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含CAD图纸+文档 J23 25 开式双柱可倾 曲柄 压力机 设计 CAD 图纸 文档

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摘 要 曲柄压力机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对胚料进行成行加工的锻压机械。曲柄压力机动作平稳，工作可靠，广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。其结构简单，操作方便，性能可靠。关键词：压力机，曲柄机构，机械制造IAbstract Crank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and forth sport, Carries the formed processing to the semifinished materials the forging and stamping machinery. The crank press movement is steady, the work is reliable, widely uses in crafts and so on ramming, extrusion, drop forging and powder metallurgy. Its structure is simple ,the ease of operation , the performance is reliable .The coupling part uses the rigidity to transfer the key type coupling, the use service is convenient.Keywords: pressure machine, crank organization, machine manufacturingII前 言毕业设计是对学生在毕业之前所进行的一次综合设计能力的训练，是为社会培养合格的工程技术人员最后而有及其重要的一个教学环节。通过毕业设计可以进一步的培养和锻炼我们的分析问题能力和解决问题的能力，这对我们今后走向工作岗位有很大的帮助。我们这次是一般选型和专题设计相结合的设计，涉及内容广泛，几乎四年所学知识或多或少涉及到。这次设计我们将本着：独立分析，相互探讨，仔细推敲，充分吃透整体设计的整体过程，使这次设计反映出我们的设计水平，并充分发挥个人的创新能力。作为一名未来的工程技术人员，应当从现在开始做起，学好知识，并不断的丰富自己的专业知识和提高实际操作能力。在指导老师的精心指导下，我们较为圆满的完成了这次设计工作，由于学识和经验的不足，其中定会出现很多问题，不足之处恳请各位老师加以批评和指导。III 目录摘 要IAbstractII前 言III第一章 设计任务书1第一节 曲柄压力机设计的目的1第二节 曲柄压力机设计的内容1第三节 曲柄压力机设计设计步骤1第二章 电动机选择和飞轮设计3第一节 压力机电力拖动特点3第二节 电动机的选择3第三节 飞轮转动惯量及尺寸的计算5第三章 机械传动设计11第一节 传动系统分析11第二节 V带传动设计13第三节 齿轮传动设计16第四节 转轴设计18第五节 平键连接22第六节 滚动轴承的选择23第四章 曲柄滑块机构27第一节 曲柄滑块机构的运动和受力分析27第二节 曲柄轴的设计计算28第三节 连杆和封闭高度调节装置31第四节 滑动轴承的设计35第五节 滑块与导轨的形式37第五章 机身设计39第一节 机身结构39第二节 机身计算39第六章 离合器与制动器44第一节 离合器与制动器的作用原理44第二节 离合器的选用44第三节 制动器的选用47第七章 过载保护装置49一、剪切破坏式过载保护装置的结构49二、剪切块的设计计算50第八章 润滑系统52外文资料55中文翻译61机械设计简介61总 结66参考文献67第一章 设计任务书第一节 曲柄压力机设计的目的 曲柄压力机设计是机械类专业和部分非机械类专业学生的一次较全面的机械设计训练，是机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节,其基本目的是：一、 通过曲柄压力机的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实践知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所说知识，得到进一步巩固，深化和扩展。二、 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件，机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。三、 运行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图，熟悉和运用设计资料（手册、图册、 标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。第二节 曲柄压力机设计的内容内容包括：选择电动机型号，V带传动设计，齿轮传动设计，曲柄滑块传动设计，压力机机体设计，绘制装配图及零件图，在设计中完成了以下工作：压力机装配图零件工作图六张（带轮、轴、齿轮、曲轴、连杆、滑块）设计说明书一份第三节 曲柄压力机设计设计步骤它通常是根据任务书拟订若干方案并进行分析比较然后确定一个真确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计书明书表示设计结果。曲柄压力机的设计可按照以下所述的几个阶段进行：一、 设计准备 1、分析设计任务书，明确工作条件，设计要求的内容和步骤。 2、了解设计对象，阅读有关资料，图纸，观察事物或模型以进行减速器装拆 试验等。 3、熟悉机械零件的设计方案和步骤。 4、准备好设计需要的图纸，资料和用具，并拟定设计计划等。 二、传动装置总体设计 1、确定传动方案 2、计算电定机的功率，转速，选择电动机的型号 3、确定总传动比和分配各级传动比 4、计算各轴的功率，转速和转距 三、各级传动零件设计 四、压力机装配草图设计 1、选择比例尺，合理布置试图，确定压力机和零件的相对位置。 2、确定轴上立作用点及支点距离，减速器箱体，曲柄系统及其附件的结构设 计。 五、零件工作图设计 1、压力机装配图 2、带轮零件图 3、轴的零件图 4、齿轮零件图 5、曲轴零件图 6、滑块零件图 7、连杆零件图 第二章 电动机选择和飞轮设计第一节 压力机电力拖动特点压力机的负载为一冲击载荷，即在一个工作周期内只在较短的时间内承受工作负荷。而在较长的时间内为空运转。若按此短暂的工作时间来选择电动机的功率，则电动机的功率会很大。为了减少电动机功率，在传动系统中设置了飞轮，可以大大减少电动机功率。采用飞轮后，当滑块不动时，电动机带动飞轮旋转，使其储备能量。而在冲压工作的瞬时，主要靠飞轮释放能量。工件冲压后，负荷减少，电动机带动飞轮加速旋转，使其在下一个冲压工作前恢复到原有角速度，节蓄能量。所以冲压时所需的能量不是直接由电动机供给，而是主要由飞轮供给，这样电动机功率可大大减少。第二节 电动机的选择一、 选择电动机型号根据原始数据可知工作机的工作阻力F = 250KN = 250000N，运输带的速度= 65552mm/min = 0.119m/s。1、选择电动机功率工作机所需的电动机输出功率为 （采用飞轮机构） = 15=15由电动机至工作机之间的总效率为式中、 分别为联轴器、带传动、齿轮传动、滑动轴承的效率。取=0.97、 =0.96、 =0.95、 =0.97，则 = 所以 = 15= 5.4KW2、确定电动机转速 曲轴工作转速 = 55r/min按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比=4-6，单级齿轮传动比=5-7， 则合理总传动比的范围为=20-42，故电动机转速的可选范围为 = i =（2042）55r/min = 11002310r/min综合考虑，电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和压力机的传动比，选择电动机的型号Y132M-4，额定功率7.5KW，满载转速1440r/min。二、计算总传动比和分配转动比由选定电动机的满载转速和工作机主轴的转速 ，可得传动装置的总传动比为 = = 取=5 则= = 5.24三、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速= 1440r/min= 1440r/min2、各轴的输入功率 = 5.5KW3、各轴输入转矩运动和动力参数的计算结果列于下表2-1 轴号P/KMT/Nmmn/(r/min)电动机轴5.536.481440轴5.33535.3814400.97轴4.97164.828850.93曲轴4.58795.25555.240.92表 2-1第三节 飞轮转动惯量及尺寸的计算一、曲柄压力机一工作周期所消耗的能量随着离合器的单次和连续结合，滑块的行程有单次和连续行程。单次行程时所需的周期能量连续行程时所需的周期能量式中单次行程周期能量； 连续行程周期能量； 工件成形能量； 工作行程时，曲柄滑块机构的摩擦所消耗的能量； 受力系统弹性变形所消耗的能量； 滑块克服气垫压紧力所消耗的能量； 滑块空行程时所消耗的能量； 中间传动环节所消耗的能量； 离合器结合所消耗的能量； 滑块停顿，飞轮空转所消耗的能量。 1. 工件成形所需能量式中 压力机公称压力（）； 板料厚度（），根据经验公式，对于慢速压力机。 2. 工作行程时，曲柄滑块机构的摩擦所消耗的能量实际机器的曲柄滑块机构运动副之间，存在着摩擦。电动机在拖动曲柄滑块机构运动时，为克服摩擦消耗能量。在工作行程时，曲柄滑块机构摩擦所消耗的能量，建议按下式计算：式中 公称压力角（），； 曲柄滑块机构的摩擦当量力臂（mm），由第三章得出； 压力机公称压力（）。 3. 弹性变形所消耗的能量完成工序时，压力机受力系统产生的弹性变形是封闭高度增加，受力零件储藏变形位能对于冲裁工序将引起能量损耗，损耗的多少与压力机刚度、被冲裁的零件材料性质等有关。从偏于安全出发损耗的能量可按下式计算：式中：压力机公称压力()； 压力机总的垂直刚度（）。 压力机垂直刚度,对于开式压力机。4. 滑块克服气垫压紧力所消耗的能量 无气垫压紧装置，5. 空行程时所消耗的能量 压力机空行程中能量消耗与压力机零件结构尺寸、表面加工质量、润滑情况、皮带拉紧程度、制动器调整情况等有关。通过实验。通用压力机连续行程所消耗的平均功率约为压力机额定功率的。根据通用压力机空行程损耗的实验数据。6. 离合器结合搜消耗的能量 刚性离合器，7. 中间传动环节所消耗的能量在传递能量时，皮带、齿轮等中间环节因存在摩擦而引起能量损耗。中间环节所消耗的能量，可按下式近似计算：式中：工件成形能量； 工作行程时，曲柄滑块机构的摩擦所消耗的能量； 受力系统弹性变形所消耗的能量； 滑块克服气垫压紧力所消耗的能量； 离合器结合所消耗的能量； 考虑到齿轮传动的效率。其中：齿轮啮合效率；一对轴承传动的效率; 考虑到皮带传动的效率。其中：皮带效率；一对轴承传动的效率;8. 滑块停顿，飞轮空转所消耗的能量根据测试，单动压力机滑块停顿飞轮空转时，电机所需功率约为压力机额定功率的6-30%，刚性离合器一般安置在曲轴上，且常用滑动轴承。所以，对于具有刚性离合器的开式曲柄压力机，此值偏高。飞轮空转所消耗的能量为： 式中 飞轮空转所需功率（）; 压力机行程次数利用系数（%），连续行程时，=100%。对手工送料时，行程利用系数按表2-2选取： 压力机行程 次数1520-4040-7070-100200-500行程利用系数0.7-0.850.5-0.650.45-0.550.35-0.450.2-0.4表2-2 压力机行程次数（次/min）。 该设计压力机没有拉伸垫装置，具有刚性离合器的通用开式曲柄压力机。按单次行程工作方式计算：二、飞轮轴上转动惯量电动机选定后，设计飞轮。这时有两个假设：1、 工作行程时所需能量全部由飞轮供应。2、 工序结束时，电机轴负载扭矩达到最大值，但不大于电机最大允许转矩。实际上，冲压时电动机放出一部分能量，所以飞轮转动惯量应按下式计算： 式中 工作行程时所需能量 电动机在额定转速下飞轮的角速度 飞轮转速相对波动情况的转速不均匀系数 其中 实际电机系数;实际电机系数 电机额定转差率，； 电机轴到飞轮轴用三角皮带传动时，三角皮带的当量滑动系数，；修正系数，。 公称压力角（）； 压力机行程次数利用系数（%） 三、飞轮尺寸计算根据求得的折算到飞轮轴上的转动惯量设计飞轮。曲柄压力机上，一般飞轮形状如图21所示，图中： 是轮缘部分，其转动惯量为； 是轮辐部分，其转动惯量为;是轮毂部分，其转动惯量为。飞轮外径由小皮带轮和速比决定，由第三章已知，轮缘部分宽度。飞轮本身的转动惯量，其中轮缘部分是主要的，要比、大的多。故在近似计算中只考虑更趋于安全。 而所以式中 金属密度（），对铸钢：。 图21 四、飞轮轮缘线速度验算 飞轮是回转体，为避免回转时产生坏裂，必须验算轮缘线速度：4050，弯曲和扭转时的绝对尺寸影响系数；由机械设计附表5，查得表面质量系数。由于曲柄压力机的轴所受载荷为脉动循环性质，所以所以复合安全系数查表查得许用安全系数，对于通用压力机，对于自动压力机，因此,轴的疲劳强度亦符合要求。第五节 平键连接在开式曲柄压力机上，齿轮、皮带轮等零件和轴的联接常采用平键连接。为避免联接中较弱零件（一般是轮毂）压坏，应验算挤压应力： 式中 键所需传递的总扭矩， 键与轮毂的接触高度，； 键的工作长度，对于C型普通平键，对于A型普通平键； 键的名义长度； 键的宽度； 键的直径； 键的个数为避免加工困难和过分削弱轴的强度，一般； K考虑键受载不均匀的系数，当Z=2时K=0.75，当Z=1时K=1； 平键连接的许用挤压应力，轮毂材料为钢时，。对带轮，材料为铸铁，采用A型键，查表得 ；，满足要求。对齿轮，材料为钢，采用A型键，查表得，满足要求。 第六节 滚动轴承的选择 一、滚动轴承概述滚动轴承具有滚动摩擦的特点，因此它的优点有：摩擦阻力小，启动及运转力矩小，启动灵敏，功率损耗小且轴承单位宽度承载能力较大，润滑、安装及维修方便等。与滑动轴承相比，滚动轴承的缺点是径向轮廓尺寸大，接触应力高，高速重载下轴承寿命较低且噪音较大，抗冲击能力较差。选择轴承类型时应考虑多种因素。1、 载荷条件载荷较大时，一般选用线接触的滚子轴承，反之选择点接触球轴承；轴承受纯径向载荷或主要承受径向载荷，通常选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承；受纯轴向载荷时选用推力球轴承，轴向力大时选用推力滚子轴承；当轴承同时受径向和轴向载荷时应选用角接触轴承或圆锥滚子轴承，当轴向载荷较大时，通常选用四点接触球轴承或推力球轴承与深沟球轴承的组合结构。2、 轴承转速通常轴承的工作转速应低于其极限转速。否则会降低使用寿命。一般转速较高、载荷较小、要求旋转精度高时，宜选用极限转速较高的球轴承。超过极限转速较多时，应选用特制高速滚动轴承。转速低、载荷大获冲击载荷时应选用滚子轴承。3、 调心性能各种轴承使用时允许的偏斜角应控制在允许范围内，否则会引起轴承的附加载荷而降低轴承的寿命。4、 安装和拆卸要求为了便于轴承的安装、拆卸和调整间隙，选用内、外圈可分离的轴承。若轴承装在长轴上，为了便于装拆和紧固，可选用带内锥孔或带紧固套的轴承。5、 经济性选用轴承时应考虑经济性。球轴承比滚子轴承便宜，同型号不同公差等级的轴承比价为P0:P6:P5:P41:1.5:2:6。选用高精度轴承时应慎重。 二、滚动轴承型号选择根据上述的选择原则，在J2325开式曲柄压力机的转轴上选用一对圆锥滚子轴承作支撑，分度圆的圆周力 ，轴承径向力，法向力，转速，运转时有冲击，轴颈直径，要求寿命，选择轴承型号。 根据已知条件，预选32214型轴承进行计算。每一个轴承承受的径向负荷为：由于齿轮是直齿，所以忽略外加轴向力；又由于每端轴承是成对使用，径向负荷产生的内部轴向力S互相抵消，因此，轴向负荷为0。平均径向负荷为： 平均轴向负荷当量动负荷，寿命系数，速度系数所以 32214轴承的额定动负荷，因此符合要求。第四章 曲柄滑块机构第一节 曲柄滑块机构的运动和受力分析一、 曲柄滑块机构如图4-1所示，L连杆长度； R曲柄半径；S滑块全行程；滑块的位移，由滑块的下死点算起；曲柄转角，由曲柄轴颈最低位置沿曲柄旋转的相反方向算起。从图中的几何关系可以得出滑块位移的计算公式： 将上式对时间t微分，可求的滑块的速度： 式中连杆系数；曲柄的角速度。 在曲柄滑块机构的受力计算中，连杆作用力通常近似地取等于滑块作用力,即 滑块导轨的反作用力为： 式中摩擦系数，；连杆上、下支承的半径。曲柄所传递的扭矩可以看成由两部分组成：无摩擦机构所需的扭矩和由于存在摩擦所引起的附加扭矩，即式中理想当量力臂；摩擦当量力臂；曲轴支承颈半径。则曲柄滑块机构的当量力臂为： 曲轴扭矩为： 如果上式取和（公称压力，公称压力角），则曲柄压力机所允许传递的最大扭矩为： 第二节 曲柄轴的设计计算一、 曲轴的结构示意图4-2图 4-2二、曲柄轴强度设计计算3. 曲柄轴尺寸经验数据支承颈直径 （mm）式中 压力机公称压力（KN），取 。其他各部分尺寸见下表4-1 曲轴各部分尺寸名称代号经验数据实际尺寸（mm）曲柄颈直径110支承颈长度130曲柄两臂外侧面间的长度240曲柄颈长度136圆角半径8曲柄臂的宽度140曲柄臂的高度150 表4-1 4. 曲轴强度计算曲轴的危险截面为曲柄颈中央的截面和支承颈端部的截面。截面为弯扭联合作用，但由于弯矩比扭矩大得多，故忽略扭矩计算出来的应力。弯矩：弯曲应力及强度条件：由上式可以导出滑块上许用负荷：截面为扭弯联合作用，但扭矩比弯矩大得多，故可以只计算扭矩的作用。扭矩：剪切应力及强度条件：滑块上许用应力：考虑疲劳和应力集中的影响，许用应力如下计算：式中 曲轴材料屈服极限（MPa），调质处理，； 安全系数，取。三、曲轴刚度计算曲轴的刚度计算用摩尔积分法计算曲柄颈中部的挠度。第一项很小，可以忽略，故简化公式为： 式中 压力机公称压力（KN）; 弹性模量，对钢曲轴； 曲柄臂厚度 支承颈、曲柄臂、曲柄颈的惯性矩（）； 曲柄臂形心至曲柄颈形心的距离（mm）。第三节 连杆和封闭高度调节装置一、 连杆和封闭高度调节装置的结构由设计条件知连杆长度可调，就用改变连杆长度的方法改变压力机的封闭高度。如图43所示连杆和封闭高度调节装置的结构，这种连杆由连杆盖1、连杆2和球头调节螺杆3等零件组成。其上端套在曲柄轴颈上，下端以球头和滑块6中的球座5及球头压盖4连接。借扳手或用铁棍拨动棘爪转动球头螺杆，就可以改变连杆长度，从而改变压力机的封闭高度。 图4-31、连杆盖 2、连杆 3、调节螺杆 4、球头压盖 5、球头下座 6、滑块 7、螺钉 8、锁紧块 9、锁紧块二、连杆的计算1. 连杆的作用力:单点压力机：2. 确定连杆及调节螺杆主要尺寸的经验公式：（4） 球头式调节螺杆主要尺寸的经验公式见表42：计算部位代号经验公式实际尺寸球头调节螺杆mm90706585连杆mm146184表4-2 （2）连杆总长度L的确定确定连杆长度L时，应根据压力机的工作特点，结构型式，精度和刚度要求等全面考虑。一般开式压力机的连杆系数,即连杆长度。取，即三、连杆及球头调节螺杆的强度计算连杆及因两端有摩擦力矩存在，连杆及球头调节螺杆受到压应力和弯曲应力的联合作用，应当演算其危险截面AA的合成力使： 危险截面的压应力：式中 连杆作用力（KN）; 危险截面AA的面积（）； 危险截面的弯曲应力:式中危险截面的截面模数，圆形截面； 危险截面的弯矩（Nm） 式中 摩擦系数，取； 曲柄轴颈同连杆下支承端轴颈的半径（mm）； X危险截面到连杆下支承轴颈中心的距离（mm）， ； L连杆的总长度（mm），对于长度可调的连杆。 球头调节连杆常用45钢锻造，调质处理HBS220250，球头表面淬火，硬度为42HRC。连杆体采用ZG35,正火处理。四、调节螺杆的螺纹调节螺杆的螺纹，常采用强度较高的特种锯齿形螺纹和梯形螺纹。因为压力机是在重载情况下工作，故采用梯形螺纹，尺寸为M706。五、调节螺杆的螺纹计算由于螺母的材料一般较调节螺杆差，同时标准梯形螺纹及特种锯齿形螺纹的抗弯强度均比挤压强度，剪切强度低，所以一般只计算螺母（即长度可调连杆的连杆体，或调节螺母）的弯曲应力。式中 、螺纹的外径和内径； S螺距； H螺纹最小工作高度，； h螺纹牙根处高度，对于梯形螺纹； 连杆体或调节螺母螺纹的许用应力，对铸钢ZG35，。六、连杆上的紧固螺栓连杆上端分成两部分，应用紧固螺栓连接。紧固螺栓承受的载荷较为复杂，一般不予计算。查阅相关资料并参考，螺栓个数4个，螺栓直径M24.第四节 滑动轴承的设计滑动轴承承受冲击载荷的能力强，主要用于曲轴的主轴承、连杆大小端支承等。如图4-4所示。 a) b) c) 图 4-4一、滑动轴承的结构 图 4-5二、滑动轴承的计算选用牌号为的滑动轴承，曲柄连杆机构中的滑动轴承，速度较低，承受短时高峰负荷，轴承处在边界摩擦的状况下工作，设计中应演算轴承轴瓦上的单位压力p使式中 轴承上的单位压力（）； 作用在该轴承上的压力（N）； 轴瓦的许用单位压力（）； 轴承的支承投影面积（），与轴承的结构、尺寸相关。1. 验算滑动轴承的单位压力p:曲轴支承轴瓦：连杆大端轴承：连杆小端轴承（球头式）：2. 滑动轴承轴瓦上的速度：曲轴轴承的速度：连杆大端支承处的速度：式中 曲轴轴承直径（mm）； 曲柄轴颈直径（mm）; 曲轴转速（r/min），； 连杆系数，。3. 验算值：为防止发热过于厉害，还应验算它的值，即式中 轴承上的单位压力； 轴承工作表面见的滑动速度； 许用的值，与材料有关。对材料，。曲轴轴承：连杆大端轴承：第五节 滑块与导轨的形式 滑块上部与连杆相连，下底面安装上冲模，内部有连杆，推料装置，有的还要装设封闭高度调节装置，平衡装置，保险装置等，是一个复杂的箱型结构。它具有形式随压力机的用途，结构特点，公称压力大小，导轨形式等而改变。1、 滑块的典型结构如附图所示滑块导轨有关尺寸对照表如表4-3 表 4-3 2、开式压力机导轨的形式如图4-6所示 图 4-6 第五章 机身设计 第一节 机身结构 开式压力机的机身由铸造结构和焊接结构两种，这里应选用铸造结构，铸造结构多用HT20-40灰口铸铁制造，这种材料比较容易供应，消震性较好。但重量较重，刚度较差。目前，较适合于成批产。开式压力机的主要优点是操作方便。而主要问题是刚度较差，特别是角变形存在，影响工件精度和模具寿命。因此提高压力机和机身刚度就成为机身设计的重要问题。提高机身刚度的途径是合理设计截面。图5-1中的截面一般为危险截面。为了提高机身刚度，减少角变形，截面的尺寸应合理设计，例如尽量加大截面高度H，加大喉口壁厚等。 图 5-1 第二节 机身计算一、计算原则由于开式机身刚度是一个重要问题，因此，应按刚度设计较好，但刚度计算复杂，且要等到整个机身的结构尺寸确定以后才能进行计算。因此，为了设计方便，先进行强度设计，然后进行刚度校核。在强度计算过程中，为了照顾机身刚度，许用应力取得较低，因此，在合理的制造条件和正确的使用条件下，机身是不会产生强度破坏的。所以，一般来说，只需计算危险截面（见图5-2）即可。二、强度计算把机身看作承受偏心立身作用的杆系，则截面见图5-2上受到弯矩M和拉力P的作用。弯矩M为：式中-公称压力 C-滑块中心线到机身喉口内缘的距离，即喉口深度 -喉口内缘到截面形心的距离 最大应力为： 式中 计算最大拉应力计算最大压应力H危险截面的高度F危险截面的面积J危险截面的惯性矩开式压力机机身计算应力与实测应力见表5-1压力机型号或吨位机身材料危险截面计算应力危险截面实测应力实测应力集中最大值J23-25HT20-40224230308235565 表 5-1 开式压力机危险截面尺寸见表5-2压力机型号或吨位HabBCJ23-254401202003013060210290表 5-2 三、刚度计算 在强度计算和画出机身零件图后，再进行刚度核算。图5-2为机身结构简图和计算简图。AB、BC和CD各通过截面、和的形心。截面是这样选取的，它通过导轨长度ab的中点e而垂直于图中斜面fg。J1J2和J3为截面、和的惯性矩。 根据摩尔积分法，喉口的相对角变形为： 式中 公称压力机床计算简图如图5-2所示 a) b) 图 5-2a结构简图 b计算简图截面面积序号宽高面积各块面积形心坐标面积与形心坐标乘积各块面积形心至整个危险截面形心的距离各块面积对本身形心的惯性矩1212.5174258.53612.58.53070010235222.56532532.510562.515.578080114430323.52.517.563.751083.7546.75382479.1合计767.515258.75147027124674危险截面惯性矩：危险截面截面积：危险截面最大计算拉应力： 最大实际拉应力：式中 截面形状系数，取，； 动载系数，取1.5； 许用系数，对于钢板。 危险截面最大压应力： 式中 许用压应力（），对于钢板。第六章 离合器与制动器第一节 离合器与制动器的作用原理在曲柄压力机的传动系统中，一般在飞轮传动的后面都设有离合器和制动器，用来控制滑块的运动和停止。离合器和制动器一般是设在飞轮轴上或主轴上。压力机开动后，电动机和起蓄能作用的飞轮是在一直不停地旋转着。每当滑块需要运动时，则离合器接合，主动部分的飞轮通过离合器使从动部分零件（如传动轴、齿轮、曲轴和滑块等）得到运动并传递工作时所必要的扭矩；当滑块需要停止在所需的位置上（滑块行程的上死点或行程中的任意位置），则离合器脱开，主动部分的飞轮和从动部分零件即不发生联系，因而不能再传递运动和扭矩。但是离合器脱开后，离合器部分从动部分以后的零件还储有一定的能量，会使曲轴继续旋转。因此，制动器是用来在一个较短的时间内吸收从动部分零件的能量，以使滑块停止在所需要的位置上。所以，在压力机传动系统中的离合器和制动器是保证压力机正常工作的必要部件，而两者又必须是密切的配合和协调地工作；或当离合器接合前的瞬时，制动器应该松开，这个工作关系是由操纵系统来实现的。一般压力机在不工作时，离合器总是处在脱开状态，而制动器则总是处在制动状态中。由此可见，离合器和制动器部件是用于电动机和飞轮不停地转动情况下，使压力机的曲柄连杆机构开动或停止。因此，对任何压力机而言，离合器和制动器不仅是极其重要而不可缺少的部件，而且还决定着压力机的操作规范。第二节 离合器的选用一、 离合器的类型、工作特性及其选用原则在开式压力机上广泛采用的离合器有刚性离合器和圆盘摩擦离合器，其主要类型如下：离合器刚性离合器圆盘摩擦离合器嵌牙式滑销式转键式单盘式（嵌块式）多盘式（圆盘式）目前，常见的刚性离合器有嵌牙离合器、滑销离合器和转键离合器。刚性离合器主要的优点是结构简单紧凑、制造维修方便。但是由于受到爪齿、滑销和转键等连接件零件强度的限制，因而能传递的扭矩不大；其次，在离合器轴转速处于较高的情况下，刚性离合器在接合时会产生很大的冲击，离合器的连接零件常常易于磨损或损坏；此外，刚性离合器只能允许滑块停止在上止点的位置，而不能进行寸动行程。显然刚性离合器是有很多不足之处，在应用上有一定的局限性。但是对于小型低速开式压力机来说，相应这些矛盾并不十分突出。因为其一、传递扭矩并不大；其二、在安装和调整模具时，用人工转动飞轮还是比较容易实现的；其三、为了减低离合器结合时的冲击速度，刚性离合器一般直接装在低速的主轴上，同时离合器的连接零件尽可能靠近轴心的位置。更主要的是由于刚性离合器的结构比较简单，便于制造和维修，又离合器操纵无需压缩空气能源，所以刚性离合器是比较广泛应用在压力100吨以下和滑块行程次数（即曲轴转速）200次/分以下的开式曲柄压力机上。通过上述所述，结合所设计压力机的型号和功用，选择采用转键离合器。二、 双转键离合器的结构双转键离合器中，转键之一是主键用以传递工作扭矩；转键之二是副键用以防止曲轴对飞轮或传动齿轮的超前，以及调整模具时可使曲轴反转。如图61所示，离合器是安装在曲轴的右端上。离合器的主动部分有飞轮2，中套3（用7键固定在飞轮上）和青铜衬套5、6（各压入飞轮端孔内）等组成。从动部分有曲轴和内外轴套1、4（用键固定在曲轴上）等组成。中套的内孔有四个半圆槽。内外轴套内控和曲轴上亦各有两个轴线互相垂直的半圆槽，两个半圆槽组合成为安插两转键（主键8和副键9）用的孔。转键的两端为圆柱形，可在轴与轴套所形成的圆孔内转动；转键中段截面为半圆形，键的里边与轴上的半圆槽配合，外边与轴形成一个整圆。主键和副键传动的方向是相反的，它们的动作是互相联锁的，因此在转键的右端各装有尾板12和14，两件用拉杆13连接成为联动，主键的左端装有键尾11，与装在内轴套的拉簧10联结。拉簧的作用使主键和副键各绕其轴线转过45（转键的转动角度由内轴套喇叭口所限位），于是两转键的背部突出于曲轴圆周之外，以便与中套的半圆槽相结合，起到使离合器相结构的状态。 图 6-1离合器在未接合时，主键和副键刚好全部卧入曲轴的半圆槽内，因此，飞轮在内外轴套上空转。当压力机工作时，必须使操纵结构的凸轮当块（虚线画出）转离主键的键尾，主键在拉簧10的作用下，转出曲轴半圆槽之外（转过45），由于连锁的关系，副键亦同样转出，这样连续旋转的飞轮中套半圆槽便于主键相结合，则飞轮便带动曲轴转动。如凸轮档块转回复位，则主键的键尾碰到凸轮当块，由此弹簧拉长，主键和副键又转回（45）并卧入曲轴的半圆槽内，由此，离合器即处于脱开状态，则飞轮仍在内外轴套上空转。转键在离合器接合时承受很大的冲击载荷，为了保证有足够的冲击韧性和耐磨性，转键用T7，经热处理淬火硬度为RHC=5257,两端回火至RHC=3540。主键的键尾和凸轮当块的材料同样用合金钢40Cr。内、外轴套和中套的材料一般用45钢。转键离合器所能传递扭矩的大小，即取决于转键（主键）的强度。第三节 制动器的选用一、 制动器的类型、工作特性及其选用原则在曲柄压力机上的制动器有两个作用：1. 当离合器脱开后，将正运转着的传动零件（如滑块、曲轴、齿轮、中间轴等）的动能立即转化为消耗在制动器上的摩擦功，并且相当在曲轴转角515的范围内将滑块、曲柄连杆机构和传动零件停止运动。2. 当滑块运动停止后，防止滑块由于自重而下降。在开式压力机上常用的制动器有三种结构形式：闸瓦式制动器、带式制动器和圆盘式制动器。按其制动器工作表面相互作用来看，在这些制动器中有连续制动器和周期制动器的两种工作情况。在周期制动的制动器中，制动作用仅仅发生在滑块行程的某一部分，或者当滑块接近回到上死点相当于曲柄转角515的范围内，在这里选用偏心轮带式制动器。二、制动器的典型结构图6-2为偏心轮带式制动器，一般带式制动器均设置在曲轴左端上。 制动轮1对轴线装成偏心e，用键紧固在曲轴左端上。轮缘上包有钢带2，其内层铆有石棉钢摩擦带3.钢带的一端铆接在摇板7上，另一端铆在拉杆板4上。摇杆7可以绕固定在机身上的轴6回转，借其制动弹簧8的张力拉紧制动带，张力的大小可通过螺钢9调节其弹簧的压缩量。图 6-2制动的周期性是借其制动轮的偏心e来实现的。即当曲轴转动时，利用偏心e使制动轮有时张紧制动带，有时放松制动带。当滑块向下运动时，偏心逐渐减小，则制动带松开；当滑块向上运动时，偏心逐渐向上方增大，则制动带张紧而起制动作用，并将滑块停止在上死点的位置上。为了保证制动带在松开情况下，不张紧制动轮（制动轮和制动轮须保持一定间隙）用螺母5给调整。第七章 过载保护装置 曲柄压力机在使用过程中，由于种种原因可能产生过载现象，如压力机吨位选用不当，模具安装调整不正确，模具刃口变钝，材料厚度增大，同时进行两块坯料等等，结果导致压力机连杆螺纹破坏、调节螺杆弯曲、曲轴弯曲或断裂、机身变形甚至断裂等主要零件的破坏，给生产带来损失。为了防止因压力机过载而产生的设备事故，在压力机上装有过载保护装置。在压力机过载时，保护装置即发生作用，使得作用在压力机上的载荷不继续增加，从而保证压力机的主要零件免遭破坏。过载保护装置的种类很多，按其工作性质可以分为两大类：一类是限制滑块上的作用力，另一类是限制传动系统上的传动扭矩的。前者装在连杆或滑块内，当滑块力超过某一数值后它就发生作用，而与曲柄转角数值无关。后者装在传动系统中，因传动扭矩是滑块力与曲柄转角的函数，所以这类保护装置发生作用的条件是取决于滑块力及曲柄转角两个因素的。在选择保护装置种类时，应根据压力机结构、工艺用途、主要零件的允许负荷曲线等因素。对于小行程的压力机，主要是用于冲孔、落料、浅拉伸等工序，要求工作行程短、通常只采用压力保护装置。对于行程大的压力机，主要是用于深拉延工序，工作行程较长，同时也要考虑冲孔、落料等工序，故应同时采用两种保护装置。开式压力机属于前一种情况，通常只装置着压力保护装置。压力保护装置按其结构的作用原理，可以分为：剪切破坏式、液压式、气动液压自动恢复式、弹簧滚柱自动恢复式等。这里选择剪切破坏式过载保护装置，采用单剪切面式剪切块。 一、剪切破坏式过载保护装置的结构单剪切面式剪切块过载保护装置，其结构如图61所示。这种装置的基本零件是装在连杆下支承座b下面的剪切块a。压力机连杆c所承受的连杆力是通过下支承座b剪切块a传递给滑块d的。当压力机过载时剪切块就剪切破坏，于是连杆c连同下支承座b对滑块d产生相对位移，而不传递力量，使得连杆力不再增加，保证压力机各主要零件免遭破坏。在设计前切块时，必须使高度尺寸大于压力机的公称压力行程，尺寸应大于，以使在剪切块破坏后曲轴能带动连杆转过下死点不与滑块发生顶死现象。剪切块破坏后，必须更换新的剪切块才能重新工作。 二、剪切块的设计计算 1. 剪切块计算力的确定假设剪切块在剪切面上受均匀分布的剪应力，在新的剪切块开始工作时，其破坏是由短时高峰静力超载超载造成，其剪切力为： 图61 剪切破坏式保护装置 剪切块； 连杆下支承座； 连杆； 滑块 式中 剪切断面积（） 静剪切强度极限（）但是，压力机是在脉动载荷下工作的，长期使用后，剪切块是受疲劳破坏，此时，剪切力已降为： 式中 疲劳剪切强度极限（）所以剪切块的剪切力并非恒定。即： 值代表剪切块静剪切强度极限与疲劳剪切强度极限之比，值越小，越接近1。剪切块的保险精度越高。通过疲劳试验，其剪切强度极限有所降低。对用50钢制造的剪切块降低了20，对铸钢HT200剪切块降低了30，其值分别为1.25和1.43，所以目前剪切块均不用铸铁的。因为压力机是在脉动载荷下进行工作的，剪切块的强度很快地就由疲劳而降低，为了充分发挥压力机的工作能力，剪切块的强度应按疲劳破坏的条件考虑，即 式中 压力机的公称压力（kN） 2. 剪切块强度极限的确定确定疲劳剪切强度极限，可用试棒测出，再求出，除以即： 或用试样实测力求出值。 3. 剪切块剪切断面尺寸的确定剪切块外径应小于球座外径; 式中 下球座外径（），。剪切面间隙（上、下直径差）： 式中 剪切面高度（mm）。钢制单剪切面剪切块剪切面直径及剪切断面厚度: 式中 材料抗拉强度（），对钢材料。 第八章 润滑系统润滑系统是保证曲柄压力机正常工作所必不可少的辅助装置。通过润滑可以减少零部件运动中的磨损，提高压力机寿命，保证压力机精度，降低能量损耗，减少维修费用，所以在曲柄压力机上除了摩擦离合器及各种类型制动器的摩擦面之外，一切有相对运动的部位都必须进行润滑。润滑系统有两种分类方法：按照所采用的润滑剂种类可分为稀油润滑和干油润滑，按照润滑的方式可分为分散润滑和集中润滑。在实际应用中，一台压力机上的不同摩擦副之间，根据各自的运动特点和受力状况采用不同的润滑剂和润滑方式。一、油润滑 曲柄压力机常用的稀油为20号至50号机械油（GB44364），它的主要性质见表8-1；稀油润滑的优点是：内摩擦系数小，所以克服摩擦力的能量消耗少，适用于高速运转的零部件；稀油流动性好，易进入各润滑点的摩擦表面，当采用循环供油时有良好的冷却作用，并可将粘附在摩擦表面上的杂志和由于研磨而产生的金属微粒带走。名 称代 号50时的粘度凝 点闪点（开式）厘 沲机械油2.6-3.31-151703.81-4.59-101805.11-5.89-101906.42-7.2-10200表8-1稀油润滑的缺点是油膜不能承受大的单位压力，否则润滑油将会从摩擦表面挤走变成了干摩擦，起不到润滑作用；由于稀油的流动性好，对密封的要求就高，而且不宜用于润滑处于垂直位置的摩擦面，在这种情况下应该采用循环供油。选用某种牌号的机械油应根据具体情况，粘度大的机械油流动时内部阻力大，所以对于高速运转的摩擦副应易于形成油膜，应该选用粘度小的，以降低高速运动时由于油的内摩擦而引起的功率损耗，当温度升高时油的粘度将会下降，所以当工作温度较高或大载荷并有冲击等情况下，应该选用粘度大的机械油，以利于形成油膜。二、干油润滑曲柄压力机上常用的干油为钙基润滑脂（GB49165）和钠基润滑脂（GB49265），其主要性质见表7-2；它们的优点是易于密封，在垂直的摩擦面上流失少；受温度的影响不像润滑油那么大，对载荷性质、运动速度的变化有较大的适应范围。缺点是流动性不好，内摩擦系数大所以能量损耗大；在高温下长期工作时会失去润滑性能。 () 钙基润滑脂 （GB49165） ZG2 80 265295 ZG3 85 220250 ZG3 90 175205 ZG5 95 130160 ZN2 140 265295 ZN3 140 220250 ZN4 150 175205 表8-2 为了改善润滑脂性能，常在其中加入1530%机械油，以获得比较好的综合性能。J23-25 润滑指示牌润滑部位润滑剂润滑方式润滑周期左右导轨曲轴轴承连杆轴承3号钙基润滑脂手动干油泵每班三次连杆调节螺杆连杆球头操纵器倾斜螺杆40号机械油油 壶每周一次每月二到三次每班一次每次倾斜时传动轴轴承 大齿轮轴轴承2号钙基润滑脂油 枪三个月一次齿 轮倾斜螺杆轴承倾斜支柱2号钙基润滑脂涂 抹每周一次每月一次每月一次 外文资料Introduction to Mechanical DesignMechanical design is the application of science and technology to devise new or improved products for the purpose of satisfying human needs. It is a vast field of engineering technology which not only concerns itself with the original conception of the product in terms of its size, shape and construction details, but also considers the various factors involved in the manufacture, marketing and use of the product. People who perform the various functions of mechanical design are typically called designers, or design engineers. Mechanical design is basically a creative activity. However, in addition to being innovative, a design engineer must also have a solid background in the areas of mechanical drawing, kinematics, dynamics, materials engineering, strength of materials and manufacturing processes.As stated previously, the purpose of mechanical design is to produce a product which will serve a need for man. Inventions, discoveries and scientific knowledge by themselves do not necessarily benefit people; only if they are incorporated into a designed product will a benefit be derived. It should be recognized, therefore, that a human need must be identified before a particular product is designed.Mechanical design should be considered to be an opportunity to use innovative talents to envision a design of a product, to analyze the system and then make sound judgments on how the product is to be manufactured. It is important to understand the fundamentals of engineering rather than memorize mere facts and equations. There are no facts or equations which alone can be used to provide all the correct decisions required to produce a good design. On the other hand, any calculation made must be done with the utmost care and precision. For example, if a decimal point is misplaced, a otherwise acceptable design may mot function.Good designs require trying mew ideas and being willing to take a certain amount of risk, knowing that if the mew idea does not work the existing method can be reinstated. Thus a designer must have patience, since there is no assurance of success for the time and effort expended. Creating a completely new design generally requires that many old and well-established methods be thrust aside. This is not easy since many people cling to familiar ideas, techniques and attitudes. A design engineer should constantly search for ways to improve an existing product and must decide what old, proven concepts should be used and what new, untried ideas should be incorporated.New designs generally have “bugs” or unforeseen which must be worked out before the superior characteristics of the new designs can be enjoyed. Thus there is a chance for a superior product, but only at higher risk. It should be emphasized that, if a design does not warrant radical new methods, such methods should not be applied merely for the sake of change. During the beginning stages of design, creativity should be allowed to flourish without a great number of constraints. Even though many impractical ideas may arise, it is usually easy to eliminate then in the early stages of design before firm details are required by manufacturing. In this way, Innovative ideas are not inhibited. Quite often, more than one design is developed, up to the point where they can be compared against each other. It is entirely possible that the design which is ultimately accepted will use ideas existing in one of the rejected designs that did not show as much overall promise.Psychologists frequently talk about trying to fit people to the machines they operate. It is essentially the responsibility of the engineer to strive to fit machines to people. This is not an easy task, since there is really no average person for which certain operating dimensions and procedures are optimum.Another important point which should be recognized is that a design engineer must be able to communicate ideas to other people if they ate to be incorporated. Communicating the design to others is the final, vital step in the design process. Undoubtedly many great designs, inventions, and creative works have been lost to mankind simply because the originators were unable or unable or unwilling to explain their accomplishments to others. Presentation is a selling job. The engineer when presenting a new solution to administrative, management, or supervisory persons, is attempting to sell or to prove to them that this solution is a better one. Unless this can be done successfully, the time and effort spent on obtaining the solution have been largely wasted. Basically, there ate only three means of communication available to us. These are the written, the oral, and the graphical forms. Therefore the successful engineer will be technically competent and versatile in all three forms of communication. A technically competent person who lacks ability in any one of these forms is severely handicapped. If ability in all three forms is lacking, no one will ever know how competent that person is! The competent engineer should not be afraid of the possibility of not succeeding in a presentation. In fact, occasional failure should be expected because failure or criticism seems to accompany every really creative idea. There is a great deal to learn from a failure, and the greatest gains ate obtained by those wiling to risk defeat. In the final analysis, the real failure would lie in decoding not to make the presentation at all. To communicate effectively, the following questions must be answered:1、Does the design really serve a human need?2、Will it be competitive with existing products of rival companies?3、It is economical to profit?4、Can it be readily maintained?5、Will it sell and make a profit? Only time will provide the true answers to the preceding questions, but the product should be designed, manufactured and marketed only with initial affirmative answers. The design engineer also must communicate the finalized design to manufacturing through the use of detail and assembly drawings. Quite often, a problem will occur during the manufacturing cycle. It may be that a exchange is required in the dimensioning or tolerancing of a part so that it can be more readily produced. This falls in the category of engineering changes which must be approved by the design engineer so that the product function will not be adversely affected. In other cases, a deficiency in the design may appear during assembly or testing just prior to shipping. Engineering design is a systematic process by which solutions to the needs of humankind are obtained. The process is applied to problems (needs) of varying complexity. For example, mechanical engineers will use the design process to find an effective, efficient method to convert reciprocating motion to circular motion for the drive train in an internal combustion engine; electrical engineers will use the process to design electrical generating systems using falling water as the power source; and materials engineers use the process to design ablative materials which enable astronauts to safely the earths atmosphere.The vast majority of complex problems in todays high technology society depend for solution not on a single engineering discipline, but on teams of engineers, scientists, environmentalists, economists, sociologists, and legal personnel. Solutions are not only dependent upon the appropriate applications of technology but also upon public sentiment, government regulations and political influence. As engineers we are empowered with the technical expertise to develop new and improved products and systems, but at the same time we must be increasingly aware of the impact of our actions on society and the environment in general and work conscientiously toward the best solution in view of all relevant factors.Design is the culmination of the engineering educational process; it is the salient feature that distinguishes engineering from other professions. A formal definition of engineering design is found in the curriculum guidelines of the Accreditation Board for Engineering and Technology (AENT). ABEN accredits curricula in engineering schools and derives its membership from the various engineering professional societies. Each accredited curriculum has a well-deigned design component which falls within the ABEN guideline. The ABEN statement on design reads as follows: Engineering design is the process of devising a system, component, or process to meet desired needs. It is a decision making process (often iterative ), in which the basic sciences, mathematic, and engineering sciences are applied to convert resources optimally to meet a stated objective. Among the fundamental elements of the design process are the establishment of objectives and criteria, synthesis, analysis, construction, testing, and evaluation. The engineering design component of a curriculum must include most of the following features: development of student creativity, use of open-ended problems, development and use of modern design theory mad methodology, formulation of design problem statements and specifications, consideration of alternative solutions, feasibility considerations, production processes, concurrent engineering design, and detailed system descriptions. Further, it is essential to include a variety of realistic constraints such as economic factors, safety, reliability, aesthetics, ethics, and social impact.If anything can be said about the last half of the twentieth century, it is that we have had an explosion of information. The amount of data that can be uncovered on most subjects is overwhelming. People in the upper levels of most organizations have assistants who condense most of the things that they must read, hear, or watch. When you begin a search for information, be prepared to scan many of your sources and document their location so that you can find them easily if the date subsequently appear to be important.Some of the sources that are available include the following: 1、 Exiting solutions. Much can be learned from the current status of solutions to a specific need if actual products can be located, studied and, in some cases, purchased for detailed analysis. An improved solution or an innovative new solution new solution cannot be found unless the existing solutions are thoroughly understood.2、 Your library. Many universities have courses that teach you how to use your library. Such courses are easy when you compare them with those in chemistry and calculus, but their importance should not be underestimated. There are many sources in the library that can lead you to the information that you are seeking. You may find what you need in an index such as the Engineering Index. There are many other indexes that provide specialized information. The nature of your problem will direct which ones may be helpful to you. Dont hesitate to ask for assistance from the librarian. You should use to advantage the computer databases found in libraries and often available through CD-ROM technology.3、Professional organizations. The American Society of Mechanical Engineers is a technical society that will be of interest to students majoring in mechanical engineering. Each major in your college is associated with not one but often several such societies. The National Society of Professional Engineers is an organization that most engineering students well eventually join, as well as at least one technical society such as the society of manufacturing engineers, the American Society of civil engineers (ASCE), or any one of dozens that serve the technical interests of the host of specialties with which professional practices seem most closely associated. May engineers are members of several associations and societies.4、Trade journals. They are published by the hundreds, usually specializing in certain classes of products and services. Money and economics are part of engineering design and decision making. We live in a society that is based on economics and competition. It is no doubt true that many good ideas never get tried because they are deemed to be economically infeasible. Most of us have been aware of this condition in our daily lives. We started with our parents explaining why we could not have some item that we wanted because it cost too much. Likewise, we will not put some very desirable component into our designs because the value gained will not return enough profit in relation to its cost. Industry is continually looking for new products of all types. Some are desired because the current product is not competing well in the marketplace. Others are tried simply because it appears that people will buy them. How do manufacturers know that a new product will be popular? They seldom know with certainty. Statistics is an important consideration in market analysis. Most of you will find that probability and statistics are an integral part of your chosen engineering curriculum. The techniques of this area of mathematics allow us to make inferences about how large groups of people react based on the reactions of a few.中文翻译机械设计简介机械设计是为了满足人类需要而制定出的新产品或者改进旧产品时对科学与技术的应用。 它是工程技术的一个巨大领域,这个领域不仅关注原先这种产品的尺寸，形状以及构造方式， 而且考虑涉及这种产品的制造，销售和使用的其它各方面的因素。进行机械设计的各种各功能的人们被通常叫为设计者或者设计工程师。 机械设计基本上是一次创造活动。 然而， 除富有创新精神之外， 一位设计工程师也必须在机械制图，运动学，力学，材料工程，材料强度和制造工艺有一定的背景知识。精确的说，机械设计的目的就是为了满足人们的需求。 发明，创造和科学知识它们自己可能不能让人获益； 但是只要他们合并在一起并设计产品，其益处就会被得到。因此，在一种特别的产品被设计之前，人的需求必须被鉴定，这一点应该被认识到。机械设计应被视为一个机会，利用创新人才的设想设计一个产品，分析系统，然后就如何制造产品作出正确的判断。对工程基础的理解而不是仅仅记住事实和方程式，这一点是很重要的。 没有哪个事实或方程式能单独提供要求生产一种好设计的全部的正确的决定。 另一方面，任何计算必须得最大限度小心和精密。 例如，一个小数点放错，就有可能得不到所要设计得到的结果。好的设计应该需要尝试新的方法并且愿意承担一定的风险，知道如果新想法不起作用，这种现有的方法可能被重新使用。由于为了成功所付出的时间以及努力是不能保证的，因此一个设计者必须要有耐心。创造一个完全新的设计一般要求很多旧的以及被建立起来的方法来推动。这并不容易因为很多人坚持旧的想法，技术和态度。设计工程师要不断寻找方法，以改善现有的产品，并且决定哪些旧的、已被证明的概念须要采纳，哪些新的、未曾尝试的想法应该被包刮进来。在那些新设计的优势特性可以被享有之前,新设计一般有缺陷或者一些未预见的缺点。因此，有机会，提供优异的产品，但只有在较高的风险下。应该强调指出，如果一个设计并不需要激进的新方法，这种方法不应适用而仅仅是为了改变。在设计的开始阶段，创造性应该被提倡而没有许多限制条件。 即使很多不实用的想法可能出现，在稳定的细节生产被要求之前，这些在设计早期通常是容易消除的。以这种方法，富创新精神的想法不被抑制。 经常，不止一种设计被提出，甚至到他们可能对彼此被进行比较的方面。 这是完全可能的：最终被接受的设计将可能使用被拒绝的设计之中的一个想法。心理学家经常谈论努力使他们操作的那些机器适合人。努力使机器适应人基本上是工程师的责任。这不是一项容易的任务,因为真的没有人能够把某一个生产尺寸加工到最优化的程度。另一个要点是：一位设计工程师必须能把想法传达给其他人，当他们的想法可以被采纳时。 把设计思想传达给其它人是最后环节，也是在设计过程里的至关重要的步骤。无疑很多重要的设计，发明和有创造性的作品被人们所不认同，仅仅是因为那些创始人不能或者不愿意对其它人解释他们的成就。 赠送是一个出售的工作。 当提出一个新的解决方案，管理或者监督的人的方法时，工程师， 正试图出售或者向他们证明这个解决办法是更好的。 除非这能被成功操作，否则关于获得这个解决办法所花费的时间和努力基本上是浪费的。基本上，那里只有我们可用的3个通信手段。 它们是写，口头，以及图表的形式。 因此成功的工程师将精通这3 种交际方式的能力。缺乏其中任何一个交际能力的一个技术人员就相当于严重残疾。如果全部3个交际能力都缺乏的话，没有人知道此人是多么有能力！有能力的工程师不应该害怕推荐自己不成功的可能性。实际上，偶然的失败应该被期望，因为失败或者批评好像伴随每