1机械与结构设计基础知识
第一节机械与结构设计（基础）概述
一、机械与结构设计（基础）在工业设计中的地位
工业设计的核心是产品设计，而产品设计离不开机械设计。
随着专业分工的细化，团队工作（team work）已成为产品开发设计的主要工作方式。工业设计师作为团队的一员，需要与其他成员进行交流，特别是要与机械与结构设计工程师就工业产品的原理、结构、材料、工艺及加工设备等方面进行交流与讨论。
一定的工程技术知识，包括机械设计与结构设计知识是团队合作交流的基础，特别是与工程技术人员的交流。
另外，为了使设计具有工程技术、生产加工的可能性、合理性、经济性，工业设计师需要具备一定的工程技术知识，包括机械设计与结构设计知识。
如，设计某种洗衣机时，工业设计师就要首先了解洗衣机的工作原理、结构、材料工艺与加工设备等，并在设计过程中就这方面的问题频繁地与各种工程师，包括机械与结构设计工程师进行切磋与沟通。
本课程（专业基础课）学习目的：
学习机械与结构设计基本知识，帮助同学提高工程技术素养，提高相关能力，力求实现以下目标：
1、初步具备机械与结构基本常识，有能力与机械或结构工程师就相关问题进行一般的交流沟通；
2、使产品设计方案具有更多的工程技术尤其是结构、机构方面的合理性；
3、为进一步深入学习机械与结构设计与其它工程技术知识打下初步的基础。
二、机械与结构设计（基础）研究对象和任务
（一）、机械、机器、机构、构件、零件的概念
机械--- 机器与机构的总称，如工程机械、包装机械、农业机械、矿山机械、化工机械等。机器--- 一种用来转换或传递能量、物料和信息的、能执行机械运动的装置，具有以下特征：
1、人为的实物（机件）的组合体。
2、各个部分间具有确定的相对运动。
3、能够用来转换能量，完成有用功或处理信息等。如电动工具、车辆、计算机等
机构--- 能实现预期的机械运动的各实物的组合体。常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。具有以下特征：
1、人为的实物（机件）的组和体。
2、各个部分间具有确定的相对运动。
构件--- 机构中的运动单元或构造单元，由一个或几个零件组成的刚性结构。
零件--- 制造的基本单元。零件又分：通用零件、标准件，专用零件、非标准件等，可以是各种材料制成的。
因此，机械产品(机器)由三个层面构成: 机构、构件、零件
1、内燃机分析示例
1机械与结构设计基础知识 第一节机械与结构设计（基础）概述 一、机械与结构设计（基础）在工业设计中的地位 工业设计的核心是产品设计，而产品设计离不开机械设计。 随着专业分工的细化，团队工作（team work）已成为产品开发设计的主要工作方式。工业设计师作为团队的一员，需要与其他成员进行交流，特别是要与机械与结构设计工程师就工业产品的原理、结构、材料、工艺及加工设备等方面进行交流与讨论。 一定的工程技术知识，包括机械设计与结构设计知识是团队合作交流的基础，特别是与工程技术人员的交流。 另外，为了使设计具有工程技术、生产加工的可能性、合理性、经济性，工业设计师需要具备一定的工程技术知识，包括机械设计与结构设计知识。 如，设计某种洗衣机时，工业设计师就要首先了解洗衣机的工作原理、结构、材料工艺与加工设备等，并在设计过程中就这方面的问题频繁地与各种工程师，包括机械与结构设计工程师进行切磋与沟通。 本课程（专业基础课）学习目的： 学习机械与结构设计基本知识，帮助同学提高工程技术素养，提高相关能力，力求实现以下目标： 1、初步具备机械与结构基本常识，有能力与机械或结构工程师就相关问题进行一般的交流沟通； 2、使产品设计方案具有更多的工程技术尤其是结构、机构方面的合理性； 3、为进一步深入学习机械与结构设计与其它工程技术知识打下初步的基础。
二、机械与结构设计（基础）研究对象和任务 （一）、机械、机器、机构、构件、零件的概念 机械--- 机器与机构的总称，如工程机械、包装机械、农业机械、矿山机械、化工机械等。机器--- 一种用来转换或传递能量、物料和信息的、能执行机械运动的装置，具有以下特征： 1、人为的实物（机件）的组合体。 2、各个部分间具有确定的相对运动。 3、能够用来转换能量，完成有用功或处理信息等。如电动工具、车辆、计算机等 机构--- 能实现预期的机械运动的各实物的组合体。常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。具有以下特征： 1、人为的实物（机件）的组和体。 2、各个部分间具有确定的相对运动。 构件--- 机构中的运动单元或构造单元，由一个或几个零件组成的刚性结构。 零件--- 制造的基本单元。零件又分：通用零件、标准件，专用零件、非标准件等，可以是各种材料制成的。 因此，机械产品(机器)由三个层面构成: 机构、构件、零件 1、内燃机分析示例
实用标准文档 黄冈职业技术学院 毕业设计 课题名称:设计螺旋传输机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 系别机电工程系 专业机电一体化 班级机电动机200702班 姓名杨国志 学号200703011211 指导教师李杰老师
目录 第1章、总述 (5) 一、机械设计基础毕业设计的目的 (5) 二、机械设计基础毕业设计的内容 (6) 三、机械设计基础毕业设计的要求 (6) 第2章、传动装置的总体设计 (7) 一、减速箱的工作原理 (7) 二、电动机的选择 (8) 三、计算总传动比及分配各级的传动比 (10) 四、运动参数及动力参数计算 (10) 第3章、传动零件的设计计算 (12) 一、带轮传动的设计计算 (12) 二、带轮的安装与维护 (15) 第4章、轴的设计计算 (16) 一、从动轴的设计计算 (16) 二、从动轴校核轴受力图 (19) 第5章、滚动轴承的选择及校核计算 (22) 一、从动轴滚动轴承的设计 (22)
二、主动轴滚动轴承的设计 (23) 第6章、键联接的选择及校核计算 (24) 一、从动轴与齿轮配合处的键 (24) 二、主动轴与齿轮配合处的键 (26) 第7章、润滑的选择 (27) 第8章、联轴器及轴承盖的选择 (29) 一、联轴器的选择 (29) 二、轴承盖的选择 (29) 第9章、减速器箱体和附件设计 (30) 一、减速器箱体： (30) 二、附件设计： (32) 小结 (35) 参考文献 (37)
摘要 本次毕业课题设计中的减速机选择的是非标准减速器。一级圆柱齿轮减速机是位于原动机和工作机之间的机械传动装置。机器常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。合理的传动方案不仅应满足工作机的性能要求，而且还要工作可靠、结构简单紧凑加工方便、成本低、传动效率高以及使用和维护方便。 关键词：传动装置箱体齿轮低速轴 Abstract The subject of design graduates choose non-standard gear reducer. A cylindrical gear reducer is located between the prime mover and working machine mechanical transmission device. Machines often the original motivation, transmission and work machine of three parts. Sound transmission programs should not only meet the performance requirements of the work machine, but also reliable operation, simple structure, compact and easy processing, low cost, high transmission efficiency, as well as easy to use and maintain. Key words: low-speed gear box gear shaft
包装结构设计复习大纲 考试题型:名词解释、填空、判断、选择、简答、计算 第一章包装结构设计总论 1.包装结构及包装结构设计的定义 包装结构指包装设计产品的各个有形部分之间相互联系、相互作用的技术方式。 广义的包装结构包括:(1)材料结构(2)工艺结构(3)容器结构 包装结构设计指从科学原理出发,根据不同包装材料、不同包装容器的成型方式,以及包装容器各部分的不同要求,对包装的内、外构造所进行的设计。 2.包装结构设计的几个重要属性(详见课本p1) 从设计的目的上主要解决科学性、技术性; 从设计的功能上主要体现容装性、保护性、方便性、“环境友好”性; 同时与包装造型与装潢设计共同体现显示性与陈列性 3.包装结构设计与相邻课程之间的关系 包装工程可以简化为由包装设计、包装材料、包装机械与包装工艺四个大的主要子系统组成,而包装结构设计、包装造型设计与包装装潢设计则同就是包装设计这一子系统内更深层次的子系统。 包装设计就是包装工程的核心主导,包装材料、包装机械与包装工艺就是包装工程的基础。包装结构设计与造型设计、装潢设计的关系: (1)三者具有一定关联性(2)三者具有共同的目的性(3)三者具有相辅相成的综合性 4.包装容器的设计原则与要求 1)科学性原则:科学性原则就就是应用先进正确的设计方法,应用恰当合适的结构材料及 加工工艺,使设计标准化、系列化与通用化,符合有关法规,产品适应批量机械化自动生产。 2）可靠性原则:可靠性原则就就是包装结构设计应具有足够的强度、刚度与稳定性,在流通过程中能承受住外界各种因素作用与影响。 3）创新性原则: 4）宜人原则: 5）经济性原则:经济性就是包装结构设计的重要原则,要求合理选择材料、减少原材料成本、降低原材料消耗,要求设计程序合理、提高工作效率、降低成本等。 6）绿色原则 A在提高包装设计的科学、可靠功能时,不能忘记包装设计的经济效果与社会效果。 B在提高包装设计的经济效果时又不能单纯地追求利润价值,而要考虑到包装对人们生活各个环节所带来的影响。 C在考虑设计的美观时,还要考虑到经济性原则,在材料选择方面也要遵循环境友好型原则。 5.包装及包装结构设计的常用方法 设计条件分析·设计构思·确定设计方案·选定包装材料、辅助物料·确定技术要求·包装容器结构强度分析与计算·制作包装样器的模型或试样·容器试验 或者:包装结构设计程序简介: 1)确定设计条件2)设计定位3)确定设计方案 4)试验分析与试销检验5)设计方案鉴定与验收 6.包装容器的典型设计计算
机械结构设计基础知识 1前言 1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 2机械结构件的结构要素和设计方法 2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图1。 2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题 机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
机械设计制造及自动化专业毕业论文选题一、概述 二、机械设计制造及自动化专业毕业论文选题明细 1.智能挖掘机械三维环境点云数据处理 2.机械臂远程控制的设计与实现 3.石墨烯化学机械抛光液制备及实验研究 4.钆镓石榴石的化学机械抛光工艺研究 5.钛合金化学机械抛光实验研究 6.20CrNi2Mo钢机械化学抛光的影响因素研究 7.5S管理在FH机械厂的应用研究 8.东莞市诚锋机械有限公司一线生产员工流失原因分析及对策研究 9.四自由度搬运机械手 10.对平面关节型（SCARA）机器人的机械结构及控制系统设计 11.工程机械维修平台的设计与实现 12.数控车床自动上、下料机械手设计 13.板栗仁脱出机械设计 14.板栗去外壳机械系统设计 15.核桃脱出机械设计 16.核桃脱外壳机械系统设计 17.点焊机械手设计 18.电动机式小型禽类自动喂食机机械系统设计 19.膜下液体肥料施用机械设计 20.魔方机器人机械手的设计与分析 21.CK0632数控车床上料机械手设计 22.Delta型3D打印机机械结构研究与设计
23.ES600S3全伺服横走机械手机械本体设计 24.NED700S3全伺服横走机械手机械本体设计 25.NJY2000直角坐标机械手机械本体设计 26.NSA700单轴伺服机械手机构设计 27.新电改背景下广州供电局配电自动化系统的管理优化研究 28.机械设计及其自动化（机械设计) 29.焊枪移动型钢模跑轮自动化焊接专机设计 30.自动化养鸡笼的自动供食供水清粪装置的结构设计 31.配网自动化中分布式电源接入建模与影响分析 32.配网自动化中的FTU设计 33.某自动化产线产能提高的优化方案 34.电气炉焊接工艺的自动化控制线设计---磨削结构设计 35.电气炉焊接工艺的自动化控制线设计 36.不同知觉负荷下听觉引起的对侧视皮层激活的自动化程度 37.面向3D打印的支撑自动化生成技术 内部资料，仅供参考。 精品文档
第二章平面机构的结构分析 §2.1 基本概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。 ?构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。机器或机构中最小的运动单元。 ?零件：机器或机构中最小的制造单元。 ?例如：曲轴——单一零件。 ?连杆——多个零件的刚性组合体。 ?注意：构件与零件联系与区别？ 一、机构的组成 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。→输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。→输出构件 在任何一个机构中，只能有一个构件作为机架。在活动构件中至少有一个构件为原动件，其余的活动构件都是从动件。 二、自由度、约束 自由度：构件具有独立运动参数的数目（相对于参考系） 在平面内作自由运动的构件具有3个自由度；在三维空间作自由运动的构件具有6个自由度。约束：运动副对构件间相对运动的限制作用 ?对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。 三、运动副 使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接成为运动副。运动副的作用是约束构件的自由度。 四、运动副类型及其代表符号 1. 低副——两构件以面接触而形成的运动副。 A.转动副：两构件只能在一个平面内作相对转动，又称作铰链。 自由度数1，只能转动； 约束数2，失去了沿X、Y方向的移动。 B.移动副：两构件只能沿某一轴线作相对移动。 自由度数1，只能X方向移动； 约束数2，失去Y方向移动和转动。
2. 高副—— 两构件以点或线接触而构成的运动副。 自由度数 2， 保持切线方向的移动和转动 约束数 1， 失去法线方向的移动。 五、运动链 运动链:若干个构件通过运动副联接而成的相互间可作相对运动的系统。 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统 §2.2 机构运动简图 定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构件之间运动关系的简图。 构件均用形象、简洁的直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 §2.3 平面机构的自由度计算 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关） 一、机构自由度计算公式 H L 23P P n F --= 式中，n 为活动构件个数; L P 为低副个数；H P 为高副个数。 (a)双曲线画规机构 F=3n- 2PL-PH=3×5-2×7-0=1 (b) 牛头刨床机构 F=3n- 2PL-PH=3×6-2×8-1=1 二、机构具有确定运动的条件 机构要能运动，它的自由度必须大于零。 F ≤0，构件间无相对运动，不成为机构。
包装结构与包装装潢设计作业题参考答案 包装结构预包装装潢设计作业参考答案 一、单项选择 1、D 2、D 3、B 4、B 5、C 6、D 7、B 8、C 9、A 10、C 11、B 12、B 13、C 14、D 15、A 16、B 17、B 18、D 19、D 20、D 21、D 22、D 23、C 24、A 25、B 二、多项选择题 1、ABCD 2、ABC 3、ABCD 4、ABCD 5、ACD 6、ABC 7、ABC 8、ABCD 9、ABCD 10、ABC 11、ABCD 12、ABCD 13、ABCD 14、ABC 15、AD 16、BCD 17、BD 18、AC 三、填空题 1. 图形设计、文字设计 2. 包装装潢设计 3. 立体造型、包装样式 4. 商品的属性 5. 宋体字、粗黑体、绍线体 6. 具象图形、抽象图形 7. 插图、摄影技巧8. 装饰图形9. 形象代言人10. 主题明确、言简意明 11.图形、文字、空白12. 图形设计、文字设计13. 防护功能、装潢功能 14. 图案、情谊15. 品牌信息16. 人性化设计17. Photoshop 18.包装19. 包装容器造型设计20. 定位设计21.包裹 22.法国23.宝洁24.以人为本256、厚板纸盒方型、多棱型、特殊异型盒。折叠纸盒26、象图形，装饰图形。27、品牌、产品 28、促进商品销售 29、变化与统一、对比与调和、整体与局部、生动与稳定、视与错觉。30、箱、桶、罐；金属、陶瓷；食品、饮料、日用品等；充气、收缩 31、容纳、保护、便利、促销32、容器造型设计、装潢设计。 33、技术、形式、画面构成34、直观、感染力强 35、189136、可口可乐37、生产者38、品牌 39、箱体造型、内部结构、封口 四、名词解释 1. 适量包装：主要是指采用单件适量的包装，以方便各种不同的需求，也是为了控制一次性使用的数量，以避免有些产品一次消费不完而造成浪费。 2.系列化包装：是国际包装设计中较为普遍和流行的形式，它是一个企业或一个商标、牌号的不同种产品，用一种共性特征来统一的设计。 3.成套包装：是指将不同种类的商品或相似种类的商品进行成套包装的形式，它的对象可以是一起生产、一起陈列、一起销售、一起使用的。 式：就是实点广告或现场广告方式，通过纸盒结构的部分增加或延展．使纸盒结构具有保护商品的功能，又具有促销功能与展示效果。 5. 原始形态的包装：这些未做加工或仅做简单的加工就被用来盛放或贮存生活必需品的自然物，就是原始形态的包装。 6.间接表现：是比较内在的表现手法，即画面上不出现要表现的对象本身，而是借助于其他有关事物来表现该对象，这种手法具有更加宽广的表现余地，在构思上往往用于表现内容物的某种属性或牌号，意念等。
机械结构设计 一、机械结构设计的内容 具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。 二、机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。 三、结构件的几何要素 在功能表面之间的联结部分称为联接表面。零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 四、结构件之间的联接 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线. 在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理
地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。 五、结构件的材料及热处理 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。 如：钢材受拉和受压时的力学特性基本相同，因此钢梁结构多为对称结构。铸铁材料的抗压强度远大于抗拉强度，因此承受弯矩的铸铁结构截面多为非对称形状，以使承载时最大压应力大于最大拉应力. 对于需要热处理加工的零件，在进行结构设计时的要求有如下几点：（1）零件的几何形状应力求简单、对称，理想的形状为球形。（2）具有不等截面的零件，其大小截面的变化必须平缓，避免突变。如果相邻部分的变化过大，大小截面冷却不均，必然形成内应力。（3）避免锐边尖角结构，为了防止锐边尖角处熔化或过热，一般在槽或孔的边缘上切出2～３mm的倒角。（4）避免厚薄悬殊的截面，厚薄悬殊的截面在淬火冷却时易变形，开裂的倾向较大。 六、机械结构设计的基本要求 下面就机械结构设计的三个不同层次来说明对结构设计的要求：1． 功能设计 满足主要机械功能要求，在技术上的具体化。如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料和装配等方面。 2． 质量设计 兼顾各种要求和限制，提高产品的质量和性能价格比，它是现代工程设计的特征。具体为操作、美观、成本、 安全、环保等众多其它要求和限制。 在现代设计中，质量设计相当重要，往往决定产品的竞争力。那种只满足主要技术功能要求的机械设计时代已经过去，统筹兼顾各种要求，提高产品的质量，是现代机械设计的关键所在。与考虑工作原理相比，兼顾各种要求似乎只是设计细节上的问题，然而细节的总和是质量，产品质量问题不仅是工艺和材料的问题，提高质量应始于设
本科毕业论文（设计）机械设计制造及其自动化 *** 20**1*00** 专业名称机械设计制造及其自动化 申请学士学位所属学科 XX 指导教师姓名、职称（教授） 20 年月日
摘要 摘要 多层热压机是生产胶合板、刨花板、中密度纤维板等人造板的主要设备。目前设备制造厂生产的热压机已基本定型，为了改进热压机的结构性能和降低制造成本，本文主要对五层侧压式热压机结构进行了设计,并对热压机的重要部件下托板的结构、强度和刚度进行了设计分析和计算,使下托板在结构上更加合理,降低了材料和能源消耗,提高了生产率。设计主要结合现有的设计理念，在符合设计要求的前提下，设计时热压机的机架整体上主要采用了钢板焊接闭式结构，这种结构制造方便无需大型加工设备，并且，选材主要使用了工字钢、角钢等常用材料，使用钢板焊接的加工工艺，因而，生产工艺性较好，一般机械厂均能制造。设计中主要使用了CAD、Pro\E等工程制图软件，使用了Pro\E软件进行受力分析。 关键词：侧压式，热压机，结构设计，受力分析 I
Abstract Abstract The multi-layered hot press is the production plywood, the shaving board, building board and so on density fiberboard major installations. At present the equipment factory production's hot press has finalized basically, to improve hot press's structure performance and reduce the production cost, this article mainly has carried on the design to five side thrust type hot press structure, and to hot press's important part under carrier's structure, the intensity and the rigidity has carried on the project analysis and calculates, causes the carrier to be more reasonable in the structure, reduced the material and the energy consumption, raised the productivity. The design main union existing design idea, in conforms to under the design requirements premise, in the design in press's rack whole has mainly used the steel plate welding closed type rack, this kind of structure manufacture convenience does not need the large-scale processing equipment, and, the selection has mainly used the I-steel, the angle steel and so on commonly used material, uses processing craft which the steel plate welds, thus, the production technology capability is good, generally the machine shop can make. In the design has mainly used CAD, engineering drawing soft wares Pro \ E and so on, used the software Pro \ E to carry on the stress analysis. Key words: lateral pressure type, thermal-pressing machine, structural design, stress analysis II
包装结构设计重点 （一）、包装结构设计：是指从科学原理出发，根据不同包装材料、不同包装容器的成型方式，以及包装容器各部分的不同要求，对包装的内、外构造所进行的设计从设计的目的上主要解决科学性与技术性；从设计的功能上主要体现容装性、保护性、方便性和“环境要好”性，同时与包装造型和装潢设计共同体现显示性与陈列性。 （1)科学性 （2)技术性 （3)容装性 （4)保护性 （5)方便性 （6)“环境友好性” （7)显示性 （8)陈列性 A.包装结构设计的地位:包装工程可以简化为由包装设计、包装材料、包装机械和包装工艺四个大的主要子系统组成，而包装结构设计、包装造型设计和包装装潢设计则同是包装设计这一子系统内更深层次的子系统。 B包装设计与材料、机械和工艺的关系 包装设计是包装工程的核心主导，包装材料、包装机械和包装工艺是包装工程的基础。 C包装结构设计与造型设计、装潢设计的关系 （1）三者具有一定关联性 （2）三者具有共同的目的性 （3）三者具有相辅相成的综合性 当软边裁切线用于盒盖插入襟片边缘时，其主要作用是防止消费者开启纸盒时被锋利的纸板直线裁切边缘划伤手指或者其装饰作用。 折叠压痕线在包装结构中所起的作用：平页纸板承压力较小，一旦压痕并进行适当折叠后，承压力很大。 1’提手：如果提手窗直接开在盒面上，则不完全开口提手课起到防尘作用。 U型提手较之P、N型提手，不宜划伤消费者手掌，因为与之接触部位，前者是圆滑的折叠线，后者是锋利的纸板裁切边缘。 如图P14 2-12 所示两种便携式提手折叠纸盒，提手成对设计，一为U型提手，一为N型或P型提手，这样可以取长补短，既保护了消费者手掌，又避免灰尘从中缝进入盒内。图2-12（b)的扇形阴锁可以使提手锁盒后，在堆码运输状态下呈平板状，在展示与提携状态下呈直立状。. 纸板纹向指纸板纵向即机械方向（M D)，他就是纸板在抄造过程中沿造纸机的运动方向，与之垂直的是直板横向（C D). 2‘压痕线：所谓主要压痕线，就是在折叠纸盒的长、宽、高中，数目最多的那组压痕线。具体地说，对于管式折叠纸盒，纸盒纹向应垂直于纸盒高度方向。 3’纸包装主要尺寸 ①长度尺寸 ②宽度尺寸 ③高度尺寸 4‘盒（箱)坯尺寸 1st×2st尺寸
中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文） 题目：机械手的设计 学习中心：山东莱阳学习中心 年级专业： 姓名：孙照源学号： 指导教师：职称： 导师单位：莱阳市职业中等专业学校 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间： 2011年 08月 30 日
目录 摘要 (3) 第一章前言 1.1机械手概述 (4) 1.2机械手的组成和分类 (4) 1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 第二章机械手的设计方案 2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 2.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 2.3机械手的手腕结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 2.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第三章手部结构设计 3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1.3手部夹紧气缸的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 第四章手腕结构设计 4.1手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 4.2手腕的驱动力矩的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 4.2.2回转气缸的驱动力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 第五章手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核 5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5.1.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5.1.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5 .1 .3导向装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5 .1 .4平衡装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 5.2手臂升降部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 5.2.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 5.2.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 5.3手臂回转部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 5.3.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 5.3.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
《机械设计基础》作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心
1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=， s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中， BCA AB BC ∠= sin 45sin 0 ，52sin = ∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 0 45 sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时 方向如图中所示
第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。 解： 以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。 2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm l 1003=，摆角030=ψ，摇杆的行程速比变化系数2.1=K 。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇
包装结构设计基础知识 1、基本概念 纸盒（纸箱）制图：将立体的纸盒展开成平面的盒片，用规定的线条绘制出其二维的盒片图，作为生产用的工作图。 习惯上，纸盒制图主要使用图线 粗实线通常用来绘制盒片的模切线 虚线通常用来绘制盒片的压痕线（内折） 细实线对纸盒结构展开图进行尺寸标注 2、模切压痕原理 模切：机制纸盒除了需要在其表面印刷精美的装潢图案外，还得将最终纸盒展开的形状切出来，并且在需要折叠的位置事先压出折痕线（压痕线） 两个重要工艺参数之一： 压痕线宽度：由于压痕刀的作用使得纸板发生弯曲，从而使纸板在垂直于压痕刀方向的尺寸发生收缩。因此在设计时必须在该方向上预留一定尺寸，以保证成品尺寸正确。 一般补偿原则：对于厚度较小的纸板（小于1mm）每条压痕线的补偿量为一个压痕刀片的厚度（0.74mm,习惯取0.7mm） 对于厚度较大的纸板（大于1mm）如瓦楞纸板，则每条压痕线的补偿量为 1.5倍的纸板厚度。 *补刀位 考虑到纸板有一定厚度，在一些相互交叠的部位预留一个或多个纸板厚度的尺寸，以保证成品角度的正确以及功能的实现。 3、刀板 刀板是用来对印制好的纸板进行压痕、模切以形成纸盒盒柸的刀具。常用刀片宽度为0.7mm。 4、平纸板纸盒生产工艺流程 开切备料 印刷表面加工冲切、落料制盒入库印刷制板 ①开切备料：将原材料按盒柸的大小和尺寸裁切成一定大小的纸柸（也称制作单元）。 ②印刷制板：利用相关软件对纸盒结构图进行拼版设计，最终出分色片，而后拿去制版，为印刷纸盒做准备。 ③表面加工：目的是为了提高其表面的耐摩擦性、耐油性、耐水性和装饰性。常用方法：覆膜、上光、烫金、压花。 ④冲切（模切）：主要完成切断和压痕。 ⑤落料清废：去掉盒柸轮廓线之外的所有废纸边。 开切注意要点：a版面大小b版面版向c纸板的正反面d放头 本讲重点：模切压痕原理（重点掌握）。
基于Proe的齿轮建模研究 1 绪论 1.1 计算机辅助设计(CAD)的研究现状及发展趋势 1.1.1 CAD技术简介 CAD技术是随着电子技术和计算机技术的发展而逐步发展起来的，它具有工程及产品的分析计算、几何建模、仿真与试验、绘制图形、工程数据库管理和生成设计文件等功能。进二十年来，由于计算机硬件性能的不断提高，CAD技术有了大规模的发展。目前CAD计算已经应用于许多行业，如机械、汽车、飞机、船舶、电子、轻工、建筑、化工、纺织及服装等。CAD技术应用于机械类产品设计的比例最大，机械CAD在整个工程CAD中占有比较重要的位置。 1.1.2 CAD软件现状、主要分类，及各自的主要特色 CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。根据模型的不同，CAD系统一般可分为二维CAD系统和三维CAD系统： 二维CAD系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本……”等几何元素的集合，所依赖的数学模型是几何模型[1]。目前使用最多的是Autodesk 公司的AutoCAD软件。 三维CAD系统的核心是产品的三维模型，这种三维模型包含了更多的实际结构特征，使用户在采用三维CAD造型工具进行产品结构设计时，更能反映时间产品的构造或加工制造过程。目前使用最多的有PTC公司的Pro∕Engineer软件；EDS公司的UGH软件；Solidworks公司的Solidworks软件；UG公司的SolidEdge软件。 根据产品结构，生产方式和组织管理形式不同，企业对CAD软件的功能又有四方面不同需求： 一、计算机二维绘图功能：“甩掉图板”把科技人员从繁琐的手工绘图中解放出来，其是CAD 应用的主要目标，也是CAD技术的最主要功能。 二、计算机辅助工艺设计(CAPP)功能：进行工艺设计，工艺设计任务管理，材料定额管量等功能，实现工艺过程标化，保证获得高质量的工艺规程，提高企业工艺编制的效率和标准化。 三、三维设计，装配设计，曲面设计，钣金设计，有限元设计，机构运动仿真，注塑分析，数控加工等三维CAD，CAM功能，可以解决企业的三维设计，虚拟设计与装配，机构运动分析，应力应变分析，钣金件的展开和排样等困难，使企业走向真正的CAD设计。 四、产品数据管理PDM。复杂产品的设计和开发，不仅要考虑产品设计开发结果。而且必须考虑产品设计开发过程的管量与控制．管量产品生命周期的所有数据(包括图纸技术文档)以及产品开发
n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =