機械設計職稱論文(2)
機械設計職稱論文篇二
機械設計概論
【摘 要】在機械設計當中有許多知識是需要掌握的，要求設計理念了解，對設計當中的每一個環(huán)節(jié)都要進行校核，不要出現(xiàn)零件最終生產(chǎn)出來時廢品，這樣在設計時候要考慮好材料，設計參數(shù)，最后的校核，每一個步驟都是不可缺少的。
【關鍵詞】理念;壽命;校核
1.設計理念
要了解設計機械零件應滿足的基本要求：
1.1設計機械零件的基本要求
剛度方面滿足設計要求，同時也要考慮壽命，在這些要求滿足下要兼顧經(jīng)濟，也不要講零件設計的比較笨重。例如在機床的主軸箱設計上，就要綜合考慮什么因素能直接影響主軸、軸承，主軸箱體應該具體滿足怎樣的強度、剛度以及抗震性，同時還要考慮主軸箱的制造方法是鑄造還是焊接：
(1)鑄造工藝，優(yōu)點就是強度及剛度大、吸振性好，可以大批大量生產(chǎn)，但是制造成本高、周期長。
(2)焊接工藝，優(yōu)點為制造成本低，周期短，缺點就是焊縫有應力集中，強度有所下降。
1.2機械設計方法
通過書本上的理論設計，通過前人的經(jīng)驗設計，通過做實驗來設計。
1.3機械設計的一般步驟
(1)動向預測(2)方案設計(3)技術設計(4)施工設計(5)試生產(chǎn)(4)掌握常用現(xiàn)代設計方法的類型、基本思想。
1.4現(xiàn)代設計理念
有限元分析方法：一種以計算機為基礎的分析方法，它是將研究對象變換成一個計算機模型，將這個模型通過一系列的求解，最終得到相應的參數(shù)。
優(yōu)化設計方法：使得在解決復雜設計問題時，能從眾多的設計方案中尋到盡可能完善的或最適宜的設計方案。
計算機輔助設計：計算機輔助設計(Computer Aided Design―CAD)：它的出現(xiàn)使機械設計簡化的很多，它可以輔助設計人員就行分析、繪圖，節(jié)省了設計時間。
2.機械設計的強度校核
在機械設計當中有許多設計環(huán)節(jié)需要進行校核，在這些校核當中軸的校核、軸承的校核、鍵的校核。
2.1軸的校核
在設計當中我們要知道軸的結構和支點及軸上零件的力作用點，對軸進行受力分析、繪制彎矩圖、扭矩圖及當量彎矩圖，要對軸上的危險截面進行校核，如果軸的直徑不夠大，可以進行增大。
2.2軸承的校核
在機械設計當中有一個不可缺少的零件，就是軸承，它的作用可以對軸進行支撐，同時也可以是軸軸向運動，而在軸的選用和設計當中，最好是軸承的壽命和其零件的檢修期限相對應上，而軸承的壽命計算公式：
Lh=106/60n(fTC/P)ε
式中：L10──基本額定壽命(106轉(zhuǎn))。
C──基本額定動載荷。
P──當量動載荷(N)。
fT──溫度系數(shù)。
n──軸承工作轉(zhuǎn)速(r/min)。
ε──壽命指數(shù)(球軸承3，滾子軸承10/3)。
一般的軸承壽命都是根據(jù)設計要求來設計的，即不要使用的太久，也不要壽命太短，因為這樣可以節(jié)約成本，節(jié)約材料。
2.3鍵的校核
在設計當中軸上固定時候最常用的零件就是鍵，鍵要在運動當中承受擠壓應力，所以在鍵的設計當中，鍵的材料是關鍵，如果在校核當中鍵的應力超過許用應力，這時候可以改變鍵長，或者改用雙鍵、花鍵，也可以對軸的直徑加大。
2.4 V帶設計
在有些機械設計當中，V帶的使用頻率是非常高的，因為V帶的互換性比較高，還是標準件，成本比較低，還實用，但是帶的傳動也開始提出更高的要求，需要綜合考慮帶的實際工況。
根據(jù)計算功率p和小帶輪的轉(zhuǎn)速V1來選擇帶的帶型，而帶輪直徑的確定是通過：i=n2/n2的值來確定，式中：n為轉(zhuǎn)速r/min;i傳動比。
例如：i=1460/1200=1.22，取小帶輪直徑為d1=224mm。
小帶輪的線速度為：v=Лd1n1/(60x1000)=17.1m/s<30m/s，符合要求。
大帶輪的基準直徑：d2=id1(1-ε)=267.8mm(ε為彈性滑動率，取0.02)，最終確定d2=280mm。
帶輪所需額的基準長度為：d=2a+π×(d+d)/2+(d-d)/4a
式中：d――帶輪的基準長度。
a0――中心距。
d1――小帶輪直徑。
d2――大帶輪直徑。
3.材料的選擇
在機械設計當中最重要的一步就是對材料的選擇，而在選擇的時候就要知道每種材料的化學成分，而我們常用的材料成分如下：
(1)金屬材料分為：一類黑色金屬，生鐵(含碳量大于2%)、鋼(含碳量0.04%―2%)、工業(yè)純鐵(含碳量小于0.04%)，重金屬(銅、鉛、鋅、臬等)，另一類有色金屬，輕金屬：鋁、鎂、鈦等，貴金屬：金、銀、鉑等，稀有金屬：鎢、鉬、鈾、鈦，特殊金屬材料：形狀記憶合金，超塑金屬。
(2)鋼分為：碳素鋼(普通碳素鋼Q235)，優(yōu)質(zhì)碳素鋼45，碳素工具鋼T7―T13，合金鋼：不銹鋼(1cr13(410)、2cr13(420)、0cr18Ni9(304)、0cr17Ni12Mo2(316)、1cr18Ni9Ti)。
4.公差的選擇
公差是機械設計中及其重要的參數(shù)，是使我們設計的產(chǎn)品達到互換性的保障，國家標準將標準公差分為20級，用IT和阿拉伯數(shù)字表示為：IT01，IT0，IT1，IT2，...，IT18。從IT01～IT18，等級依次降低，公差值依次增大。具體公差等級、應用條件說明及舉例如下：
IT01：用于特別精密的尺寸傳遞基準，例如特別精密的標準量塊。 IT0：用于特別精密的尺寸傳遞基準及宇航中特別重要的精密配合尺寸。例如：特別精密的標準量塊，個別特別重要的精密機械零件尺寸。
IT1：高精密測量工具特別重要的極個別精密配合尺寸。例如：高精密標準量規(guī)。
IT2：用于高精密的測量工具。例如：檢驗IT6至IT7級工件用量規(guī)的尺寸制造公差。
IT3：用于精密測量工具。例如：航空及航海工業(yè)中導航儀器上特殊精密的個別小尺寸零件的精度配合。
IT4：用于精密測量工具。例如：檢驗IT9至IT12級工件用量規(guī)和校對IT12至IT14級軸用量規(guī)的校對量規(guī)，與P4級軸承孔(孔徑>100mm)殊精密的孔徑。
IT5：用于機床、發(fā)動機和儀表中特別重要的配合。例如：精密機械及高速機械的軸徑。
IT6：廣泛用于機械制造中的重要配合，配合有表面有較高均勻性的要求，能保證有相當高的配合品質(zhì)。例如：機床制造中，裝配式齒輪、渦輪、聯(lián)軸器等。
IT7：應用條件與IT6相似，精度比IT6略低，在一般機械制造中很普遍。例如：聯(lián)軸器、帶輪、凸輪等的孔徑。
IT8：在機械制造中屬中等精度，在農(nóng)業(yè)機械、紡織機械、醫(yī)療器械等應用最廣。例如：發(fā)動機活塞油環(huán)槽寬，牙科車頭的鉆頭套的孔與車針柄部的配合。
IT9：應用與IT8相類似，精度要求低于IT8。例如：發(fā)動機中油泵體內(nèi)孔、氣門導管內(nèi)孔。
IT10：應用與IT9相類似，精度要求低于IT9。例如：電子儀表支架上的配合。
IT11：配合精度要求較粗糙，裝配后可能有較大間隙。例如：機床上法蘭盤止口與孔、滑塊與移動齒輪。
IT12：配合精度要求很粗糙，裝配后可能有很大間隙。例如：發(fā)動機分離桿。
IT13：應用與IT2相類似。例如：計算機、打字機中切削加工零件及原片孔。
IT14：用于非配合尺寸及不包括在尺寸鏈中的尺寸。例如：機床、汽車、拖拉機等工業(yè)中未注公差尺寸的切削加工零件。
IT15：用于非配合尺寸及不包括在尺寸鏈中的尺寸。例如：沖壓件、木型鑄造零件等。
IT16：用于非配合尺寸及不包括在尺寸鏈中的尺寸。例如：打字機中叫鑄件尺寸，無線電制造中箱體外形尺寸。
IT17：用于非配合尺寸及不包括在尺寸鏈中的尺寸。例如：塑料成型尺寸公差。
IT18：用于非配合尺寸及不包括在尺寸鏈中的尺寸。例如：冷作、焊接尺寸用公差。
最終通過這些設計方面的要求和步驟最終確定設計參數(shù)，通過設計參數(shù)繪制產(chǎn)品裝配圖，在有裝配圖拆分每一個零件圖，通過對零件的工藝、生產(chǎn)、裝配，試運行，達到設計要求，這樣就可以生產(chǎn)出廠了。
【參考文獻】
[1]劉鴻文.材料力學.北京：高等教育出版社，1991.
[2]孫桓，陳作模.機械原理.北京：高等教育出版社，2000.
[3]成大先.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社，2008.
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