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關(guān)于機械 機械設(shè)計是一門通過設(shè)計新產(chǎn)品或者改進老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它涉及工程技術(shù)的各個領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品尺寸、形狀和詳細結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)思，還要研究產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的問題。設(shè)計人員或者機械設(shè)計工程師是指進行各種機械設(shè)計工作的人員。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的工作。他們不僅在工作上要有創(chuàng)造性，而且必須在機械制圖、運動學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機械制造工藝學(xué)等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識。 機械設(shè)計的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品 。只有當發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益給人類帶來好處。因而，應(yīng)該認識到在一個特定的產(chǎn)品進行設(shè)計之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。 機械裝置和其它組件組成了機器。它是一種用來轉(zhuǎn)換或傳遞能量的裝置，例如：發(fā)動機、蝸輪機、車輛、起重機、印刷機、洗衣機、照相機和攝影機等。許多原則和設(shè)計方法適用于機器和非機器的設(shè)計。術(shù)語中的“機械裝置設(shè)計” 的含義要比“機械設(shè)計”的含義更為廣泛一些，機械裝置設(shè)計包括機械設(shè)計。在分析運動及設(shè)計結(jié)構(gòu)時，要把產(chǎn)品外型以及以后的保養(yǎng)也要考慮在機械設(shè)計中。在機械工程領(lǐng)域中，以 及其它工程領(lǐng)域中，所有這些都需要機械設(shè)備，比如：開關(guān)、凸輪、閥門、船舶以及攪拌機等。一臺完整機器的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程。 任何產(chǎn)品在設(shè)計時第一步就是選擇產(chǎn)品每個部分的構(gòu)成材料。今天的設(shè)計師所使用許多的材料。非常重要的是對產(chǎn)品的功能，對它的外觀、材料的成本、制造的成本作出必要的選擇。對材料的特性必須事先作出仔細的評估。 仔細精確的計算是必要的，以確保設(shè)計的有效性。在任何失敗的情況下，最好知道在最初設(shè)計中有有缺陷的部件。計算（圖紙尺寸）檢查是非常重要的。一個小數(shù)點的位置放錯，就可以導(dǎo)致一個本可以完成的項目失 敗。設(shè)計工作的各個方面都應(yīng)該檢查和復(fù)查。 在直齒圓柱齒輪的受力分析，力假設(shè)在一個單一的平面。我們將學(xué)習(xí)力量有三個維度的齒輪。這樣做的原因，在斜齒輪的情況下，是牙軸不平行的旋轉(zhuǎn)。而在案件錐齒輪，轉(zhuǎn)動軸不平行于對方。也有其他的原因，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)的。斜齒輪用于傳遞平行軸之間的運動。螺旋角每個齒輪都一樣，但一個齒輪必須有一個右手螺旋和其他左手螺旋。齒的形狀是一個漸開線螺旋面。如果一塊本文在一個平行四邊形的形狀是纏繞氣瓶，角紙張的邊緣成為螺旋。如果我們解開本文，在角上各點邊緣生成漸開線曲線。表面獲得了在邊緣的每點生成漸 開線稱為漸開線。直齒圓柱齒輪輪齒的初始接觸是一路延伸到一條線的齒面。斜齒輪輪齒的初始接觸是一點，它的變化進線為齒接觸到更多的接觸。在齒輪接觸線平行于軸的轉(zhuǎn)動；在斜齒輪，線是斜對面齒面的。正是這種漸進式的牙齒和順利交接從一個齒的另一個負載，使斜齒輪傳遞能力在高速重載。螺旋齒輪受軸軸承徑向和推力負荷。當推力負荷變高或令人反感的其他的原因，它可能是可取的使用雙螺旋齒輪。雙螺旋齒輪（人字）相當于相反的兩個斜齒輪，安裝方在同一軸側(cè)。他們產(chǎn)生相反的軸向推力作用，這樣就消除了推力負荷。當兩個或兩個以上的單螺旋齒輪裝在同一 軸，齒輪的齒向應(yīng)選擇以便產(chǎn)生最小的軸向推力。交錯軸斜齒輪，或螺旋形的，是那些在其中軸中心線既不平行，也不相交。交錯軸斜齒有點害怕互相接觸，從而改變線接觸齒輪磨損。為因此他們將進行小的載荷和主要用于儀器應(yīng)用，是絕對不推薦使用傳輸功率。有一個交叉合力之間的差異加州齒輪和斜齒輪，直到他們被安裝在彼此嚙合。他們以同樣的方式制造。一對嚙合的交錯軸斜齒輪通常具有相同的手；那是，右手驅(qū)動跟右旋從動。在交錯軸斜齒輪的設(shè)計，最小的滑動速度時獲得螺旋角是相等的。然而，當螺旋角不相等，齒輪與大螺旋角應(yīng)使用如果兩個齒輪具有相同的驅(qū) 動程序手。蝸輪與交錯軸斜齒輪相似。小齒輪或蝸桿有少數(shù)齒，通常為一到四，由于它們完全纏繞在節(jié)它們被稱為螺紋氣缸。其配對齒輪稱為蝸輪，它是不是一個真正的螺旋齒輪。蝸桿和蝸輪是用來提供高角速度減少相交軸之間通常是在直角。蝸輪不是一個螺旋齒輪，因為它面對的是凹在擬合階蝸桿曲率為線接觸而不是點接觸。然而，蝸桿傳動的缺點是高的滑動速度在牙齒，正像交錯軸斜齒輪那樣。蝸桿傳動是單或雙包絡(luò)。單包圍機構(gòu)是一個齒輪環(huán)繞或部分包圍蝸輪 .然，一雙包絡(luò)蝸桿傳動。這兩者之間的重要區(qū)別是，接觸區(qū)的存在 雙圓弧齒輪的齒之間只有之間的線接觸單圓弧齒輪。蝸桿和蝸輪的一套具有相同的手正像交錯軸斜齒輪的螺旋角，但通常是完全不同的。在蝸桿的螺旋角一般都相當大，這對齒輪非常小。因此，它通常是指定在蝸桿的導(dǎo)角，這是蝸桿的螺旋角的補充，和螺旋角對齒輪；兩個角度平等軸角為 90 華氏度。。蝸輪與交錯軸斜齒輪相似。小齒輪或蝸桿有少數(shù)齒，通常為一到四，由于它們完全纏繞在節(jié)它們被稱為螺紋氣缸。其配對齒輪稱為蝸輪，它是不是一個真正的螺旋齒輪。蝸桿和蝸輪是用來提供高角速度減少相交軸之間通常是在直角。蝸輪不是一個螺旋齒輪，因為它面對的是凹在 擬合階蝸桿曲率為線接觸而不是點接觸。然而，蝸桿傳動的缺點是高的滑動速度在牙齒，正像交錯軸斜齒輪那樣。蝸桿傳動是單或雙包絡(luò)。單包圍機構(gòu)是一個齒輪環(huán)繞或部分包圍蝸輪 然，一雙包絡(luò)蝸桿傳動。這兩者之間的重要區(qū)別是，接觸區(qū)的存在雙圓弧齒輪的齒之間只有之間的線接觸單圓弧齒輪。蝸桿和蝸輪的一套具有相同的手正像交錯軸斜齒輪的螺旋角，但通常是完全不同的。在蝸桿的螺旋角一般都相當大，這對齒輪非常小。因此，它通常是指定在蝸桿的導(dǎo)角，這是蝸桿的螺旋角的補充，和螺旋角對齒輪；兩個角度平等軸角為 90 華氏度。 當齒輪是用來傳遞相交軸之間的運動，一些錐齒輪是必需的。雖然錐齒輪通常由軸角 90 度，他們可以為幾乎任何軸角產(chǎn)生。輪齒可以鑄，研磨，或產(chǎn)生的。只有牙齒產(chǎn)生可歸類為準確。在一個典型的錐安裝一個齒輪，齒輪常常裝于支承的外側(cè)。這意味著該軸偏轉(zhuǎn)可以更明顯，在接觸一個更大的影響牙齒。另一個困難，發(fā)生在錐齒輪的應(yīng)力預(yù)測牙齒，牙齒是錐形的是事實。它常常是可取的，在汽車有差別的應(yīng)用情況，有類似的傳動裝置，以錐齒輪，但隨著軸偏移。這種齒輪是所謂的準雙曲面齒輪，因為他們的瀝青表面更新?lián)Q代的革命。這種齒輪之間的齒行動是滾動 和滑動沿著一結(jié)合一條直線，有很多共同之處，與蝸輪齒輪。一個軸旋轉(zhuǎn)或靜止的部件，通常是圓形的橫截面，具有上安裝像齒輪，皮帶輪，飛輪，鏈輪曲柄，其他動力傳動元件。軸能夠承受彎曲，拉伸，壓縮，或扭轉(zhuǎn)載荷，單獨或組合與另一個。它們結(jié)合時，人們期望找到靜強度和疲勞是重要的設(shè)計考慮，因為一個單一的軸可以承受靜應(yīng)力，徹底扭轉(zhuǎn)，并一再強調(diào)，所有代理在同一時間。“軸”涵蓋了許多變化，如軸和主軸。曲柄連桿是一個軸，枯萎靜止或旋轉(zhuǎn)，也沒有受到扭轉(zhuǎn)負荷。一件襯衫轉(zhuǎn)軸是通常被稱為主軸。當橫向或扭轉(zhuǎn)變形軸必須保持關(guān)閉的限制，其尺寸應(yīng)根 據(jù)變形分析之前應(yīng)力。這樣做的原因是，如果軸是足夠的剛性，使撓曲不太大，很可能由此產(chǎn)生的應(yīng)力是安全的。但決不意味著設(shè)計者要假設(shè)他們是安全的；它幾乎是總是要計算他們讓他知道他們是在可接受的范圍內(nèi)。只要有可能，動力傳動元件，如齒輪或皮帶輪，應(yīng)是靠近配套軸承，這降低了彎矩，并因此，偏轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力。雖然米塞斯 德曼方法是很難使用的軸的設(shè)計，這可能是最接近實際的預(yù)測失敗。因此，它是一個很好的方式 外，還有相當數(shù)量的軸的設(shè)計問題，在這方面是很有限的考慮，如剛度，它 僅僅是必要的設(shè)計師發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)于圓角尺寸，熱處理，表面光潔度和否噴丸是必要的為了達到規(guī)定的壽命和可靠性。由于他們的功能相似，離合器和制動器的待遇在一起。在摩擦離合器或制動器的簡化動態(tài)表示，兩 各自的角速度 這可能是零在制動情況下，可以通過給相同的速度離合器或制動器?；频陌l(fā)生是因為兩個因素是運行在不同的速度和能量消耗在動，導(dǎo)致在一個溫度上升。在分析這些裝置的性能，我們將有興趣的驅(qū)動力，傳遞的扭矩，能量損失和溫度上升。所傳遞的扭矩是與驅(qū)動力，這摩擦系數(shù)，和離合器或制動器的幾何。這是問題在 靜態(tài)的，這將需要單獨研究為幾何構(gòu)型。然而，溫升與能量損失和研究可以不考慮制動器或離合器的類型，因為幾何的興趣是散熱面。 加工過程中有兩個方面的認識。低成本生產(chǎn)小組。為鑄造，鍛造和壓力加工，一個特定的形狀，每一個生產(chǎn)工件，即使是一個零件，幾乎都要花費成本高的處理。焊接依賴的結(jié)構(gòu)形狀，在很大程度上，取決于有效的在原材料的形式。在一般情況下，通過使用昂貴的設(shè)備沒有特殊的加工條件下，幾乎可以是任何類型的原料，機械加工將原材料加工成任意的結(jié)構(gòu)形狀，只要外部尺寸足夠大，它是可能的。因為生產(chǎn)一個零件，甚至當零件和結(jié)構(gòu)生產(chǎn)批 次的大小適合于原鑄造，鍛造或壓力加工來生產(chǎn)的，但通常更喜歡加工。嚴密的精度和良好的表面光潔度，機械加工的第二個目的是建立了高精度和表面光潔度的基礎(chǔ)上。許多地方，如果任何其他生產(chǎn)資料屬于大批量生產(chǎn)，良好的機械加工是一種耐受性低，能滿足要求的小批量生產(chǎn)生產(chǎn)。此外，在較粗的生產(chǎn)加工工藝的許多部分為了提高其一般表面形狀。它僅僅是在需要高精度的選擇只有表面加工。例如，線程，除了機械處理，幾乎沒有其他的處理方法進行處理。另一個例子是鐵匠的工件上的小孔加工，以及培訓(xùn)進行的機械加工完成后立即。主要的切削參數(shù)切削中工件與刀具 之間基于以下的基本關(guān)系四個要素來充分描述：刀具的幾何形狀，切削速度，進給速度，深度和刀具的滲透。切削刀具必須用一種合適的材料來制造，它必須堅強，堅強，堅硬耐磨。刀具的幾何形狀 —— 尖的平面和刀具角度特征 —— 每個切削過程必須是正確的。切削速度對工件表面的速率的切削刃，它是以每分鐘英寸顯示。為了有效地處理，和切割速度必須適應(yīng)具體零件的水平 —— 刀。通常，工件材料越硬，率降低。 微觀看改造的必要性 從微觀上看，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。 可以加工出 傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應(yīng)該運動的運動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。 可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高 3～ 7 倍。 由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了 "柔性自動化 "。 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N 自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 由以上五條派生的好處。 如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。 以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數(shù)控化還是推行性制造單元）、 性制造系統(tǒng)）以及 算機集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。 宏觀看改造的必要性 從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè) ，在 70 年代末、 80 年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機械工業(yè)）進行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機床、 ，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行 擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行 理信息系統(tǒng)）、 等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達國家約落后 20 年 。如我國機床擁有量中，數(shù)控機床的比重（數(shù)控化率）到 1995 年只有 而日本在 1994 年已達 因此每年都有大量機電產(chǎn)品進口。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。 機床與生產(chǎn)線數(shù)控化改造的市場 機床數(shù)控化改造的市場 我國目前機床總量 380 余萬臺，而其中數(shù)控機床總數(shù)只有 臺，即我國機床數(shù)控化率不到 3％。近 10 年來，我國數(shù)控機床年產(chǎn)量約為 臺，年產(chǎn)值約為 18 億元。機床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6％。我國機床役齡 10 年以上的占 60％以上； 10 年以下的機床中，自動 /半自動 機床不到 20％， 自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機床占 60％以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。 進口設(shè)備和生產(chǎn)線的數(shù)控化改造市場 我國自改革開放以來，很多企業(yè)從國外引進技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進行技術(shù)改 造。據(jù)不完全統(tǒng)計，從 1979～ 1988年 10 年間，全國引進技術(shù)改造項目就有 18446 項，大約 美元。 這些項目中，大部分項目為我國的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是有的引進項目由于種種原因，設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運轉(zhuǎn)，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴重的使企業(yè)陷入困境。一些設(shè)備、生產(chǎn)線從國外引進以后，有的消化吸收不好，備件不全，維護不當，結(jié)果運轉(zhuǎn)不良；有的引進時只注意引進設(shè)備、儀器、生產(chǎn)線，忽視軟件、工藝、管理等，造成項目不完整，設(shè)備潛力不能發(fā)揮；有的甚至不能啟動運行，沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用；有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好，但是因為設(shè)備故障不能達產(chǎn)達標；有的因為能耗高、產(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進較長時間，需要進行技術(shù)更新。種種原因使有的設(shè)備不僅沒有創(chuàng)造財富，反而消耗著財富。 這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財富。只要找出主要的技術(shù)難點，解決關(guān)鍵技術(shù)問題，就可以最小的投資盤活最大的存量資產(chǎn)，爭取到最大的經(jīng)濟效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場。 數(shù)控化改造的內(nèi)容及優(yōu)缺 國外改造業(yè)的興起 在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長行 業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術(shù)的不斷進步，機床改造是個 "永恒 "的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生（ 。從事再生業(yè)的著名公司有： 程公司、 床公司、 寶）服務(wù)集團、 備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在日本，機床改造業(yè)稱為機床改裝 （ 。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團、崗三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。 數(shù)控化改造的內(nèi)容 機床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點： 其一是恢復(fù)原功能，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復(fù)；其二是 ，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成 床、 床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的 統(tǒng)以最新 行更 新；其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。 數(shù)控化改造的優(yōu)缺 減少投資額、交貨期短 同購置新機床相比，一般可以節(jié)省 60％～ 80％的費用，改造費用低。特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造，只花新機床購置費用的 1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢，往往改造成本提高 2～3 倍，與購置新機床相比，只能節(jié)省投資 50％左右。 機械性能穩(wěn)定可 靠，結(jié)構(gòu)受限 is a of or to of It of in of or is to to in a of is a at to be in is of of on to it to a to on of It is a to so of is of is on of to in be In of of to as A is a is to in of of of s Is of to On be in of in of is to is to be to s of of of in a A of of a. be to In of to in a in in of is to of in of to as we to is on a a of is an If a of in of a is a of a If we on an on an is an of is a of of is a a as In of is to of in is of It is of of to to at to or it be to A is to of by on or on of be so as to or in of to as in of is on a a in in A of a a In of is be as if to or a of to is a is a A to a at is a is to of in to of a of is as or A is in or A in of a is of of of a of as on is on of it is to on is of on a 90to be to of is a 0 be be or be as In a of is of be a on of in in is It is as in of to to of is a of a in of A is a or of it be to or or in to to be a be to at as is a or to A is a or of a be to be on of is if is so is it is be by no it is to so he as or be to is to in of it to it is a of a or of a in a of in by as it is to or is in to of of In a of a or 1 2 at 1 2, of be in of to be to by 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