土槽土壤深层施水机的设计

1、 学号： 2010XXXXXX201x届本科生毕业论文（设计）题 目： 土槽土壤深层施水机的设计学院(系)： 机电学院专业年级： 机电XXX班学生姓名： 指导教师： 完成日期： 土槽土壤深层施水机的设计摘要传统的土槽土壤耕作试验需要单独进行松土、施水、铲平、压实、旋耕等工序，各工序的间隔时间较长，效 率 较 低 ，而 且 要 消 耗 大 量 的 劳 动 力，我国土槽现存在的一些土壤处理设备问题，有的还用人工手工整地施水，效率低，效果差。为 了 解 决 这一问题，我 们迫切 的 需 要 研 制 出一种 新型的机械设备，用它来代替人力。 本文既是针对土槽土壤对田间土壤含水率的准确模拟而设计的土槽土

2、壤深层施水机。土槽深层施水机包括行走小车、加压水泵、流量阀、管道系统和等部分组成，若干个喷头固定在土槽深松铲的背面上，行走轨道采用拖拽式装置，小车依靠土槽控制台车通过机架拖拽实现在轨道上的移动。通过控制流量阀控制施水量。关键词：土槽；土壤含水率；深层施水；深松Design Watering the soil deep soil bin Machine DesignAbstract Conventional tillage soil bin tests require separate cultivation, water facilities, leveled, compacted, Rota

3、ry and other processes, a longer interval of each process less efficient, but also consume a large amount of labor, land and groove me now Some soil treatment equipment problems, some of applied water with artificial soil.preparation manual, inefficient, ineffective. To solve this problem, we urgent

4、ly need to develop a new type of machinery and equipment, use it to replace manpower. This article is both a slot for soil soil soil soil bin accurately simulate field soil moisture content and design facilities deep water machine. Watering the soil deep slot machines, including trolleys, consisting

5、 of pump pressure, flow valves, piping and other components, a number of nozzles mounted on the back of the shovel of soil deep groove, walking tracks using drag devices, relying on soil bin trolley console car moves through the frame dragging implemented on the track. By controlling the flow valve

6、to control the amount of water applied. Keywords:Soil bin; soil moisture; deep water facilities; subsoiler目录1 绪论1 1.1研究背景2 1.2研究意义32 总体方案分析与确定4 2.1总体方案的分析4 2.2总体方案的确定73 施水系统和零部件的设计7 3.1施水机水箱的设计7 3.2施水管道的设计9 3.2.1管道压力泵的选择9 3.2.2分流水管的设计10 3.2.3喷头的设计114 机械系统和零部件的设计12 4.1机架小车的设计125 设计结果146 结束语14参考文献15附录

7、一 17附录二 20 1 绪论 目前我国从中央到地方掀起了大抓农业、科教兴农的热潮，农业高科技示范园区像雨后春笋遍地开花。"九五"期间，国家科技部将工厂化高效农业示范工程列为国家重大科技产业工程，这是唯一的一项农业产业示范工程项目，与电动汽车、小康住宅，高清晰度电视等高科技工业产业化项目并驾齐驱，这在我国还是第一次，说明了农业现代化的重要性。党的十五届三中全会做出了中共中央关于农业和农村工作若干重大问题的决定，其中谈到今后工作重点时，提到了"现代集约化种养技术"，这里面的"种"，它与人民生活水平与生活质量的提高关系极为密切。 

8、; 因此加快农业科技创新，是适应农业发展新阶段、新形势的迫切需要。我国农业经过20年来的改革与发展，目前已进入一个新的历史发展阶段。农产品供给短缺的局面已为供给相对过剩所取代，买方市场正在形成。农民面临着来自自然和市场两个风险的压力；农业和农村经济的发展，随着体制转轨，由过去受资源约束转向来自资源和市场的双重约束，受到了极大的困扰；农业收入的增长也由过去依靠生产总量增加转向增产和市场双重依赖，而且市场条件日益突出起来。通过快速高效的农业技术创新能够实现资源的有效替代，开发出新产品，因而能够有效地缓解新阶段农业发展过程中的两个紧约束。农业技术创新就是实现农业生产要素的重新组合，用较充足

9、的资源替代更为稀缺的资源，从而将一项又一项的稀缺资源约束解除。农业发展与农民增收在新阶段出现徘徊局面，其中在很大程度上可以归因于农产品品质与市场需求不适应。产品创新和过程创新是农业技术创新的两个重要形式，通过产品创新能够不断改进农产品的品质，更新农产品，生产出更能满足消费者需要的农产品，通过过程创新还能够开拓市场空间，从而不断解除农业发展的市场约束，实现农业生产结构的调整，增加农民的收入。要开发出农业产品的新品种，就需要进行不断的试验，而在田里进行常规的试验会受到季节与气候的影响；试验周期较长；试验重复性差；很多因素多不能控制；对比性较差；试验精度较低，采集的数据不够准确可靠。这使得我们迫切的

10、需要一种特殊的，更有优势的试验环境。土槽正是在这种环境下诞生且被广泛运用的。利用土槽试验是极其优越的研究手段，其特点是：试验可以不受季节与气候的影响；缩 短 试 验 周 期；试 验 重 复 性 好；可以 控 制 有 关 因 素；有 较 强 的 对 比 性；试 验 精 度 高，采 集 的 数据准确可靠。室内试验土槽对农业机械研发的技术创新和节约研发成本具有重大的意义。我国室内试验土槽的研究及应用起步较晚，但发展速度相对国外发达国家并不缓慢。我国农机试验土槽从测试手段上看大致经历了 3 个阶段，起步阶段、发展阶段、现代新技术综合应用阶段。1.1研究背景起步阶段，早在 20 世纪五十年代，我国洛阳拖

11、拉机研究所就建成了国内第一条土槽。但限于当时科技发展水平等条件的限制，测试装置简陋。如用指针式弹簧秤及液压式传感器测力，用时钟及秒表测速度，用机械转速表与秒表配合测转速。 发展阶段，20 世纪 80 年代，随着电子工业水平的发展，土槽台车上逐步采用了应变片式拉压传感器和扭矩传感器、光电与电磁传感器和五轮仪等，有效地提高了测试精度并减轻了劳动强度。如 20 世纪 80 年代初，中国农业机械化科学研究院建立了类似美国农业部的土槽设备，这是国内一条具有代表性意义的室内土槽。轨道由槽形钢铺设而成，试验台车由可控硅调速直流电机驱动，电机的电源靠沿吊索滑动的1动力电缆线接入。为增加调速范围和加大驱动力矩，

12、还设有机械减速-调速系统。试验台车上带有测量装置，对被测机具或部件进行测量。被测机具靠液压油缸实现提升和降落，移行则由液压马达驱动。同一时期吉林大学在室内土槽中利用动力学原理和地面测试技术来研究土壤的强度、变形及其规律，以此探求车辆(机器)性能与土壤特性间的数学模型，在拖拉机实验室内建立了在当时完整先进的室内土槽系统实验室。整个土槽系统包括土槽、运行轨道、台车总成、试验装置、测试记录系统、电气控制系统、土壤压实、耕耘和处理设备、牵引装置等。包容了同时期国内同类土槽的先进机械与测试技术手段。在这之后的各单位建成的土槽大都以此为借鉴，形式类似。这些室内土槽也为我国农业机械及地面车辆系统的研究创造了

13、良好的条件。现代新技术综合应用阶段，20 世纪末 21 世纪初，随着各种现代化新技术的飞速发展各种新技术的应用也逐渐渗透到实验土槽装备中。20 世纪 90 年代初，吉林工业大学首次将计算机技术应用于室内土槽试验。使土槽实验在试验精度、工作效率及功能多样化方面取得了很大进步。他们所研制的单轮试验器在水田土壤中的应用，不仅提高了农机测试、特别是水田土壤参数测试的自动化程度，而且缩短了测试的工作周期。同一时期江苏工学院研制了农机土槽的计算机控制和数据采集系统。该系统配置了两台微型计算机，一台为 STD-8US，放置于土槽试验台上，负责土糟台车的速度控制和实现数据采集；另一台为 IBM-P 系统机，安

14、装在控制室内，负责处理实验数据。二者通过 RS-232C 串行口进行数据通讯。该系统能以不同的采样频率进行数据采集，对所得数据进行了数字滤波，可自动停车，可对数据进行均值和方差计算。此系统以微型计算机为核心，将数据采集与处理有机的结合在一起，使整个土槽系统融为一体。由于计算机技术的应用，改善了以往土槽系统控制精度低、数据采集与处理设备零散、中间环节繁多、实验周期长等一系列缺点。 而且其性能更好、自动化水平也较高。随着计算机技术的飞速发展，更新的技术和软件不断涌现，早期的土槽测控系统必将为更先进的计算机技术所代替，也标志着农机实验土槽也进入了现代新技术综合应用阶段。农机试验土槽主要由土槽、土槽试

15、验台车、土壤处理设备三大部分组成。在地面机器系统的研究领域中，无论是对耕作部件与土壤相互作用的研究，探索在耕作部件作用下土壤力学行为的规律，分析关键部件的运动状态、受力情况、使用寿命等，还是对行走机构在松软地面通过性的研究，都离不开土槽台车试验系统这一重要的科研性试验设施。传统的耕作试验需要单独进行松土、铲平、压实、旋耕等工序，各工序的间隔时间较长，效 率 较 低 ，而 且 要 消 耗 大 量 的 劳 动 力，我国土槽现存在的一些土壤处理设备问题，有的还用人工手工整地施水，效率低，效果差。为 了 解 决 这一问题，我 们迫切 的 需 要 研 制 出一种 新型的机械设备，用它来代替人力。 本文既

16、是针对土槽土壤对田间土壤含水率的准确模拟而设计的土槽土壤深层施水机。1.2研究意义 土槽台车试验系统需要对土壤进行松土、施水、铲平、压实、旋耕等工序，本文主要研究针对土壤含水率设计土槽土壤深层施水机。该施水机的总体设计依然依据节水灌溉技术。我国进入90年代，国家对农业节水灌溉较为重视，投人相对增加，各地纷纷建立了设施农业的示范点，促进了滴灌和微喷灌节水技术27第二章 总体方案分析与确定在我国的应用。但就农田灌溉系统在节能方面的考虑，设置既节水又节能高效一体化的全方位全功能的自动化系统还相应缺乏。节约能源，不可小视，从农业技术可持续发展的战略上考虑，必须在节水的同时还应考虑节能，以利于实现高效，

17、以便于加快自动化的进程，有利于经济性的提高，有助于实现农业发展的自动化和电气化。土槽深层施水机的设计就是针对土槽土壤准确模拟田间土壤含水率使土槽土壤含水率达到一定的要求，以满足农机具的土槽实验要求，以测试机具各项参数，为农机具的产品开发和研究提供依据。因此本文针对以上要求设计土槽土壤深层施水机。2 总体方案分析与确定2.1总体方案的分析 土槽深层施水机的作用就是针对土槽土壤准确模拟田间土壤含水率使土槽土壤含水率达到一定的要求，以满足农机具的土槽实验要求，以测试机具各项参数，为农机具的产品开发和研究提供依据。 土槽深层施水机包括行走小车、加压水泵、流量阀、管道系统和等部分组成，若干个喷头固定在土

18、槽深松铲的背面上，行走轨道采用拖拽式装置，小车依靠土槽控制台车通过机架拖拽实现在轨道上的移动。通过控制流量阀控制施水量。施水机的总体方案设计如图1所示。1施水机的总体设计 根据以上要求土槽深层施水机包括行走小车、加压水泵、流量阀、管道系统和等部分组成。施水机的总体设计方案有两种，两种方案示意图如下图所示：方案一土槽土壤深层施水机的设计1.水箱 2.流量计 3.机架小车 4.加压泵 5.土槽轨道6.喷头7.深耕犁方案二 1.水箱 2.流量计 3.机架小车 4.加压泵 5.土槽轨道6.喷头 土槽土壤深层施水机的设计 2.2总体方案的确定 综合比较两种设计方案，方案一的设计施水喷头安置在深松铲之后能

19、有效对深层土壤施水，保证深层土壤和表面土壤施水更加均匀。而方案二施水喷头安置在机架小车之后只能保证表层土壤施水均匀，不能保证深层土壤含水率，因此综合考虑采用方案二更为合理有效。因此确定的方案图如下：1. 水箱 2.流量计 3.机架小车 4.加压泵 5.土槽轨道6.喷头7.深耕犁2.总体方案设计示意图3 施水系统和零部件的设计土槽土壤深层施水机的施水系统包括施水机水箱、连接水管、加压管道泵、流量开关、分流管、施水喷头。3.1施水机水箱的设计 农机具的土槽试验是在模拟田间土壤的含水率和坚实度的条件下，控制农具的运行，以测试机具各项参数，为农机具的产品开发和研究提供依据。因此必须要求准确模拟田间土壤

20、的含水量。施水机的作用就是为了达到对土槽土壤进行田间土壤的模拟。施水机水箱的大小就需要依据土槽需水量进行设计。土槽及土槽工作台车的数据参数：土槽长度20m土槽宽度1.7m土槽工作台车车速0.1m/s土槽工作台车牵引力1000KN土槽工作台车工作功率90KW农田土壤含水率15%20%土壤容重1.34g/cm3土槽深度0.4m有以上数据算的：土槽中土的总含量： 2000cm*170cm*40cm*1.34g/cm3=19040000g=19040kg土槽需水量： 19040kg*20%=3808kg单位时间最大需水量: 10cm*170cm*40cm*1.34g/cm3*20%=4624g 由于考

21、虑到实际情况水箱过大容易造成资源浪费和性价比较低，现在根据需求将水箱设计设定如下：水箱材料：塑料 长；1.5m 宽:1m 高1.3m 水箱蓄水量： 150cm*100cm*130cm*1g/cm3=1950000g=1950kg根据最大需求量，台车需要工作两趟满足最大需求，因此根据实际情况土槽土壤常态下含水量和性价比要求，如上设计亦可满足要求。水箱的设计图如下图3所示： 3.1水箱设计图3.2施水管道的设计 施水管道是吐槽深层施水机的重要组成部分，管材必须保证在规定工作压力下不发生开裂、爆管现象，工作安全可靠。此外，还要求管材及附件价格低廉，使用寿命长，内壁光滑，安装施工容易。因此，管路组件上

22、固定管路采用镀锌管，移动管路采用塑料软管，具有耐压、耐腐蚀、可屈挠性好、等优点，使得系统得到最优化配置。干管由固定管道和移动管道组成，由加压水泵输出，通过手动流量开关输入系统，移动管路采用塑料软管搭放于机架上，支管是工作管道，共9根，每根支管上各装有 1个喷头，共 9个喷头。这9根支管通过通管接头接到一起，干管外端通过堵头封闭。在支管上装有空心锥形喷头，各喷头安置于深耕铲之后，带喷头支管通过联接架与深耕铲支架相联接，随深耕铲行走。 3.2.1管道压力泵的选择管道泵是单吸单级离心泵的一种，属立式结构，因其进出口在同一直线上，且进出口口径相同，仿似一段管道，可安装在管道的任何位置故取名为管道泵（又

23、名增压泵）。 结构特点：为单吸单级离心泵，进出口相同并在同一直线上，和轴中心线成直交，为立式泵。管道压力泵主要给给水管道提供合适的压力，提高水的流速流量以满足施水机的施水的要求。管道泵型号选择依据，应根据工艺流程，给白水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管道布置以及操作运转条件等。经综合以上数据参数选定GD-65-26型号的管道给水泵。管道泵图解：10管道泵原理图GD-65-26型号的管道给水泵参数：额定流量：18m3/h; 扬程:26m; 转速：2900r/min; 功率：3kw; 泵口径：65mm； GD-65-26管道给水泵 GD-65-26型号的管道给水泵原理

24、图3.2.2分流水管的设计单位时间内干管水管需要通过的水量为16.7m3/h。由管径-流量-流速对照表查的适合管径65mm。流速1.4m/s。所选材料使用橡胶管道完全可以满足要求。支管水管需要通过的水量为1.86m3/h。由管径-流量-流速对照表查的适合管径25 mm。流速0.4m/s。管内压强0.7MPa。 分流管的设计如图8所示： 8分流管设计图3.2.3喷头的设计 喷头又称喷洒器,是施水机中的重要设备。喷头的结构形式、制造质量的好坏以及对它的使用是否得当，将直接影响施水的质量及经济性。在施水过程中，喷头将具有压力的水喷射到空中，形成水滴并均匀地散布在它所控制的土壤上。喷头的选择包括喷头型

25、号、喷嘴直径和工作压力的选择。在选定喷头之后，喷头的流量、射程等性能参数也就确定了。实心锥形系列喷嘴结构紧凑，雾化效果均匀，技术性能优良，能产生实心锥形喷雾形状，喷流角度为45°-120°。 这种喷嘴产生的喷雾分布均匀，喷雾液滴大小为中等到偏大，这种均匀的喷雾分布效果来源于独特的叶片设计，大而通畅的流道和先进的喷流控制特性，对于要求覆盖一个区域的喷流应用领域，能发挥极佳的效果。当需要若干个喷嘴产生重叠喷雾时，需要有25%-30%的喷雾重叠区，以使整个方向的喷雾覆盖区分布均匀。实心锥形喷头喷雾效果模式： 由于9根支管每秒钟最大需要喷洒4624g水，每根支管需要喷洒513.8g

26、水。要求喷头的流量30.8L/min。喷头选取YBSCO-HD-3/4-7-304SS。性能特点:   * 喷嘴材质：不锈钢；  * 喷嘴结构：一流体喷嘴;   * 喷雾形状：标准实心锥雾化效果;   * 喷雾角度：45-120度;   * 喷嘴压力：0.7巴(31升/分);   * 接口类型：3/4" ; * 螺纹标准：外螺纹接口 * 额定喷孔孔径：9.2mm * 最大畅通直径：5.2mm4 机械系统和零部件的设计4.1机架小车的设计1机架设计的准则 1 工况要求    任何机架的设

27、计首先必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转，机架的外形或内部结构不致有阻碍运动件通过的突起；设置执行某一工况所必须的平台；保证上下料的要求、人工操作的方便及安全等。 2刚度要求    在必须保证特定外形条件下，对机架的主要要求是刚度。 3强度要求    对于一般的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求。但对于重载设备的强度要求必须引起足够的重视。其准则是在机器运转中可能发生的最大载荷情况下，机架上任何点的应力都不得大于容许应力。此外，还要满足疲劳强度的要求。 4稳定性 &

28、#160;   对于细长的或薄壁的受力结构及受弯压结构存在失稳问题，某些板壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大的破坏，设计时必须校核。 5美观    目前对机器的要求不仅要求能完成特定的工作，还要使外形美观。6其他     如散热的要求；防腐蚀及特定环境的要求；对于精密机械仪表等热变形小的要求，等等。2机架设计的一般要求  在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。 1.机架的重量轻，材料选择合适，成本低。

29、 2.结构合理，便于制造。 3.结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。 4.结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由于温度变化引起的变形应力小。 5.抗振性能好。 6.耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。 7.有导轨的机架要求导轨面受力合理，耐磨性良好。 本文设计机架用来支撑水箱以及作为其他零件的安装平台是工作基座的重要组成部分，水箱、管道泵、分流管等都安装在机架上。机架主要有钢架焊接而成。该机架只是用来承重水箱的重量，对强度、刚度、抗震性能要求不高，普通钢材即可满足要求。 4.1.1机架设计图4.1.

30、2机架设计图5 设计结果 总体设计总共包括水箱、连接管、分流管、流量开关、管道加压泵、施水喷头、机架小车等六项分零件设计，其中连接管道、流量开关和管道加压泵为标准零件，水箱、分流管、施水喷头，机架小车为设计零件。总体设计装配图如下图所示：12总体设计装配图总体设计装配图6 结束语 经过两个多月的努力，土槽土壤深层施水机的设计论文终于完成。在整个设计过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，在不断的学习过程中我体会到：写论文是一个不断学习的过程，从最初刚写论文时对企业职位面临的问题的模糊认识到最后能够对该问题有深刻的认识，我体会到实践对于学习的重要性，以前只是明白理论，没有经

31、过实践考察，对知识的理解不够明确，通过这次的做，真正做到林论时间相结合。总之，通过毕业设计,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。 值此论文完成之际，作者深深地感谢指导老师杨有刚老师给予我的悉心指导、多方面的入微关怀和帮助。老师渊博的知识、扎实的理论功底、高深的学术造诣、严谨的治学态度和胸怀宽宏的高尚品质，让我受益匪浅，终身难忘。感谢本寝室全体人员四年来的照顾和帮助，这四年的欢声笑语是永远的美好回忆。最后感谢父母

32、多年来在学业和生活上给予我的物质帮助，感谢所有支持过我的人，你们的关心和鼓励将使我在工作和学习中不断进取。参考文献1 兰才有, 冯大明, 等. 我国节水灌溉设备的现状与发展趋势J.农业机械,1999(9).2 李世英. 略谈我国喷灌机具的现状和发展方向J. 喷灌技术,1996(1).3 苏德风, 李世英. 我国节水灌溉设备现状与展望J.排灌机械,1997(3).4 兰才有, 李 刚. 滚移式喷灌机简析J. 节水灌溉,1998(6).5 徐茂云, 余根坚, 等. 我国喷微灌器材(设备)现状及原因分析J.中国农村水利水电,1999(9).6 王综武, 梁彦芳. 略谈我国卷管式绞盘喷灌机引进和开发中

33、的几个问题J.节水灌溉,2000(1).7 金宏智, 李光永. 国外节水灌溉技术与设备的发展趋势J.节水灌溉,2004(3).8 水力部国际合作司, 等(翻译).美国国家灌溉工程手册M.中国水利水电出版社, 北京: 1998.9 兰才有. BQ系列轻便离心泵研制J. 排灌机械, 1993(4).10 兰才有. 自吸泵的改进设计J.农机与食品机械,1997(1).11 窦以松, 兰才有, 等. 拖拉机悬挂式喷灌机配套技术研究J,农业机械学报,2000(4).12 兰才有. 轻小型管道输水灌溉机组系列研制J. 喷灌技术,1994(1).13 鄂卓茂.宣传教材5行走式节水灌溉技术6.北京:中国农业大

34、学行走式节水灌溉技术研究推广中心,2002.1014 牛盾主编.中国机械化早作节水农业国际研讨会论文集.中国农业大学出版社,200015 季维发,过润秋,严武升等.机电一体化技术.北京:电子工业出版社,199516 杨叔子主编.机械工程控制基础(第三版).湖北:华中理工大学出版社17 赵松年.机电一体化机械系统设计.北京:机械工业出版社,199718 王光栓,毛军红.机械工程测量系统原理与装置.北京:机械工业出版社,199819 吴温章主编.自动控制理论基础.西安:西安交通大学出版社,199920 赵柞喜.土槽测控系统的研究.,广州:华南农业大学,200.2521EugeneW.Rochest

35、er.LandscapeIrrigationDesign.TheAmericanSocietyofAgriculturalEngineers,Michigan,USA:1995.22A.Phocaides.TechnicalHandbookonPressurizedIrrigationTechniques.FoodandAgricultureOrganizationof TheUnit-ed NationsRome: 2000. 23Qiu Xuanhuai, Guo Qian, Wuzong Ze, Publisher Higher Education Press Mechanical De

36、sign;1997. 附录1： 1.水箱设计效果图 2.分流管设计效果图 3.喷头设计效果图 4.机架设计效果图 5.施水机装配效果图附录二：外文原文Mechanical DesignAbstract:A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Man

37、y of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines. The term "mechanical design" is used in a broader sense than "machine design" to include their design. the motion and structural aspects and the provis

38、ions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical devices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers.Keywords: Mechanical Design mecha

39、nisms Design ProcessThe Design ProcessDesigning starts with a need real.Existing apparatus may need improvements in durability, efficiency, weight, speed, or cost. New apparatus may be needed to perform a function previously done by men, such as computation, assembly, or servicing. With the objectiv

40、e wholly or partlyIn 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 doe

41、s 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.When the general shape and a few dimensi

42、ons of the several components become apparent, analysis can begin in earnest. The analysis will have as its objective satisfactory or superior performance, plus safety and durability with minimum weight, and a competitive cost. Optimum proportions and dimensions will be sought for each critically lo

43、aded section, together with a balance between the strengths of the several components. Materials and their treatment will be chosen. These important objectives can be attained only by analysis based upon the principles of mechanics, such as those of static for reaction forces and for the optimum uti

44、lization of friction; of dynamics for inertia, acceleration, and energy; of elasticity and strength of materials for stress and deflection; of physical behavior of materials; and of fluid mechanics for lubrication and hydrodynamic drives. The analyses may be made by the same engineer who conceived t

45、he arrangement of mechanisms, or, in a large company, they may be made by a separate analysis division or research group. Design is a reiterative and cooperative process, whether done formally or informally, and the analyst can contribute to phases other than his own. Product design requires much re

46、search and development. Many Concepts of an idea must be studied, tried, and then either used or discarded. Although the content of each engineering problem is unique, the designers follow the similar process to solve the problems. Product liability suits designers and forced in material selection,

47、using the best program. In the process of material, the most common problems for five (a) don't understand or not use about the latest application materials to the best information, (b) failed to foresee and consider the reasonable use material may (such as possible, designers should further for

48、ecast and consider due to improper use products. In recent years, many products liability in litigation, the use of products and hurt the plaintiff accused manufacturer, and won the decision), (c) of the materials used all or some of the data, data, especially when the uncertainty long-term performa

49、nce data is so, (d) quality control method is not suitable and unproven, (e) by some completely incompetent persons choose materials.Through to the above five questions analysis, may obtain these questions is does not have the sufficient reason existence the conclusion. May for avoid these questions

50、 to these questions research analyses the appearance indicating the direction. Although uses the best choice of material method not to be able to avoid having the product responsibility lawsuit, designs the personnel and the industry carries on the choice of material according to the suitable proced

51、ure, may greatly reduce the lawsuit the quantity. May see from the above discussion, the choice material people should to the material nature, the characteristic and the processing method have comprehensive and the basic understanding. Finally, a design based upon function, and a prototype may be bu

52、ilt. If its tests are satisfactory, the initial design will undergo certain modifications that enable it to be manufactured in quantity at a lower cost. During subsequent years of manufacture and service, the design is likely to undergo changes as new ideas are conceived or as further analyses based

53、 upon tests and experience indicate alterations. Sales appeal.Some Rules for DesignIn this section it is suggested that, applied with a creative attitude, analyses can lead to important improvements and to the conception and perfection of alternate, perhaps more functional, economical,and durable pr

54、oducts. To stimulate creative thought, the following rules are suggested for the designer and analyst. The first six rules are particularly applicable for the analyst.1. A creative use of need of physical properties and control process.2. Recognize functional loads and their significance.3. Anticipa

55、te unintentional loads.4. Devise more favorable loading conditions.5. Provide for favorable stress distribution and stiffness with minimum weight.6. Use basic equations to proportion and optimize dimensions.7. Choose materials for a combination of properties.8. Select carefully, stock and integral c

56、omponents.9. Modify a functional design to fit the manufacturing process and reduce cost.10. Provide for accurate location and noninterference of parts in assembly. Machinery design covers the following contents.1. Provides an introduction to the design process , problem formulation ,safety factors.2. Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis ,Including beam , vibration and impact loading. 3. Reviews the fundamentals of stress and defection analysis. 4. Introduces fatigue-failure theory with the emphasis on str