工程学能源中心机械设计实习生实习报告

工程学能源中心机械设计实习生实习报告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在工程学能源中心担任机械设计实习生。期间，参与风力发电机组传动系统优化设计，完成3套齿轮箱传动方案三维建模与有限元分析，优化后传动效率提升12%，完成2份设计报告。运用SolidWorks进行参数化建模，通过ANSYSWorkbench模拟不同工况下的应力分布，验证设计强度满足ISO1099标准。掌握将理论力学与流体力学知识应用于实际工程设计的方法，形成可复用的模块化设计流程，缩短单次设计周期约25%。

二、实习内容及过程

2023年7月1日至8月31日，我在工程学能源中心实习，岗位是机械设计。主要是帮着做风力发电机组传动系统的优化设计。刚去那会儿，跟着师傅熟悉图纸，主要是看已有的2套齿轮箱设计文档，了解它们的拓扑结构和材料参数。师傅让我先用SolidWorks重新建模，把细节标全。第一次做的时候，对模块化设计不熟，一个简单的轴套零件画了3天，数据总对不上。后来自己琢磨，上网查SolidWorks高级教程，学会了怎么用ReferenceManager批量管理尺寸，效率提了不少。

主要做了3件事。第一是把旧方案里的斜齿轮参数改了，从原来的20度螺旋角改成25度，用ANSYSWorkbench算出优化后的传动效率提高了12%，满足ISO1099的强度要求。第二是参与设计一套新的行星齿轮组，目标是降低噪音。用MATLAB仿真了不同齿数比下的振动频率，最后选了37:39的配置，实测运转时分贝数从85降到82。第三是整理了2份设计报告，一个是齿轮箱热分析报告，另一个是轴承寿命评估报告，里面全是具体的计算公式和实验数据。

实习期间碰到的最大困难是有限元分析。刚开始用ANSYS时，模型总报错，网格划分反复失败。后来发现是单元类型选错了，应该是S4R而不是S4R。问了师兄才知道，静态结构分析用S4R最稳，动态分析用C3D8R更合适。还学到了怎么用APDL语言写参数化脚本，把齿轮的齿廓曲线用代码生成，批量出图纸省了老鼻子劲。

最后成果就是那3套优化方案，其中2套被项目组采纳，年底要小批量试产。个人方面，从只会画基本体，到现在能独立完成传动系统整机建模，会看懂液压系统原理图。最大的收获是明白理论知识和实际工程差距在哪，比如有限元分析时，网格密度跟计算时间成正比，但也不是密到没边，得在精度和效率间找平衡。

有两件事挺触动我的。一是师傅跟我说，设计不能光看理论，得知道材料怎么在实际工况下变形。比如齿轮热处理工艺直接影响齿面硬度，这点课本上轻描淡写，实际做起来得反复实验。二是公司内部流程有点乱，设计评审会经常临时加人，导致方案修改来回跑。我个人觉得，要是培训能早点教怎么用Teamcenter协同设计，效率肯定高。另外岗位匹配度上，我虽然画图还行，但做项目管理还是差点火候，下次想实习的话得主动多学点项目管理知识。这8周让我看清了想当个合格工程师，还得在软件和沟通两方面多下功夫。

三、总结与体会

这8周在工程学能源中心的经历，让我把书本上的力学和机械制图知识用上了。从7月1号开始，我接触的都是实际项目，不像学校作业那样自由。参与的风力发电齿轮箱设计，最终方案传动效率确实提高了12%，这个数据是跑ANSYS仿真得出来的，也跟师傅反复核对的。整个过程让我明白，做设计光会画图不行，还得懂材料、会分析，而且要跟团队好好沟通。

实习最大的收获是心态上的变化。以前做作业觉得对就是对，错就是错，现在明白工程里全是tradeoff。比如齿轮箱里，减重和强度有时候就冲突，得找到平衡点。师傅教我画图要考虑可制造性，说有些地方虽然理论强度够，但实际加工成本高也没用。这种想法以前没想过，现在回头看，确实挺重要的。

对我职业规划的影响挺直接的。之前想当研发工程师，现在觉得项目管理也挺吸引我。就是看这次实习中，设计评审会临时加人导致方案反复修改的事，要是能早点用些协同软件，效率肯定不一样。这让我意识到，以后想混得好，光懂技术不够，还得懂流程、懂管理。所以接下来打算补补项目管理知识，看看能不能考个PMP。

看行业趋势的话，能源中心现在都在搞低碳化，风力发电技术更新特别快。这次接触到的齿轮箱，师傅说明年就要用新型复合材料了，这让我觉得，学校里学的知识必须得持续更新。比如有限元分析，这次用的ANSYS版本还挺老的，回去得学学最新的版本，还能看看行业里用的Abaqus怎么样。总之这次实习让我明白，从学生到职场人，得有责任感，遇到问题不能躲，得想办法解决，抗压能力也得练。这些经验，不管是继续深造还是找工作，都是实实在在的优势。

四、致谢

感谢工程学能源中心给我这次实习机会，让我接触到了真实的机械设计项目。特别感谢我的导师，在齿轮箱设计方向上给了我很多指导，比如斜齿轮参数优化