机械结构设计心得

机械结构设计心得
机械结构设计心得

简介:学机械,结构设计,要经历过多少错误,走过多少弯路,不断从中总结经验,才能按照客户的要求设计出满意的产品,甚至成为这一行的大师。是的,经验对于我们个人的设计之路是一笔宝贵的财富,不管

学机械,结构设计,要经历过多少错误,走过多少弯路,不断从中总结经验,才能按照客户的要求设计出满意的产品,甚至成为这一行的大师。是的,经验对于我们个人的设计之路是一笔宝贵的财富,不管是自己的经验,还是别人的经验,都不可忽视。下面,小编就将跟各位一起分享以为设计老鸟的设计心得。

1 拜模仿为师,从模仿中学习,不断提高

通常的设计,80-90%都是对已有的技术进行模仿、综合后搞出来的。充分利用他人的经验和过去的经验,使之为自己服务,不断进步。

2 对设计要迷恋不舍

设计人员要有美学观,安稳观,能区分产品美与不美,安定与不安定。其次设计人员要为用户设身处地着想,站在用户立场上体验。信心来自对设计的迷恋,像迷恋情人那样迷恋设计,使出全部精力和才华,这就是信心的基础,也是征服用户,为用户喜欢的奥妙所在。

3 形状和结构产生于力

机器产品都在负载下工作,以最弱部分的强度为依据进行设计,查清受载情况,以受力分析为靠山。(在电子设备产品设计中:塑料件以刚度校核为主、金属件以强度校核为主)。

4 图纸比理论重要,事实又比图纸重要

设计者必需用设计好的图纸来表达思想,图纸合理地处理了理论和工程问题,这就是图纸重于理论的意思;实际是设计人员的源泉,当听到不能按照图纸制造或用户意见时,应该认真对待,切忌草率。

5 使用后才能更深理解

厂内试验合格,实际使用中还会发生问题,因为用户现场的条件和制造厂的条件不同;工人不一定已经掌握了操作要领,维护保养不方便。所以设计不要只满足于当初的目标和要求,在使用现场搜集情况,发现各种问题,改进设计,保证产品质量,使生产保持正常,降低成本,降低消耗。

6 不要一味追求高精度

装配中因误差大而不能正常装配,往往是加工车间和设计部门之间扯皮、埋怨的根源,于是设计人员缩小公差范围。产品的成本是按精度的几何级数上升的,设计者笔头上稍微疏忽,成本可能直线上升。几个符合精度的零件不一定能装起来,这是尺寸链问题。在尺寸链的某一环节留出调整位置,装配后临时加工,就能达到装配目的,不一定把精度定得很严。搞设计要做到产品使用可靠,操作方便,制造容易,维护简单。要做到这些,需要刻苦锻炼,努力学习,决非一日之功。

7 多用标准零件、通用零件

机械制造业已经越来越专业化,要想什么都靠自己工厂制造,这是既不经济又是过时的思想。搞一个新产品的设计,应尽可能的采用通用零件和标准零件,这样做既能缩短生产周期,也便于互换和降低成本。随着工业的不断发展,专业化也必然会大力发展,设计人员应该了解专业化的发展,熟悉市场能提供的通用零件、标准零件和其它组件,以便正确选用。

8避免华而不实,防止故步自封

设计上的华而不实和故步自封对开展设计工作都是有害的,前者容易发生在年轻的设计人员身上,后者则易出自老设计人员。无视现实的制约,如交货期、成本、材料供应、设备

能力以及加工装配、检修能力等等,一味按自己的想法搞设计,成功的希望很小,初出茅庐的设计人员都有一股初生牛犊不怕虎的活力,巴不得再插上翅膀自由飞翔,这是好的,是锐气,应该保持和发扬,但应该正视现实,避免华而不实,避免浪费精力和浪费时间。而有经验的人则不能拜倒在过去经验的脚下,以致没有勇气再去冒风险,停步不前。技术在不断进步,产品的竞争在不断进行,需要设计人员不停的探索,不断的设计出好产品。事物在变化,过去曾经是阻止前进的障碍,可能已经变成可以利用的条件,防止故步自封的关键在于学习,这一点设计人员必须牢记在心,活到老,学到老。过去的经验是可贵的,可贵在是用自己的进取心去获得的,进取心是事业上披荆站棘、勇往直前的宝剑,宝剑应该永远放谢光芒。

9 有一就有三

俗话说:有一就有三。产品出了毛病,又处理得不周密,往往会发生有一就有三的情况。当问题出现的时候,不去周密调查,深入分析,而是主观臆断,错误处理,这样就会导致一而再、再而三的出问题。设计是生产的根据,产品要经过试制来考验设计和检验一切生产准备工作,使生产顺利进行,如果生产常发生变动,则生产周期、产品质量、制造成本都会受到大的影响,而生产的变动受设计的影响较大,因此要把改动设计限制在最低限度,并且要改也要果断、迅速而周密,对问题应有先见之明,消灭事故于未然。综上所述,对问题不能掉以轻心,切忌马虎,必须找到问题的根源。

10 问题容易出在疏忽了的地方

生活和工作的经验启示我们,故障和毛病常常在人们没有想到的地方冒出来,凡经过周密考虑过的,一般不会出什么问题,例如机械的强度计算,老是对某一部分的安全深思熟虑,怕它出问题,反倒不出问题,而恰恰在没有想到的地方拉起了“警报”,事后分析始觉“警报”拉得有理,果然忽略了那里的受力分析。造成这种原因是疏忽大意在作怪,设计中发现薄弱环节时,要抓住它、解决它,这是一种能力,需要培养。高级的设计人员一般都能做到这一点。每一个设计者从一开始搞设计就应该保持一丝不苟、严格要求,坚持不懈的作风,久而久之一定会练就一身敏捷、利落的好本事。

11 继承性是设计的快捷方式

设计分两种,一种是没有经验可循的全新设计,另一种是利用数据或经验进行的设计,通常说的设计是继承性设计。一张图纸要经过很多考验,越经过考验的图纸越有价值,图纸上专有更改的纪录,它表示一个零件乃至一个产品在实践中走过的脚印,可以反映出诸如结构、材料、尺寸、公差、加工、测量装配、试验等的变迁和问题,这是设计中极其珍贵的资料,有心人一定会珍惜这种经验,有效地利用它,作为新产品设计的经验和资料。

12迟到的图纸等于废纸

设计者应特别关心产品的交货期。交货期为什么重要呢?

(1)厂家要使自己的生产进度尽可能满足用户的要求,而产品设计又是整个生产进程中,举足轻重的一环。

(2)产品的使用周期日益缩短,为了保持领先,就应加快技术更新的速度。

(3)生产是否有节奏,对产品质量和成本有影响。图纸迟了,生产上就得搞突击,草率交货,特别是出厂前产品的检查、实验不充分,使得产品常常发生意想不到的问题,招致用户不满和不信任。

(4)出图迟是造成实物和图纸相矛盾的主要原因。生产上为了赶进度,拿不到正式图纸加工产品,难免和图纸不符。

另外,设计和其它工作不同,它是一种设想性、思维推敲性的工作,并不一定能严格按照预先的进度进行,但又必须按进度进行,这就需要平时多准备,多积累,养兵千日,用兵一时,还应采取一些节约设计时间的措施,如用白图或尺寸表格等。常常新的设计被束之高阁,这都是错过了时机的结果。

现在有PERT(programeval_ruationandReviewTechnique即设计工作量的估算和审定技术)的关于设计出图或交货日期的有效管理法,设计人员应尽快掌握。

13不懂的地方先保持原状

设计产品时往往要参考别的厂出的产品或资料,常有一些疑问,例如:“为什么这里要这样设计”,或者“改动一下反而更好”等等,但是改了以后,不是加工工艺性不好,就是易出故障,到了这一部已经晚了。出现这些问题都是缺乏经验和资料不足造成的,而经验和资料不是呼之即来,要靠积累。凡是对仿照的东西觉得可疑的地方,但又拿不准问题之所在,为了防止画虎不成反类犬,最好先不要动它,等以后再来研究。我们不可能预想到所有的问题,因此要尊重前人积累起来的经验。

14 有效地利用原来的设计

要想修改一个他人的设计,务必先要了解该设计的思想和原则,不要轻率地作大幅度改动,也不要草率地东改改、西改改,这样往往是弄巧成拙。更该设计,如果达不到20~35%的效益,就不要去改它。只有5~6%的效益,恐怕只能补偿更改设计所花的资金。更改设计,还应顾及成品、半成品的情况,尽可能利用。更改设计一定有更改的理由,但还是应想到改动后对生产的影响、和可能出现的新矛盾。有时发现原来的设计原则是错误的,非彻底改动不可,这时设计的领导人责任重大,是推到重来还是姑息迁就,要统观全局当机立断。

浅析光学显微镜机械结构设计

浅析光学显微镜机械结构设计 发表时间:2019-04-28T09:29:27.077Z 来源:《基层建设》2019年第6期作者:朱濛1 陈振波2 孔欢3 王鹏程4 姚新科5 [导读] 摘要:光学显微镜(Optical Microscope,简写OM)是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息的光学仪器。 1、南京工程学院电力工程学院 21167; 2、南京工程学院机械工程学院 21167; 3、南京工程学院电力工程学院 21167; 4、南京工程学院建筑工程学院 21167; 5、南京工程学院自动化学院 21167 摘要:光学显微镜(Optical Microscope,简写OM)是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息的光学仪器。光学显微镜的使用范围非常的广泛,发展至今,也衍生出了非常多的类型,本文结合光学显微镜的结构组成,从人体工程视角探索光学显微镜的机械结构设计,从使用的安全性、科学性、可靠性的角度分析了光学显微镜的机械结构设计的规范和标准。 关键词:光学显微镜;机械结构;人体工程学 光学显微镜的结构主要有光学结构和机械结构组成,机械结构的部分不仅能对光学结构有很好的固定作用,还起着关键性的调节作用,机械结构能够发挥光学系统的最大功效,辅助光学系统完成相关的显微镜观察工作。光学显微镜的机械结构的部分主要在载物台、物镜转换器以及调焦装置等,这些机械结构的设计不仅要遵循基本的机械结构设计原则,还要保证在光学显微镜中的具体的光学操作,除此之外,设计的原则还要迎合人体操作的需求,使得光学显微镜的机械结构更加的吻合人体工程学的设计要求,使得光学显微镜使用更加的舒适方便。 一、光学显微镜的基本构造 对于光学显微镜的机械设计,我们首先要了解光学显微镜的构造组成部分,而且还要知道这些零部件的作用,只有熟知了这些零部件的作用和使用规范,我们才能更加合理的设计光学显微镜的机械结构部分,光学显微镜一般是由载物台、聚光照明系统、物镜,目镜和调焦机构组成。载物台的作用是放置被观察的物体,使用调焦旋钮来驱动调焦机构能完成对载物台的调节工作。聚光灯照明系统由聚光灯和光源组成,聚光灯的作用能够让光更多的聚集到被观察的部位。物镜距离载物台比较近,是第一级的放大装置。目镜则是于人眼靠近的第二级放大镜头。 这三部分是光学显微镜的重要组成部分,构成了光学显微镜的主要工作原理。 那么机械装置有哪些呢?一般光学显微镜的机械装置有镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换器、与调焦装置。这些机械装置的主要作用是固定和调节光学镜头,调节标本的位置等。其中镜座是支撑整个显微镜的装置,而镜臂则用来支撑精通和载物台。 二、基于人体工程学的光学显微镜的机械结构设计 人体工程学的设计原理主要是考虑到人体结构和机械结构尺寸,并且综合考虑到人们劳动、工作效果、工作效能等方面,利用系统工程、控制理论、统计学的原理设计出一系列的设计方法。具体到光学显微镜的机械结构设计中,我们就要考虑到人们的身体尺寸和应用习惯,首先我们从有关部分获得了我国成年人的人体部分尺寸的表格(表-1),以此为根据设计光学显微镜结构部分。 1、载物台的设计 从上面的介绍中我们知道,载物台的作用是用来放置被观察物体的,并且式样能够在载物台上自由的移动,以获取最佳的观察效果。一般的移动范围是30mm*70mm和50mm*70mm,主要的设计标准就是,载物台距离工作底面的距离于载物台和人体的水平距离,分别设为B1和B2,考虑到人在调节使用载物台的过程中的行为习惯,得出计算式。 其中y1和y2分别衣着修正指数和身体活动余量修正。同理得出B2的表达式。经过计算得出: B1=307~357mm B2=301~348mm 2、调焦机构设计 调焦机构用于调节光学结构以便于观察人员获取最佳的成像效果,调焦的动作主要包括了上下移动和粗微调节机构,如何合理的设计能够使得人在调焦的过程中更加的舒适和便捷。首先是调焦旋钮的位置,在具体的使用过程中,显微镜是放在工作台上的,我们无法获取具体的使用高度和姿势,所以我们只能将人体的上身活动分为三个维度的多个不同程度的拆解动作,分别为手肘在X、Y、Z轴上的旋转方向,并在matlab的环境下运行得出,人体的手臂舒适度域: 为了适应大多数人的使用习惯,我们从95百分位这一阶段的数据为设计的参考点,确定出调焦按钮的最佳设计尺寸,从而确定调焦按钮在光学显微镜中的位置。其次是调焦按钮的外形和尺寸,旋钮的截面形状对于人手的握持方式有着一定的影响,当旋钮和手掌的接触面积越大的时候,人手的贴合的程度越好,那么使用的手感就越好,但是太大了会让人手在长期的握持中增加疲劳感,所以对于旋钮的直径设计要求为。旋钮的直径设计保持在35mm-75mm之间,厚度的大小在20mm-50mm范围内波动。最后是旋钮的扭矩M,扭矩的大小设计也非常的重要,太大了会使握持不舒服,太小的话又不利于调焦的准确,由于人类的手部关节的操作力范围为12N-18N,根据人体工程学的计算方法得出M的大小为: 除了基本的形态和尺寸设计,我们还要考虑到载物台移动过程中的摩擦力设计,太小的摩擦力会让调节过程难以掌握精确度,阻力太大的话会增加人使用的机体劳累,所以适当的摩擦力设计也是机械结构设计中需要考虑的内容。 3、物镜转换器的设计 物镜转换器是迅速切换物镜的机械装置,有内定位和外定位两种,转换器的设计直接影响了成像的质量,根据人体工程学的原理,内定位型的转换器比较能够减轻操作的负担,同时还能节省操作台的空间,所以很多光学显微镜的采用内定位转换器,其设计也非常的满足心理学和生理学的设计要求。 结语 本文通过对光学显微镜的主要结构做了介绍,并对光学显微镜的机械部分的功能做了相应的阐述,利用人体工程学的设计理论,对光学显微镜的机械结构部分作出了具体的设计标准的研究,是符合我国当前光学显微镜制造标准的。 参考文献: [1]史红伟,石要武,杨爽等.光学显微镜自动调焦指导函数的评价与选择[J].计算机辅助设计与图形学学报,2013,25(2):235-24

机械结构设计的方法和基本要求

机械结构设计的方法和基本要求 摘要:随着现代机械制造业的快速发展,对机械产品质量也提出更高的要求。 从现行大多机械设备设计情况看,更注重以自动化、轻量化、精密型以及高效型 等为设计方向。但也有部分设备运行中在噪声、振动问题上较为严重,不仅影响 设备综合性能的发挥,也容易对操作人员带来一定的伤害。通过实践研究发现, 将动态设计方法引入其中,对提升机械结构设计水平可起到明显作用。 关键词:机械结构设计;方法;要求 引言 机械结构设计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。 1机械零件结构工艺性分析的重要性 日常生产中,在对机器零件进行设计时,要求其结构不仅具体满足使用条件,而且要求结构的工艺性能良好,即具有很强的可行性和经济性。只有满足机械结 构设计的工艺性,才能保障生产地顺利进行,还具有零件装载完整、成本消耗少 等优点,能在市场竞争中处于优势地位。因此机器零件的结构工艺性设计是进行 机械设计的关键,其涉及面广、综合性强,值得深入研究。 此外,重视对机械零件的结构工艺性进行分析,可以促进机械加工工艺过程 合理化,减少工作量,提高工作效率。具体来讲,应该做好以下几方面工作:1)认真分析机械零件的结构对机械零件(尤其是复杂零件)的结构进行分析时,首 先要通过对图纸的详细分析,弄清各零件在产品中的装配关系和作用,再对该零 件指数(包括形状、尺寸等)和性质(如粗糙度等)进行详细分析;2)认真分 析零件加工工艺性在对机械零件的结构进行了详细、认真分析的基础上,搞清楚 各形状和尺寸的设计基准,分析个表面工艺性,检查各加工面设计基准与定位基 准是否重合,避免基准链换算而增加计算工作量。 2.机械结构设计常见问题分析 2.1机械结构在温度变化较大时,会产生较大的尺寸变化 较长零部件或者机械结构在温度变化较大时,会产生较大的尺寸变化,在设 计时应考虑温度变化产生的自由伸缩空间,如可以采用能够自由移动的支座、自 由胀缩的管道结构等。 2.2滑动轴承采用接触式密封结构 由于滑动轴承比滚动轴承的间隙大,而且滑动轴承发生一些磨损后,轴心产 生相应的移动,因此滑动轴承宜采用接触式密封结构。 2.3同一轴上布置两个键时,根据不同的键类型,选择不同的结构方式 半圆键是靠侧面传力的,由于键槽较深,若在同一个横剖面内采用对称布置 两个半圆键,将严重削弱轴的强度,最好将两个半圆键设计在同一轴向母线上, 平键两侧是工作面,上表面与轮毂键槽底面间有间隙,工作时靠轴槽、键及毂槽 的侧面受挤压来传递转矩,不能实现轴上零件的轴向固定,靠上下面压紧产生承 受载荷,连接处的偏压也承受载荷。 2.4对于带传动、链传动错误的结构设计 带传动结构设计时,由于紧边下垂较小,而松边下垂较大,应使紧边在下,

浅谈机械结构方案的创新设计全解

浅谈机械结构方案的创新设计 于超 (西京学院机械工程学院,机制1207) [摘要] 机械结构设计指零件的结构形状及零件间的联接关系的设计。是机械设计的主要组成部分,是涉及问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段。在这些具体化的过程中需要考虑材料的力学性能、零部件的功能、工作条件、加工工艺、装配、使用、成本、安全、环保等各种因素的影响。结构设计不是简单重复的操作性工作,而是创造性工作。丰富知识是从事结构设计工作的前提,巧妙构形组合是结构创造性设计的核心。 [关键词] 机械;机构;构型;创新;设计 结构中所有零部件的形状、尺寸、位置、数量、材料、热处理方式和表面状况所确定的结构除应能够实现原理方案所规定的动作要求外还应能满足设计对结构的强度、刚度、精度、稳定性、工艺性、寿命、可靠性等方面的要求。机械结构设计的重要特征之一是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。机械结构设计的任务是在众多的可行结构方案中寻求较好的或最好的方案。找出所有的局部最优解并从中找出全局最优解得到最好的设计方案。这就需要发挥创造性思维方法的作用。结构方案的变异设计方法使设计者从一个已知的可行结构方案出发通过变换得到大量的可行方案。通过对这些方案中参数的优化可以使设计者得到多个局部最优解再通过对这些局部最优解的分析和比较就可以得到较优解或全局最优解。 1.结构方案的变异设计 目的是寻求满足设计要求的独立的设计方案以便对其进行参数优化设计变异设计的基本方法是首先通过对结构设计方案的分析得出一般结构设计方案中所包含的技术要素的构成。然后再分析每一个技术要素的取值范围通过对这些技术要素在各自的取值范围内的充分组合就可以 的联接和零件的材料及热处理方式。以下分别分析这几个技术要素的变异设计方法。 1.1功能面的变异 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。在这些表面中与其他零部件相接触的表面,与工作介质或被加工物体相接触的表面称为功能表面。 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设计的核心问题。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。描述功能表面的主要几何参数有表面的形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对这几个 可以得到多组构型方案。

关于机械结构设计中创新设计的研究

关于机械结构设计中创新设计的研究 发表时间:2019-09-11T17:28:28.750Z 来源:《基层建设》2019年第17期作者:黄志东 [导读] 摘要:在工业科技高速发展的今天,人们非常重视机械结构设计,对于国家来说,机械结构设计的创新程度可以反映国家的科技创造能力和工业发展水平;对于机械行业来说,只有不断促进创新,机械结构设计才能满足社会的需要。 广州市景泰科技有限公司 510663 摘要:在工业科技高速发展的今天,人们非常重视机械结构设计,对于国家来说,机械结构设计的创新程度可以反映国家的科技创造能力和工业发展水平;对于机械行业来说,只有不断促进创新,机械结构设计才能满足社会的需要。本文对机械结构设计中的创新设计进行探究。 关键词:机械结构设计;创新设计;优化设计;变元法 引言:创新是发展的不竭动力,而机械结构设计是一项非常有创造性的工作。因此,要求从事机械结构设计的工作者,应该具备有效的创新思维与意识,用于在日常的机械结构设计实践工作进行中,去努力创新机械结构的功能完善和用途适宜范围扩大,以达到设计优化最大值,从而为促进行业发展,实现强国之梦做出应有贡献力量。 一、机械结构设计的基本要求 功能设计方面。众所周知,机械制造的主要目的就是满足人们对于机械的功能需求对原材料进行加工并形成成品的一个过程。作为机械制造的初始阶段,机械的功能设计不仅要满足客户的实际需求,更要展现出创新性,要求设计的产品必须满足相关的机械工作原理,还要保证产品的稳定性、工艺力学以及材料力学和装配性能等相关因素的要求。 质量控制方面。机械在铸造的过程中不仅要考虑到功能的实现,更多的还要考虑到产品的最终质量。包括产品的精度、刚度以及结构力学等标准是否符合,针对会影响机械产品制造质量的因素进行分析。一方面,通过控制这些质量影响因素来控制机械产品的质量和性价比,有效保障其质量和经济性。另一方面,还要充分考虑到机械的操作便捷性、外观以及安全特性和节能环保等方面的内容。因产品的质量不仅是由施工工艺和材料来决定的,所以要做到全面的考虑。 优化与创新设计。随着机械制造业的不断发展,机械制造市场的竞争也愈发激烈。因此,机械产品结构的创新设计方式已经成为机械制造企业的有力竞争,在产品中引入创造性的思维和其他的学科技术,进一步应用于机械制造的优化设计和创新设计,有效的提高机械技术产品的竞争力。结构优化设计的前提是有大量的可能性方案,和优化空间,包括对机械产品的生产工艺、材料以及连接方式、尺寸形状等方面的优化和创新设计。 二、对机械结构设计创新的必要性 随着科技水平的飞速发展,机械制造企业产品同质化的现象非常严重,随着市场竞争加剧,机械制造产品要想占有更多的市场份额,必须对其功能与用途不断改进与完善,以独特的优势在市场中胜出竞争对象的产品,从而取得经济社会效益最大化。这也就要求我们从事机械设计的工作者,要花心思,下苦功夫,将工作重心放在对机械设计上,特别是机械结构设计,利用现代机械设计理念,不断创新方法,优化各种结构模块的组合,构建起满足整个产品系统需要的机械结构,与企业一道去赢得市场的竞争,这也是当下机械设计工作者的一项重要而迫切的工作任务。 三、机械创新性设计技术方法 机械创新设计推动了社会的工业化生产的发展,其创新设计的方法有:(1)类比法,是进行逻辑推理,找出需要思考研究事物和某一我们熟悉、与之有共同点的事物之间的相似点或不同点,在异中求同或同中求异中实现创新。(2)穷举法,是辅助的创新技法,把问题逐一列出,全面展开事物的细节,帮助人们明确创新的方向和目标。(3)集智法,是聚集不同知识结构、不同兴趣爱好、不同工作经历的人,一起来讨论方案、分析问题,从感觉和认识上的差异中形成智力互激、信息互补的氛围,进而有效的实现创新效果。(4)观察法,是用敏锐的眼光去看、用科学思维去想。人们对研究的对象进行仔细反复的观察,对其综合分析,对对象的本质和规律进行解释研究。(5)移植法,是把已有的研究成果引用渗透到其他领域中,进行变革、创新。(6)组合法,是有机的组合两种或两种以上的材料、产品、事物、技术等,使之产生新的成果或事物的创新技法。(7)还原法,是找到事物的原点,创新活动中各种问题的解决途径再从原点出发去寻找。(8)变元法,是用于机械产品结构设计的一种富有创造性内涵的新方法,是把替换或代换的方法用于我们的创新过程中,使思路获得更新,让研究不断深入。其进行产品结构设计时,必须首先确定该产品的一种基本结构方案,然后在此基础上开发出多种新的结构方案。 四、机械结构创新设计变元法 目前机械结构设计中使用最多的就是变元法,这种方法既科学又便利,在设计的过程中,可以通过变元法将可变的元素梳理的更加逻辑化,大大提高了机械创新的步伐。机械设计中最主要的环节就是结构设计,结构设计就是将一些机械式的原理通过图案的方式画在图纸上面的过程。变元法的适用范围非常广泛,在使用变元法设计设计创新产品时,必须先对设计的产品进行分析,然后选出最优的变元法方案进行设计创新。 4.1材料、数量变元 机械设计中所涉及的材料多种多样,材料不同,对于机械机构的加工工艺、零件规格的设定会有所不同。机械结构设计的创新从材料变元的角度可以制定不同的方案。比如,零件截面尺寸的变化,材料的刚度以及强度的改变等等。另外,机械产品结构中零件的轮廓线、轮廓面、工作面、加工面以至整个零件均可视为基本元素,可通过改变产品结构中基本元素的数量以实现产品结构的改变。 4.2位置、尺寸、形状变元 前面提到,机械产品的位置、尺寸以及形状设计是影响最终机械产品质量的最主要因素。针对产品结构设计中的各个元素的位置进行适当地调整和改变,以获得更加优化的设计。例如,机械产品的零件非常多,在安排零件的焊缝位置时,应对应中性轴或者靠近中性轴等位置,避免增大收缩力或者导致变形弯曲。另外,通过对机械设计的零件尺寸变元,对其角度、长度以及距离等因素进行调整,或者对机械构建和零件进行改变,以实现整个结构优化,最终设计出最佳的方案。此外,还可以通过改变机械的结构零件表面和整体形状、轮廓以及零件的规格、类型等内容来实现机械结构的整体创新优化效果,也是创新机械结构设计的途径之一。 4.3联接、工艺变元 构件的联接包括联接方法和联接结构两个部分。构件的联接方法包括螺纹联接、焊接、铆钉联接等等。联接的结构不同,对于机械结

最新整理机械结构设计基础知识复习过程

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。

《机械设计基础》答案.. ()()

《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)'

机械结构设计课程教学大纲

《机械结构设计》课程教学大纲 执笔人:陈建毅编撰日期:2009年8月30日 一、课程概述 《机械结构设计》是工业设计专业的职业核心课程(属于B类),它包括理论力学、材料力学和机械设计基础三部分内容。计划时数为68学时,本课程4学分。 通过本课程的学习,使学生掌握工程力学和机械设计有关的基本概念、基本理论和基本方法。会对物体进行正确的受力分析,会分析计算一些简单力学问题。培养学生对工程设计中的强度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念,必要的基础知识和比较熟练的计算能力、分析能力和初步的实验分析能力。使学生学会应用工程力学的基本理论和方法分析与解决机械工程中的一些简单实际问题。掌握一般机械中常用机构和通用零件的工作原理、性能特点,及其使用、维护的基础知识。掌握常用机构的基本理论和设计方法,常用零部件失效形式、设计准则和设计方法。在本课程的学习,注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。 教学对象:工业设计专业大二上学期的高职学生。 二、教学内容描述 教学内容分成两个模块:工程力学基础和机械设计基础。工程力学主要内容分为静力分析和强度分析;机械设计基础分为机械零件基础、常用机构、机械传动基础。 第一篇工程力学基础 第一章工程力学的基本概念 教学内容: 第一节工程力学与工业设计 第二节工程力学的研究对象与基本内容 第三节工程力学的基本概念 第四节静力学公理 第五节约束与约束反力 第六节分离体与受力图 教学要求:了解力与力系的基本概念,掌握静力学的基本公理和各种常见约束的性质,对简单的物体系统,能熟练地取分离体,画受力图。 第二章构件与产品的静力分析 教学内容: 第一节平面力系的简化与合成 第二节平面力系平衡问题的求解 第三节空间力系简介超静定的概念

关于机械结构设计常见问题的分析与探讨

关于机械结构设计常见问题的分析与探讨 摘要:机械产品应用于各行各业,机械结构设计的方法和要求也是千差万别,本文主要介绍了进行机械结构设计的设计准则,并且对在设计过程中一些常见问题进行了分析。 关键词:机械结构;设计;常见问题 1、前言 机械结构设计就是在整体设计的基础上,根据原理方案,确定并绘制具体结构图形,表现所要求的功能。是集思考、绘图、计算、实验于一体的设计过程,是机械设计过程中重要的工作阶段。在进行机械结构设计时,必须要了解从机器整体来看对结构的具体要求。 2、机械结构设计准则 2.1 实现预期功能的设计准则 设计产品的主要目的就是要实现预定功能,因此在进行机械结构设计时,首先要考虑的问题就是要实现预定功能。要满足功能要求,需注意以下问题: (1)明确功能要求 机械结构的参数尺寸和结构形状主要是根据其在机器中的功能以及和其它零部件之间的连接关系确定的。零部件主要的功能是传递运动和动力,还可以承受载荷,以及保证或保持相关部件的相对位置或运动轨迹等。机械结构设计时应该满足其从整体考虑的功能要求。 (2)功能合理配置 在进行机械产品设计时要根据不同的情况,将任务进行合理的分配,就是将一个功能分解成多个功能,每个功能要有一定的结构承担,以便整体功能的实现。同一功能由多结构承担可以减轻零件承受的负担,延长零件的使用寿命。例如,如果只靠螺栓的预紧力来承受横向载荷,就会造成螺栓的尺寸过大,增加抗剪元件,如果用销、键以及套同等均可以分担横向载荷来解决这一问题。 (3)功能集中 由一个零件或部件来承担多个功能,可以简化产品的结构,降低成本。而功能集中会使零件的形状更加复杂,但是设计时要根据具体情况来定,如果超过一定限度,会影响加工工艺,并且会增加加工成本。

浅谈机械结构设计中的创新设计辛荣

浅谈机械结构设计中的创新设计辛荣 发表时间:2019-09-19T14:20:12.997Z 来源:《中国西部科技》2019年第12期作者:辛荣 [导读] 工业对于国民经济起到重要的支撑作用。机械设备作为推动工业企业发展的关键,只有不断地实现机械结构创新,才能够使企业更为适应目前的市场竞争。本论文针对机械结构设计中的创新设计进行探究。 辛荣 广州市国光电子科技有限公司 摘要:工业对于国民经济起到重要的支撑作用。机械设备作为推动工业企业发展的关键,只有不断地实现机械结构创新,才能够使企业更为适应目前的市场竞争。本论文针对机械结构设计中的创新设计进行探究。 关键词:机械结构;创新;设计 企业要发展,就要不断地更新技术,基于创新设计而展开,加大机械结构设计力度,以适应竞争日益激烈的市场竞争,才能够推动工业企业快速发展。在进行机械结构设计时,总体设计确定下来之后,就要按照原理方案将设计结构图确定下来,然后对于机械机构的构建进行研究,包括构件的材料、构件的形状、构件的表面状况、尺寸以及允许公差范围都要有所确定,以作为后续加工工艺的基础,包括构件的刚度、强度以及精度,要根据所确定的构件标准确定规格。从实际应用的角度出发对机械机构进行设计,采用变元法实现机械结构创新,可以辅助机械设计优化。 1. 机械结构创新的意义 我国经过了70年的发展,在机械设备的制造能力方向已经取得了十分重大的突破,但是国内的机械制造能力依然是处于低端的层次,一些高端的机械制造还是依赖从国外进口,我国的传统制造业的产值约占我国经济发展产值的20%,跟一些西方国家之间有着比较大的差距。因此,增加我国的机械制造设计能力,提升我国的高端机械设计制造技术显得迫在眉睫,只有这样才能稳固我国的机械设计制造的产业分布。当前我国的大部分机械设计和制作企业都缺乏自主创新的能力,都依赖从一些发达的国家购买高端机械产品。国内企业对于生产高端的机械产品与国外对比存在很大差距,对于机械设计的结构研发上缺乏创新精神,很多的机械结构设计都是延续之前的老式样式,无法跟上现下国内所需技术生产的机械类产品,在后续的使用中给用户带来很大的问题困扰。 2. 机械结构设计创新的关键点研究 现有的机械结构设计需要考虑的因素有很多种,其中需要考虑的最重要的因素就是机械结构的防腐、耐磨和使用寿命问题,对于机械结构的防腐可以从机械制造的材料中进行研究,采用高防腐的材料进行生产或进行后续的一系列防腐后处理,针对部分特殊的关键零部件在设计及加工过程中考虑选择防腐性的材料或进行特殊处理。 防腐机械设计:在实际应用中的机械设备,当设备需要在极端的环境下工作,并且要求设备能够在恶劣环境工作中保持工作的稳定性,此时,则设备的防腐设计将会是设备能够正常运转的重要部分。 减少直接触碰金属材质:在机械进行设计的工作中对于一些同类的金属不能直接进行触碰,防止同类型金属因材料强度相同因碰撞产生裂痕或缺失。 对于现有的机械设计和制造,首先需要把机械设计的性能和功能作为最基本的因素考虑,先实现机械实际的本质化需求,根据相关的试验数据表明,圆柱式机械设计结构的应用仅次于球体式机械设计结构。 3. 机械结构设计中创新设计 我国机械结构设计的不断创新发展,推动着我国的传统制造业快速革新。新的机械结构设计和制作工艺出现了不断的创新,推动着我国的经济快速发展,例如近些年出现的各类3D打印机设备,正因为机械结构设计的创新,各类不同的3D打印设备在不同的领域被广泛应用,这种技术从无到有就是一种创新,而这种结构的创新不仅仅是这类结构的创新,因为3D打印的创新也带动了各行各业的个性化创新,因此机械结构的创新迫在眉睫。机械的几个设计和创新是现代机械设计和制作转型的头等大事,只有改变机械设计的空间形态,增加机械设计和制造的多样性,提升机械设计的实用性能,淘汰效率功能低下的机械结构,只有这样才能创新出更多、更强大的机械装备。 1零件尺寸变元 尺寸变元是通过改变元器件的形状,也就是长宽高三个参数的变化。比如,冷冲压压弯曲技术,该技术充分利用了材料的延展性和材料弹性,冷冲压前需要对进行一系列的动作使材料变形,同时结合相关的参数,只有这样才能使得材料在变元后充分发挥作用。 2衔接变元 结构中的连接件在设备中以螺丝、轴、齿轮等各种形式存在。各机械零部件都是相互依存,不可缺少的。因此在进行机械结构设计时除了研究零部件自身的功能及特征外,还需要充分考虑零件之间的连接部分,连接的方式可分为直连部分与间连部分。只要两个零部件直接装配,称为直连。多个零部件之间互相装配,称为间连。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。 3材料的变元 材料的变元是指材料在不同的加工方式中得到具有不同材料性能的最终零部件产品,例如钢在不同的加工环境下可以得到特性不同的马氏体和奥氏体。而在机械结构设计方面,设计人员也需要考虑不同材料之间的力学性能、加工性能、使用成本等诸多信息,使得最终的机械结构工作接近理想状态。结构设计材料如: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,因此对于需要热处理加工的零件,在进行结构设计时的要求有:零件的几何形状应力求简单、对称,理想的形状为球形等。 4. 机械结构创新的评价与优化 结构设计方案一般采用模糊综合评分的方式进行评定,我们需要从结构方案的技术先进性、社会效益、经济指标、安全性能等方面来综合评定。例如在机械结构中,转盘的结构是一个比较常见的结构,我们在对不仅要对齿轮传动和滚动轴承进行流体与润滑的分析,还要对这些零件进行装配的密封性能的分析,这样才能完善最后的转盘结构。 机械的结构设计内容一直是机械设计的重点和难点,机械的结构、机械的性能和实用性有着千丝万缕的联系,只有完善机械的结构设计才能提升机械的设计和制作水平。近些年我国在传统机械制造中虽取得了一定的成绩,但整体成长的速度依然缓慢,而类似美国、德国

《机械设计基础》试题及答案讲解学习

《机械设计基础》试 题及答案

机械设计基础 一.填空题: 1 .凸轮主要由(凸轮),(从动件)和 ( 机架 )三个基本构件组成。 2 .凸轮机构从动件的形式有由(尖顶)从动件,( 滚子)从动件和(平底)从动件。 3 .按凸轮的形状可分为(盘型)凸轮、(移动)凸轮、(圆柱)凸轮、(曲面) 4. 常用的间歇运动机构有(棘轮)机构,(槽轮)机构,(凸轮间歇)机构和 ( 不完全齿 ) 机构等几种。 5 螺纹的旋向有(左旋)和(右旋); 牙形有 ( 三角形 ). ( 梯形 ). ( 矩形 ). ( 锯齿形 ) 6.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是:两齿轮的(法面模数)和 (法面压力 角)都相等,齿轮的(螺旋)相等(旋向)_相反 7 已知一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=150, b=500, c=300, d=400,当取c 杆为机架时,它为(曲柄摇杆)机构;当取d杆为机架时,则为(双摇杆)机构。 8 平面连杆机构当行程速比K(>1 )时,机构就具有急回特性。 9 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是:当为(曲柄)主动件(曲柄与机架)共线时。 13 螺纹联接的基本类型有(螺栓联接)、(双头螺柱联接)、(螺钉联接)、(紧定螺钉联接)四种。 14 轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为(定轴)轮系和(周转)轮系。 15 滚动轴承代号为62305/P5;各部分的含义是:“6”表示(沟球轴承);“23”表示(宽度系数);“05”表示(内径代号);P5表示(精度公差等级)。 16.螺纹的公称直径是指它的(大径),螺纹“M12X1.5左”的含义是(左旋细牙螺纹公称直径12 )。

机械设计的结构要素

机械设计的结构要素 一、机械结构件的结构要素与设计方法 1、1 结构件的几何要素 机械结构的功能主要就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。 零件的功能表面就是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计就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。 1、2 结构件之间的联接 在机器或机械中,任何零件都不就是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能与其它特征外,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与间接相关两类。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与运动相关两类。位置相关就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。运动相关就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,这就是靠床身导轨与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,如进行尺寸链与精度计算等。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。 1、3 结构设计据结构件的材料 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。

浅谈自动化立体仓库机械结构设计

浅谈自动化立体仓库机械结构设计 发表时间:2019-05-24T11:15:27.843Z 来源:《电力设备》2018年第32期作者:何文峰[导读] 摘要:在我国经济不断发展的环境下,机械加工的需求量在不断地增加。(广东昭信智能装备有限公司)摘要:在我国经济不断发展的环境下,机械加工的需求量在不断地增加。同时,在各行各业的发展趋势下,非标设备的应用越来越广泛。非标设备的设计要求也不断地提高,对设计人员的要求较高,不仅需要具备广泛的专业知识,还需要根据国家行业标准与规格对其进行合理的设计。同时,还需要根据非标设备的用途需求自行设计符合要求的非标设备。在机械加工行业中,非标设备的使用情况比较普 遍,因此,需要对其设计与加工进行深入的研究。故本文从技术难点及解决方案、工艺流程和主要机械结构与设计参数进行了深入的探讨。 前言 自动化立体仓库产生于二十世纪五十年代,是用自动化物料搬运设备进行货物出库和入库作业操作的仓库。设计了自动化立体仓库机械结构。对其系统工艺的流程分析,确定了设计方案以及设计参数,它主要由暂存架、堆栈轨道车、承载架、输送系统以及其它辅助设备构成,它主要传动方式为链条传动。自动化立体仓库已投入使用,效果良好。 一、技术难点及解决方案(1)有效降低噪音的措施采用运行平稳性高、传动噪音低的功能部件。比如:在输送区间的所有范围内,安装有非金属导向装置,输送辊采用非金属材料,这样,托盘的金属导轮在运输过程中,既避免了与金属材料接触而产生噪音,又保证了运行平稳、可靠。此外,链轮、传动轮和导向辊轮等运动部件,均采用非金属材料制作,为降低噪音提供了有力保障。(2)对环境污染物的有效防护由于生产工艺对厂房有较高的洁净度要求。因此设备设计中,采取技术措施,尽可能减少生产中对环境的附加污染。在动力传动部位下方,安装异物接收装置,对粉尘、油污等异物进行收集;采用集中的供气和排气方式,避免对环境造成二次污染。(3)减少冲击震动的措施选用导向平衡装置,采用伺服电机,安装直线运动导轨或导轮,配置缓冲器件,在地基与地面之间,安装防震垫等。所有这些措施,均会有效地降低设备运行中所产生的冲击震动。(4)堆栈车停位精度和重复精度在重量、高速、长距离运行条件、堆叠停车精度和可重复性的要求高、堆场车辆重量超过10吨,高于10米,停止精度在40米停止错误不超过2毫米长长的铁轨,同时根据生产的要求,必须达到最大速度在运行过程120米/分钟,必须保持稳定,光滑的,而且是可行的。在关键设备中,采用伺服电机驱动,直线导轨和导向轮导向结构,并对堆栈轨道车的位置进行精确控制。选用高精度元器件,确保设备停位快速、准确。 二、工艺流程立体仓库系统的主要工艺是:将前一级平面物流中承载产品的托盘存入到库中的承载架上,经过一段固定时间的工艺处理后将其取出,并放入到后面一级平面物流当中。立体仓库系统中主要对象为一个6层堆栈车,是一个可以完成在直线轨道上行使和升降动作,并且能够一次性对6个托盘完成存入和取出动作的物流移送设备。在自动运行时,平面物流通过提升机将承载产品的托盘送入6层入库暂存架,存满后向堆栈车发出取托盘请求信号,堆栈车接到请求信号后取暂存架托盘,然后将托盘存入某一列承载架上。当某一列承载架的托盘完成工艺处理后,堆栈车将其送入到6层出库暂存架当中,完成动作后会向后一级平面物流发出托盘准备好信号,这时平面物流就会通过出库提升机将出库暂存架上的托盘取走。立体仓库系统要求能够自动、快速、可靠和高效地完成所有的存取动作,对机械结构的设计以及精度都有较高的要求。因此,为了达到设计目的,一个可靠、稳定和灵巧的机械结构设计是必不可少的。 三、主要机械结构与设计参数(1)入库/出库 6层提升机设备由进料机构、垂直提升机构和机架3部分组成。进料机构包含长辊输送和动力传动部分。主要功能是将最多为6组的屏托组合,根据生产工艺要求,逐一将其输送到“入库6层堆栈机”或从“出库6层堆栈机”中取出。 1、设计参数。长辊输送:长辊85mm;最大输送速度:20m/min,变频调速;传动方式:链传动;长辊输送面平面度:±1.0mm;最大提升速度:40m/min;提升方式:链传动,设置导向装置和配平装置;停位点:6个;停位精度:±2.0mm。 2、安全防护措施。链传动处安装护板;提升区域的顶端和底端,安装安全单元;外部有透明防护板;上部安装检查及维修用的梯子、安全栏杆和平台。 3、架体结构。架体由铝型材联接和矩形管焊接组合而成,既轻巧、美观和平直,又保证架体的强度和刚度。(2)堆栈轨道车设备由地面轨道、行走机构、垂直提升机构、6层搬运系统、定位升降机构、换向机构和机架组成,主要实现屏托组合在“平面物流线”与“承载架”之间的存取功能,保证精确、通畅、稳定、快速和可靠;并完成与相关设备的信息交换任务。每次最多可同时存取6层屏托组合。 1、设计参数。行走输送:包胶轮300mm;输送动力:11.0kW,减速比:1/11,伺服电机;行走导向:铝型材导轨,导轮;提升动力:7.0kW,减速比:1/25,伺服电机;最大提升速度:15.7m/min;提升方式:链传动,设置导向装置和配平装置;停位点:2个;停位精度:±2.0mm;搬运动力:0.4kW,减速比:1/14,伺服电机;最大输送速度:45.4m/min;传动方式:齿轮齿条,直线导轨;定位升降动力:0.9kW,减速比:1/10;传动方式:蜗轮蜗杆,导杆,直线轴承。 2、架体结构。架体由铝型材联接和矩形管焊接组合而成,既轻巧、美观和平直,又保证架体的强度和刚度。提升区域的顶端和底端,安装安全单元;行走车体设置操作维修平台和安全护栏。(3)承载架

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