畢業(yè)設(shè)計（論文）-懸掛式輸送機裝置設(shè)計

PAGE44懸掛式輸送機裝置設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u1.確定傳動方案 42.電動機的選擇： 53、傳動裝置總傳動比計算及各級傳動比的分配 64、傳動裝置運動和動力參數(shù) 64.1計算各軸轉(zhuǎn)速： 65、傳動鏈的設(shè)計計算 85.1選擇鏈輪的齒數(shù) 86.低速級圓柱齒輪設(shè)計計算 96.2齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 116.4.齒輪的其他基本幾何參數(shù) 137高速級圓柱齒輪設(shè)計計算 137.2齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 157.4齒輪的其他基本幾何參數(shù) 178軸的計算與校核 1311設(shè)計總圖 34小結(jié) 36參考目錄 36設(shè)計任務(wù)書傳動裝置總圖2.設(shè)計條件機器功用通用生產(chǎn)線中傳送半成品、成品用，被運送物品懸掛在輸送鏈上；工作情況單向連續(xù)運輸，輕度振動。運動要求輸送鏈速度誤差不超過5%。使用壽命8年，每年350天，每天16小時檢修周期一年小修，三年大修生產(chǎn)批量中批生產(chǎn)生產(chǎn)廠型中、大型通用機械廠3.原始數(shù)據(jù)主動星輪圓周力F=3.5KN，主動星輪速度V=0.9m/s，主動星輪齒數(shù)Z=7，主動星輪節(jié)距P=80mm4.設(shè)計任務(wù)1）設(shè)計內(nèi)容（一）電動機選型，（二）鏈傳動設(shè)計，（三）減速器設(shè)計，（四）聯(lián)軸器選型設(shè)計（五）其它2）設(shè)計工作量（一）傳動系統(tǒng)安裝圖1張，（二）減速器裝配圖一張（三）零件圖2張，（四）設(shè)計計算說明書一份5.設(shè)計要求減速器設(shè)計成同軸式二級減速器項目內(nèi)容及計算說明：計算結(jié)果：1.確定傳動方案沒有特殊要求，選用臥式減速器選用圓柱齒輪類型根據(jù)工作機構(gòu)速度和所選電動機的轉(zhuǎn)速，初步計算出傳動裝置的總傳動比。：工作機的轉(zhuǎn)速Z為主動星輪齒數(shù)P為主動星輪節(jié)距V為主動星輪速度=601000V/ZP=96.43r/min準備選用1500r/min的Y系列電動機;因此初步總傳動比i=1500/96.43=15.56查表.選定二級同軸式圓柱齒輪減速器為加工方便選用水平剖分式.軸承選型高速級用深溝球軸承,其余用圓錐滾子軸承6選用聯(lián)軸器電動機與輸入軸之間選用彈性套柱銷聯(lián)軸器減速器輸出軸與工作機之間選用彈性柱銷聯(lián)軸器傳動方案如下圖所示：2.電動機的選擇：1）主動星輪圓周力F=3.5KN，速度V=0.9m/s62）傳動裝置總效率：①選取深溝球滾動軸承效率：圓錐滾子軸承效率：圓柱齒輪傳動效率（8級）：彈性套柱銷聯(lián)軸器效率：彈性柱銷聯(lián)軸器效率：滾子鏈傳動效率：②總效率：=0.8283）電動機所需功率：=3.8Kw確定電動機額定功率：5）根據(jù)值選擇電動機型號：查表得Y132S-4型，額定功率5.5，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min,機座中心高132mm。3、傳動裝置總傳動比計算及各級傳動比的分配1.傳動裝置的總傳動比計算：為電動機滿載轉(zhuǎn)速為工作機的轉(zhuǎn)速2.分配傳動比試分配傳動比：第一級齒輪傳動：第二級齒輪傳動：第三級滾子鏈傳動：4、傳動裝置運動和動力參數(shù)4.1計算各軸轉(zhuǎn)速：從減速器的高速軸開始，各軸命名為Ⅰ軸，Ⅱ軸，Ⅲ軸4.2各軸功率計算：為輸出軸聯(lián)軸器上星輪的功率為主動星輪的功率4.3計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩：4.將工件計算數(shù)據(jù)列成表軸號鏈速n輸出功率輸出扭矩傳動比效率電機軸14403.82522510.98Ⅰ14403.74247722.550.95Ⅱ565.133.55600052.550.95Ⅲ221.783.381453452.30.93主動星輪96.433.153119825、傳動鏈的設(shè)計計算5.1選擇鏈輪的齒數(shù)小鏈輪的齒數(shù)，估取鏈速為0.6-8m/s，查表，取=17大鏈輪的齒數(shù)=圓整為392)確定鏈節(jié)數(shù)為初取中心距則鏈節(jié)數(shù)為=108.01591083）確定鏈節(jié)距P載荷系數(shù)小鏈輪齒數(shù)系數(shù)多排鏈系數(shù)鏈長系數(shù)由公式=根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速，所以，選擇16A單排鏈4）確定中心距=595.44mm=595m5）驗算鏈速6）計算壓軸力Q鏈條工作拉壓軸力系數(shù) 壓軸力6.低速級圓柱齒輪設(shè)計計算條件：，，單向運動，輕度沖擊，工作時長8年，每年350天，每天16小時6.1選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力：小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪選用正火許用接觸應(yīng)力［］由式接觸疲勞極限接觸壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式：則：查表得，（不允許有點蝕）接觸強度最小安全系數(shù)則：許用彎曲應(yīng)力,由式彎曲疲勞極限彎曲強度壽命系數(shù)彎曲強度尺寸系數(shù)（設(shè)計模數(shù)小于5）彎曲強度最小安全系數(shù)則6.2齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪精度等級，按估計齒寬中點分度圓上的圓周速度。查表?。盒≥喆蠖朔侄葓A由式：計算：齒寬系數(shù)按齒輪相對軸承為非對稱布置：小輪齒數(shù)在推薦值中選：大輪齒數(shù)（取整）齒數(shù)比傳動比誤差在范圍內(nèi)，小輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)使用系數(shù)查表得：動載荷系數(shù)查得：齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)由推薦值材料彈性系數(shù)查表得：節(jié)點區(qū)域系數(shù)（，）查表得：故：的值為：齒輪模數(shù)圓整：小輪分度圓直徑圓周速度：標準中心距齒寬:圓整65大齒寬:小齒寬：6.3齒根彎曲疲勞強度校核計算：由式齒形系數(shù)查表得：小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)查表得:小輪大輪重合度重合度系數(shù)由式6.4.齒輪的其他基本幾何參數(shù)大輪分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑7高速級圓柱齒輪設(shè)計計算條件：，，單向運動，輕度沖擊，工作時長8年，每年350天，每天16小時7.1.選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力：小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪選用正火許用接觸應(yīng)力［］由式接觸疲勞極限接觸壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式：則：查表得，（不允許有點蝕）接觸強度最小安全系數(shù)則：許用彎曲應(yīng)力,由式彎曲疲勞極限彎曲強度壽命系數(shù)彎曲強度尺寸系數(shù)（設(shè)計模數(shù)小于5）彎曲強度最小安全系數(shù)則7.2齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪精度等級，按估計齒寬中點分度圓上的圓周速度。查表?。盒≥喆蠖朔侄葓A由式：計算：齒寬系數(shù)按齒輪相對軸承為非對稱布置：小輪齒數(shù)在推薦值中選：大輪齒數(shù)（取整）齒數(shù)比傳動比誤差在范圍內(nèi)，小輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)使用系數(shù)查表得：動載荷系數(shù)查得：齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)由推薦值材料彈性系數(shù)查表得：節(jié)點區(qū)域系數(shù)（，）查表得：故：的值為：取54齒輪模數(shù)圓周速度：標準中心距齒寬:圓整65大齒寬:小齒寬：7.3齒根彎曲疲勞強度校核計算：由式齒形系數(shù)查表得：小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)查表得:小輪大輪重合度重合度系數(shù)由式7.4齒輪的其他基本幾何參數(shù)大輪分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑八．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度計算：（一）輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算：1.計算作用在齒輪上的力：圓周力：徑向力：2.初步估算軸的直徑：選取45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)公式計算軸的最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表取A=115則：7.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案：右軸承從軸的右端裝入，靠軸肩定位，左軸承從左端裝入，靠擋油盤定位。齒輪做成齒輪軸。半聯(lián)軸器靠軸肩定位，左軸承采用軸承端蓋，半聯(lián)軸器靠軸端擋圈得到軸向固定。半聯(lián)軸器采用平鍵得到周向固定，采用深溝球滾動軸承和彈性套柱銷聯(lián)軸器。如下圖：2）確定各軸段直徑和長度①段，根據(jù)圓整（GB/T4323-1984）,并由和選擇聯(lián)軸器型號為TL3聯(lián)軸器（GB/T4323-1984），比轂孔長度52短作為①段長度，，②段，為使半聯(lián)軸器定位，軸肩高度，孔倒角?。℅B6403.4-86），且符合標準密封內(nèi)徑（JB/2Q4606-86）。取端蓋寬度，端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面，則，③段，為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標準軸承內(nèi)徑，查GB/T276-1994,暫選滾動軸承型號為61907，，寬度，軸承潤滑方式選擇：選擇脂潤滑，齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取,考慮軸承脂潤滑，取軸承距箱體內(nèi)壁距離，則④段：即為小齒輪的分度圓直徑，⑤段，查設(shè)計手冊中的軸承標準，軸肩高度應(yīng)滿足軸承拆卸要求，否則應(yīng)將軸環(huán)分為兩個軸段，軸段長度⑥段，該軸段直徑，長度等于滾動軸承寬度，即3）確定軸承及齒輪作用力位置如圖：，，4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：（1）求軸承反力H水平面V垂直面（2）求齒寬中點出的彎矩H水平面V垂直面合成彎矩M按彎扭合成強度校核軸的強度扭矩T當量彎矩彎矩圖和扭矩圖：7.5校核軸的強度：軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得,材料的許用應(yīng)力即,軸的計算應(yīng)力為：（二）輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算1.計算作用在齒輪上的力：圓周力：徑向力：2.初步估算軸的直徑：選取45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)公式計算軸的最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表取A=115則：8 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案：左軸承從軸的左端裝入，靠軸肩定位，齒輪和右軸承從右端裝入，齒輪左側(cè)端面，靠軸肩定位，齒輪和右軸承之間用定位套筒，使右軸承左端面得以定位。半聯(lián)軸器靠軸肩定位，右軸承采用軸承端蓋，半聯(lián)軸器靠軸端擋圈得到軸向固定。齒輪和半聯(lián)軸器采用平鍵得到周向固定，采用圓錐滾子軸承和彈性柱銷聯(lián)軸器如下圖。2）確定各軸段直徑和長度①段，根據(jù)圓整（GB/T5014-1985）,并由和選擇聯(lián)軸器型號為HL2聯(lián)軸器（GB/T5014-1985），比轂孔長度62短作為①段長度，，②段，為使半聯(lián)軸器定位，軸肩高度，孔倒角取（GB6403.4-86），且符合標準密封內(nèi)徑（JB/2Q4606-86）。取端蓋寬度，端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面，則，③段，為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標準軸承內(nèi)徑，查GB/T297-1994,暫選滾動軸承型號為32209，，寬度，軸承潤滑方式選擇：選擇脂潤滑，齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取,考慮軸承脂潤滑，取軸承距箱體內(nèi)壁距離，則④段：為使套筒端面可靠地壓緊齒輪，應(yīng)比齒輪轂孔長（取等于齒寬）短，⑤段，取齒輪右端定位軸肩高度，則軸環(huán)直徑查設(shè)計手冊中的軸承標準，軸肩高度應(yīng)滿足軸承拆卸要求，否則應(yīng)將軸環(huán)分為兩個軸段，軸段長度⑥段，該軸段直徑，長度等于滾動軸承寬度，即3）確定軸承及齒輪作用力位置如圖：，，4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：（1）求軸承反力H水平面V垂直面（2）求齒寬中點出的彎矩H水平面V垂直面合成彎矩M按彎扭合成強度校核軸的強度扭矩T當量彎矩彎矩圖和扭矩圖：8.1.校核軸的強度：軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得,材料的許用應(yīng)力即,軸的計算應(yīng)力為：8.2中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：1.計算作用在齒輪上的力：轉(zhuǎn)矩：大齒輪上受到的力與小齒輪上的力互為相反力，則：軸向力：徑向力：2.初步估算軸的直徑：選取45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)公式計算軸的最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表取A=115則：3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：確定軸的結(jié)構(gòu)方案：該軸（中間軸）右端齒輪軸，大圓柱齒輪從左端裝入，然后分別自兩端裝入擋油板和軸承。方案如下圖（2）確定各軸段的直徑和長度：軸段①：為支撐軸頸，預選軸承為圓錐滾子軸承30205（GB/T297-1994），其內(nèi)圈直徑，寬度。擋油板寬度為28mm，所以，確定軸段①直徑為，長度為47mm。軸段②：為安裝齒輪部分部分，長度為。軸段②的直徑為。軸段③：為軸肩，阻擋齒輪與軸的相對運動，且分開同根軸上的兩個齒輪。軸段④：為另一個齒輪的安裝部位。軸段⑤：為支撐軸頸，結(jié)構(gòu)尺寸與軸段①完全相同。8.3繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：（1）求軸承反力H水平面V垂直面2）求齒寬中點處的彎矩H水平面V垂直面合成彎矩M扭矩T當量彎矩彎矩圖和扭矩圖8.4校核軸的強度：查表得,材料的許用應(yīng)力即,軸的計算應(yīng)力為：滿足要求1.輸入軸軸承型號61907的壽命校核計算：1）.支反力：2）.軸承壽命：按公式，求得，查表取，已知軸承的額定動載荷∴滿足設(shè)備中修的要求，壽命足夠！滿足設(shè)備中修的要求，壽命足夠！2.中間軸軸承型號30205的壽命校核計算：1）.支反力：2）.軸承壽命：按公式，求得，查表取，已知軸承的額定動載荷，①軸承派生軸向力因，②計算軸承所受當量載荷因，查表得故因，查表得故③計算軸承壽命因為比大，故應(yīng)按算∴=滿足設(shè)備中修的要求，壽命足夠！3.輸出軸軸承型號32209的壽命校核計算：1）.支反力：2）.軸承壽命：按公式，求得，查表取，已知軸承的額定動載荷，，①軸承派生軸向力因，②計算軸承所受當量載荷因，查表得故因，查表得故③計算軸承壽命因為比大，故應(yīng)按算∴=滿足設(shè)備中修的要求，壽命足夠！9、平鍵的強度校核：已知：,輸入軸①鍵（GB/T1096-2003）中間軸②鍵(GB/T1096-2003)：:輸出軸：③鍵(GB/T1096-2003)④鍵(GB/T1096-2003)10、確定箱體的基本參數(shù)：(取低速軸中心距mm)機座壁厚機蓋壁厚機座凸緣厚度機蓋凸緣厚度機座底凸緣厚度地腳螺栓直徑地腳螺栓數(shù)目軸承旁螺栓直徑機蓋與機座連接螺栓直徑軸承蓋螺釘直徑窺視孔螺釘直徑定位銷直徑至外箱壁距離至凸緣邊緣距離軸承旁凸臺半徑外機壁至軸承座端面距離大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離齒輪端面與內(nèi)機壁距離機蓋、機座肋板厚11設(shè)計總圖俯視圖正視圖左視圖小結(jié)經(jīng)過將近3星期的懸掛式輸送機裝置設(shè)計，使得我對機械設(shè)計有了更深一層次的理解，對獨立設(shè)計有了初步的認識。在老師和同學的幫助下，歷經(jīng)困難與反復，在時間很緊張的情況下，完成了本次課程設(shè)計。雖然本次課程設(shè)計已完成，但本人深知才疏學淺，設(shè)計之中必定存在錯誤與不妥，對此本人心有余而力不足，發(fā)現(xiàn)了自己學習上存在的不足與劣勢，將于以后攻關(guān)。在此，對在此次課程設(shè)計中幫助我的老師和同學深表感謝。參考目錄程志紅.機械設(shè)計.徐州：東南大學出版社，2006程志紅,唐大放.機械設(shè)計課程上機與設(shè)計.南京：東南大學出版社，20063.李愛軍,陳國平.畫法幾何及機械制圖.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,20074.韓正銅,王天煜.機械精度設(shè)計與檢測.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，20075.劉鴻文.材料力學(第四版).北京：高等教育出版社，20046.《實用機械設(shè)計手冊》7.機械設(shè)計手冊（軟件版）V3.0機械工業(yè)出版社8.駱素君.設(shè)計課程設(shè)計實例與禁忌.北京.化學工業(yè)出版社.2009V=0.9m/sZ=7P=80mm=96.43r/minF=3.5KN108符合估計Ⅱ組公差8級合適！=1.1與估取接近，符合齒根彎曲強度足夠Ⅱ組公差8級合適！=1.1與估取接近，符合齒根彎曲強度足夠

滿足要求！、滿足要求！滿足要求！滿足設(shè)備中修的要求，壽命足夠！滿足設(shè)備中修的要求，壽命足夠！滿足強度要求滿足強度要求滿足強度要求滿足強度要求機械設(shè)計理論機械設(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。它涉及工程技術(shù)的各個領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸、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。進行各種機械設(shè)計工作的人員通常被稱為設(shè)計人員或者機械設(shè)計工程師。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的工作。設(shè)計工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性，還必須在機械制圖、運動學、工程材料、材料力學和機械制造工藝學等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識。如前所訴，機械設(shè)計的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識本身并不一定能給人類帶來好處，只有當它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。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。應(yīng)當把機械設(shè)計看成是機械設(shè)計人員運用創(chuàng)造性的才能進行產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學的一個良機。掌握工程基礎(chǔ)知識要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個好的設(shè)計中做出所需的全部決定的。另一方面，應(yīng)該認真精確的進行所有運算。例如，即使將一個小數(shù)點的位置放錯，也會使正確的設(shè)計變成錯誤的。一個好的設(shè)計人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔一定的風險，當新的方法不適用時，就使用原來的方法。因此，設(shè)計人員必須要有耐心，因為所花費的時間和努力并不能保證帶來成功。一個全新的設(shè)計，要求屏棄許多陳舊的，為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī)，這樣做并不是一件容易的事。一位機械設(shè)計師應(yīng)該不斷地探索改進現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法，在此過程中應(yīng)該認真選擇原有的、經(jīng)過驗證的設(shè)計原理，將其與未經(jīng)過驗證的新觀念結(jié)合起來。新設(shè)計本身會有許多缺陷和未能預料的問題發(fā)生，只有當這些缺陷和問題被解決之后，才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此，一個性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時，也伴隨著較高的風險。應(yīng)該強調(diào)的是，如果設(shè)計本身不要求采用全新的方法，就沒有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。在設(shè)計的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性，不受各種約束。即使產(chǎn)生了許多不切實際的想法，也會在設(shè)計的早期，即繪制圖紙之前被改正掉。只有這樣，才不致于堵塞創(chuàng)新的思路。通常，要提出幾套設(shè)計方案，然后加以比較。很有可能在最后選定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理學家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機器。設(shè)計人員的基本職責是努力使機器來適應(yīng)人們。這并不是一項容易的工作，因為實際上并不存在著一個對所有人來說都是最優(yōu)的操作范圍和操作過程。另一個重要問題，設(shè)計工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進行交流和磋商。在開始階段，設(shè)計人員必須就初步設(shè)計同管理人員進行交流和磋商，并得到批準。這一般是通過口頭討論，草圖和文字材料進行的。為了進行有效的交流，需要解決下列問題：所設(shè)計的這個產(chǎn)品是否真正為人們所需要？此產(chǎn)品與其他公司的現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比有無競爭能力？生產(chǎn)這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟？產(chǎn)品的維修是否方便？產(chǎn)品有無銷路？是否可以盈利？只有時間能對上述問題給出正確答案。但是，產(chǎn)品的設(shè)計、制造和銷售只能在對上述問題的初步肯定答案的基礎(chǔ)上進行。設(shè)計工程師還應(yīng)該通過零件圖和裝配圖，與制造部門一起對最終設(shè)計方案進行磋商。通常，在制造過程中會出現(xiàn)某個問題?？赡軙髮δ硞€零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生產(chǎn)變得容易。但是，工程上的更改必須要經(jīng)過設(shè)計人員批準，以保證不會損傷產(chǎn)品的功能。有時，在產(chǎn)品的裝配時或者裝箱外運前的試驗中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的某種缺陷。這些事例恰好說明了設(shè)計是一個動態(tài)過程。總是存在著更好的方法來完成設(shè)計工作，設(shè)計人員應(yīng)該不斷努力，尋找這些更好的方法。近些年來，工程材料的選擇已經(jīng)顯得重要。此外，選擇過程應(yīng)該是一個對材料的連續(xù)不斷的重新評價過程。新材料不斷出現(xiàn)，而一些原有的材料的能夠獲得的數(shù)量可能會減少。環(huán)境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面經(jīng)常會對材料選擇附加新的限制條件。為了減輕重量或者節(jié)約能源，可能會要求使用不同的材料。來自國內(nèi)和國際競爭、對產(chǎn)品維修保養(yǎng)方便性要求的提高和顧客的反饋等方面的壓力，都會促使人們對材料進行重新評價。由于材料選用不當造成的產(chǎn)品責任訴訟，已經(jīng)產(chǎn)生了深刻的影響。此外，材料與材料加工之間的相互依賴關(guān)系已經(jīng)被人們認識得更清楚。因此，為了能在合理的成本和確保質(zhì)量的前提下獲得滿意的結(jié)果，設(shè)計工程師的制造工程師都必須認真仔細地選擇、確定和使用材料。制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計。設(shè)計通?？梢苑譃閹讉€明確的階段：（a）初步設(shè)計；（b）功能設(shè)計；（c）生產(chǎn)設(shè)計。在初步設(shè)計階段，設(shè)計者著重考慮產(chǎn)品應(yīng)該具有的功能。通常要設(shè)想和考慮幾個方案，然后決定這種思想是否可行；如果可行，則應(yīng)該對其中一個或幾個方案作進一步的改進。在此階段，關(guān)于材料選擇唯一要考慮的問題是：是否有性能符合要求的材料可供選擇；如果沒有的話，是否有較大的把握在成本和時間都允許的限度內(nèi)研制出一種新材料。在功能設(shè)計和工程設(shè)計階段，要做出一個切實可行的設(shè)計。在這個階段要繪制出相當完整的圖紙，選擇并確定各種零件的材料。通常要制造出樣機或者實物模型，并對其進行試驗，評價產(chǎn)品的功能、可靠性、外觀和維修保養(yǎng)性等。雖然這種試驗可能會表明，在產(chǎn)品進入到生產(chǎn)階段之前，應(yīng)該更換某些材料，但是，絕對不能將這一點作為不認真選擇材料的借口。應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品的功能，認真仔細地考慮產(chǎn)品的外觀、成本和可靠性。一個很有成就的公司在制造所有的樣機時，所選用的材料應(yīng)該和其生產(chǎn)中使用的材料相同，并盡可能使用同樣的制造技術(shù)。這樣對公司是很有好處的。功能完備的樣機如果不能根據(jù)預期的銷售量經(jīng)濟地制造出來，或者是樣機與正式生產(chǎn)的裝置在質(zhì)量和可靠性方面有很大不同，則這種樣機就沒有多大的價值。設(shè)計工程師最好能在這一階段完全完成材料的分析、選擇和確定工作，而不是將其留到生產(chǎn)設(shè)計階段去做。因為，在生產(chǎn)設(shè)計階段材料的更換是由其他人進行的，這些人對產(chǎn)品的所有功能的了解不如設(shè)計工程師。在生產(chǎn)設(shè)計階段中，與材料有關(guān)的主要問題是應(yīng)該把材料完全確定下來，使它們與現(xiàn)有的設(shè)備相適應(yīng)，能夠利用現(xiàn)有設(shè)備經(jīng)濟地進行加工，而且材料的數(shù)量能夠比較容易保證供應(yīng)。在制造過程中，不可避免地會出現(xiàn)對使用中的材料做一些更改的情況。經(jīng)驗表明，可采用某些便宜材料作為替代品。然而，在大多數(shù)情況下，在進行生產(chǎn)以后改換材料要比在開始生產(chǎn)前改換材料所花費的代價要高。在設(shè)計階段做好材料選擇工作，可以避免多數(shù)這樣的情況。在生產(chǎn)制造開始后出現(xiàn)了可供使用的新材料是更換材料的最常見的原因。當然，這些新材料可能降低成本、改進產(chǎn)品的性能。但是，必須對新材料進行認真的評價，以確保其所有性能都滿足要求。應(yīng)當記住，新材料的性能和可靠性很少像現(xiàn)有材料那樣為人們所了解。大部分的產(chǎn)品失效和產(chǎn)品責任事故案件是由于在選用新材料作為替代材料之前，沒有真正了解它們的長期使用性能而引起的。產(chǎn)品的責任訴訟迫使設(shè)計人員和公司在選擇材料時，采用最好的程序。在材料過程中，五個最常見的問題為：（a）不了解或者不會使用關(guān)于材料應(yīng)用方面的最新最好的信息資料；(b)未能預見和考慮擦黑年品可能的合理用途（如有可能，設(shè)計人員還應(yīng)進一步預測和考慮由于產(chǎn)品使用方法不當造成的后果。在近年來的許多產(chǎn)品責任訴訟案件中，由于錯誤地使用產(chǎn)品而受到傷害的原告控告生產(chǎn)廠家，并且贏得判決）；(c)所使用的材料的數(shù)據(jù)不全或是有些數(shù)據(jù)不確定，尤其是當其長期性能數(shù)據(jù)是如此的時候；(d)質(zhì)量控制方法不適當和未經(jīng)驗證；(e)由一些完全不稱職的人員選擇材料。通過對上述五個問題的分析，可以得出這些問題是沒有充分理由存在的結(jié)論。對這些問題的研究分析可以為避免這些問題的出現(xiàn)指明方向。盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發(fā)生產(chǎn)品責任訴訟，設(shè)計人員和工業(yè)界按照適當?shù)某绦蜻M行材料選擇，可以大大減少訴訟的數(shù)量。從以上的討論可以看出，選擇材料的人們應(yīng)該對材料的性質(zhì)，特點和加工方法有一個全面而基本的了解。MachinedesigntheoryThemachinedesignisthroughdesignsthenewproductorimprovestheoldproducttomeetthehumanneedtheapplicationtechnicalscience.Itinvolvestheprojecttechnologyeachdomain,mainlystudiestheproductthesize,theshapeandthedetailedstructurebasicidea,butalsomuststudytheproductthepersonnelwhichinaspecttheandsoonmanufacture,saleandusequestion.Carriesoneachkindofmachinedesignworktobeusuallycalleddesignsthepersonnelormachinedesignengineer.Themachinedesignisacreativework.Projectengineernotonlymusthavethecreativityinthework,butalsomustinaspectandsoonmechanicaldrawing,kinematics,engineerigmaterial,materialsmechanicsandmachinemanufacturetechnologyhasthedeepelementaryknowledge.Iffrontsues,themachinedesigngoalistheproductioncanmeetthehumanneedtheproduct.Theinvention,thediscoveryandtechnicalknowledgeitselfcertainlynotnecessarilycanbringtheadvantagetothehumanity,onlyhaswhentheyareappliedcanproduceontheproductthebenefit.Thus,shouldrealizetocarriesonbeforethedesigninaspecificproduct,mustfirstdeterminewhetherthepeopledoneedthiskindofproductMustregardasthemachinedesignisthemachinedesignpersonnelcarriesonusingcreativeabilitytheproductdesign,thesystemanalysisandaformulationproductmanufacturetechnologygoodopportunity.Graspstheprojectelementaryknowledgetohavetomemorizesomedataandtheformulaismoreimportantthan.Themerelyservicedataandtheformulaisinsufficienttothecompletelydecisionwhichmakesinagooddesignneeds.Ontheotherhand,shouldbeearnestpreciselycarriesonalloperations.Forexample,evenifplaceswrongadecimalpointposition,alsocancausethecorrectdesigntoturnwrongly.Agooddesignpersonnelshoulddaretoproposethenewidea,moreoveriswillingtoundertakethecertainrisk,whenthenewmethodisnotsuitable,useoriginalmethod.Therefore,designsthepersonneltohavetohavetohavethepatience,becausespendsthetimeandtheendeavorcertainlycannotguaranteebringssuccessfully.Abrand-newdesign,therequestscreenabandonsobsoletelymany,knowsverywellthemethodforthepeople.Becausemanypersonofconservativeness,doesthiscertainlyisnotaneasymatter.Amechanicaldesignershouldunceasinglyexploretheimprovementexistingproductthemethod,shouldearnestlychooseoriginally,theprocessconfirmationprincipleofdesigninthisprocess,withhasnotunifieditaftertheconfirmationnewidea.Newlydesignsitselfcanhavethequestionoccurrencewhichmanyflawsandhasnotbeenabletoexpect,onlyhasaftertheseflawsandthequestionaresolved,canmanifestnewgoodscomeintothemarkettheproductsuperiority.Therefore,aperformancesuperiorproductisbornatthesametime,alsoisfollowingahigherrisk.Shouldemphasize,ifdesignsitselfdoesnotrequesttousethebrand-newmethod,isnotunnecessarymerelyforthegoalwhichtransformtousethenewmethod.Inthedesignpreliminarystage,shouldallowtodesignthepersonnelfullytodisplaythecreativity,noteachkindofrestraint.Evenifhashadmanyimpracticalideas,alsocaninthedesignearlytime,namelyinfrontoftheplanblueprintiscorrected.Onlythen,onlythendoesnotsendtostopsuptheinnovationthementality.Usually,mustproposeseveralsetsofdesignproposals,thenperformthecomparison.Hasthepossibilityverymuchintheplanwhichfinallydesignated,hasusedcertainnotinplansomeideaswhichaccepts.Howdoesthepsychologistfrequentlydiscusscausesthemachinewhichthepeopleadaptsthemtooperate.Designspersonnel'sbasicresponsibilityisdiligentlycausesthemachinetoadaptthepeople.Thiscertainlyisnotaneasywork,becausecertainlydoesnothavetoallpeopletosayinfactallisthemostsuperioroperatingareaandtheoperatingprocess.Anotherimportantquestion,projectengineermustbeabletocarryontheexchangeandtheconsultationwithotherconcernedpersonnel.Intheinitialstage,designsthepersonneltohavetocarryontheexchangeandtheconsultationonthepreliminarydesignwiththeadministrativepersonnel,andisapproved.Thisgenerallyisthroughtheoraldiscussion,theschematicdiagramandthewritingmaterialcarrieson.Inordertocarryontheeffectiveexchange,needstosolvethefollowingproblem:designswhetherthisproducttrulydoesneedforthepeople?Whetherthereiscompetitiveabilitydoesthisproductcomparewithothercompanies'existingsimilarproducts?producesthiskindofproductiswhethereconomical?productserviceiswhetherconvenient?(5)productwhetherthereissale?Whethermaygain?Onlyhasthetimetobeabletoproducethecorrectanswertoabovequestion.But,theproductdesign,themanufactureandthesaleonlycanincarryontotheabovequestionpreliminaryaffirmationanswerfoundationin.Projectengineeralsoshouldthroughthedetaildrawingandtheassemblydrawing,carriesontheconsultationtogetherwiththebranchofmanufacturetothefinallydesignproposal.Usually,canhavesomeprobleminthemanufactureprocess.Possiblycanrequesttosomecomponentssizeorthecommondifferencemakessomechanges,causesthecomponentstheproductiontochangeeasily.But,intheprojectchangemusthavetopassthroughdesignsthepersonneltoauthorize,guaranteedcannotdamagetheproductthefunction.Sometimes,wheninfrontofproductassemblyorinthepackingforeignshipmentexperimentonlythendiscoversinthedesignsomekindofflaw.Theseinstancesexactlyshowedthedesignisadynamicprocess.Alwayshasabettermethodtocompletethedesignwork,designsthepersonneltobesupposedunceasinglydiligently,seeksthesebettermethod.Recentyear,theengineerigmaterialchoicealreadyappearedimportantly.Inaddition,thechoiceprocessshouldbetothematerialcontinuouslytheunceasingagainappraisalprocess.Thenewmaterialunceasinglyappears,butsomeoriginalmaterialscanobtainthequantitypossiblycanreduce.Theenvironmentalpollution,materialrecyclingaspectandsoonuse,worker'shealthandsecurityfrequentlycanattachthenewlimitingconditiontothechoiceofmaterial.Inordertoreducetheweightorsavestheenergy,possiblycanrequesttheusedifferentmaterial.Comesfromdomesticandinternationalcompetition,toproductservicemaintenanceconveniencerequestenhancementandcustomer'saspecttheandsoonfeedbackpressure,canurgethepeopletocarryontothematerialreappraises.Becausethematerialdoesnotselectwhencreatedtheproductresponsibilitylawsuit,hasalreadyhadtheprofoundinfluence.Inaddition,thematerialandbetweenthematerialprocessinginterdependenceisalreadyknownbythepeopleclearly.Therefore,inordertocanandguaranteesthequalityinthereasonablecostunderthepremisetoobtainsatisfactiontheresult,projectengineermakesengineersalltohaveearnestlycarefullytochoose,thedeterminationandtheusematerial.Makesanyproductthefirststepofworkallisdesigns.Designsusuallymaydivideintoseveralexplicitstages:(a)preliminarydesign;(b)functionaldesign;(c)productiondesign.Inthepreliminarydesignstage,thedesigneremphaticallyconsideredtheproductshouldhavefunction.Usuallymustconceiveandconsiderseveralplans,thendecidedthiskindofthoughtiswhetherfeasible;Ifisfeasible,thenshouldmakesthefurtherimprovementtoorseveralplans.Inthisstage,thequestionwhichonlymustconsideraboutthechoiceofmaterialis:Whetherhastheperformancetoconformtotherequestmaterialtobepossibletosupplythechoice;Ifno,whetherhasabiggerassuranceallpermitsinthecostandthetimeinthelimitdevelopsonekindofnewmaterial.Inthefunctionaldesignandtheengineeringdesignstage,needstomakeapracticalfeasibledesign.Mustdrawupthequitecompleteblueprintinthisstage,choosesanddetermineseachkindofcomponentsthematerial.Usuallymustmaketheprototypeortheworkingmodel,andcarriesontheexperimenttoit,theappraisalproductfunction,thereliability,theoutwardappearanceandtheservicemaintenanceandsoon.Althoughthiskindofexperimentpossiblycanindicate,entersintheproducttotheproductionbaseinfrontof,shouldreplacecertainmaterials,but,absolutelycannotthispointtakenotearnestlychoosesthematerialtheexcuse.Shouldunifytheproductthefunction,earnestlycarefullyconsiderstheproducttheoutwardappearance,thecostandthereliability.Hastheachievementverymuchthecompanywhenmanufactureallprototypes,selectsthematerialshouldthematerialwhichuseswithitsproductioninbesame,andusesthesimilarmanufacturetechnologyasfaraspossible.Likethishastheadvantageverymuchtothecompany.Thefunctioncompleteprototypeifcannotactaccordingtotheanticipatedsalesvolumeeconomicallytomake,orisprototypicalandtheofficialproductioninstallmenthasinthequalityandthereliableaspectisverygreatlydifferent,thenthiskindofprototypedoesnothavethegreatvalue.Projectengineerisbestcancompletelycompletethematerialinthisstagetheanalysis,thechoiceandthedeterminationwork,butisnotremainsittotheproductiondesignstagedoes.Because,iscarriesonintheproductiondesignstagematerialreplacementbyotherpeople,thesepeopleareinferiortoprojectengineertotheproductallfunctionsunderstanding.Intheproductiondesignstage,isshouldcompletelydeterminewiththematerialrelatedmainquestionthematerial,causesthemtoadaptwiththeexistingequipment,canusetheexistingequipmenteconomicallytocarryontheprocessing,moreoverthematerialquantitycanquitebeeasytoguaranteethesupply.Inthemanufactureprocess,inevitablycanappeartousesthematerialtomakesomechangesthesituation.Theexperienceindicatedthat,mayusecertaincheapmaterialstotakethesubstitute.However,inthemajoritysituation,inwillcarryontheproductionlatertochangethematerialtohaveintostartbeforetheproductiontochangethepricewhichthematerialwillspendtohavetobehigherthan.Completesthechoiceofmaterialworkinthedesignstage,mayavoidthemostsuchsituations.Startedafterthe