抓斗桥式起重机设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 第一章 前言 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于 提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用 在高层建筑、冶金、华工及电站等的建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此必须选用一些大型起重机进行吊装工作。通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重机、履带起重机、轮式起重机以及在厂房内装置的桥式起重机等。 在道路，桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件，安装电站设备，吊运浇注混凝土、模板，开挖废渣及其他建筑材料等 ，均须使用起重机械。尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强、工程本身又很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机数量和种类就更多。在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。 在这些起重机中，桥式起重机是生产批量最大，材料消耗最多的一种。由于这种起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，因而受到用户的欢迎，得到很大的发展。 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成 的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。 目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高 。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。 随着我国经济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发 展，提高劳动生产率，充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。 箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架 ,在桥架上运行起重小车 ,可起吊和水平搬运各类物体 ,它适用于机械加工和装配车间料场等场买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 合。桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等， 5为保证起重机稳定，我选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司 机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。 由于本人水平有限，实践经验不足，加上工作原因，时间比较仓促，设计中肯定有错误和欠妥之处，恳请各位老师多多批评指正。 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 第二章 抓斗桥式起重机设计任务书 计参数 主要参数为：起重量： Q=5t；起升高度： H=12m；起升速度：0m/车运行速度： 0m/车运行速度：75m/度： L=20m；起重机估计总重量：G=240N；小车估计自重：40源：三相交流电源， 380V， 50构接电持续率： 5%；工作级别： 作条件 抓斗桥式起重机作业环境为室内作业，电源为三相异步交流电，电压为 380V，频率为50压波动允许上限为 +10%，下限 (尖峰电流时 )为额定电压的 起重机内部电压损失为 3%。环境温度 ： +40，在 24小时内平均温度不超过 +35。 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 为保证起重机安全正常工作，起重机本身应具备三个基本条件： （ 1）金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚度和抗弯曲能力； （ 2）整机具备必要的抗倾覆稳定性； （ 3）原动机具备满足作业性能要求的功率，制动装置提供必要的制动转矩。 第三章 小车起升机构和运行机构的设计计算 升机构计算 起升机构可采用的有开式传动和闭式传动。 （ 1）闭式传动在 电动机和卷筒之间，大多数情况采用传动效率高的圆柱齿轮减速器，而蜗轮减速器由于传动效率低，除特殊环境采用外，一般较少应用。 （ 2）开式传动在电动机和减速器之间，除减速器外还有开式齿轮传动，这种构造类型适用于起升速度较低的情况，如我国生产的大型桥式起重机（ Q 80 t）的起升机构多采用这种型式，由于开式齿轮传动适用于圆周速度较低的情况，因此都将其放在靠近卷筒的最后一级传动中，以保证正常工作。根据起升重量 Q=5 t 轮力矩 22( ) 0 . 4 2 k g m，质量 高速浮动轴两端为圆柱形 45d ， 80l 。 靠减速器端联轴器，由表 选用带 200制动轮的半齿轮联轴器，其图号为 大容许转矩 1 4 0 0 m，飞轮力矩 22( ) 0 . 4 2 k g m质量 18zG 启动时间： 22 0011 2() ( ) 3 7 5 ( ) G D i 式中 2 2 2 2 21( ) ( ) ( ) ( ) 0 . 7 8 0 . 4 2 0 . 4 2 1 . 6 2d t G D G D G D k g m 静阻力矩： 00() ( 5 0 0 0 9 9 ) 0 . 3 1 1 1 4 5 . 6 82 2 2 3 1 . 5 0 . 8 5j Q G 平均启 动转矩： 1 . 5 1 . 5 1 3 6 . 1 3 2 0 4 . 2 0 N m 所以 29 1 2 ( 5 0 0 0 9 9 ) 0 . 3 1 1 1 . 1 5 1 . 6 2 0 . 8 7 83 8 . 2 ( 2 0 4 . 2 0 1 4 5 . 6 8 ) ( 2 4 0 . 1 7 ) 0 . 8 5 通常起升机构启动时间为 15s: ，此处 1工作级别为中级时，车轮直径 250cD 轨道类型为11P，许用轮压为m a 5 8 2 . 2 5t P t，故选250cD ，能满足要求。 强度验算：按车轮与轨道为线接触及点接触两种情况验算车轮接触强度。车轮踏面疲劳计算载荷： m a x m i 2 2 5 0 0 1 0 0 0 0 1 8 3 3 3 . 3 333c 车轮材料： 3 4 0 , 6 5 0 a M P a。 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 线接触局部挤压强度： 1 1 2 6 2 5 0 2 4 . 2 0 . 9 4 1 3 4 1 2 2k D l C C N 式中 12N ，查表取1 6k ； l 于轨道11P， l = 1轮转速140 5 0 . 9 6 , 0 . 9 43 . 1 4xc r m ; 2车工作 级别为5 ; ，故通过。 点接触局部挤压强度： 222 1 231750 . 1 3 2 0 . 9 6 1 4 9 4 9 80 . 4 2 8 3k C C 式中 22N ；查表取2k= R 轮与轨道曲率半径的较大值，车轮1 250 1252r m m，轨道曲率半径2 95r ，故取 125R ； m 值所确定的系数， 9 5 1 2 5 0 . 7 6,查表并用插值法算得 m= ，故通过。 根据以上计算结果，选定直径 250的单缘车轮，标记为： 车轮 250 4628 84 摩擦阻力距： ( ) ( )2m x c G k 查表，因为 250cD 轮组的轴承型号为 7512， 据此选 250cD 轮组轴承亦为7512。轴承内径与外径平均值 6 0 1 1 0 852d m m。由表查得，滚动轴承摩擦系数R=承摩擦系数 ，附加力阻力系数 ，代入上式得满载时运行阻力矩： 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 () 0 . 0 8 5( 5 0 0 0 4 0 0 0 ) ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 2 0 72m Q m ()() 207 1656/ 2 0 . 2 5 / 2m Q 空载时： ( 0 ) 0 . 0 8 5( ) 4 0 0 0 ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 9 222m Q x c k N m g( 0 )( 0 ) 736/2 电动机静功率 : 1 6 5 6 4 0 1 . 2 31 0 0 0 1 0 0 0 6 0 0 . 9 1 式中 ()j m Q = m=1 初选电动机功率 1 . 1 5 1 . 2 3 = 1 . 4 1N N K W式中 表查得 ； 由表选用 1 1 2 6 1 0 0 2Y Z R M I M ，325%时，2211 . 8 , 8 1 5 / m i n , ( ) 0 . 1 1 / W n r G D k g m ，电动机质量 74dG 。 等效功率： 25% 0 . 7 5 1 . 1 2 1 . 4 1 1 . 1 8k N K W 式中 25% 25%时，25% 。 则 合适。 不打滑条件 因室内使用，故不计分阻及坡度阻力力矩，只验算空载及满载起动时两种工况。空载起动时，主动车轮与轨道接触处得圆周切向力： 22( 0 )( 0 )()26 0 / 20 . 0 8 52 0 0 0 ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 2 0 0 0 0 . 0 0 0 34 0 0 0 3 9 21 0 6 0 2 . 3 1 0 . 2 5 / 2x c k P t D g 车轮与轨道的粘着力： ( 0 ) 2 ( 0 )2 0 0 0 0 . 1 5 3 0 0 3 0 0 0 f k g N T ，故不会打滑。 满载起动时，主动车轮与轨道接触处得圆周切向力： 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 11()()()26 0 / 20 . 0 8 54 5 0 0 ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 4 5 0 0 0 . 0 0 0 34 0 0 0 5 0 0 0 3 9 21 0 6 0 . 3 3 0 . 2 5 / 2x c Q k P t D g 车轮与轨道的粘着力： ( ) 1 ( )4 5 0 0 0 . 1 5 6 7 5 6 7 5 0Q Q Q f k g N T ，故满载起动时也不会打滑，因此所选电动机合适。 对于小车运行机构的制动时间必须 34，取 3因此，所需制动转矩： 2211 200( ) ( )()1 2 ( ) 3 8 . 2 c m C G Dm t i i 220 . 0 8 51 0 ( 5 0 0 0 4 0 0 0 ) ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 )1 8 1 5 ( 5 0 0 0 4 0 0 0 ) 0 . 2 5 2 1 . 1 5 0 . 3 7 0 . 9 0 . 91 3 8 . 2 3 1 6 . 4 1 6 . 4 g 查表选用 3 2 0 0 / 2 5 B 型制动器，其制动转矩 1 1 2 2 2 5 m g，所取制动时间3与起动时间 很接近，故可以满足制动不打滑条件。 高速轴联轴器计算转矩： 8 1 . 3 8 1 . 8 2 1 . 0 9 5 2 . 3 9n M N m ( 2 5 % )11 . 89 5 5 0 9 5 5 0 2 1 . 0 9815e J n 运行机构取 n = 8 ，取8= 由表查得 1 1 2 6电动机两端伸出轴为圆柱形， 3 5 , 8 0d m m l m m。 400速 器高速轴端为圆柱形1 3 0 , 5 5d m m l m m。故查表选用1动买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 端 5 , 8 0d m m L m m；从动端 0 , 5 5d m m L m m。标记为： 1 3 5 8 0 1 9 0 1 3 8 93 0 5 5 Z B J ，其公称转矩 6 3 0 5 2 . 3 9 m M N m飞轮矩 22( ) 0 . 0 0 9 k g m g，质量 高速轴端制动轮：根据制动器已选为 3 2 0 0 / 2 5 B ，已知其制动轮直径 200zD 圆柱形轴孔 3 5 , 8 0d m m L m m，标记为： 制动轮 200 35Y / 4 3 8 9 8 6 Q ，其飞轮矩 22( ) 0 . 2 k g m g，质量 10zG 以上联轴器与制动轮飞轮矩纸 =之和： 2 2 2( ) ( ) 0 . 2 9 G D k g m g，与原估计值 本相符，故以上计算不需要修改。 低速轴联轴器计算转矩，可由前节的 00 . 5 0 . 5 5 2 . 3 9 1 6 . 4 0 . 9 3 8 6 . 6 4 i N m g 由表查得 400减速器低速轴端为圆柱形 6 5 , 8 5d m m L m m。取浮动轴装联轴器轴径 6 0 , 8 5d m m L m m。由表选两个3主动端： Y 型轴孔， 6 5 , 8 5d m m L m m。从动端： Y 型轴孔， A 型键槽，2 6 0 , 8 5d m m L m m。标记为： 365 8560 851 9 0 1 4 8 9 前节已选定的车轮直径 250cD 由表取车轮安装轴直径 4 5 , 8 0d m m L m m，同样选两个3主动轴端： Y 型轴孔， 6 0 , 8 5d m m L m m。从动端： 4 5 , 7 0d m m L m m。标记为： 360 8545 701 9 0 1 4 8 9 。 （ 1）疲劳强度验算：运行机构疲劳计算基本载荷： m a x 8 0 2 1 . 0 91 . 8 1 6 . 4 0 . 9 2 8 0 . 1 622i N m g由前节已选定浮动轴端直径 d=60扭转应力： 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 m a x 32 8 0 . 1 6 6 . 4 90 . 2 0 . 0 6 )n M M P 浮动轴的载荷变化为对称循环，材料仍然选用 45 钢，由其起升机构高速浮动轴计算，得1 140 ， 180s ，许用扭转应 力为： 11 1 1 4 0 1 4 6 . 6 72 . 4 1 . 2 5k M P 中 , 1 所以合适。 算起动不打滑条件 由于起重机是在室内使用，故坡度阻力及风阻力均不予考虑。 以下按三种工况进行验算 （ 1）二台电动机空载时同时起动： 2)2(6022)0(1式中： 1 m i n m a x 5 1 0 0 0 6 9 0 0 0 1 2 0 0 0 0P P P N 主动轮轮压和； 21120000N 从动轮轮压和； f = 室内工作的粘着系数； 防止打滑的安全系数； 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 1 2 0 0 0 0 0 . 20 . 1 41 2 0 0 0 0 ( 0 . 0 0 0 6 0 . 0 2 )1 . 5 1 2 0 0 0 0 0 . 0 0 0 86 8 . 9 2 2240006 0 4 . 3 6 0 . 5 2n =，故两台电动机空载起动不会打滑 （ 2）事故状态： 当只有一个驱动装置工作，而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时，则 2)2(6012)0(1式中： 1 m a x 69000N 工作的主动轮轮压 2 m i n m a 5 1 0 0 0 6 9 0 0 0P P P = 171000N 非主动轮轮压之和； )0( 一台电动机工作时的空载起动时间： 2( 0 ) 29 0 0 2 4 0 0 0 0 . 51 . 1 5 0 . 7 2 83 8 . 2 ( 6 3 . 6 7 3 6 . 9 9 ) 2 0 . 4 9 0 . 9 5 = 9 0 0 0 0 . 20 . 1 41 7 1 0 0 0 ( 0 . 0 0 6 0 . 0 2 ) 1 . 5 6 9 0 0 0 0 . 0 0 66 8 . 9 2 2240006 0 1 4 . 0 2 0 . 5 2n =, 故不打滑 （ 3）事故状态： 当只有一个驱动装置工作，而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时，则 1 m i n 51000P P N2 m a x m i 6 9 0 0 0 5 1 0 0 0 1 8 9 0 0 0P P P N ； )0( 第 2 种工况相同 5 1 0 0 0 0 . 20 . 1 41 8 9 0 0 0 ( 0 . 0 0 6 0 . 0 2 ) 1 . 5 5 1 0 0 0 0 . 0 0 66 8 . 9 2 2240006 0 1 4 . 0 2 0 . 5 2n = 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 ,故也不会打滑 由表，取制动时间 s 按空载计算制动力矩： 221 1 201 ()3 8 . 2 m C G Dm t i 式中： 0m i ( i ( 4 8 0 1 9 2 0 ) 0 . 5 0 . 9 52 2 0 . 4 9 0 . 0 0 2 2 4 0 0 0 0 4 8 0k G N 坡度阻力，查表取 2)2( 0 . 1 42 4 0 0 0 0 ( 0 . 0 0 6 0 . 0 2 )20 . 5 / 2 1920N m = 2 制动器台数，两套驱动装置工作 202121 )( 1 0 2 4 0 0 0 0 . 5 0 . 9 51 6 . 7 2 1 . 1 5 0 . 7 2 82 3 8 . 2 5 2 0 . 4 9 =m 选用两台 5 制动器；查附其额定制动力 矩为 112 225 ，为避免打滑，使用时需将其制动力矩调至 28以下。 考虑到所取的制动时间 )0( 验算起动不打滑条件时已知是足够安全的。 根据机构传动方案，每套机构的高速轴采用浮动轴 大车运行机构高速轴上的计算扭矩： 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 7 5 1 . 4 1 0 5 N mj s I n 式中 ： 联轴器的等效力矩： n 安全系数； 1 2 4 2 . 4 4 8 4 . 8 9 N mI e 1 等效系数，由表取 1 2； 19550 00 m 查电动机样本，电动机 端为圆柱形， 880 ；d=40mm,l=60故在靠电动机端选两个带200 的制动轮半齿轮联轴器图号 电动机端为圆柱形，浮动轴端直径 d=40其 7 1 0 m； 2( ) 0 ；重量 G=15。故在靠减速器端高速轴上的半齿轮 联轴器图号为 减速器端为圆锥形，浮动轴端直径 d=40其公称转矩 7 1 0 m； 2( ) 0 7 ；重量 G= 高速轴上的转动零件的飞轮矩之和为： 2+ 2=，与原估计基本相符，故有关计算则不需要重复。 由表查得 d=55l=85 查表得，主动 车轮的伸出轴为圆柱形， d=75l=105速轴转矩： 0 1 . 2k M i m 式中： k 传动系数； 0i 减速器传动比； 故低速轴上的联轴器型号为 式联轴器，其公称转矩 5 6 0 0 m， 轴孔直径 75孔长度 107 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 图 4速轴 （ 1）疲劳强度的验算 10 1 . 4 4 2 . 4 4 2 0 . 4 9 0 . 9 5 1 1 5 6 . 6 8 i N m g式中 1表得1= 由上节已取浮动轴端直径 d=60其扭转应力为： 31 1 5 6 . 6 8 2 6 . 7 80 . 2n M M P 由于浮动载荷变化问对称循环。因为浮动轴在运行过程中正反转扭矩相同，所以许用扭转应力为： 11 1 1 3 2 1 3 9 . 2 92 . 4 1 . 4k M P 中 材料用 45钢。取 6 0 0 , 3 0 0 a M P a，所以 1 0 . 2 2 0 . 2 2 6 0 0 1 3 2b M P a 0 . 6 6 0 . 6 6 3 0 0 1 8 0 P a k k 于零件表面有急剧过渡和开有键槽及紧配合区段， : ，此处取 2 ； 于粗糙度为 ， 1 1 :；对于 档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 的， 1 1 :，此处取 。 故 2 1 1，故疲劳强度通过。 （ 2）静强度验算 计算静强度扭矩： m a x 0 2 . 5 4 2 . 4 4 2 0 . 4 9 0 . 9 5 2 0 6 5 . 2 9 i N m g式中 c表取c= 扭转应力： 32 0 6 5 . 2 9 4 7 . 8 10 . 2 0 . 0 6M M P 许用扭转剪应力： 180 1 2 8 . 61 . 4s M P ，故静强度验算通过。 高速轴所受扭矩比低速轴小，强度肯定可以满足 。 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 致谢 首先十分感谢指导老师周里群老师，在周老师的悉心指导和帮助下，学生顺利完成了本次设计，并从中学到了很多有益的东西，不仅是新颖的设计思路和现场的加工经验，还学到了做人做事的态度、为人处事的方法和走上工作岗位后需注意的问题，这将会令学生受益终生。最后，我要对在本次设计完成过程中，给予我热心帮助的毛照明，易维，杨鹏程等同学表示衷心的感谢！ 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 参考文献 1 陈道南 M冶金工业出版社 ,2003 2 陈道南 ,盛汉中 机课程设计 M冶金工业出版社 ,2003 3 张质文等 M中国铁道出版社 ,1997 3 陈玮璋 M人民交通出版社 ,1985 4 徐学林 M湖南大学出版社 ,2009 5 许毓潮 M水利电力出版社 ,1983 6 黎明发 ,张开银 ,黄莉 M科学出版社 ,2007 7 王鹰 M中国铁道出版社 ,1978 8 濮良贵 ,纪名刚 M北京 :高等教育出版社 ,2003 9 徐灏 M北京 :机械工业出版社 ,1994 10 徐灏 M北京 :机械工业出版社 ,1994 11 徐灏 M北京：机械工业出版社 ,1994 13 任文光 ,张兴辉 ） M化学工业出版社 ,1982 14 任文光 ,张兴辉 ） M化学工业出版 ,1982 18 孙玉丹 样本 M中国标准出版社 ,1965 20 郑明新 M清华大学出版社 ,1990 22 顾迪民 M中国建筑工业出版社 ,1992 买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 英文技术资料及中文翻译 中文翻译 机械设计及最优设计 机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品，满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术各个领域，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设计工程师。机械设计是一门创造性的工作。设计工程师不仅在工作上面有创新性，还必须在机械制图、运动学、运力学、工程材料、材料力学和机械制造工艺等方面有深厚的基础知识。 如前面所述，机械设计的目的是生产满足人类的需求的产品。发明、发现和科学知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定产品进行设计之前，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设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制订产品的制造工艺的一个良机。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，应该认真精确地进行所有的运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会是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；但新的方法不使用时，就恢复采用原来的方法。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，要摒弃许多许多陈旧的的，为人们所熟知的方法。由于许多人易于墨守陈规，这样做并不是件容易的事情。一位设计过程师 应该不断地探索改进现有产品的方法，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，就没必要仅仅为了变革的目的而采用新的方法。 在设计的在设计的初始阶段，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买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 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买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 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，可以买 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 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。 当加工铝时，我们主要关心的是：铝粘住加工切削边缘的倾向；保证有好的碎片排屑形成切削边缘；和保证工具有足够的中心强度来承受切削力而不被破坏。 技术发展，比如： 经使工具商重新考虑任何工艺水平的机器技术。用正确的加工和编程思路是很重要的。 材料，涂料和几何形状是与 减小我们所关注问题相关系的工