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編 號 無錫太湖學院 畢 業(yè) 設 計 論 文 相 關 資 料 題目 全自動液壓專用機床改造 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學 號 0923009 學生姓名 高宏新 指導教師 屠德剛 職稱 高級工程 師 職稱 2013 年 5 月 25 日 目 錄 一 畢業(yè)設計 論文 開題報告 二 畢業(yè)設計 論文 外文資料翻譯及原文 三 學生 畢業(yè)論文 論文 計劃 進度 檢查及落實表 四 實習鑒定表 存檔編碼：無無錫錫太太湖湖學學院院 2013 屆屆畢畢業(yè)業(yè)作作業(yè)業(yè)周周次次進進度度計計劃劃、檢檢查查落落實實表表 系別:信機系 班級:機械91 學生姓名:高宏新 課題(設計)名稱:全自動液壓專用機床改造 開始日期:2012年11月7日周次起止日期工作計劃、進度每周主要完成內容存在問題、改進方法指導教師意見并簽字備 注1-32012年11月7日-11月27日教師下達畢業(yè)設計任務，學生初步閱讀資料，完成畢業(yè)設計開題報告。按照任務書要求查閱論文相關參考資料，填寫畢業(yè)設計開題報告書存在問題：對于實際操作不是很了解。改進方法：參與工作，逐漸了解，參與其中。4-82012年11月28日-12月31日指導專業(yè)實訓進行專業(yè)實訓存在問題：動手能力不足改進方法：多請教專業(yè)師傅。9-102013年1月9日-2月12日指導畢業(yè)實習實習并填寫實習報告存在問題：沒有實習經(jīng)驗改進方法：參與工作，逐漸了解112013年2月13日-2月17日填寫畢業(yè)設計開題報告填寫畢業(yè)設計開題報告存在問題：對課題難易程度理解不夠，難點分析不足，分析能力欠缺，許多問題不是很明白。改進方法：在指導老師的幫助下，進一步消化本課題。122013年2月20日-2月24日檢查畢業(yè)設計準備情況修改完善畢業(yè)設計開題報告存在問題：對課題難點分析不足，分析能力欠缺，對課題理解不深，頭腦里沒設計的東西的概念改進方法：在指導老師的幫助下，整改開題報告。132013年2月27日-3月2日查閱參考資料查閱與設計有關的參考資料不少于10本，其中外文不少于2本存在問題：由于工作原因，空閑時間很少，查閱資料太少。改進方法：利用一切時間，去圖書館和網(wǎng)上查找相關資料。142013年3月5日-3月9日全自動液壓專用機床改造方案了解車床工作和液壓自動控制原理，優(yōu)選確定改造方案存在問題：缺乏實際操作經(jīng)驗，制定的改造方案不合理。改進方法：多去咨詢師傅了解實際改造過程，重新確立合理的改造方案。152013年3月12日-3月16日自己根據(jù)設計任務修改確定改造方案，計算所需參數(shù)存在問題：改造設計不合理，尺寸計算有誤差公式運用錯誤，對一些設計數(shù)據(jù)不了解。改進方法：查閱多種參考資料，改進改造方案，提高計算正確率。162013年3月19日-3月23日再次修改導師對論文的不足不處理出修改存在問題：重點部分重要性不夠。改進方法：多了解實際改造過程，重新確立合理的改造方案172013年3月26日-3月30日裝配圖初步繪制零件裝配圖存在問題：對CAD運用不熟悉，畫圖速度較慢。改進方法：重新確定合理的表達視圖，多加運用繪圖軟件，提高畫圖速度。182013年4月2日-4月6日裝配圖修改零件裝配圖存在問題：2D裝配圖中部分標準件畫法不正確，尺寸不精確。改進方法：按機械制圖要求改正不正確的畫法，修改尺寸。192013年4月9日-4月13日完成零件圖修改零件圖存在問題：2D裝配圖中技術要求填寫不合理，明細欄填寫不正確。改進方法：按機械制圖要求改正不當之處。202013年4月16日-4月20日說明書修改說明書存在問題：說明書格式不對改進方法：按學校要求修改說明書格式。212013年4月23日-4月27日摘要，小結填寫摘要小結存在問題：摘要內容不合理。改進方法：按論文定義摘要內容和小結。222013年4月30日-5月4日英文翻譯編寫英文翻譯存在問題：英文不熟練。改進方法：借助英文翻譯字典翻譯。232013年5月7日-5月11日論文封面完成論文封面存在問題：論文封面格式不對。改進方法：按照要求修改封面格式。242013年5月14日-5月18日檢查、指導設計說明書、摘要和小結，加入說明書，完成說明書完成設計說明書存在問題：說明書的格式不規(guī)范，摘要不合理，關鍵詞不恰當。改進方法：根據(jù)說明書規(guī)范要求更改，重新按要求編寫摘要。252013年5月21日-5月25日上交資料、答辯整理所有資料上交指導教師，答辯資料整理欠合理，按學院要求整理并裝訂，進行答辯 說明：1、“工作計劃、進度”、“指導教師意見并簽字”由指導教師填寫，“每周主要完成內容”，“存在問題、改進方法”由學生填寫。2、本表由各系妥善歸檔，保存?zhèn)洳?。周次起止日期工作計劃、進度每周主要完成內容存在問題、改進方法指導教師意見并簽字備 注1 英文原文 Mechanical Design Abstract A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms transmits Examples are engines turbines vehicles hoists printing presses washing machines and movie cameras Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines The term mechanical design is used in a broader sense than machine design to include their design the motion and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design Applications occur in the field of mechanical engineering and in other engineering fields as well all of which require mechanical devices such as switches cams valves vessels and mixers Keywords Mechanical Design mechanisms Design Process The Design Process Designing starts with a need real Existing apparatus may need improvements in durability efficiency weight speed or cost New apparatus may be needed to perform a function previously done by men such as computation assembly or servicing With the objective wholly or partly In the design preliminary stage should allow to design the personnel fully to display the creativity not each kind of restraint Even if has had many impractical ideas also can in the design early time namely in front of the plan blueprint is corrected Only then only then does not send to stops up the innovation the mentality Usually must propose several sets of design proposals then perform the comparison Has the possibility very much in the plan which finally designated has used certain not in plan some ideas which accepts When the general shape and a few dimensions of the several components become apparent analysis can begin in earnest The analysis will have as its objective satisfactory or superior performance plus safety and durability with minimum weight and a competitive cost Optimum proportions and dimensions will be sought for each critically loaded section together with a balance between the strengths of the several components Materials and their treatment will be chosen These important objectives can be attained only by analysis based upon the principles of mechanics such as those of static for reaction forces and for the optimum utilization of friction of dynamics for inertia acceleration and energy of elasticity and strength of materials for stress and deflection of physical behavior of materials and of fluid mechanics for lubrication and hydrodynamic drives The analyses may be made by the same engineer who conceived the arrangement of mechanisms or in a large company they may be made by a separate analysis division or research group Design is a reiterative and cooperative process whether done formally or informally and the analyst can contribute to phases other than his own Product design requires much research and development Many Concepts of an idea must be studied tried and then either used or discarded Although the content of each engineering problem is unique the 2 designers follow the similar process to solve the problems Product liability suits designers and forced in material selection using the best program In the process of material the most common problems for five a don t understand or not use about the latest application materials to the best information b failed to foresee and consider the reasonable use material may such as possible designers should further forecast and consider due to improper use products In recent years many products liability in litigation the use of products and hurt the plaintiff accused manufacturer and won the decision c of the materials used all or some of the data data especially when the uncertainty long term performance data is so d quality control method is not suitable and unproven e by some completely incompetent persons choose materials Through to the above five questions analysis may obtain these questions is does not have the sufficient reason existence the conclusion May for avoid these questions to these questions research analyses the appearance indicating the direction Although uses the best choice of material method not to be able to avoid having the product responsibility lawsuit designs the personnel and the industry carries on the choice of material according to the suitable procedure may greatly reduce the lawsuit the quantity May see from the above discussion the choice material people should to the material nature the characteristic and the processing method have comprehensive and the basic understanding Finally a design based upon function and a prototype may be built If its tests are satisfactory the initial design will undergo certain modifications that enable it to be manufactured in quantity at a lower cost During subsequent years of manufacture and service the design is likely to undergo changes as new ideas are conceived or as further analyses based upon tests and experience indicate alterations Sales appeal Some Rules for Design In this section it is suggested that applied with a creative attitude analyses can lead to important improvements and to the conception and perfection of alternate perhaps more functional economical and durable products To stimulate creative thought the following rules are suggested for the designer and analyst The first six rules are particularly applicable for the analyst 1 A creative use of need of physical properties and control process 2 Recognize functional loads and their significance 3 Anticipate unintentional loads 4 Devise more favorable loading conditions 5 Provide for favorable stress distribution and stiffness with minimum weight 6 Use basic equations to proportion and optimize dimensions 7 Choose materials for a combination of properties 8 Select carefully stock and integral components 9 Modify a functional design to fit the manufacturing process and reduce cost 10 Provide for accurate location and noninterference of parts in assembly 3 Machinery design covers the following contents 1 Provides an introduction to the design process problem formulation safety factors 2 Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis Including beam vibration and impact loading 3 Reviews the fundamentals of stress and defection analysis 4 Introduces fatigue failure theory with the emphasis on stress life approaches to high cycle fatigue design which is commonly used in the design of rotation machinery 5 Discusses thoroughly the phenomena of wear mechanisms surface contact stresses and surface fatigue 6 Investigates shaft design using the fatigue analysis techniques 7 Discusses fluid film and rolling element bearing theory and application 8 Gives a thorough introduction to the kinematics design and stress analysis of spur gears and a simple introduction to helical bevel and worm gearing 9 Discusses spring design including compression extension and torsion springs 10 Deals with screws and fasteners including power screw and preload fasteners 11 Introduces the design and specification of disk and drum clutches and brakes Machine Design The complete design of a machine is a complex process The machine design is a creative work Project engineer not only must have the creativity in the work but also must in aspect and so on mechanical drawing kinematics engineerig material materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge One of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made Numerous materials are available to today s designers The function of the product its appearance the cost of the material and the cost of fabrication are important in making a selection A careful evaluation of the properties of a material must be made prior to any calculations Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design In case of any part failures it is desirable to know what was done in originally designing the defective components The checking of calculations and drawing dimensions is of utmost importance The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project All aspects of design work should be checked and rechecked The computer is a tool helpful to mechanical designers to lighten tedious calculations and provide extended analysis of available data Interactive systems based on computer capabilities have made possible the concepts of computer aided design CAD and computer aided manufacturing CAM How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate Designs personnel s basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people This certainly is not an easy work because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process Another important question project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel In the initial stage designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel and is 4 approved This generally is through the oral discussion the schematic diagram and the writing material carries on If front sues the machine design goal is the production can meet the human need the product The invention the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity only has when they are applied can produce on the product the benefit Thus should realize to carries on before the design in a specific product must first determine whether the people do need this kind of product Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs On the other hand should be earnest precisely carries on all operations For example even if places wrong a decimal point position also can cause the correct design to turn wrongly A good design personnel should dare to propose the new idea moreover is willing to undertake the certain risk when the new method is not suitable use original method Therefore designs the personnel to have to have to have the patience because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully A brand new design the request screen abandons obsoletely many knows very well the method for the people Because many person of conservativeness does this certainly is not an easy matter A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method should earnestly choose originally the process confirmation principle of design in this process with has not unified it after the confirmation new idea 5 中文譯文 機械設計 摘要 機器是由機械裝置和其它組件組成的 它是一種用來轉換或傳遞能量的裝置 例如 發(fā)動機 渦輪機 車輛 起重機 印刷機 洗衣機 照相機和攝影機等 許多原則和設計方法不但適用于機器 的設計 也適用于非機器的設計 術語中的 機械裝置設計 的含義要比 機械設計 的含義更為廣 泛一些 機械裝置設計包括機械設計 在分析運動及設計結構時 要把產品外型以及以后的保養(yǎng)也要 考慮在機械設計中 在機械工程領域中 以及其它工程領域中 所有這些都需要機械設備 比如 開 關 凸輪 閥門 船舶以及攪拌機等 關鍵詞 設計流程 設計規(guī)則 機械設計 設計流程 設計開始之前就要想到機器的實際性 現(xiàn)存的機器需要在耐用性 效率 重量 速度 或者成本 上得到改善 新的機器必需具有以前機器所能執(zhí)行的功能 在設計的初始階段 應該允許設計人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性 不要受到任何約束 即使產生了許多不 切實際的想法 也會在設計的早期 即在繪制圖紙之前被改正掉 只有這樣 才不致于阻斷創(chuàng)新的思 路 通常 還要提出幾套設計方案 然后加以比較 很有可能在這個計劃最后決定中 使用了某些不在 計劃之內的一些設想 一般的當外型特點和組件部分的尺寸特點分析得透徹時 就可以全面的設計和分析 接著還要客 觀的分析機器性能的優(yōu)越性 以及它的安全 重量 耐用性 并且競爭力的成本也要考慮在分析結果 之內 每一個至關重要的部分要優(yōu)化它的比例和尺寸 同時也要保持與其它組成部分相協(xié)調 也要選擇原材料和處理原材料的方法 通過力學原理來分析和實現(xiàn)這些重要的特性 如那些靜態(tài) 反應的能量和摩擦力的最佳利用 像動力慣性 加速動力和能量 包括彈性材料的強度 應力和剛度 等材料的物理特性 以及流體潤滑和驅動器的流體力學 設計的過程是重復和合作的過程 無論是正 式或非正式的進行 對設計者來說每個階段都很重要 最后 以圖樣為設計的標準 并建立將來的模型 如果它的測試是符合事先要求的 則再將對初 步設計進行某些修改 使它能夠在制造成本上有所降低 產品的設計需要不斷探索和發(fā)展 許多方案 必須被研究 試驗 完善 然后決定使用還是放棄 雖然每個工程學問題的內容是獨特的 但是設計 師可以按照類似的步驟來解決問題 產品的責任訴訟迫使設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于材料應用方面的最新最好的信息資料 b 未能預見和考 慮材料的合理用途 如有可能 設計人員還應進一步預測和考慮由于產品使用方法不當造成的后果 在近年來的許多產品責任訴訟案件中 由于錯誤地使用產品而受到傷害的原告控告生產廠家 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 尤其是當其性能數(shù)據(jù)長期不更新 d 質 6 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而存在的結論 對這些問題的研 究分析可以為避免這些問題的出現(xiàn)而指明方向 盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發(fā)生產品責 任訴訟 設計人員和工業(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 選擇材料的人們應該對材料的性質 特點和加工方法有一個全面而基本 的了解 在隨后生產和售后服務的幾年中 要接受新觀念的變化 或者由試驗和經(jīng)驗為基礎 進一步分析 并改進 一些設計規(guī)則 在本節(jié)中 建議要運用創(chuàng)造性的態(tài)度來替代和改進 也許會創(chuàng)造出更實用 更經(jīng)濟 更耐用的產 品 為了激發(fā)創(chuàng)造性思維 下列是設計和分析的建議規(guī)則 前六個規(guī)則對設計者來說特別適用 1 要有創(chuàng)造性的利用所需要的物理性質和控制過程 2 認識負載產生的影響及其意義 3 預測沒有想到的負載 4 創(chuàng)造出對載荷更為有利的條件 5 提供良好的應力分布和最小的剛度條件 6 運用最簡單的方程來優(yōu)化體積和面積 7 選擇組合材料 8 仔細選擇所備的原料和不可缺少的組件 9 調整有效的設計方案 以適應生產過程和降低成本 10 規(guī)定好準確的位置條件為了使組件安裝時不干涉 機械設計包括一下內容 1 對設計過程 設計所需要公式以及安全系數(shù)進行介紹 2 回顧材料特性 靜態(tài)和動態(tài)載荷分析 包括梁 振動和沖擊載荷 3 回顧應力的基本規(guī)律和失效分析 4 介紹靜態(tài)失效理論和靜態(tài)載荷下機械斷裂分析 5 介紹疲勞失效理論并強調在壓力條件下接近高循環(huán)的疲勞設計 這通常用在旋轉機械的 設計中 6 深入探討機械磨損機理 表面接觸應力和表面疲勞現(xiàn)象 7 使用疲勞分析技術校核軸的設計 8 討論潤滑油膜與滾動軸承的理論和應用 9 深入介紹直齒圓柱齒輪的動力學 設計和應力分析 并簡單介紹斜齒輪 錐齒輪和渦輪 有關方面的問題 10 討論彈簧設計 螺桿等緊固件的設計 包括傳動螺桿和預緊固件 11 介紹盤式和鼓式離合器以及制動器的設計和技術說明 7 機械設計 一臺完整機器的設計是一個復雜的過程 機械設計是一項創(chuàng)造性的工作 設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 的基礎知識 任何產品在設計時第一步就是選擇產品每個部分的構成材料 許多的材料被今天的設計師所使用 對產品的功能 它的外觀 材料的成本 制造的成本作出必要的選擇是十分重要的 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 以確保設計的有效性 在任何失敗的情況下 最好知道在最初設計中 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 就可以導致一個本 可以完成的項目失敗 設計工作的各個方面都應該檢查和復查 計算機是一種工具 它能夠幫助機械設計師減輕繁瑣的計算 并對現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供進一步的分析 互動系統(tǒng)基于計算機的能力 已經(jīng)使計算機輔助設計 CAD 和計算機輔助制造 CAM 成為了可能 心理學家經(jīng)常談論如何使人們適應他們所操作的機器 設計人員的基本職責是努力使機器來適應人們 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 設計工程師必須能夠同其他有關人員進行交流和磋商 在開始階段 設計人員必須 就初步設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 如前所訴 機械設計的目的是生產能夠滿足人類需求的產品 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 只有當它們被應用在產品上才能產生效益 因而 應該認識到在一個特定的產 品進行設計之前 必須先確定人們是否需要這種產品 應當把機械設計看成是機械設計人員運用創(chuàng)造性的才能進行產品設計 系統(tǒng)分析和制定產品的制 造工藝學的一個良機 掌握工程基礎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計中做出所需的全部決定的 另一方面 應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 也會使正確的設計變成錯誤的 一個好的設計人員應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 一位機械設計師應該不斷地探索改進現(xiàn)有的產品的方法 在此過程中應該認真選擇原有 的 經(jīng)過驗證的設計原理 將其與未經(jīng)過驗證的新觀念結合起來 新設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) 出新產品的優(yōu)越性 因此 一個性能優(yōu)越的產品誕生的同時 也伴隨著較高的風險 應該強調的是 如果設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