结构细节要加以推敲和确定。设计工作图时,要充分考虑到零件的加工和装配工艺性、零件在加工过程中和加工完成后的检验要求和实施方法等。有些细节安排如果对零件的工作能力有值得考虑的影响时,还须返回去重新校核工作能力。最后绘制出除标准件以外的全部零件的工作图。
按最后定型的零件工作图上的结构及尺寸,重新绘制部件装配图及总装配图。通过这一工作,可以检查出零件工作图中可能隐藏的尺寸和结构上的错误。人们把这一工作通俗地称为纸上装配。
(四)技术文件编制
技术文件的种类较多,常用的有机器的设计计算说明书、使用说明书、标准件明细表等。
编制设计计算说明书时,应包括方案选择及技术设计的全部结论性的内容。
编制供用户使用的机器使用说明书时,应向用户介绍机器的性能参数范围、使用操作方法、日常保养及简单的维修方法、备用件的目录等。
其他技术文件,如检验合格单、外购件明细表、验收条件等,视需要与否另行编制。
(五)计算机在机械设计中的应用
随着计算机技术的发展,计算机在机械设计中得到了日益广泛的使用,并出现了许多高效率的设计、分析软件。利用这些软件可以在设计阶段进行多方案的对比,可以对不同的包括大型的和很复杂的方案的结构强度、刚度和动力学特性进行精确的分析。同时,还可以在计算机上构建虚拟样机,利用虚拟样机仿真对设计进行验证,从而实现在设计阶段充分地评估设计的可行性。可以说,计算机技术在机械设计中的推广使用已经并正在改变机械设计的进程,它在提高设计质量和效率方面的优势是难以预估的。
以上简要地介绍了机器的设计程序。广义地讲,在机器的制造过程中,随时都有可能出现由于工艺原因而修改设计的情况。如需修改时,则应遵循一定的审批程序。机器出厂后,应该有计划地进行跟踪调查;另外,用户在使用过程中也会给制造或设计部门反馈出现的问题。设计部门根据这些信息,经过分析,也有可能对原设计进行修改,甚至改型。这些工作,虽然广义上也属设计程序的组成部分,但是属于另一个层次的问题,本书不再讨论其具体的内容。但是作为设计工作者,应当有强烈的社会责任感,要把自己工作的视野延伸到制造、使用乃至报废利用的全过程中去,反复不断地改进设计,才能使机器的质量继续不断地提高,更好地满足生产及生活的需要。
I. 机械原理 课程设计 剪板机 求帮忙
当年做变速器,感觉很难,现在跟剪板机一比,那就差远了,好好做。