J23-25開式雙柱可傾曲柄壓力機設計【含CAD圖紙+文檔】
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摘 要 曲柄壓力機是通過曲柄滑塊機構將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動,對胚料進行成行加工的鍛壓機械。曲柄壓力機動作平穩(wěn),工作可靠,廣泛用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。其結構簡單,操作方便,性能可靠。關鍵詞:壓力機,曲柄機構,機械制造IAbstract Crank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and forth sport, Carries the formed processing to the semifinished materials the forging and stamping machinery. The crank press movement is steady, the work is reliable, widely uses in crafts and so on ramming, extrusion, drop forging and powder metallurgy. Its structure is simple ,the ease of operation , the performance is reliable .The coupling part uses the rigidity to transfer the key type coupling, the use service is convenient.Keywords: pressure machine, crank organization, machine manufacturingII前 言畢業(yè)設計是對學生在畢業(yè)之前所進行的一次綜合設計能力的訓練,是為社會培養(yǎng)合格的工程技術人員最后而有及其重要的一個教學環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設計可以進一步的培養(yǎng)和鍛煉我們的分析問題能力和解決問題的能力,這對我們今后走向工作崗位有很大的幫助。我們這次是一般選型和專題設計相結合的設計,涉及內容廣泛,幾乎四年所學知識或多或少涉及到。這次設計我們將本著:獨立分析,相互探討,仔細推敲,充分吃透整體設計的整體過程,使這次設計反映出我們的設計水平,并充分發(fā)揮個人的創(chuàng)新能力。作為一名未來的工程技術人員,應當從現在開始做起,學好知識,并不斷的豐富自己的專業(yè)知識和提高實際操作能力。在指導老師的精心指導下,我們較為圓滿的完成了這次設計工作,由于學識和經驗的不足,其中定會出現很多問題,不足之處懇請各位老師加以批評和指導。III 目錄摘 要IAbstractII前 言III第一章 設計任務書1第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的1第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容1第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟1第二章 電動機選擇和飛輪設計3第一節(jié) 壓力機電力拖動特點3第二節(jié) 電動機的選擇3第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算5第三章 機械傳動設計11第一節(jié) 傳動系統(tǒng)分析11第二節(jié) V帶傳動設計13第三節(jié) 齒輪傳動設計16第四節(jié) 轉軸設計18第五節(jié) 平鍵連接22第六節(jié) 滾動軸承的選擇23第四章 曲柄滑塊機構27第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析27第二節(jié) 曲柄軸的設計計算28第三節(jié) 連桿和封閉高度調節(jié)裝置31第四節(jié) 滑動軸承的設計35第五節(jié) 滑塊與導軌的形式37第五章 機身設計39第一節(jié) 機身結構39第二節(jié) 機身計算39第六章 離合器與制動器44第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理44第二節(jié) 離合器的選用44第三節(jié) 制動器的選用47第七章 過載保護裝置49一、剪切破壞式過載保護裝置的結構49二、剪切塊的設計計算50第八章 潤滑系統(tǒng)52外文資料55中文翻譯61機械設計簡介61總 結66參考文獻67第一章 設計任務書第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的 曲柄壓力機設計是機械類專業(yè)和部分非機械類專業(yè)學生的一次較全面的機械設計訓練,是機械設計基礎課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié),其基本目的是:一、 通過曲柄壓力機的設計,綜合運用機械設計課程和其他有關先修課程的理論,結合生產實踐知識,培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力,并使所說知識,得到進一步鞏固,深化和擴展。二、 學習機械設計的一般方法,掌握通用機械零件,機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。三、 運行機械設計基本技能的訓練,如計算、繪圖,熟悉和運用設計資料(手冊、圖冊、 標準和規(guī)范等)以及使用經驗數據,進行經驗估算和數據處理等。第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容內容包括:選擇電動機型號,V帶傳動設計,齒輪傳動設計,曲柄滑塊傳動設計,壓力機機體設計,繪制裝配圖及零件圖,在設計中完成了以下工作:壓力機裝配圖零件工作圖六張(帶輪、軸、齒輪、曲軸、連桿、滑塊)設計說明書一份第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟它通常是根據任務書擬訂若干方案并進行分析比較然后確定一個真確、合理的設計方案,進行必要的計算和結構設計,最后用圖紙表達設計結果,用設計書明書表示設計結果。曲柄壓力機的設計可按照以下所述的幾個階段進行:一、 設計準備 1、分析設計任務書,明確工作條件,設計要求的內容和步驟。 2、了解設計對象,閱讀有關資料,圖紙,觀察事物或模型以進行減速器裝拆 試驗等。 3、熟悉機械零件的設計方案和步驟。 4、準備好設計需要的圖紙,資料和用具,并擬定設計計劃等。 二、傳動裝置總體設計 1、確定傳動方案 2、計算電定機的功率,轉速,選擇電動機的型號 3、確定總傳動比和分配各級傳動比 4、計算各軸的功率,轉速和轉距 三、各級傳動零件設計 四、壓力機裝配草圖設計 1、選擇比例尺,合理布置試圖,確定壓力機和零件的相對位置。 2、確定軸上立作用點及支點距離,減速器箱體,曲柄系統(tǒng)及其附件的結構設 計。 五、零件工作圖設計 1、壓力機裝配圖 2、帶輪零件圖 3、軸的零件圖 4、齒輪零件圖 5、曲軸零件圖 6、滑塊零件圖 7、連桿零件圖 第二章 電動機選擇和飛輪設計第一節(jié) 壓力機電力拖動特點壓力機的負載為一沖擊載荷,即在一個工作周期內只在較短的時間內承受工作負荷。而在較長的時間內為空運轉。若按此短暫的工作時間來選擇電動機的功率,則電動機的功率會很大。為了減少電動機功率,在傳動系統(tǒng)中設置了飛輪,可以大大減少電動機功率。采用飛輪后,當滑塊不動時,電動機帶動飛輪旋轉,使其儲備能量。而在沖壓工作的瞬時,主要靠飛輪釋放能量。工件沖壓后,負荷減少,電動機帶動飛輪加速旋轉,使其在下一個沖壓工作前恢復到原有角速度,節(jié)蓄能量。所以沖壓時所需的能量不是直接由電動機供給,而是主要由飛輪供給,這樣電動機功率可大大減少。第二節(jié) 電動機的選擇一、 選擇電動機型號根據原始數據可知工作機的工作阻力F = 250KN = 250000N,運輸帶的速度= 65552mm/min = 0.119m/s。1、選擇電動機功率工作機所需的電動機輸出功率為 (采用飛輪機構) = 15=15由電動機至工作機之間的總效率為式中、 分別為聯軸器、帶傳動、齒輪傳動、滑動軸承的效率。取=0.97、 =0.96、 =0.95、 =0.97,則 = 所以 = 15= 5.4KW2、確定電動機轉速 曲軸工作轉速 = 55r/min按推薦的合理傳動比范圍,取V帶傳動的傳動比=4-6,單級齒輪傳動比=5-7, 則合理總傳動比的范圍為=20-42,故電動機轉速的可選范圍為 = i =(2042)55r/min = 11002310r/min綜合考慮,電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和壓力機的傳動比,選擇電動機的型號Y132M-4,額定功率7.5KW,滿載轉速1440r/min。二、計算總傳動比和分配轉動比由選定電動機的滿載轉速和工作機主軸的轉速 ,可得傳動裝置的總傳動比為 = = 取=5 則= = 5.24三、計算傳動裝置的運動和動力參數1、各軸轉速= 1440r/min= 1440r/min2、各軸的輸入功率 = 5.5KW3、各軸輸入轉矩運動和動力參數的計算結果列于下表2-1 軸號P/KMT/Nmmn/(r/min)電動機軸5.536.481440軸5.33535.3814400.97軸4.97164.828850.93曲軸4.58795.25555.240.92表 2-1第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算一、曲柄壓力機一工作周期所消耗的能量隨著離合器的單次和連續(xù)結合,滑塊的行程有單次和連續(xù)行程。單次行程時所需的周期能量連續(xù)行程時所需的周期能量式中單次行程周期能量; 連續(xù)行程周期能量; 工件成形能量; 工作行程時,曲柄滑塊機構的摩擦所消耗的能量; 受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量; 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量; 滑塊空行程時所消耗的能量; 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量; 離合器結合所消耗的能量; 滑塊停頓,飛輪空轉所消耗的能量。 1. 工件成形所需能量式中 壓力機公稱壓力(); 板料厚度(),根據經驗公式,對于慢速壓力機。 2. 工作行程時,曲柄滑塊機構的摩擦所消耗的能量實際機器的曲柄滑塊機構運動副之間,存在著摩擦。電動機在拖動曲柄滑塊機構運動時,為克服摩擦消耗能量。在工作行程時,曲柄滑塊機構摩擦所消耗的能量,建議按下式計算:式中 公稱壓力角(),; 曲柄滑塊機構的摩擦當量力臂(mm),由第三章得出; 壓力機公稱壓力()。 3. 彈性變形所消耗的能量完成工序時,壓力機受力系統(tǒng)產生的彈性變形是封閉高度增加,受力零件儲藏變形位能對于沖裁工序將引起能量損耗,損耗的多少與壓力機剛度、被沖裁的零件材料性質等有關。從偏于安全出發(fā)損耗的能量可按下式計算:式中:壓力機公稱壓力(); 壓力機總的垂直剛度()。 壓力機垂直剛度,對于開式壓力機。4. 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量 無氣墊壓緊裝置,5. 空行程時所消耗的能量 壓力機空行程中能量消耗與壓力機零件結構尺寸、表面加工質量、潤滑情況、皮帶拉緊程度、制動器調整情況等有關。通過實驗。通用壓力機連續(xù)行程所消耗的平均功率約為壓力機額定功率的。根據通用壓力機空行程損耗的實驗數據。6. 離合器結合搜消耗的能量 剛性離合器,7. 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量在傳遞能量時,皮帶、齒輪等中間環(huán)節(jié)因存在摩擦而引起能量損耗。中間環(huán)節(jié)所消耗的能量,可按下式近似計算:式中:工件成形能量; 工作行程時,曲柄滑塊機構的摩擦所消耗的能量; 受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量; 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量; 離合器結合所消耗的能量; 考慮到齒輪傳動的效率。其中:齒輪嚙合效率;一對軸承傳動的效率; 考慮到皮帶傳動的效率。其中:皮帶效率;一對軸承傳動的效率;8. 滑塊停頓,飛輪空轉所消耗的能量根據測試,單動壓力機滑塊停頓飛輪空轉時,電機所需功率約為壓力機額定功率的6-30%,剛性離合器一般安置在曲軸上,且常用滑動軸承。所以,對于具有剛性離合器的開式曲柄壓力機,此值偏高。飛輪空轉所消耗的能量為: 式中 飛輪空轉所需功率(); 壓力機行程次數利用系數(%),連續(xù)行程時,=100%。對手工送料時,行程利用系數按表2-2選?。?壓力機行程 次數1520-4040-7070-100200-500行程利用系數0.7-0.850.5-0.650.45-0.550.35-0.450.2-0.4表2-2 壓力機行程次數(次/min)。 該設計壓力機沒有拉伸墊裝置,具有剛性離合器的通用開式曲柄壓力機。按單次行程工作方式計算:二、飛輪軸上轉動慣量電動機選定后,設計飛輪。這時有兩個假設:1、 工作行程時所需能量全部由飛輪供應。2、 工序結束時,電機軸負載扭矩達到最大值,但不大于電機最大允許轉矩。實際上,沖壓時電動機放出一部分能量,所以飛輪轉動慣量應按下式計算: 式中 工作行程時所需能量 電動機在額定轉速下飛輪的角速度 飛輪轉速相對波動情況的轉速不均勻系數 其中 實際電機系數;實際電機系數 電機額定轉差率,; 電機軸到飛輪軸用三角皮帶傳動時,三角皮帶的當量滑動系數,;修正系數,。 公稱壓力角(); 壓力機行程次數利用系數(%) 三、飛輪尺寸計算根據求得的折算到飛輪軸上的轉動慣量設計飛輪。曲柄壓力機上,一般飛輪形狀如圖21所示,圖中: 是輪緣部分,其轉動慣量為; 是輪輻部分,其轉動慣量為;是輪轂部分,其轉動慣量為。飛輪外徑由小皮帶輪和速比決定,由第三章已知,輪緣部分寬度。飛輪本身的轉動慣量,其中輪緣部分是主要的,要比、大的多。故在近似計算中只考慮更趨于安全。 而所以式中 金屬密度(),對鑄鋼:。 圖21 四、飛輪輪緣線速度驗算 飛輪是回轉體,為避免回轉時產生壞裂,必須驗算輪緣線速度:4050,彎曲和扭轉時的絕對尺寸影響系數;由機械設計附表5,查得表面質量系數。由于曲柄壓力機的軸所受載荷為脈動循環(huán)性質,所以所以復合安全系數查表查得許用安全系數,對于通用壓力機,對于自動壓力機,因此,軸的疲勞強度亦符合要求。第五節(jié) 平鍵連接在開式曲柄壓力機上,齒輪、皮帶輪等零件和軸的聯接常采用平鍵連接。為避免聯接中較弱零件(一般是輪轂)壓壞,應驗算擠壓應力: 式中 鍵所需傳遞的總扭矩, 鍵與輪轂的接觸高度,; 鍵的工作長度,對于C型普通平鍵,對于A型普通平鍵; 鍵的名義長度; 鍵的寬度; 鍵的直徑; 鍵的個數為避免加工困難和過分削弱軸的強度,一般; K考慮鍵受載不均勻的系數,當Z=2時K=0.75,當Z=1時K=1; 平鍵連接的許用擠壓應力,輪轂材料為鋼時,。對帶輪,材料為鑄鐵,采用A型鍵,查表得 ;,滿足要求。對齒輪,材料為鋼,采用A型鍵,查表得,滿足要求。 第六節(jié) 滾動軸承的選擇 一、滾動軸承概述滾動軸承具有滾動摩擦的特點,因此它的優(yōu)點有:摩擦阻力小,啟動及運轉力矩小,啟動靈敏,功率損耗小且軸承單位寬度承載能力較大,潤滑、安裝及維修方便等。與滑動軸承相比,滾動軸承的缺點是徑向輪廓尺寸大,接觸應力高,高速重載下軸承壽命較低且噪音較大,抗沖擊能力較差。選擇軸承類型時應考慮多種因素。1、 載荷條件載荷較大時,一般選用線接觸的滾子軸承,反之選擇點接觸球軸承;軸承受純徑向載荷或主要承受徑向載荷,通常選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承;受純軸向載荷時選用推力球軸承,軸向力大時選用推力滾子軸承;當軸承同時受徑向和軸向載荷時應選用角接觸軸承或圓錐滾子軸承,當軸向載荷較大時,通常選用四點接觸球軸承或推力球軸承與深溝球軸承的組合結構。2、 軸承轉速通常軸承的工作轉速應低于其極限轉速。否則會降低使用壽命。一般轉速較高、載荷較小、要求旋轉精度高時,宜選用極限轉速較高的球軸承。超過極限轉速較多時,應選用特制高速滾動軸承。轉速低、載荷大獲沖擊載荷時應選用滾子軸承。3、 調心性能各種軸承使用時允許的偏斜角應控制在允許范圍內,否則會引起軸承的附加載荷而降低軸承的壽命。4、 安裝和拆卸要求為了便于軸承的安裝、拆卸和調整間隙,選用內、外圈可分離的軸承。若軸承裝在長軸上,為了便于裝拆和緊固,可選用帶內錐孔或帶緊固套的軸承。5、 經濟性選用軸承時應考慮經濟性。球軸承比滾子軸承便宜,同型號不同公差等級的軸承比價為P0:P6:P5:P41:1.5:2:6。選用高精度軸承時應慎重。 二、滾動軸承型號選擇根據上述的選擇原則,在J2325開式曲柄壓力機的轉軸上選用一對圓錐滾子軸承作支撐,分度圓的圓周力 ,軸承徑向力,法向力,轉速,運轉時有沖擊,軸頸直徑,要求壽命,選擇軸承型號。 根據已知條件,預選32214型軸承進行計算。每一個軸承承受的徑向負荷為:由于齒輪是直齒,所以忽略外加軸向力;又由于每端軸承是成對使用,徑向負荷產生的內部軸向力S互相抵消,因此,軸向負荷為0。平均徑向負荷為: 平均軸向負荷當量動負荷,壽命系數,速度系數所以 32214軸承的額定動負荷,因此符合要求。第四章 曲柄滑塊機構第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析一、 曲柄滑塊機構如圖4-1所示,L連桿長度; R曲柄半徑;S滑塊全行程;滑塊的位移,由滑塊的下死點算起;曲柄轉角,由曲柄軸頸最低位置沿曲柄旋轉的相反方向算起。從圖中的幾何關系可以得出滑塊位移的計算公式: 將上式對時間t微分,可求的滑塊的速度: 式中連桿系數;曲柄的角速度。 在曲柄滑塊機構的受力計算中,連桿作用力通常近似地取等于滑塊作用力,即 滑塊導軌的反作用力為: 式中摩擦系數,;連桿上、下支承的半徑。曲柄所傳遞的扭矩可以看成由兩部分組成:無摩擦機構所需的扭矩和由于存在摩擦所引起的附加扭矩,即式中理想當量力臂;摩擦當量力臂;曲軸支承頸半徑。則曲柄滑塊機構的當量力臂為: 曲軸扭矩為: 如果上式取和(公稱壓力,公稱壓力角),則曲柄壓力機所允許傳遞的最大扭矩為: 第二節(jié) 曲柄軸的設計計算一、 曲軸的結構示意圖4-2圖 4-2二、曲柄軸強度設計計算3. 曲柄軸尺寸經驗數據支承頸直徑 (mm)式中 壓力機公稱壓力(KN),取 。其他各部分尺寸見下表4-1 曲軸各部分尺寸名稱代號經驗數據實際尺寸(mm)曲柄頸直徑110支承頸長度130曲柄兩臂外側面間的長度240曲柄頸長度136圓角半徑8曲柄臂的寬度140曲柄臂的高度150 表4-1 4. 曲軸強度計算曲軸的危險截面為曲柄頸中央的截面和支承頸端部的截面。截面為彎扭聯合作用,但由于彎矩比扭矩大得多,故忽略扭矩計算出來的應力。彎矩:彎曲應力及強度條件:由上式可以導出滑塊上許用負荷:截面為扭彎聯合作用,但扭矩比彎矩大得多,故可以只計算扭矩的作用。扭矩:剪切應力及強度條件:滑塊上許用應力:考慮疲勞和應力集中的影響,許用應力如下計算:式中 曲軸材料屈服極限(MPa),調質處理,; 安全系數,取。三、曲軸剛度計算曲軸的剛度計算用摩爾積分法計算曲柄頸中部的撓度。第一項很小,可以忽略,故簡化公式為: 式中 壓力機公稱壓力(KN); 彈性模量,對鋼曲軸; 曲柄臂厚度 支承頸、曲柄臂、曲柄頸的慣性矩(); 曲柄臂形心至曲柄頸形心的距離(mm)。第三節(jié) 連桿和封閉高度調節(jié)裝置一、 連桿和封閉高度調節(jié)裝置的結構由設計條件知連桿長度可調,就用改變連桿長度的方法改變壓力機的封閉高度。如圖43所示連桿和封閉高度調節(jié)裝置的結構,這種連桿由連桿蓋1、連桿2和球頭調節(jié)螺桿3等零件組成。其上端套在曲柄軸頸上,下端以球頭和滑塊6中的球座5及球頭壓蓋4連接。借扳手或用鐵棍撥動棘爪轉動球頭螺桿,就可以改變連桿長度,從而改變壓力機的封閉高度。 圖4-31、連桿蓋 2、連桿 3、調節(jié)螺桿 4、球頭壓蓋 5、球頭下座 6、滑塊 7、螺釘 8、鎖緊塊 9、鎖緊塊二、連桿的計算1. 連桿的作用力:單點壓力機:2. 確定連桿及調節(jié)螺桿主要尺寸的經驗公式:(4) 球頭式調節(jié)螺桿主要尺寸的經驗公式見表42:計算部位代號經驗公式實際尺寸球頭調節(jié)螺桿mm90706585連桿mm146184表4-2 (2)連桿總長度L的確定確定連桿長度L時,應根據壓力機的工作特點,結構型式,精度和剛度要求等全面考慮。一般開式壓力機的連桿系數,即連桿長度。取,即三、連桿及球頭調節(jié)螺桿的強度計算連桿及因兩端有摩擦力矩存在,連桿及球頭調節(jié)螺桿受到壓應力和彎曲應力的聯合作用,應當演算其危險截面AA的合成力使: 危險截面的壓應力:式中 連桿作用力(KN); 危險截面AA的面積(); 危險截面的彎曲應力:式中危險截面的截面模數,圓形截面; 危險截面的彎矩(Nm) 式中 摩擦系數,??; 曲柄軸頸同連桿下支承端軸頸的半徑(mm); X危險截面到連桿下支承軸頸中心的距離(mm), ; L連桿的總長度(mm),對于長度可調的連桿。 球頭調節(jié)連桿常用45鋼鍛造,調質處理HBS220250,球頭表面淬火,硬度為42HRC。連桿體采用ZG35,正火處理。四、調節(jié)螺桿的螺紋調節(jié)螺桿的螺紋,常采用強度較高的特種鋸齒形螺紋和梯形螺紋。因為壓力機是在重載情況下工作,故采用梯形螺紋,尺寸為M706。五、調節(jié)螺桿的螺紋計算由于螺母的材料一般較調節(jié)螺桿差,同時標準梯形螺紋及特種鋸齒形螺紋的抗彎強度均比擠壓強度,剪切強度低,所以一般只計算螺母(即長度可調連桿的連桿體,或調節(jié)螺母)的彎曲應力。式中 、螺紋的外徑和內徑; S螺距; H螺紋最小工作高度,; h螺紋牙根處高度,對于梯形螺紋; 連桿體或調節(jié)螺母螺紋的許用應力,對鑄鋼ZG35,。六、連桿上的緊固螺栓連桿上端分成兩部分,應用緊固螺栓連接。緊固螺栓承受的載荷較為復雜,一般不予計算。查閱相關資料并參考,螺栓個數4個,螺栓直徑M24.第四節(jié) 滑動軸承的設計滑動軸承承受沖擊載荷的能力強,主要用于曲軸的主軸承、連桿大小端支承等。如圖4-4所示。 a) b) c) 圖 4-4一、滑動軸承的結構 圖 4-5二、滑動軸承的計算選用牌號為的滑動軸承,曲柄連桿機構中的滑動軸承,速度較低,承受短時高峰負荷,軸承處在邊界摩擦的狀況下工作,設計中應演算軸承軸瓦上的單位壓力p使式中 軸承上的單位壓力(); 作用在該軸承上的壓力(N); 軸瓦的許用單位壓力(); 軸承的支承投影面積(),與軸承的結構、尺寸相關。1. 驗算滑動軸承的單位壓力p:曲軸支承軸瓦:連桿大端軸承:連桿小端軸承(球頭式):2. 滑動軸承軸瓦上的速度:曲軸軸承的速度:連桿大端支承處的速度:式中 曲軸軸承直徑(mm); 曲柄軸頸直徑(mm); 曲軸轉速(r/min),; 連桿系數,。3. 驗算值:為防止發(fā)熱過于厲害,還應驗算它的值,即式中 軸承上的單位壓力; 軸承工作表面見的滑動速度; 許用的值,與材料有關。對材料,。曲軸軸承:連桿大端軸承:第五節(jié) 滑塊與導軌的形式 滑塊上部與連桿相連,下底面安裝上沖模,內部有連桿,推料裝置,有的還要裝設封閉高度調節(jié)裝置,平衡裝置,保險裝置等,是一個復雜的箱型結構。它具有形式隨壓力機的用途,結構特點,公稱壓力大小,導軌形式等而改變。1、 滑塊的典型結構如附圖所示滑塊導軌有關尺寸對照表如表4-3 表 4-3 2、開式壓力機導軌的形式如圖4-6所示 圖 4-6 第五章 機身設計 第一節(jié) 機身結構 開式壓力機的機身由鑄造結構和焊接結構兩種,這里應選用鑄造結構,鑄造結構多用HT20-40灰口鑄鐵制造,這種材料比較容易供應,消震性較好。但重量較重,剛度較差。目前,較適合于成批產。開式壓力機的主要優(yōu)點是操作方便。而主要問題是剛度較差,特別是角變形存在,影響工件精度和模具壽命。因此提高壓力機和機身剛度就成為機身設計的重要問題。提高機身剛度的途徑是合理設計截面。圖5-1中的截面一般為危險截面。為了提高機身剛度,減少角變形,截面的尺寸應合理設計,例如盡量加大截面高度H,加大喉口壁厚等。 圖 5-1 第二節(jié) 機身計算一、計算原則由于開式機身剛度是一個重要問題,因此,應按剛度設計較好,但剛度計算復雜,且要等到整個機身的結構尺寸確定以后才能進行計算。因此,為了設計方便,先進行強度設計,然后進行剛度校核。在強度計算過程中,為了照顧機身剛度,許用應力取得較低,因此,在合理的制造條件和正確的使用條件下,機身是不會產生強度破壞的。所以,一般來說,只需計算危險截面(見圖5-2)即可。二、強度計算把機身看作承受偏心立身作用的桿系,則截面見圖5-2上受到彎矩M和拉力P的作用。彎矩M為:式中-公稱壓力 C-滑塊中心線到機身喉口內緣的距離,即喉口深度 -喉口內緣到截面形心的距離 最大應力為: 式中 計算最大拉應力計算最大壓應力H危險截面的高度F危險截面的面積J危險截面的慣性矩開式壓力機機身計算應力與實測應力見表5-1壓力機型號或噸位機身材料危險截面計算應力危險截面實測應力實測應力集中最大值J23-25HT20-40224230308235565 表 5-1 開式壓力機危險截面尺寸見表5-2壓力機型號或噸位HabBCJ23-254401202003013060210290表 5-2 三、剛度計算 在強度計算和畫出機身零件圖后,再進行剛度核算。圖5-2為機身結構簡圖和計算簡圖。AB、BC和CD各通過截面、和的形心。截面是這樣選取的,它通過導軌長度ab的中點e而垂直于圖中斜面fg。J1J2和J3為截面、和的慣性矩。 根據摩爾積分法,喉口的相對角變形為: 式中 公稱壓力機床計算簡圖如圖5-2所示 a) b) 圖 5-2a結構簡圖 b計算簡圖截面面積序號寬高面積各塊面積形心坐標面積與形心坐標乘積各塊面積形心至整個危險截面形心的距離各塊面積對本身形心的慣性矩1212.5174258.53612.58.53070010235222.56532532.510562.515.578080114430323.52.517.563.751083.7546.75382479.1合計767.515258.75147027124674危險截面慣性矩:危險截面截面積:危險截面最大計算拉應力: 最大實際拉應力:式中 截面形狀系數,取,; 動載系數,取1.5; 許用系數,對于鋼板。 危險截面最大壓應力: 式中 許用壓應力(),對于鋼板。第六章 離合器與制動器第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理在曲柄壓力機的傳動系統(tǒng)中,一般在飛輪傳動的后面都設有離合器和制動器,用來控制滑塊的運動和停止。離合器和制動器一般是設在飛輪軸上或主軸上。壓力機開動后,電動機和起蓄能作用的飛輪是在一直不停地旋轉著。每當滑塊需要運動時,則離合器接合,主動部分的飛輪通過離合器使從動部分零件(如傳動軸、齒輪、曲軸和滑塊等)得到運動并傳遞工作時所必要的扭矩;當滑塊需要停止在所需的位置上(滑塊行程的上死點或行程中的任意位置),則離合器脫開,主動部分的飛輪和從動部分零件即不發(fā)生聯系,因而不能再傳遞運動和扭矩。但是離合器脫開后,離合器部分從動部分以后的零件還儲有一定的能量,會使曲軸繼續(xù)旋轉。因此,制動器是用來在一個較短的時間內吸收從動部分零件的能量,以使滑塊停止在所需要的位置上。所以,在壓力機傳動系統(tǒng)中的離合器和制動器是保證壓力機正常工作的必要部件,而兩者又必須是密切的配合和協(xié)調地工作;或當離合器接合前的瞬時,制動器應該松開,這個工作關系是由操縱系統(tǒng)來實現的。一般壓力機在不工作時,離合器總是處在脫開狀態(tài),而制動器則總是處在制動狀態(tài)中。由此可見,離合器和制動器部件是用于電動機和飛輪不停地轉動情況下,使壓力機的曲柄連桿機構開動或停止。因此,對任何壓力機而言,離合器和制動器不僅是極其重要而不可缺少的部件,而且還決定著壓力機的操作規(guī)范。第二節(jié) 離合器的選用一、 離合器的類型、工作特性及其選用原則在開式壓力機上廣泛采用的離合器有剛性離合器和圓盤摩擦離合器,其主要類型如下:離合器剛性離合器圓盤摩擦離合器嵌牙式滑銷式轉鍵式單盤式(嵌塊式)多盤式(圓盤式)目前,常見的剛性離合器有嵌牙離合器、滑銷離合器和轉鍵離合器。剛性離合器主要的優(yōu)點是結構簡單緊湊、制造維修方便。但是由于受到爪齒、滑銷和轉鍵等連接件零件強度的限制,因而能傳遞的扭矩不大;其次,在離合器軸轉速處于較高的情況下,剛性離合器在接合時會產生很大的沖擊設計任務書畢業(yè)生姓名專業(yè)指導教師姓名類別學號班級職稱 外聘、 本校一、畢業(yè)設計題目J23-25開式雙柱可傾曲柄壓力機設計二、畢業(yè)設計提供的原始數據資料1、傳動簡圖曲柄壓力機的傳動裝置工作原理如圖所示。電動機1通過V帶傳動2驅動齒輪傳動3,再驅動曲軸4轉動,通過連桿5使滑塊6在導軌7中往復移動,實現對安裝在工作臺9上的工件8的施壓。2、原始數據滑塊公稱壓力F=250KN,滑塊行程H=65mm,滑塊行程頻率55次/min。工作條件:每天一班,工作8小時,有粉塵。壽命為10年,小批生產。三、畢業(yè)設計應完成主要內容:1、說明書:1)選擇電動機型號2)V帶傳動設計3)齒輪傳動設計4)曲柄滑塊傳動設計5)壓力機機體設計2、圖紙:1)壓力機裝配圖2)連桿零件圖3)軸的零件圖4)齒輪零件圖5)曲軸零件圖6)滑塊零件圖四、畢業(yè)生應提交的畢業(yè)設計資料要求1、說明書:設計計算說明書一份2、圖紙:1)壓力機裝配圖2)連桿零件圖3)軸的零件圖4)齒輪零件圖5)曲軸零件圖6)滑塊零件圖五、設計進度安排(從第3周起)序號時間周次設計任務完成的內容及質量要求14月1日4月6日第3周熟悉設計任務,借閱設計資料2第4周傳動零件設計計算3第5周傳動零件設計計算4第6周傳動零件結構設計5第7周箱體結構設計6第8周壓力機操縱機構設計7第9周繪制裝配圖8第10周繪制零件圖9第11周編寫設計說明書10第12周檢查修改錯誤11第13周打印和裝訂六、主要參考文獻資料1、工具書:機械設計手冊2、參考資料:1)機械原理2)機械零件3)壓力機設計4)互換性與技術測量5)機械創(chuàng)新設計七、簽字欄簽 字 欄畢業(yè)生姓名專業(yè)班級要求設計工作起止日期教師審核指導教師(簽字)日期20xx年 月 日教研室主任審查(簽字)日期20xx年 月 日系主任批準(簽字)日期20xx年 月 日第2頁 共 2頁J23系列開式可傾壓力機參數技術參數Specifications單位 UnitJ23-1.0J23-1.6J23-3.5J23-4.0J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-63J23-63J23-80J23-100J23-125J23-160J23-250J23-350滑塊公稱壓力Nominal Capacity KN10162535406310016025035040063063080010001250160025003500公稱力行程Nominal Stoke mm2222.53.5667778滑塊行程Nominal Stoke mm354555658090110110120140150行程次數Slide Strokes Pre Minute 快速High Speed times/min170145120低速Low Speed 5550455040383835封閉高度Maximum Die Set Heightmm150180220270290320360390440480500封閉高度調劑量Die Height Adjustmentmm303545556065808090100100滑塊中心線至機距離Throat Depthmm110130160200220250260310350380390立柱距離Distance Be tween Uprightsmm150180220270280340350420450560550滑塊底面尺寸Slide Bottom Size 左右 LRmm140170200250250300300400430540540前后 FBmm120150180220220220260360360480480模柄孔尺寸Stemhole Size 直徑Diamm3030404040505050606060深度Depthmm5555606060707070757575工作臺尺寸Bolster Size 左右 LRmm31037045056061070076086095010801100前后 FBmm200240300370400460480570650710720工作臺板厚度Bolster Thicknessmm3035405060658080100120130最大傾斜角度Max.Angle Of Inclination 4535353030303020201513工作臺離地面距離Bolster Surface Height mm750730750800815850810850850850860外形尺寸Overall Dimensions前后 FBmm780900115013451460172118101958206022542200左右 LRmm6206658479501058133513501500171517901790高 Hmm15031658191021302225248827402868329036253590地腳螺拴距離Distance Between Foundation Bolts 前后 FBmm5306107809201020106011801300136015501710左右 LRmm314394450600650750850920101011301110電動機功率Motor PowerKW0.751.11.52.245.55.57.57.51111重量 Weight(Approximate)KG42059510951830265036004200558080201080012035外文資料Introduction to Mechanical DesignMechanical design is the application of science and technology to devise new or improved products for the purpose of satisfying human needs. It is a vast field of engineering technology which not only concerns itself with the original conception of the product in terms of its size, shape and construction details, but also considers the various factors involved in the manufacture, marketing and use of the product. People who perform the various functions of mechanical design are typically called designers, or design engineers. Mechanical design is basically a creative activity. However, in addition to being innovative, a design engineer must also have a solid background in the areas of mechanical drawing, kinematics, dynamics, materials engineering, strength of materials and manufacturing processes.As stated previously, the purpose of mechanical design is to produce a product which will serve a need for man. Inventions, discoveries and scientific knowledge by themselves do not necessarily benefit people; only if they are incorporated into a designed product will a benefit be derived. It should be recognized, therefore, that a human need must be identified before a particular product is designed.Mechanical design should be considered to be an opportunity to use innovative talents to envision a design of a product, to analyze the system and then make sound judgments on how the product is to be manufactured. It is important to understand the fundamentals of engineering rather than memorize mere facts and equations. There are no facts or equations which alone can be used to provide all the correct decisions required to produce a good design. On the other hand, any calculation made must be done with the utmost care and precision. For example, if a decimal point is misplaced, a otherwise acceptable design may mot function.Good designs require trying mew ideas and being willing to take a certain amount of risk, knowing that if the mew idea does not work the existing method can be reinstated. Thus a designer must have patience, since there is no assurance of success for the time and effort expended. Creating a completely new design generally requires that many old and well-established methods be thrust aside. This is not easy since many people cling to familiar ideas, techniques and attitudes. A design engineer should constantly search for ways to improve an existing product and must decide what old, proven concepts should be used and what new, untried ideas should be incorporated.New designs generally have “bugs” or unforeseen which must be worked out before the superior characteristics of the new designs can be enjoyed. Thus there is a chance for a superior product, but only at higher risk. It should be emphasized that, if a design does not warrant radical new methods, such methods should not be applied merely for the sake of change. During the beginning stages of design, creativity should be allowed to flourish without a great number of constraints. Even though many impractical ideas may arise, it is usually easy to eliminate then in the early stages of design before firm details are required by manufacturing. In this way, Innovative ideas are not inhibited. Quite often, more than one design is developed, up to the point where they can be compared against each other. It is entirely possible that the design which is ultimately accepted will use ideas existing in one of the rejected designs that did not show as much overall promise.Psychologists frequently talk about trying to fit people to the machines they operate. It is essentially the responsibility of the engineer to strive to fit machines to people. This is not an easy task, since there is really no average person for which certain operating dimensions and procedures are optimum.Another important point which should be recognized is that a design engineer must be able to communicate ideas to other people if they ate to be incorporated. Communicating the design to others is the final, vital step in the design process. Undoubtedly many great designs, inventions, and creative works have been lost to mankind simply because the originators were unable or unable or unwilling to explain their accomplishments to others. Presentation is a selling job. The engineer when presenting a new solution to administrative, management, or supervisory persons, is attempting to sell or to prove to them that this solution is a better one. Unless this can be done successfully, the time and effort spent on obtaining the solution have been largely wasted. Basically, there ate only three means of communication available to us. These are the written, the oral, and the graphical forms. Therefore the successful engineer will be technically competent and versatile in all three forms of communication. A technically competent person who lacks ability in any one of these forms is severely handicapped. If ability in all three forms is lacking, no one will ever know how competent that person is! The competent engineer should not be afraid of the possibility of not succeeding in a presentation. In fact, occasional failure should be expected because failure or criticism seems to accompany every really creative idea. There is a great deal to learn from a failure, and the greatest gains ate obtained by those wiling to risk defeat. In the final analysis, the real failure would lie in decoding not to make the presentation at all. To communicate effectively, the following questions must be answered:1、Does the design really serve a human need?2、Will it be competitive with existing products of rival companies?3、It is economical to profit?4、Can it be readily maintained?5、Will it sell and make a profit? Only time will provide the true answers to the preceding questions, but the product should be designed, manufactured and marketed only with initial affirmative answers. The design engineer also must communicate the finalized design to manufacturing through the use of detail and assembly drawings. Quite often, a problem will occur during the manufacturing cycle. It may be that a exchange is required in the dimensioning or tolerancing of a part so that it can be more readily produced. This falls in the category of engineering changes which must be approved by the design engineer so that the product function will not be adversely affected. In other cases, a deficiency in the design may appear during assembly or testing just prior to shipping. Engineering design is a systematic process by which solutions to the needs of humankind are obtained. The process is applied to problems (needs) of varying complexity. For example, mechanical engineers will use the design process to find an effective, efficient method to convert reciprocating motion to circular motion for the drive train in an internal combustion engine; electrical engineers will use the process to design electrical generating systems using falling water as the power source; and materials engineers use the process to design ablative materials which enable astronauts to safely the earths atmosphere.The vast majority of complex problems in todays high technology society depend for solution not on a single engineering discipline, but on teams of engineers, scientists, environmentalists, economists, sociologists, and legal personnel. Solutions are not only dependent upon the appropriate applications of technology but also upon public sentiment, government regulations and political influence. As engineers we are empowered with the technical expertise to develop new and improved products and systems, but at the same time we must be increasingly aware of the impact of our actions on society and the environment in general and work conscientiously toward the best solution in view of all relevant factors.Design is the culmination of the engineering educational process; it is the salient feature that distinguishes engineering from other professions. A formal definition of engineering design is found in the curriculum guidelines of the Accreditation Board for Engineering and Technology (AENT). ABEN accredits curricula in engineering schools and derives its membership from the various engineering professional societies. Each accredited curriculum has a well-deigned design component which falls within the ABEN guideline. The ABEN statement on design reads as follows: Engineering design is the process of devising a system, component, or process to meet desired needs. It is a decision making process (often iterative ), in which the basic sciences, mathematic, and engineering sciences are applied to convert resources optimally to meet a stated objective. Among the fundamental elements of the design process are the establishment of objectives and criteria, synthesis, analysis, construction, testing, and evaluation. The engineering design component of a curriculum must include most of the following features: development of student creativity, use of open-ended problems, development and use of modern design theory mad methodology, formulation of design problem statements and specifications, consideration of alternative solutions, feasibility considerations, production processes, concurrent engineering design, and detailed system descriptions. Further, it is essential to include a variety of realistic constraints such as economic factors, safety, reliability, aesthetics, ethics, and social impact.If anything can be said about the last half of the twentieth century, it is that we have had an explosion of information. The amount of data that can be uncovered on most subjects is overwhelming. People in the upper levels of most organizations have assistants who condense most of the things that they must read, hear, or watch. When you begin a search for information, be prepared to scan many of your sources and document their location so that you can find them easily if the date subsequently appear to be important.Some of the sources that are available include the following: 1、 Exiting solutions. Much can be learned from the current status of solutions to a specific need if actual products can be located, studied and, in some cases, purchased for detailed analysis. An improved solution or an innovative new solution new solution cannot be found unless the existing solutions are thoroughly understood.2、 Your library. Many universities have courses that teach you how to use your library. Such courses are easy when you compare them with those in chemistry and calculus, but their importance should not be underestimated. There are many sources in the library that can lead you to the information that you are seeking. You may find what you need in an index such as the Engineering Index. There are many other indexes that provide specialized information. The nature of your problem will direct which ones may be helpful to you. Dont hesitate to ask for assistance from the librarian. You should use to advantage the computer databases found in libraries and often available through CD-ROM technology.3、Professional organizations. The American Society of Mechanical Engineers is a technical society that will be of interest to students majoring in mechanical engineering. Each major in your college is associated with not one but often several such societies. The National Society of Professional Engineers is an organization that most engineering students well eventually join, as well as at least one technical society such as the society of manufacturing engineers, the American Society of civil engineers (ASCE), or any one of dozens that serve the technical interests of the host of specialties with which professional practices seem most closely associated. May engineers are members of several associations and societies.4、Trade journals. They are published by the hundreds, usually specializing in certain classes of products and services. Money and economics are part of engineering design and decision making. We live in a society that is based on economics and competition. It is no doubt true that many good ideas never get tried because they are deemed to be economically infeasible. Most of us have been aware of this condition in our daily lives. We started with our parents explaining why we could not have some item that we wanted because it cost too much. Likewise, we will not put some very desirable component into our designs because the value gained will not return enough profit in relation to its cost. Industry is continually looking for new products of all types. Some are desired because the current product is not competing well in the marketplace. Others are tried simply because it appears that people will buy them. How do manufacturers know that a new product will be popular? They seldom know with certainty. Statistics is an important consideration in market analysis. Most of you will find that probability and statistics are an integral part of your chosen engineering curriculum. The techniques of this area of mathematics allow us to make inferences about how large groups of people react based on the reactions of a few中文翻譯機械設計簡介機械設計是為了滿足人類需要而制定出的新產品或者改進舊產品時對科學與技術的應用。 它是工程技術的一個巨大領域,這個領域不僅關注原先這種產品的尺寸,形狀以及構造方式, 而且考慮涉及這種產品的制造,銷售和使用的其它各方面的因素。進行機械設計的各種各功能的人們被通常叫為設計者或者設計工程師。 機械設計基本上是一次創(chuàng)造活動。 然而, 除富有創(chuàng)新精神之外, 一位設計工程師也必須在機械制圖,運動學,力學,材料工程,材料強度和制造工藝有一定的背景知識。精確的說,機械設計的目的就是為了滿足人們的需求。 發(fā)明,創(chuàng)造和科學知識它們自己可能不能讓人獲益; 但是只要他們合并在一起并設計產品,其益處就會被得到。因此,在一種特別的產品被設計之前,人的需求必須被鑒定,這一點應該被認識到。機械設計應被視為一個機會,利用創(chuàng)新人才的設想設計一個產品,分析系統(tǒng),然后就如何制造產品作出正確的判斷。對工程基礎的理解而不是僅僅記住事實和方程式,這一點是很重要的。 沒有哪個事實或方程式能單獨提供要求生產一種好設計的全部的正確的決定。 另一方面,任何計算必須得最大限度小心和精密。 例如,一個小數點放錯,就有可能得不到所要設計得到的結果。好的設計應該需要嘗試新的方法并且愿意承擔一定的風險,知道如果新想法不起作用,這種現有的方法可能被重新使用。由于為了成功所付出的時間以及努力是不能保證的,因此一個設計者必須要有耐心。創(chuàng)造一個完全新的設計一般要求很多舊的以及被建立起來的方法來推動。這并不容易因為很多人堅持舊的想法,技術和態(tài)度。設計工程師要不斷尋找方法,以改善現有的產品,并且決定哪些舊的、已被證明的概念須要采納,哪些新的、未曾嘗試的想法應該被包刮進來。在那些新設計的優(yōu)勢特性可以被享有之前,新設計一般有缺陷或者一些未預見的缺點。因此,有機會,提供優(yōu)異的產品,但只有在較高的風險下。應該強調指出,如果一個設計并不需要激進的新方法,這種方法不應適用而僅僅是為了改變。在設計的開始階段,創(chuàng)造性應該被提倡而沒有許多限制條件。 即使很多不實用的想法可能出現,在穩(wěn)定的細節(jié)生產被要求之前,這些在設計早期通常是容易消除的。以這種方法,富創(chuàng)新精神的想法不被抑制。 經常,不止一種設計被提出,甚至到他們可能對彼此被進行比較的方面。 這是完全可能的:最終被接受的設計將可能使用被拒絕的設計之中的一個想法。心理學家經常談論努力使他們操作的那些機器適合人。努力使機器適應人基本上是工程師的責任。這不是一項容易的任務,因為真的沒有人能夠把某一個生產尺寸加工到最優(yōu)化的程度。另一個要點是:一位設計工程師必須能把想法傳達給其他人,當他們的想法可以被采納時。 把設計思想傳達給其它人是最后環(huán)節(jié),也是在設計過程里的至關重要的步驟。無疑很多重要的設計,發(fā)明和有創(chuàng)造性的作品被人們所不認同,僅僅是因為那些創(chuàng)始人不能或者不愿意對其它人解釋他們的成就。 贈送是一個出售的工作。 當提出一個新的解決方案,管理或者監(jiān)督的人的方法時,工程師, 正試圖出售或者向他們證明這個解決辦法是更好的。 除非這能被成功操作,否則關于獲得這個解決辦法所花費的時間和努力基本上是浪費的?;旧?,那里只有我們可用的3個通信手段。 它們是寫,口頭,以及圖表的形式。 因此成功的工程師將精通這3 種交際方式的能力。缺乏其中任何一個交際能力的一個技術人員就相當于嚴重殘疾。如果全部3個交際能力都缺乏的話,沒有人知道此人是多么有能力!有能力的工程師不應該害怕推薦自己不成功的可能性。實際上,偶然的失敗應該被期望,因為失敗或者批評好像伴隨每個真的有創(chuàng)造性的想法。 有許多都是從失敗中獲悉,巨大收獲都是從那些冒險獲得的。歸根到底,真正的失敗將在于根本不會做推薦自己。 為了有效地交流,下列問題必須被回答:(1)這設計真的能服務人需要嗎? (2)它將與現有的競爭公司的產品競爭嗎? (3)獲益是實惠的嗎? (4)它能被比較容易的保持嗎? (5)它將能被出售并且贏利嗎? 只有時間能提供上述問題的正確的答案,但是產品應該被設計,只用最初肯定的答案生產并且銷售。設計工程師也必須通過使用細節(jié)和裝配圖多溝通定稿設計到生產。經常,一個問題將在生產的循環(huán)期間產生。這可能是在一個部分的定尺寸或者加工過程中所要求一次交換,以便它能夠被更容易生產。這在被設計工程師批準的工程變化的種類方面下降,以便產品功能將不被相反影響。 在其他情況里,在設計過程中的一種缺陷可能在裝運之前的裝配或檢測測試期間出現。工程設計是一個系統(tǒng)的過程,其中的解決方案是為了滿足人類需要而得到的。進程是不同的復雜性的問題(需求)的應用。例如,機械工程師,將利用設計過程中,以找到一個有效率的方式轉換成往復運動,在一個內部內燃機以圓周運動來驅動列車;電氣工程師在使用過程中,以設計電動發(fā)電機系統(tǒng)使用,水位下降為能源;材料工程師使用過程中,以設計燒蝕材料,使宇航員平安返回地球的大氣層。在今天的高科技社會,絕大多數的復雜問題賴以解決的方案不僅僅取決于單一的工程學科,而且還取決于團隊的工程師,科學家,環(huán)境學家,經濟學家,社會學家,法律人員。解決方案不僅取決于適當技術的應用而且還取決于公眾情緒,政府規(guī)章和政治影響力。作為工程師,我們有權與技術專家發(fā)展和改進新的產品和系統(tǒng),但同時我們必須意識到我們行動的影響:對社會和環(huán)境的總體工作,認真對待最好的解決辦法,鑒于對所有的相關因素。 設計是經過工程教育的過程,這是區(qū)別其他工程專業(yè)的顯著的特點。它的一個正式的定義是:工程設計是有工程與技術評審委員會( AENT )的指引下建立的 。 AENT委派的課程,在工程學校和源于其成員來自各工程專業(yè)社團。各派駐課程已有一套完善的設計部分,其中屬于ABEN的指引。該AENT聲明,對設計內容如下: 工程設計是,制訂一個系統(tǒng),組件的過程,以應付預期的需求。同時它也是一個決策過程(通常迭代) ,其中基礎科學,數學,科學和工程科學的應用轉換成資源,以最大限度地滿足目標。其中基本要素的設計過程中,是設立目標和標準,合成,分析,構造,測試和評價。工程設計組成的一個課程必須具有以下大部分特點:發(fā)展學生的創(chuàng)造力,利用不限名額問題,開發(fā)和利用現代設計理論的方法,配方設計問題,報表和規(guī)格,考慮其他的解決辦法,可行性的考慮,生產進程,并行工程設計,以及詳細的系統(tǒng)說明。此外,它必須包括各種現實的制約因素,如經濟因素,安全性,可靠性,美學,倫理學和社會的影響。關于最近二十世紀下半葉,其最大的特點,那就是:我們處在一個資訊爆炸時代??砂l(fā)現的數據量大部分的科目是壓倒性的。在上級的大多數組織的人們已經幫助凝聚在他們必須讀,聽,或看的大部分的事情。當你開始尋找資料,準備以瀏覽你的許多消息來源,并記錄其位置,如果有日期就能方便你能夠輕松的找到。一些消息的來源也可以包括以下幾個方面: 1、飛離解決方案。在某些情況下,根據具體需要從目前的現狀解決辦法,如果實際的產品可以研究,購買詳細的分析,我們可以從中學到很多東西。一種改進的解決辦法或是一個嶄新的解決方案均不能被找到,除非現有的解決方案是徹底的了解。 2、你的圖書館。許多大學有課程,教你如何使用你的圖書館。此類課程的目的是很容易當你比較他們與那些在化學和微積分,但其重要性是不可低估的。在圖書館有許多來源,這些來源可以把你帶到你想要尋找的資料。你可以找到你所需要的一個指標,如工程索引。還有很多其他的指標,提供專門的信息。你的問題的性質,將直接哪些是可以幫助你。不要再猶豫向館員請求幫助。你應該使用,以圖書館建立的電腦數據庫,而且往往可以通過光盤技術。 3、專業(yè)組織。美國機械工程師學會是一個技術性的社會,這將是學生感興趣的主修機械工程。在你的大學里,每項重大的項目往往都是幾個社團一起協(xié)助的而不是一個。國家專業(yè)工程師協(xié)會,是一個大多數工程系學生都想加入的組織,以及技術協(xié)會如社會制造工程師,美國土木工程師協(xié)會(ASCE ) ,或任何一個幾十項服務技術東道國的利益的組織,專業(yè)與專業(yè)的做法似乎有最密切聯系在一起的。 5月工程師協(xié)會成員也是其它幾個社團和協(xié)會的成員。 4、貿易雜志。公布這些數據是由數百個團體,這些團體通常是專門從事某些類別的產品和服務。金錢和經濟學是工程設計與決策的一部分。我們生活在一個基于經濟及競爭的社會中。毫無疑問確實有很多好的想法從來沒有得到通過,是因為他們被認為在經濟上不可行。我們大部分人已經意識到我們日常生活的這種狀況。我們開始與我們的父母解釋為什么我們不能有我們所希望的一些項目,因為它的成本太高了。同樣,我們將不會把一些非常可取的成分融入我們的設計中,因為價值上漲將不會獲得足夠的利潤,相對于其成本。 工業(yè)正不斷尋求所有種類的新的產品。有些是可取的,因為在市場上目前的產品不能與之相互競爭。而其它的都試圖簡單,因為在它看來,人們會購買他們。制造商怎么知道一個新的產品將受歡迎呢?他們很少確定。在市場分析中統(tǒng)計是一項重要的考慮因素。你們中的大部分人會發(fā)覺:概率統(tǒng)計是一個不可分割的組成部分,在你所選擇的工程課程中。該技術在本領域的數學,使我們作出的推論:對如何大群體的人的反應的基礎上的反應數。
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