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含CAD图纸+文档 【0646】6沟槽凸轮机构的设计和运动仿真[含CAD图纸+文档]

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毕业设计（论文）开题报告题目 沟槽凸轮机构的设计和运动仿真 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 068105116 学号姓名 胡 裕 指导老师 于 斐 填 表 日 期 2011 年 3 月 25 日说 明开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。一、课题研究背景及国内外研究动态凸轮机构广泛用于各种自动机中。自三十年代以来，人们就在不断的研究它，并且研究工作随着新技术、新方法的产生和应用在不断深化，目前低、中速凸轮机构的研究在各方面已经相当完善，成熟。现在，人们研究工作的重点已经转向高速凸轮机构及其动力学特性方面。近五十年代，由于计算机技术和各种数值计算法的发展，使得很多方面的研究得以深入。在欧美各国，学者们为凸轮机构的研究做出了巨大的贡献。早在三十年代，F.D.Furman就写了一本系统介绍凸轮设计的著作，当时的工作主要集中在低速凸轮机构，而且主要是分析运动规律。到了四十年代，人们开始对配气凸轮机构的振动进行深入研究，并从经验设计到有理论根据的运动学和动力学分析。四十年代末，J.A.Hrones等人已经注意到从动件的刚度对凸轮机构动力学响应有明显的影响。五十年代初，D.B.Mitchell最先对凸轮机构进行实验研究。后来不少学者采用多种仪器，对高速凸轮的动力学响应进行测量，并获得了许多重要的成果。随着计算机的发展，凸轮机构的CAD/CAM获得巨大成功，凸轮机构的研究从经验设计到优化设计，从单纯的运动分析到动力学分析，从手工加工到CAM等发展阶段。仅八,九十年代，就有P.Diemtma，J.K.Mills，Y.Peng，V.Y.Blrstij，Y.W.Chan等人先后发表了有关凸轮机构优化设计方面的论文，而Tsay，Bagci，Camil，Yilmaz，Yuksel，A.I.Mahyuddin，Cardona，Aiberto，T.L.Drenser等人先后发表了有关凸轮振动、动态响应等动力学方面的论文。在高速凸轮机构的研究方面，欧美各国也取得了巨大的成就。Tesar在其著作中对高速凸轮机构采用的多项式运动规律有较详细的论述，而T.Weber，A.S.Gutman，F.Freadunstein等人提出了付氏级数运动规律，D.A.Stoddart与G.F.Fawcett等提出了多项式运动规律等等。同时，M.Chew，Y.S.Unlusoy等人对高速凸轮机构的动力学问题在进行研究。德国、英国在高速凸轮机构的研究方面又有了新的突破，对凸轮机构采用了谐分析、谐综合等分析设计方法，使得高速凸轮机构的动力学性能有了很大的改善。欧美各国的学者还特别注重研究文献的搜集，P.W.Jensen在其专著中几乎列出了1984年以前的、有记载的、可以找到的所有的文献资料，共1817篇。日本也特别重视凸轮机构的研究，日本学者在凸轮技术发展上所做的工作主要有：1、在机构设计方面，致力于寻求凸轮机构的精确解和使凸轮曲线多样化，以适应新的要求。2、加强了凸轮机构动力学和振动方面的研究，提高了机构的速度，发展了高速凸轮。3、研制新的凸轮加工设备，以适应新开发的产品，实现了凸轮机构的小型化和大型化。4、加强凸轮机构的标准化，发展成批生产的标准。5、发展凸轮机构的CAD/CAM系统。我国对凸轮机构的应用和研究已有多年历史，目前仍在继续扩展和深入。近年来已经取得一定成就，但与先进国家相比我国对凸轮机构的研究和应用还存在一定的差距，尤其是在对振动的研究、凸轮机构的加工及产品开发等方面。虽然已经有很多学者对凸轮机构的研究做了相当多的工作，但在各研究方向仍有许多可以进行的地方。例如，从设计的角度考虑，大致有以下几点：1、在从动件运动规律的研究方面，除了继续寻找更好的运动规律外，还要研究有效的分析方法。2、在几何学和运动学的研究方面。要综合考虑各种凸轮机构，尽可能导出普遍使用的计算公式。3、发展通用而有效的CAD系统。4、引入专家系统或人工智能CAD系统。5、动力学的深化及研究成果的进一步实用化。6、加强对凸轮机构的运动学特性好热动力学特性的计算机模拟，以提高设计质量和缩短产品研制周期。7、研究CAD/CAM的一体化。8、凸轮机构作为引导机构的研究和应用。随着社会的发展科技的进步，人们对各种机械在速度、效率、寿命、噪声和可靠性等方面要求的日益提高，因此也就对凸轮机构的各种性能有更高的要求。为适应这种发展形势，凸轮机构必须具有特性优良的凸轮曲线和高速、高精度性能。我们的研究也正是为次而努力。二、沟槽凸轮机构设计与分析为满足凸轮机构的输出件提出的运动要求、动力要求等，凸轮机构的设计大致可分为以下三步:l)从动件运动规律的设计。2)凸轮机构基本尺寸的设计。3)凸轮机构轮廓曲线的设计。2.1 从动件运动规律的设计运动规律设计包括对所设计的凸轮机构输出件的运动提出的所有给定要求。例如，推程、回程运动角、远休止角、近休止角、行程以及推程、回程的运动规律曲线形状，都属于运动规律设计。所谓凸轮曲线并不是凸轮轮廓的形状曲线，而是凸轮驱动从动件的运动曲线。研究凸轮曲线的目的在于用最短时间、最圆滑、无振动、耗能少的方式来驱动从动件。凸轮曲线特性优良与否直接影响凸轮机构的精度、效率和寿命。从动件的运动情况，是由凸轮轮廓曲线的形状决定的。一定轮廓曲线形状的凸轮，能够使从动件产生一定规律的运动;反过来实现从动件不同的运动规律，要求凸轮具有不同现状的轮廓曲线，即凸轮的轮廓曲线与从动件所实现的运动规律之间存在着确定的依从关系。因此，凸轮机构设计的关键一步，是根据工作要求和使用场合，选择或设计从动件的运动规律。在设计凸轮机构基木尺寸和凸轮轮廓之前，必须根据凸轮机构的工作性能要求选择从动件的运动规律方程式，选择不同的从动件运动规律将直接影响凸轮机构的基本尺寸设计、轮廓设计及凸轮机构的运动性能等。从动件运动规律可分为基本运动规律和组合运动规律。基木运动规律包括简单多项式运动规律和三角函数运动规律，组合运动规律是由数种基木运动规律进行拼接而成。2.1.1从动件常用的基本运动规律几种常见的基木运动规律有三角函数运动规律(简谐运动规律、摆线运动规律及双谐运动规律等);简单多项式运动规律;等速运动规律(一次项运动规律)、等加等减速运动规律(二次项运动规律)等。2.1.2从动件运动规律的选取原则从动件运动规律的选择或设计，涉及到许多因素。除了需要满足机械的具体工作要求外，还应使凸轮机构具有良好的动力特性，同时又要考虑所设计的凸轮廓线便于加工，这些因素又往往是互相制约的。因此在选择或设计运动规律时，必须根据使用场合、工作条件等分清卞次，综合考虑。下面是一些常用运动规律的适用场合:l)等速运动规律在很多情况下能满足凸轮机构推程的工作要求，但是在从动件行程的开始和终止位置存在刚性冲击，是运动特性最差的曲线，所以等速运动规律很少单独使用，且不适用于中、高速。2)等加速等减速运动规律的速度曲线连续，在所有曲线中其最大加速度值为最小，但在从动件行程的开始、终止和由正加速度变为负加速度的中间位置，加速度的有限值突变将导致柔性冲击，因而不能在中、高速场合使用。3)余弦加速度运动规律消除了行程中间位置的加速度突变，且易于计算和加工，在中速时也能获得合理的从动件的运动。但当这种运动规律用于升一停一回一停运动时，在行程的起始和终止位置因加速度突变而仍有柔性冲击。当这种规律用于升一回一升型运动时，则加速度曲线连续，没有柔性冲击。4)正弦加速度运动规律用于升一停一回一停运动时，从动件在行程的起始和终止位置加速度无突变，因而无柔性冲击，有利于机构运转平稳。但它用于升一回停运动时，在推程与回程的连接点处，跃度从有限的正值变为负值，因而加速度曲线不连续。这种曲线要求机械加工的准确性高于其他曲线。正弦加速度运动规律广泛用于中速凸轮机构，但不适于高速场合。2.2 凸轮机构基本尺寸的设计凸轮机构的基本尺寸对凸轮机构的结构、传力性能都有重要的影响。凸轮机构的基本参数选择的不恰当，则可能造成压力角过大或产生运动失真现象。凸轮机构的基本尺寸之间互相影响、互相制约，所以如何合理地设计这些基本尺寸，也是凸轮机构设计中要解决的重要问题。凸轮机构基本尺寸的设计问题是在给定从动件运动规律和许用压力角的条件下寻求一组适用的尺寸，从而使设计的凸轮机构性能佳、寿命长。沟槽凸轮机构主要设计参数有:基圆半径和偏距，滚子半径，摆杆长度等。为提高凸轮机构传力效果，希望机构在推程中压力角尽量小。一般来讲，这些参数的选择，除应保证使从动件能够准确地实现预期的运动规律外，还应当使机构具有良好的受力状况和紧凑的尺寸。2.2.1凸轮机构压力角和基图半径凸轮压力角是从动件运动(速度)方向与传动轴线方向之间的夹角。压力角是衡量凸轮机构传力特性好坏的一个重要参数。从减小推力、避免自锁，使机构具有良好的受力状况来看，压力角应越小越好。同时设计凸轮机构时，除了使机构具有良好的受力状况外，还希望机构结构紧凑。在实现相同运动规律的情况下，基圆半径越大，凸轮的尺寸也越大。因此，要获得轻便紧凑的凸轮机构，就应当使基圆半径尽可能地小。由计算公式可知压力角和基圆半径两者是互相制约的，在一般情况下，为了保证设计的凸轮机构既有较好的传力特性又具有较紧凑的尺寸，设计时两者应同时考虑。为了保证凸轮机构顺利工作，规定了压力角的许用值的前提下，选取尽可能小的基圆半径。2.2.2沟槽凸轮的曲率半径移动滚子从动件盘形凸轮的曲率半径。当凸轮廓线为内凹廓线时，实际廓线的曲率半径Pa、理论廓线的曲率半径p、滚子半径r三者之间有如下的关系:而当凸轮廓线为外凸廓线时，实际廓线的曲率半径Pa、理论廓线的曲率半径p、滚子半径r三者之间的关系是:Pa=p-r，当p=r时，则Pa=0，即实际廓线将出现尖点，由于尖点处极易磨损，故不能实用;若pr，则P0，这时实际廓线将出现交叉，当进行加工时，交点以外的部分将被刀具切去，使凸轮廓线产生过度切割，致使从动件不能准确地实现预期的运动规律，这种现象称为运动失真。实际凸轮时应保证凸轮实际廓线的最小曲率半径不小于某一许用值。为了避免凸轮实际廓线产生过度切割，有两种途径:一是减小滚子半径;二是增大基圆半径。2.3凸轮轮廓的设计实现从动件运动规律主要依赖于凸轮轮廓曲线形状，因而轮廓曲线设计是凸轮机构设计中的重要环节。凸轮机构设计的主要任务便是凸轮轮廓曲线的设计。传统的凸轮轮廓设计方法通常采用作图法或解析计算的方法描点，拟合轮廓。作图法虽简便易行，但其效率低，绘出的凸轮轮廓不够准确。所谓用解析法设计轮廓线，就是根据人们所要求的从动件的运动规律和已知的机构参数，求出凸轮廓线的方程式，并精确地计算一出轮廓线上各点的坐标值。解析法绘出的凸轮轮廓误差相对较小，但计算量大。目前精确设计凸轮轮廓的方法有包络法、速度瞬心法、等距曲面法等等.包络法利用凸轮和从动件的几何关系导出接触点的轨迹方程;速度瞬心法利用凸轮和从动件瞬时速度中心确定凸轮和从动件在某一瞬时接触点的位置。在滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线是以理论廓线上各点为圆心、作一系列滚子圆，然后作该圆族的包络线得到的。因此，实际廓线与理论廓线在法线方向处处等距，该距离均等于滚子半径。2.4运用ProE系统对沟槽凸轮机构运动进行模拟仿真在Pro /E中，我们可以通过对机构添加运动副、驱动器使其运动起来，以实现机构的运动仿真。而机构又是由构件组合而成的，其中每个构件都是以一定的方式至少与另一个构件相连接，这种连接既使两个构件直接接触，又使两个构件产生一定的相对运动。创建机构的过程与零件装配的过程极为相似。与其他的软件相比较，用Pro/E做运动仿真的主要特点如下:1. )运动输入运动输入(MotofnnIPu)是赋给运动副控制运动的运动副参数。当创建或编辑调用一个运动副时，就会弹出运动驱动对话框。使用者可以根据需要选择无运动驱动、运动函数、恒定运动、简谐运动驱动以及关节运动驱动等5种可能的运动驱动中的一种。2. )关节运动分析当使用者只需要了解某一关节的运动情况时，可以选择分析工具条中的关节运动分析图标，并输入步长和步数进行分析。3. )静力学分析静力学分析(statciAnalys)si将模型移动到平衡位置，并输入运动副上的反作用力。当选择静力学分析后，时间和步数的输入项将不可选。4. )机构运动学/机构动力学分析机构运动学/机构动力学分析(幻nematiclDynamciAnalys)si按输入的时间和步数进行仿真分析。时间值代表运动分析模型所分析的时间段内的时间，步数值代表在此时间段内分几个瞬态位置进行分析或显示。5. )设计位置和装配位置模型的装配位置可能不同于模型的设计位置。装配位置与设计位置的区别是:装配位置是在装配机构时产生的，与使用者装配时所选取的配合面有关;而设计位置是使用者在运动仿真前人为设置的，使用者可以根据需要进行设定或者调节设计位置。6. )多种形式输出PorE/运动仿真的结果可以以多种格式进行输出，这些形式主要有MPEG、AnlmatedGFI以及VRML等。7. )预测工程和工程判断准则ProE/的运动分析模块是用于预测工程的应用软件。就是说，在许多情况下，在机构进行生产前或者说在机构真正生产出来前，用该软件预测机构的运动特性，即它类似于有限元分析P(roE/有限元分析模块)和注塑流动分析(proE/塑料零件分析顾问模块)。这些预测都是基于非常复杂的数学理论以及公认的物理和工程原理。三、研究内容及实验方案： 研究内容:1、沟槽凸轮设计2、沟槽凸轮机构的零部件的实体建模3、沟槽凸轮机构的运动仿真实验方案:1.凸轮机构的设计的初步方案：通过从动件运动规律的选取和通过确定凸轮的压力角和基圆半径、偏距以及滚子半径,从而确定凸轮的轮廓设计。 2凸轮机构的实体建模与装配的设计的初步方案：通过Pro/E软件的了解和零部件的实体建模的分析，从而确定装配模型的设计。 3凸轮机构的运动仿真的设计的初步的设计方案：通过计算机仿真的概述了解以及Pro/E运动仿真简介的分析，从而确定凸轮机构的运动仿真的设计。四、目标、主要特色及工作进度工作进度：1. 开题报告、查阅资料、外文翻译（6000字符) 2.213.11 3周2. 凸轮机构设计 3.144.1 3周3. 凸轮机构的实体建模与装配 4.44.29 4周4. 凸轮机构的运动仿真 5.25.27 4周5. 撰写毕业论文 5.306.17 3周6. 答辩准备及毕业答辩 6.206.25 1周五、参考文献1 Xing Yingjie. Recording and processing of planar cure using clothoids(Ind Report)recording of cam profile with clothoidal interpolation, Tokyo: Seimitsu kogaku kaishi 61 Aug 1995 JSPE, 1995, 109211002 Watanabe Katsuin, Exact analysis of plate cam mechanisms having errorin kinermatic constants. Nippon Kihai Gakkai ronbunshuc Hen, 19933 石永刚，徐振华凸轮机构，上海：上海科学技术出版社.4 申永胜机械原理教程，北京：清华大学出版社5 石永刚凸轮设计与应用创新，北京：机械工业出版社.6 刘会英，杨志强，张勤明机械原理，北京：机械工业出版社7 袁剑雄，李晨霞，潘承怡.机械结构设计禁计，北京：机械工业出版社.8 刘昌祺，牧野洋（日），曹西京.凸轮机构设计，北京：机械工业出版社.9 谭雪松，张青，赖春林机械工程师Pro/ENGINEER Wildhre中文版 机械设计，北京：人民邮电出版社.10 葛正浩，杨芙莲Pro/E机构设计与运动仿真，北京：化学工业出版社. 毕业设计（论文）外文翻译题目 机械设计理论 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 068105116 学号姓名 胡 裕 指导老师 于 斐 填 表 日 期 2011 年 3 月 25 日机械设计理论机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。 如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为 所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了进行有效的交流 ，需要解决下列问题：（1） 所设计的这个产品是否真正为人们所需要？（2） 此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力？（3） 生产这种产品是否经济？（4） 产品的维修是否方便？（5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间能对上述问题给出正确答案。但是， 产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。通常 ，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前的试验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。近些年来，工程材料的选择已经显得重要。此外，选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。为了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。此外，材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得更清楚。因此，为了能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。制造任何产品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段：（a）初步设计；（b）功能设计；（c）生产设计。在初步设计阶段，设计者着重考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关于材料选择唯一要考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没有的话，是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研制出一种新材料。在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这个阶段要绘制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。虽然这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段之前，应该更换某些材料，但是，绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品的功能，认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时，所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造技术。这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种样机就没有多大的价值。设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作，而不是将其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的，这些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。 在生产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量能够比较容易保证供应。在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料选择工作，可以避免多数这样的情况。在生产制造开始后出现了可供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。但是，必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能都满足要求。应当记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品失效和产品责任事故案件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料；(b)未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）；(c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其长期性能数据是如此的时候；(d)质量控制方法不适当和未经验证；(e)由一些完全不称职的人员选择材料。通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。Machine design theoryThe machine design is through designs the new product or improves the old product to meet the human need the application technical science. It involves the project technology each domain, mainly studies the product the size, the shape and the detailed structure basic idea, but also must study the product the personnel which in aspect the and so on manufacture, sale and use question.Carries on each kind of machine design work to be usually called designs the personnel or machine design engineer. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge. If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of productMust regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly.A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the certain risk, when the new method is not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the people. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified it after the confirmation new idea. Newly designs itself can have the question occurrence which many flaws and has not been able to expect, only has after these flaws and the question are solved, can manifest new goods come into the market the product superiority. Therefore, a performance superior product is born at the same time, also is following a higher risk. Should emphasize, if designs itself does not request to use the brand-new method, is not unnecessary merely for the goal which transform to use the new method. In the design preliminary stage, should allow to design the personnel fully to display the creativity, not each kind of restraint. Even if has had many impractical ideas, also can in the design early time, namely in front of the plan blueprint is corrected. Only then, only then does not send to stops up the innovation the mentality. Usually, must propose several sets of design proposals, then perform the comparison. Has the possibility very much in the plan which finally designated, has used certain not in plan some ideas which accepts. How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnels basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries on. In order to carry on the effective exchange, needs to solve the following problem: (1) designs whether this product truly does need for the people? Whether there is competitive ability (2) does this product compare with other companies existing similar products? (3) produces this kind of product is whether economical? (4) product service is whether convenient? (5) product whether there is sale? Whether may gain?Only has the time to be able to produce the correct answer to above question. But, the product design, the manufacture and the sale only can in carry on to the above question preliminary affirmation answer foundation in. Project engineer also should through the detail drawing and the assembly drawing, carries on the consultation together with the branch of manufacture to the finally design proposal.Usually, can have some problem in the manufacture process. Possibly can request to some components size or the common difference makes some changes, causes the components the production to change easily. But, in the project change must have to pass through designs the personnel to authorize, guaranteed cannot damage the product the function. Sometimes, when in front of product assembly or in the packing foreign shipment experiment only then discovers in the design some kind of flaw. These instances exactly showed the design is a dynamic process. Always has a better method to complete the design work, designs the personnel to be supposed unceasingly diligently, seeks these better method. Recent year, the engineerig material choice already appeared importantly. In addition, the choice process should be to the material continuously the unceasing again appraisal process. The new material unceasingly appears, but some original materials can obtain the quantity possibly can reduce. The environmental pollution, material recycling aspect and so on use, workers health and security frequently can attach the new limiting condition to the choice of material. In order to reduce the weight or saves the energy, possibly can request the use different material. Comes from domestic and international competition, to product service maintenance convenience request enhancement and customers aspect the and so on feedback pressure, can urge the people to carry on to the material reappraises. Because the material does not select when created the product responsibility lawsuit, has already had the profound influence. In addition, the material and between the material processing interdependence is already known by the people clearly. Therefore, in order to can and guarantees the quality in the reasonable cost under the premise to obtain satisfaction the result, project engineer makes engineers all to have earnestly carefully to choose, the determination and the use material. Makes any product the first step of work all is designs. Designs usually may divide into several explicit stages: (a) preliminary design; (b) functional design; (c) production design. In the preliminary design stage, the designer emphatically considered the product should have function. Usually must conceive and consider several plans, then decided this kind of thought is whether feasible; If is feasible, then should makes the further improvement to or several plans. In this stage, the question which only must consider about the choice of material is: Whether has the performance to conform to the request material to be possible to supply the choice; If no, whether has a bigger assurance all permits in the cost and the time in the limit develops one kind of new material.In the functional design and the engineering design stage, needs to make a practical feasible design. Must draw up the quite complete blueprint in this stage, chooses and determines each kind of components the material. Usually must make the prototype or the working model, and carries on the experiment to it, the appraisal product function, the reliability, the outward appearance and the service maintenance and so on. Although this kind of experiment possibly can indicate, enters in the product to the production base in front of, should replace certain materials, but, absolutely cannot this point take not earnestly chooses the material the excuse. Should unify the product the function, earnestly carefully considers the product the outward appearance, the cost and the reliability. Has the achievement very much the company when manufacture all prototypes, selects the material should the material which uses with its production in be same, and uses the similar manufacture technology as far as possible. Like this has the advantage very much to the company. The function complete prototype if cannot act according to the anticipated sales volume economically to make, or is prototypical and the official production installment has in the quality and the reliable aspect is very greatly different, then this kind of prototype does not have the great value. Project engineer is best can completely complete the material in this stage the analysis, the choice and the determination work, but is not remains it to the production design stage does. Because, is carries on in the production design stage material replacement by other people, these people are inferior to project engineer to the product all functions understanding. I n the production design stage, is should completely determine with the material related main question the material, causes them to adapt with the existing equipment, can use the existing equipment economically to carry on the processing, moreover the material quantity can quite be easy to guarantee the supply. In the manufacture process, inevitably can appear to uses the material to make some changes the situation. The experience indicated that, may use certain cheap materials to take the substitute. However, in the majority situation, in will carry on the production later to change the material to have in to start before the production to change the price which the material will spend to have to be higher than. Completes the choice of material work in the design stage, may avoid the most such situations. Started after the production manufacture to appear has been possible to supply the use the new material is replaces the material the most common reason. Certainly, these new materials possibly reduce the cost, the impr