F釘自動排釘機設計【帶SolidWorks三維】【9張CAD圖紙+畢業(yè)論文+外文翻譯】

F釘自動排釘機設計【帶SolidWorks三維】【9張CAD圖紙+畢業(yè)論文+外文翻譯】

28頁 10000字數(shù)+論文說明書【詳情如下】

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F釘自動排釘機裝配圖.dwg

F釘自動排釘機設計說明書.doc

主動滾筒.dwg

壓緊剪切裝置.dwg

外文翻譯--機械工程的發(fā)展展望.doc

架體.dwg

設計圖紙9張.dwg

軌道板.dwg

軸承座.dwg

摘  要

本課題來源于當今社會機械工業(yè)加工設備的改良和更新?lián)Q代基礎之上，通過設計出F釘自動排釘機，從而來滿足當今社會排釘設備不足的缺   

國內(nèi)F釘自動排釘機的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟、安全穩(wěn)定主題保持一致。近期對機械行業(yè)中排釘設備的使用情況進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機械行業(yè)中，釘是起到連接兩個零件的關鍵零配件。自然而然在裝配中它們的安裝也非常平凡。在排釘時如果使用臨時設備加工，不但勞動強度太大而且相互尺寸不易保證，所以設計一個專用的F釘自動排釘機勢在必行。

本文運用大學所學的知識，提出了F釘自動排釘機的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，構建了F釘自動排釘機總的指導思想，從而得出了該F釘自動排釘機的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且安全系數(shù)高，運行平穩(wěn)的結論。

關鍵詞：自動排釘機；關鍵零配件；設備；高效 

ABSTRACT

With development of all kind of science technology and global economy, F manipulator is a automated 16 devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heay labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.

Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompress engt F hthdirec tionpro cedurework.

The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear,  strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.This paper studies a control method of double inverted pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established, then make a control design to double inverted pendulum on the mathematical model, and determine the system performance index weightmatrix ,  by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. F the simulation of the system is made by . 

KEYWORDS：pneumatic manipulator ；cylinder ；pneumatic loop ；Fout degrees of freedom

目  錄

摘  要 i

ABSTRACT ii

目  錄 iii

1 緒論 1

    1.1課題的來源與研究的目的和意義 2

1.2本課題研究的內(nèi)容 3

    1.3 Solidworks設計基礎 6

        1.3.1 草圖繪制 7       

1.3.2 基準特征，參考幾何體的創(chuàng)建 10       

1.3.3 拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建 12       

1.3.4 工程圖的設計 12       

1.3.5 裝配設計 12

    2 F釘排釘機總體結構的設計 12

    2.1 F釘排釘機的總體方案圖 12

    2.2 F釘排釘機的工作原理 13

    2.3 機械傳動部分的設計計算 14

        2.3.1出料輸送線電機的選型計算 15

        2.3.2直線導軌的設計計算 17

            2.3.3 V帶傳動的設計計算 17

3各主要零部件強度的校核 18

     3.1傳動軸的校核與計算 19

     3.2軸承強度的校核計算 20

4 F釘自動排釘機中主要零件的三維建模 21

     4.1電機的三維建模 22

     4.2主動滾筒的三維建模 23

     4.3移動板的三維建模 24

     4.4F釘自動排釘機的三維建模 25

5三維軟件設計總結 25

結論 26

致  謝 26

參考文獻 27

1 緒論

   由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。

     大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術交流，縮小范圍，新技術的進步和整個塊的技術，外部條件變化的適應能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學，自然科學和工程技術，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。

1.1課題的來源與研究的目的和意義

機械工業(yè)是一個國家的重要產(chǎn)業(yè)，機械工業(yè)的發(fā)展無時不刻都在影響著國家經(jīng)濟的發(fā)展，人類的進步離不開機械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進技術影響的同時，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實。在新的市場需求的推動下，對F釘自動排釘機進行改良和優(yōu)化是當務之急。有大型排釘設備企業(yè)對設備的安全指標的有著一定生產(chǎn)的嚴格要求。在生產(chǎn)設備的企業(yè)，充分考慮到在設備運行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當操作設備的現(xiàn)象等。國內(nèi)F釘自動排釘機設備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟、安全穩(wěn)定主題保持一致。F釘自動排釘機的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。    

近期對機械行業(yè)中F釘?shù)氖褂们闆r進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機械行業(yè)中F釘是用得非常多的物件。自然而然在裝配中它們的安裝也非常平凡。所以設計一個專用的F釘自動排釘機勢在必行。本次的畢業(yè)設計課題的是F釘自動排釘機的設計。本文介紹了F釘自動排釘機的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，該F釘自動排釘機的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且安全系數(shù)高，運行平穩(wěn)。本次F釘自動排釘機的設計，大大地提高了對F釘進行排釘?shù)墓ぷ餍屎唾|量，并且對后續(xù)的F釘自動排釘機的開發(fā)和研制都有著一定的影響，在某種程度上大大提升了該設備在國內(nèi)外的競爭力，體現(xiàn)了機械工業(yè)重要性這一核心價值。

1.2本課題研究的內(nèi)容

  本論文主要研究運用SolidWorks對F釘自動排釘機進行設計。在設計過程中，了解SolidWorks的各種功能。

1.3 Solidworks設計基礎

 熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開、保存、導入等基本操作，掌握三維建模流程。

1.3.1草圖繪制

掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束；熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。

1.3.2 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建

清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。

由于該零件的設計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。

一個完整的工程圖紙應該包含以下4個方面。

一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結構和形狀表達清楚。

尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置

技術要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標。

標題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。

單擊[新建]圖標以顯示新的文件系統(tǒng)，SolidWorks文件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進入裝配工作模式，進行以后的設計工作。

結論

在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是F釘自動排釘機的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。

致  謝

 至此在論文完成之際，向我的導師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導，感謝我敬愛的老師，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學階段的學業(yè)同時，也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算，查找了各類的鍵槽加工設備的設計資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識，在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學老師。

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畢業(yè)設計 (論文 ) F 釘自動排釘機的設計 學 號： 姓 名： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 系 別： 機械工程系 指導教師： 師 教授 二○一五年三月 i 摘 要 本課題來源于當今社會機械工業(yè)加工設備的改良和更新?lián)Q代基礎之上，通過設計出 而來滿足當今社會排釘設備不足的缺陷。 國內(nèi) 全穩(wěn)定主題保持一致。近期對機械行業(yè)中排釘設備的使用情況進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機械行業(yè)中 ，釘是起到連接兩個零件的關鍵零配件。自然而然在裝配中它們的安裝也非常平凡。在排釘時如果使用臨時設備加工，不但勞動強度太大而且相互尺寸不易保證，所以設計一個專用的 本文運用大學所學的知識，提出了 F 釘自動排釘機的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，構建了 而得出了該 濟，并且安全系數(shù)高，運行平穩(wěn)的結論。 關鍵詞： 自動排釘機；關鍵零配件；設備；高效 of of F is a 6 to do to a to or It in to in to in of is to a by is a It is as an to as a of of of is a to on by in to F of is of 錄 摘 要 ....................................................................................................................... i ............................................................................................................ 錄 ..................................................................................................................... 緒論 ....................................................................................................................... 1 題的來源與研究的目的和意義 ........................................................ 2 課題研究的內(nèi)容 .................................................................................. 3 計基礎 ................................................................................. 6 圖繪制 ........................................................................................ 準特征，參考 幾何體的創(chuàng)建 ................................................. 伸、旋轉、掃描和放樣特征建 ............................................. 程圖的設計 ............................................................................. 配設計 ..................................................................................... 12 2 F 釘排釘機總體結構的設計 .............................................................................. 12 釘排釘機的總體方案圖 ....................................................................... 12 釘排釘機的工作原理 ........................................................................... 13 械傳動部分的設計計算 ..................................................................... 14 料輸送線電機的選型計算 ....................................................... 15 線導軌的設計計算 ................................................................... 17 帶傳動的設計計算 .................................................................... 17 3 各主要零部件強度的校核 ................................................................................. 18 動軸的校核與計算 ............................................................................ 19 承強度的校核計算 ............................................................................ 20 4 F 釘自動排釘機中主要零件的三維建模 .......................................................... 21 機的三維建模 .................................................................................... 22 動滾筒的三維建模 ............................................................................ 23 動板的三維建模 ................................................................................ 24 自動排釘機的三維建模 .................................................................. 25 5 三維軟件設計總結 ............................................................................................. 25 結論 ...................................................................................................................... 221 致 謝 .................................................................................................................... 26 參考文獻 ................................................................................................................ 27 院畢業(yè)設計（論文） 1 1 緒論 由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少 的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng) 濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智 力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。 大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀 成為一門獨立的學科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結束時達到的院畢業(yè)設計（論文） 2 峰值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術交流，縮小范圍，新技術的進步和整個塊的技術，外部條件變化的適應能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越 來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學，自然科學和工程技術，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 題的來源與研究的目的和意義 機械工業(yè)是一個國家的重要產(chǎn)業(yè)，機械工業(yè)的發(fā)展無時不刻都在影響著國家經(jīng)濟的發(fā)展 ，人類的進步離不開機械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進技術影響的同時，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實。在新的市場需求的推動下，對 F 釘自動排釘機進行改良和優(yōu)化是當務之急。有大型排釘設備企業(yè)對設備的安全指標的有著一定生產(chǎn)的嚴格要求。在生產(chǎn)設備的企業(yè)，充分考慮到在設備運行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當操作設備的現(xiàn)象等。國內(nèi) F 釘自動排釘機 設備的研發(fā)及制造要與全球號召的高 效經(jīng)濟、安全穩(wěn)定主題保持一致。 近期對機械行業(yè)中 F 釘?shù)氖褂们闆r進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機械行業(yè)中 F 釘是用得非常多的物件。自然而然在裝配中它們的安裝也非常平凡。所以設計一個專用的 F 釘自動排釘機勢在必行。本次的畢業(yè)設計課題的是 F 釘自動排釘機的設計。本文介紹了 F 釘自動排釘機的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，該 F 釘自動排釘機的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且安全系數(shù)高，運行平穩(wěn)。本次 F 釘自動排釘機的設計，大大地提高了對 F 釘 進行排院畢業(yè)設計（論文） 3 釘?shù)墓ぷ餍屎唾|量，并且對后續(xù)的 F 釘自動排釘機的開發(fā)和研制都有著一定的影響，在某種程度上大大提升了該設備在國內(nèi)外的競爭力，體現(xiàn)了機械工業(yè)重要性這一核心價值。 課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運用 釘自動排釘機進行設計。在設計過程中，了解 各種功能。 計基礎 熟悉 工作環(huán)境；了解 握在 存、導入等基本操作，掌握三維建模流程。 掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束；熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 準特征 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。 轉、掃 描和放樣特征建模 靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。 院畢業(yè)設計（論文） 4 靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活 運用 活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。 2 F 釘排釘機總體結構的設計 釘排釘機的總體方案圖 本次設計的 設備具有自動送料，定長進料，壓緊剪切，墩粗打帽，機構退回及自動出料等功能。由送料卷筒對該機進行自動送料，然后通過定長送料氣缸 對卷筒裝的釘帶進行拉料，并且每次所拉的距離是一樣的，然后當傳感器感應到了釘帶的到來后，墩粗大帽裝置開始動動作，使 著壓緊剪切裝置就開始動作，氣缸驅動切斷刀下移并起到切斷釘帶的作用，最后切斷的 此循環(huán)。具體方案布局圖如下： 院畢業(yè)設計（論文） 5 釘排釘機的工作原理 當送料卷筒對該機進行自動送料，然后通過定長送料氣缸對卷筒裝的釘帶進行拉料，并且每次所拉的距離是一樣的，然后當傳感器感應到了釘帶的到來后，墩粗大帽裝置開始動動作，使 著壓 緊剪切裝置就開始動作，氣缸驅動切斷刀下移并起到切斷釘帶的作用，最后切斷的 樣就實現(xiàn)設備的自動上料，壓緊剪切，墩粗，打帽和自動出料等功能了。 械傳動部分的設計計算 已知整個出料輸送線的總 重量 150他重量 50們?nèi)】傊亓繛?00排移動速度為 1~2r/： m m m g = 2 0 0 × 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 具體的電機設計計算如下 : 1、確定運行時間 本次設計加速時間 01(t 60? 院畢業(yè)設計（論文） 6 m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0?? ?電 機 ? 0 0 / m i 0 0 5電 機 ? ? ?0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9? ? ?? ? ?? N m?? ? ?式中： 啟動轉矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2? ? ?? ? ?? J M J L J 必須轉矩 ? ? 2 . 3 6 .? ? ?T M T L T S S N m 里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機型號為 160無電機廠家為機電產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下： 院畢業(yè)設計（論文） 7 根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用電機型號為160機額定功率為 定轉矩為 額定轉速為 3000r/機大致圖如下： 院畢業(yè)設計（論文） 8 外形尺寸 292機輸出軸徑為 24 1 直線軸承的選擇 用于測試的 程塑料支架；鋼架適用于工作溫度；不銹鋼軸承適用于水，蒸汽，硝酸等腐蝕性介質和真空的工作場所，按下列公式確定型軸承的計算。 硬度：硬度系數(shù) 硬度， H = 1。 溫度系數(shù)：工作溫度小于 100C， 1，溫度 100 接觸系數(shù) 每根導軌裝一套軸承， 根導軌裝二套軸承， 根導軌軸裝三套軸承， 根導軌裝四套軸承， 荷系數(shù) 小于 15 米 /分鐘的速度，無沖擊，無振動， 小于 60 米 /分鐘的速度，超調(diào)量小或振蕩， 運行速度大于 60 米 /分鐘，或有更大的沖擊，振動， 時間是生命的 （ 10000× 1） / 2 * L（ S * 60）（單位：小時小時） L：長度院畢業(yè)設計（論文） 9 壽命 (萬米 )， 作行程 (米 )， 分鐘往復次數(shù) 已知行程 L=，工作溫度 60分鐘往復次數(shù) 0，微小沖擊，軸承工作載荷 00度大于 望壽命 000 小時，試選擇軸承型號。 按以上工作條件： 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 8 1= 1 0 . 2 1 0 = 2 m / m i n=運 行 速 度 ，屬 于 一 般 沖 擊 ， 選 取 F W 2 . 0? ? ???F H F T F 000N，我們選用兩個導向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動軸承的所受負載就平均分配，上下六個滑動軸承分別連接底板和連接上固定圓盤，兩邊軸承座為固定式的，中間六個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。六個導向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導向光桿的滑動軸承處的所受負載為 166N。本次 設計中所選擇的滑動軸承為帶法蘭形狀的。 院畢業(yè)設計（論文） 10 根據(jù)每個滑動軸承的負載承受 166N，我們選用滑動軸承為 承中間孔徑為 20樣導向光桿的直徑也為 20 2）直線軸承安裝： 軸承座孔推薦 列，線性軸公差推薦 ，軸承的安裝必須使用步芯棒壓痕；線性軸必須對齊到軸承孔，輕輕地斜插進入行動，將導致保持架和滾動軸承脫變，安裝方向應在表 1 所示，可以提高承載能力，延長壽命。軸承座孔可能會導致承壓，間隙變小，用手轉動軸，若軸可以接觸球，可以輕松地轉動，以 0 ~± 間 隙；如果一點力旋轉，隨著 0隙（干擾）；如果力不能旋轉，配合間隙已超過 可以讓球滾動滑動，將減少軸承與軸的使用壽命，只能應用于低速、輕負荷，在高要求的情況下定心。 3 直線軸承潤滑和灰塵：軸承廠是涂上防銹油，使用時需要添加潤滑油。低噪音潤滑脂，常用的有 2 鋰基潤滑脂和低噪音軸承潤滑脂填脂量為邊間隙 1 / 3，在軸 承使軸的摩擦，造成非預期的軸承損壞。鐵將大大降低軸承的使用壽命，灰塵和污物阻塞球體保持航道，不能轉動，造成損壞，橡膠球架。密封軸承可用于一般的無塵車間，如木工機械，在塵土中鑄造機械等許多場合，在兩端的軸承和密封，以防止灰塵和降低油品損耗。 院畢業(yè)設計（論文） 11 4 軸承載荷和沖擊載荷下的生活：運動和變化，或當軸承是固定的，本機和其他因素的振動會使與形成凹坑接觸。外部硬盤進入軸承，而且在表面壓痕的形成，超過一定限度，直線的永久變形，這將阻礙運動平穩(wěn)，振動和噪聲引起的振動，將進一步削弱周圍的物質，造成惡性循環(huán)，凹面積擴大，基本額定靜載 荷由永久變形有限公司。靜態(tài)負荷容量等于鋼球直徑的 1 / 10000 球環(huán)的兩個時間之間的接觸點的永久變形，稱為基本額定靜載荷 承的使用，影響是難以衡量的，常用的靜態(tài)負荷選擇適當?shù)陌踩到y(tǒng)，保證軸承靜負荷不超過額定靜負荷。靜載荷 0 / 擇軸承，振動和沖擊。 ~ 7 振動和沖擊的場所。 由于重復荷載作用下軸承工作在地表以下一定深度，對裂紋形成的較弱的部分，然后用金屬片狀剝離表面的接觸，這被稱為疲勞剝落。在安裝過程中，潤滑，密封在正常情況下，軸承失效是絕大多數(shù)人 的疲勞失效，壽命一般在軸承，是指軸承疲勞壽命。額定壽命直線軸承是 50000 米，通過定義基本額定動載荷確保。由于軸承的壽命是分散的，使用同樣的材料，同樣的過程，使用相同的軸承壽命的條件是不一樣的，所以軸承基本額定動載荷 C 被定義為一組相同的軸承在相同的條件下運行 50000 米，沒有任何疲勞剝落現(xiàn)象的動態(tài)承載能熊。 帶傳動的設計計算 1）設計功率 ????? 工況系數(shù)，查 － 1－ 22 ，取 －傳遞的功率 2）選定帶型 根據(jù) 1n 查 8－ 1－ 2 選取普通 V 帶 A 型， 1n －小帶輪轉速，為院畢業(yè)設計（論文） 12 1440r/ 傳動比 ?0i 2n ＝ m 1 8 0 1 4 0 r? 3）小帶輪基準直徑 1 由 － 1－ 12和表 8－ 1－ 14 選定 1 100 75r/4）大帶輪基準直徑 2 7 61 0 ???? 由 － 7得 2180）帶速驗算 d /3025/ 0 060 1 4 4 01 0 01 0 0 060 m a ???? ????? ?? 6）初定軸間距 0a （ 80)(2 210 ??? 7）所需帶的基準長度 0 020 4)()(22 12210 ??? ?＝ 2 8 04 802 8 022 8 022????? ? ＝ 886 － 1－ 8取 900帶型為 A－ 900 8）實際軸間距 a 8 72 8 8 69 0 02 8 02 00 ＝?????? 院畢業(yè)設計（論文） 13 9）小帶輪包角 1? ?? 0 121 ????? a dd = ?? ? = ?164 10)單根 p 根據(jù)帶型號、 1 1n 普通 1 表 8－ 1－ 27（ c） 取 1) 1?i 時單根 P? 根據(jù)帶型號、 1n 和 i 查 － 1－ 27（ c） 取 2) Z = 11 ???????? 小帶輪包角修正系數(shù)查 － 1－ 23,取 帶長修正系數(shù)查 － 1－ 8，取 3)單根 F 20 ) 0 0 ?? = 00 ???? =134（ N） m－ kg/m）查 － 1－ 24，取 4)作用在軸上的力 ?F )(106182s i i 0 ??????? ? 院畢業(yè)設計（論文） 14 )(159282s i i 0m a x ??????? ? －考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 15)帶輪的結構和尺寸 帶輪應既有足夠的強度，又應使其結構工藝性好，質量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應力。 輪槽工作表面應光滑（表面粗糙度 ）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為 8－ 1－ 10 得基準寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準直徑查 8－ 1－ 16 確定輪輻 3 各主要零部件強度的校核 1、軸的特點 :軸是組成機械的主要零件之二。一切作回轉運動的傳動零件，都必須裝在軸上刁 ‘ 能進行運動及 時它又通過軸承和機架 聯(lián)接，由此形成 · 個以軸為基準的組合體一軸系部件。 2、 軸的種類 1、根據(jù)承受載荷的不同分為 : 院畢業(yè)設計（論文） 15 1)轉軸 :定義既能承受彎矩又承受扭矩的軸 2)心軸 :定義 :只承受彎矩而不承受扭矩的軸 3)傳送軸 :定義 :只承受扭矩而不承受彎矩的軸 z、根據(jù)軸的外形，可以將直軸分為光軸和階梯軸 3、根據(jù)軸內(nèi)部狀況，又可以將直軸分為實心軸和空。 4、 軸的設計重點 1、軸的設計 W 軸的工作能力設計。 主要進行軸的強度設計、剛度設計，對于轉速較高的軸還要進行振動穩(wěn)定性的計算。 軸的結構設計。 根據(jù)軸的功能，軸必須保證軸上零件的安裝固定和保證軸系在機 器中的支撐要求，同時應具有良好的工藝性。 一 般的設計步驟為 : 選擇材料，初估軸徑，結構設計，強度校核，必要時要進行剛度校核和穩(wěn)定性計算。 2、軸的材料 軸是主要的支承件，常采用機械性能較好的材料。常用材料包括 : 碳素鋼 :該類材料對應力集中的敏感性較小，價格較低，是軸類零件最常用的材料常用牌號有 :30、 35、 40、 45、 50。采用優(yōu)質碳鋼時，一般應進行熱處理以改善其性能。 可以選用 255 等普通碳鋼。合金鋼 :對于要求重載、高溫、結構尺寸小、重量輕等使用場 合的軸， 可以選用合金綱合金鋼具有史好的機械性能和熱處理性能，但對應力集中較敏感，價格也較高。設計中尤其要汁意從結構上減小應力集中，并提高其表面質量。 鑄鐵 :對于形狀比 較復雜的軸，可以選用球鑄鐵和高強度 。 鑄鐵。它們具有較好的加工性和吸振性，經(jīng)濟性好且 鑄造質量不易保證。 (1)從裝配來考慮 :應合理的設計非定位軸肩，使軸上不同零件在安裝過程中院畢業(yè)設計（論文） 16 盡量減少不必要的配合 ;為了裝配方便，軸端應設計 45。的倒角 ;在裝鍵的軸段，應使鍵槽靠近軸與輪毅先接觸的直徑變化處，便于在安裝時零件上的鍵槽與軸上的鍵容易對準采用過盈配合時，為了便于裝配，直徑變化可用錐面過渡等。 (2)從加工來考慮 :當軸的某段須磨削加工或有螺紋時，須設計砂輪越 程槽或退刀槽根據(jù)表面安 裝零件的配合需要，合理確定表面粗糙度和加工方法為改善軸的抗疲勞強度，減小軸徑變化處的應力集中，應適當增大其過渡圓角徑，但同時要保證零件的可靠定位，過渡圓角半徑又必須小于與之相配的零件的圓角半徑或倒角尺寸。 軸的設計時應考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結構、強度和剛度。其中對于軸的強度校核尤為重要，通過校核來確定軸的設計是否能達到使用要求，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的完整設計。由此看來合理的進行軸的強度校核成為軸設計的主要內(nèi)容，同時也是評定軸的設計成敗得先決條件。校核結果如不滿足承載要求時，強度校核是 對材料或設備的力學性能進行檢測并調(diào)節(jié)的一種方式，并且這種方式以不破壞材料或設備性能為一前提。進行軸的強度校核計算時，應根據(jù)軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應力。對于傳動軸應按扭轉強度條件計算。 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命 16× 365× 8=48720小時； (1）已知 nⅡ =軸承徑向反力： 初先兩軸承為深溝球軸承 6204型。 根據(jù)課本 11軸承內(nèi)部軸向力 (2)∵ a= 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1端為壓緊端 (3)計算當量載荷 263表（ 11 f P=據(jù)課本 11得 P1=fP((1× )= P2=fp((1× )= (4)軸承壽命計算 院畢業(yè)設計（論文） 17 ∵ 2故取 P= ∵深溝球軸承 ε =3； 4 F 釘自動排釘機中主要零件的三維建模 院畢業(yè)設計（論文） 18 院畢業(yè)設計（論文） 19 5 三維軟件設計總結 通過本次設計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結出以下幾點。關于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為 圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義 大小，因此，必須通過在這個時候對零件進行測量，進行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機應變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學習使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個 很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設置該復合物的活動范圍，如先進的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設置。因為一旦設定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結構，并認為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應的特點進行深入分析，找出零件是由幾個特點，擺脫所有的形狀特點，它們之間的連接相對位置 、表面，然后按主次特征造型的關系，按一定的順序。一個復雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結構的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應用程序，可理解性和實體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制， 也可以作為一個長方體旋轉，雖然他們的結果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應該選擇第二個方法以及。 院畢業(yè)設計（論文） 20 由于該零件的設計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應該包含以下 4 個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結構和形狀表達清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公差， 形位公差，材料和熱處理的方法和指標。 標題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊 [新建 ]圖標以顯示新的文件系統(tǒng)， 件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進入裝配工作模式，進行以后的設計工作。 院畢業(yè)設計（論文） 21 結論 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是 F 釘自動排釘機的設計，通 過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 院畢業(yè)設計（論文） 22 致 謝 至此在論文完成之際，向我的導師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導，感謝我敬愛的老師，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學階段的學 業(yè)同時，也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算，查找了各類的鍵槽加工設備的設計資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識 ，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識，在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學老師。 院畢業(yè)設計（論文） 23 參考文獻 [1] 鄭淑芳 機械設計理論研究與探討 北京：科學出版社， 2] 黃長藝 軸套鍵槽加工專機操作系統(tǒng)概述 北京：機械工業(yè)出版社， 3] 周宏甫 . 軸套寬 16 槽加工專機的創(chuàng)新設計 4] 姜繼海，宋錦春，高常識 . 軸套寬 16 槽加工專機工作原理 5] 張春林，曲繼 方，張美麟 機械工業(yè)出版社， 6] 錢平 . 軸套槽加工專機應用技術 機械工業(yè)出版社， 7] 張遼遠 . 軸套寬槽加工專機系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) . 機械工業(yè)出版社 8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010 版本 [9] 黃長藝，嚴普強 機械工業(yè)出版社， 10] 張桓，陳作模 高等教育出版社， 11] 王昆，何小柏，汪信遠 . 軸套寬槽加工專機系統(tǒng)原理 12] 徐錦康 高等教育出版社， 13] 胡泓，姚伯威 北京：國防工業(yè)出版社， 14] 陳鐵鳴 軸套寬槽加工專機的創(chuàng)新 . 高等教育出版社， 15] 孫靖民 機械工業(yè)出版社， 16] 王勇領 北京 :清華大學出版社， 17]of a 1 附錄 一 機械工程的內(nèi)容 機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。 不論服務于哪一領域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、 傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 研究、設計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應當前和將來的需要。 機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特 的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 2 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維 護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。 機械工程分類 機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用 等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內(nèi)燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也 是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 機械工程的發(fā)展歷程 人類成為“現(xiàn)代人”的標志就是制造工具。石器時代的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單粗糙的工具是后來出現(xiàn)的機械的先驅。從制造簡單工具演進到制造由多個零件、部件組成的現(xiàn)代機械，經(jīng)歷了漫長的過程。 幾千年前，人類已創(chuàng)制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用來提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車，航行于江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力，從人自身的體力，發(fā)展到利用畜力、水力和風力。所用材料從天然的石、木、土、皮革，發(fā) 展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶車，已是具有動力、 3 傳動和工作三個部分的完整機械。 人類從石器時代進入青銅時代，再進而到鐵器時代，用以吹旺爐火的鼓風器的發(fā)展起了重要作用。有足夠強大的鼓風器，才能使冶金爐獲得足夠高的爐溫，才能從礦石中煉得金屬。在中國，公元前 1000～前 900 年就已有了冶鑄用的鼓風器，并逐漸從人力鼓風發(fā)展到畜力和水力鼓風。 15～ 16 世紀以前，機械工程發(fā)展緩慢。但在以千年計的實踐中，在機械發(fā)展方面還是積累了相當多的經(jīng)驗和技術知識，成為后來機械工程發(fā)展的重要潛力。17 世紀以后， 資本主義在英、法和西歐諸國出現(xiàn)，商品生產(chǎn)開始成為社會的中心問題。 18 世紀后期，蒸汽機的應用從采礦業(yè)推廣到紡織、面粉、冶金等行業(yè)。制作機械的主要材料逐漸從木材改用更為堅韌，但難以用手工加工的金屬。機械制造工業(yè)開始形成，并在幾十年中成為一個重要產(chǎn)業(yè)。 機械工程通過不斷擴大的實踐，從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門有理論指導的、系統(tǒng)的和獨立的工程技術。機械工程是促成 18～ 19世紀的工業(yè)革命，以及資本主義機械大生產(chǎn)的主要技術因素。 動力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。 17 世紀后期，隨著各種 機械的改進和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產(chǎn)提高到一個新的階段。 在英國，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來越多地將工場設在河邊，利用水輪來驅動工作機械。但當時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需要下， 18 世紀初出現(xiàn)了紐科門的大氣式蒸汽機，用以驅動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高，基本上只應用于煤礦。 1765 年，瓦特發(fā)明了有分開的冷凝器的蒸汽機，降低了燃料消耗率。 1781 年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉動力的蒸汽機，擴大了蒸汽機的應用 范圍。蒸汽機的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運都得以機械動力化。蒸汽機幾乎是 19 世紀唯一的動力源，但蒸汽機及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應用很不方便。 19 世紀末，電力供應系統(tǒng)和電動機開始發(fā)展和推廣。 20 世紀初，電動機已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機，成為驅動各種工作機械的基本動力。生產(chǎn)的機械化已 4 離不開電氣化，而電氣化則通過機械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。 發(fā)電站初期應用蒸汽機為原動力。 20 世紀初期，出現(xiàn)了高效率、高轉速、大功率的汽輪機，也出現(xiàn)了適應各種水利資源的水輪機，促進了電力供應系統(tǒng)的蓬勃發(fā) 展。 19 世紀后期發(fā)明的內(nèi)燃機經(jīng)過逐年改進，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時啟動的原動機。它先被用以驅動沒有電力供應的陸上工作機械，以后又用于汽車、移動機械和輪船，到 20 世紀中期開始用于鐵路機車。蒸汽機在汽輪機和內(nèi)燃機的排擠下，已不再是重要的動力機械。內(nèi)燃機和以后發(fā)明的燃氣輪機、噴氣發(fā)動機的發(fā)展，是飛機、航天器等成功發(fā)展的基礎技術因素之一。 工業(yè)革命以前，機械大都是木結構的，由木工用手工制成。金屬 (主要是銅、鐵 )僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結構機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細作，以達到 需要的精度。蒸汽機動力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機車等大型機械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。 機械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術及其裝備，以及切削加工技術和機床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機械裝備的供應。 社會經(jīng)濟的發(fā)展，對機械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術的進展，促進了大量生產(chǎn)方法的形成，如零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配 線等。 簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于 1797 年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時期，美國工程師惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國逐漸推廣，形成了所謂“美國生產(chǎn)方法”。 20 世紀初期，福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術加上泰勒在 19 世紀末創(chuàng)立的科學管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達到了過去無法想象的高度。 20 世紀中、后期，機械加工的主要特點是：不斷提高機 床的加工速度和精度， 5 減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機械化和自動化程度；利用數(shù)控機床、加工中心、成組技術等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術。 18 世紀以前，機械匠師全憑經(jīng)驗、直覺和手藝進行機械制作，與科學幾乎不發(fā)生聯(lián)系。到 18～ 19 世紀，在新興的資本主義經(jīng)濟的促進下，掌握科學知識的人士開始注意生產(chǎn)，而直接進行生產(chǎn)的匠師則開始學習科學文化知識，他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這 個過程中，逐漸形成一整套圍繞機械工程的基礎理論。 動力機械最先與當時的先進科學相結合。蒸汽機的發(fā)明人薩弗里、瓦特，應用了物理學家帕潘和布萊克的理論；在蒸汽機實踐的基礎上，物理學家卡諾、蘭金和開爾文建立起一門新的科學 —— 熱力學。內(nèi)燃機的理論基礎是法國的羅沙在1862 年創(chuàng)立的； 1876 年奧托應用羅沙的理論，徹底改進了他原來創(chuàng)造的粗陋笨重、噪聲大、熱效率低的內(nèi)燃機而奠定了內(nèi)燃機的地位。其他如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等都在理論指導下得到發(fā)展，而理論也在實踐中得到改進和提高。 早在公元前，中國已在指南車上應用復雜的齒 輪系統(tǒng)，在 被中香爐 中應用了能永保水平位置的十字轉架等機件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關于齒輪傳動瞬時速比與齒形的關系和齒形曲線的選擇，直到 17世紀之后方有理論闡述。 手搖把和踏板機構是曲柄連桿機構的先驅，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機構的形式、運動和動力的確切分析和綜合，則是近代機構學的成就。機構學作為一個專門學科，遲至 19 世紀初才首次列入高等工程學院 (巴黎的工藝學院 )的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機構，包括復雜的空間連桿機構的運動，并進而能按需要綜合出新的 機構。 機械工程的工作對象是動態(tài)的機械，它的工作情況會發(fā)生很大的變化。這種變化有時是隨機而不可預見；實際應用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。 與以靜態(tài)結構為工作對象的土木工程相比，機械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機械工程只運用簡單的理論概念，結合實踐經(jīng)驗進行 6 工作。設計計算多依靠經(jīng)驗公式；為保證安全，都偏于保守，結果制成的機械笨重而龐大，成本高，生產(chǎn)率低，能量消耗很大。 從 18 世紀起，新理論的不斷誕生，以及數(shù)學方法的發(fā)展，使設計計算的精確度不斷的提高。進入 20 世紀，出現(xiàn)各種實驗應力分析方法，人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應力。 20 世紀后半葉，有限元法和電子計算機的廣泛應用，使得對復雜的機械及其零。構件進行力、力矩、應力等的分析和計算成可能。對于掌握有充分的實踐或實驗資料的 機械或其元件，已經(jīng)可以運用統(tǒng)計技術，按照要求的可靠度，科學地進行機械設計。 機械工程的發(fā)展展望 機械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng) 濟的目標任務。 機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復 雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。 人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工 7 程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19 世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學 院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程， 19 世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入 20 世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在 20 世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適 應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自 20 世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。 綜合 再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè) 問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 8 附錄 二 of of of in of of a to of of to in of of of of of of of of of in to to is of 9 a a in of of of in of of by of of to of in of of by of of to of in in of in of is a is to be to be to of be In in to of to be as 10 to of of is be of to of it of to of is it to to of is of is of a to by of a of a to in s is of is of ge to to to of of an to a 00 to to 11 15is in in 7th in to of In 8th of to of to of to in to an on of a a 8is an of of In 7th of of by on to a in to of is to n 18 to to 765, 1781 of of to in 9th is 12 19 of At of 0th in of of by of In 0th to of of 9th It is to to of 0th in no of is of of by to of of by of of of of is of to is of of of 13 of as of of in In in mo 797 by 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