中英文机械设计Word文件下载.docx

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很有可能在这个计划最后决定中,使用了某些不在计划之内的一些设想。

一般的当外型特点和组件部分的尺寸特点分析得透彻时，就可以全面的设计和分析。

接着还要客观的分析机器性能的优越性，以及它的安全、重量、耐用性，并且竞争力的成本也要考虑在分析结果之内。

每一个至关重要的部分要优化它的比例和尺寸，同时也要保持与其它组成部分相协调。

也要选择原材料和处理原材料的方法。

通过力学原理来分析和实现这些重要的特性，如那些静态反应的能量和摩擦力的最佳利用，像动力惯性、加速动力和能量；

包括弹性材料的强度、应力和刚度等材料的物理特性，以及流体润滑和驱动器的流体力学。

设计的过程是重复和合作的过程，无论是正式或非正式的进行，对设计者来说每个阶段都很重要。

最后，以图样为设计的标准，并建立将来的模型。

如果它的测试是符合事先要求的，则再将对初步设计进行某些修改，使它能够在制造成本上有所降低。

产品的设计需要不断探索和发展。

许多方案必须被研究、试验、完善，然后决定使用还是放弃。

虽然每个工程学问题的内容是独特的，但是设计师可以按照类似的步骤来解决问题。

产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。

在材料过程中，五个最常见的问题为：

（a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料；

（b）未能预见和考虑材料的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。

在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）；

（c）所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其性能数据长期不更新；

（d）质量控制方法不适当和未经验证；

（e）由一些完全不称职的人员选择材料。

通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由而存在的结论。

对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现而指明方向。

尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。

从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。

在随后生产和售后服务的几年中，要接受新观念的变化，或者由试验和经验为基础，进一步分析并改进。

一些设计规则

在本节中，建议要运用创造性的态度来替代和改进。

也许会创造出更实用、更经济、更耐用的产品。

为了激发创造性思维，下列是设计和分析的建议规则。

前六个规则对设计者来说特别适用。

1.要有创造性的利用所需要的物理性质和控制过程。

2.认识负载产生的影响及其意义。

3.预测没有想到的负载。

4.创造出对载荷更为有利的条件。

5.提供良好的应力分布和最小的刚度条件。

6.运用最简单的方程来优化体积和面积。

7.选择组合材料。

8.仔细选择所备的原料和不可缺少的组件。

9.调整有效的设计方案，以适应生产过程和降低成本。

10.规定好准确的位置条件为了使组件安装时不干涉。

机械设计包括一下内容：

1.对设计过程、设计所需要公式以及安全系数进行介绍。

2.回顾材料特性、静态和动态载荷分析，包括梁、振动和冲击载荷。

3.回顾应力的基本规律和失效分析。

4.介绍静态失效理论和静态载荷下机械断裂分析。

5.介绍疲劳失效理论并强调在压力条件下接近高循环的疲劳设计，这通常用在旋转机械的设计中。

6.深入探讨机械磨损机理、表面接触应力和表面疲劳现象。

7.使用疲劳分析技术校核轴的设计。

8.讨论润滑油膜与滚动轴承的理论和应用。

9.深入介绍直齿圆柱齿轮的动力学、设计和应力分析，并简单介绍斜齿轮、锥齿轮和涡轮有关方面的问题。

10.讨论弹簧设计、螺杆等紧固件的设计，包括传动螺杆和预紧固件。

11.介绍盘式和鼓式离合器以及制动器的设计和技术说明。

12.中国是世界上机械发展最早的国家之一。

中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献.传统机械方面，我国在很长一段时期内都领先于世界。

到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前，在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。

这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到十九世纪中期已经落后西方一百多年。

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15.新中国建立后特别是近三十年来，我国的机械科学技术发展速度很快。

向机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。

在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。

总的来说，就目前而言中国机械科学技术的成就是巨大的，发展速度之快，水平之高也是前所未有的。

这一时期还没有结束，我国的机械科学技术还将向更高的水平发展。

只要我们能够采取正确的方针、政策、用好科技发展规律并勇于创新，我国的机械工业和机械科技一定能够振兴，重新引领世界机械工业发展潮流。

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18.就小型夯实机械而言：

19.上世纪60年代以前，我国小型夯实机械非常缺乏，很多小型场地的夯实基本上采用人工夯实。

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22.上世纪60年代初期，长沙建设机械研究所与北京建筑工程学院等单位合作，在群众性技术革新成果的基础上总结发明了具有中国特色的蛙式夯实机，1962年获国家科技发明奖。

蛙式夯实机结构简单，维修、使用方便，很快成为我国60年代夯实机械的主导产品。

据不完全统计蛙式夯实机累计产量达到50000多台，在我国经济建设中发挥了重要作用。

70年代以后，蛙式夯实机逐渐被性能更先进的振动冲击夯和振动平板夯所替代，目前蛙式夯实机已经很少，基本被淘汰。

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25.1964年，长沙建设机械研究所开发了HB120型内燃式夯实机，开始由上海工程机械厂生产，后来主要由津市洞庭工程机械厂生产，年产量200台左右。

80年代，内燃式夯实机产品质量有较大提高，曾出口东南亚和非洲地区。

90年代以后，内燃式夯实机产销售量也在逐渐减少，目前只有少数小型民营企业生产。

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28.1977年，长沙建设机械研究所和柳州市建筑机械厂开发了我国第一台HZR250型和HZR70型振动平板夯，这两种产品分别于1979年和1982年通过了由建设部组织的鉴定。

随后义乌建筑机械厂、四平建筑机械厂、安阳振动器厂、津市洞庭工程机械厂等多家企业都开始生产振动平板夯。

1986年长沙建设机械研究所又开发了较大的HZR450型振动平板夯。

上世纪90年代以后，振动平板夯在我国有了较快的发展，产品品种、规格和生产企业增多，国外的振动平板夯陆续进入中国市场。

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31.1983年，长沙建设机械研究所和湖北振动器厂联合开发了我国第一台HZR70型振动冲击夯，1984年通过了由建设部组织的鉴定，1985年获建设部科技进步三等奖。

由于振动冲击夯具有压实效果好、生产率高、体积和重量小、轻便灵活等突出特点，深受用户欢迎，得到了迅速的推广使用，并很快发展到资江机器厂、新乡第三机床厂和津市洞庭工程机械厂等几十家企业生产。

振动冲击夯虽然比振动平板夯开发晚，但发展速度、产销量和使用广泛性比振动平板夯大得多，目前已成为我国夯实机械中产销量最大的主导产品。

上世纪90年代以后，国外的振动平板夯陆续进入中国市场。

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34.振动冲击夯和振动平板夯在我国的成功开发，不仅为我国建设施工部门提供了性能先进的夯实机械，取得了良好的经济效益和社会效益，而且使我国夯实机械技术向前跨进了一大步，缩短了与世界先进水平的差距，促进了我国压实机械的发展。

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37.就机械加工而言：

38.热加工铸造据考古发现，在北京平谷、昌平、房山等处曾出土了公元前16世纪（商代）的青铜礼器。

明永乐年间（1403～1424年），北京制造出享誉世界的明永乐大铜钟（46.5吨）和钟楼大铜钟（63吨）及铁钟（25吨），采用分炉熔化、地坑造型和陶范法铸造。

20世纪50年代以前，北京在铸造上采用粘土砂手工造型。

1955年，北京第一机床厂开始采用漏模造型、双面模型型板及铁型板和标准砂箱造型。

1965年，开始采用塑料模型。

1980年，北京市机电研究院与北京玛钢厂研制成功工频无芯塞杆底注式保温浇注电炉。

1982年，该院与北京机床铸造二厂研究成功冲天炉风口吹氧技术。

1985～1988年，北京机床研究所试验成功浮动端面密封环的压力铸造工艺。

39.锻压1959年，北京第二通用机械厂（后改名北京重型机器厂）建成2500吨水压机。

1971年，该厂制造出6000吨水压机，这是当时北京最大的锻压设备。

1968～1979年，北京起重机器厂先后采用300吨油压机和2000吨油压机制造出起重机吊臂和大型覆盖件。

80年代，北京市机电研究院和北京市模具中心研制出一系列高精度多工位冲裁模具，接近或达到进口模具水平，改变了北京精密冲裁模具依赖进口的局面。

40.热处理1949年前，北京已采用电炉、盐溶炉、热电偶等手段进行零件退火、回火、淬火、正火、调质、渗碳等热处理。

1956年，北京第一机床厂开始采用高频感应淬火。

1961年，北京第二机床厂开始采用气体氮化淬火。

1969年，北京量具刃具厂开始采用光亮淬火。

1978年，北京机床研究所研究完成机床导轨表面接触淬火工艺及设备、淬火质量检查技术条件的研究。

1979年，铁道科学研究院和中国科学院力学研究所等合作完成大功率柴油机缸套表面的激光改性处理的研究。

1979年，北京市机电研究院研制成功千瓦级二氧化碳激光器，并于80年代初分别应用于汽缸套和邮票印刷设备的激光热处理。

其中，清华大学、北京市机电研究院、北京邮票厂共同完成邮票厂七色机打孔器表面激光强化研究。

1984～1990年，北京市热处理研究所研究成功真空热处理、气体渗碳微机控制技术（与北京航空航天大学合作）、稀土软氮化、粉末冶金制品表面强化、煤油加甲醇小滴量法微机可控渗碳、固体渗硼、渗碳过程微机辅助工艺设计及跟踪控制系统等热处理新技术，并应用于生产。

焊接与切割1949年，北京已有气焊、电弧焊及氧乙炔火焰切割等手工作业。

1963年，北京金属结构厂与一机部机械科学研究院合作开发出钨极氩弧焊，并实现了氮气等离子切割不锈钢。

1964年，用直流钨极氩弧焊及焊丝合金化技术解决了核工业用倾斜式电解糟纯镍焊接。

1966年，北京金属结构厂开发出了使被焊球体旋转的埋弧自动焊。

1968年，该厂开始以液化石油气代替乙炔切割。

80年代初，清华大学发明了新型MIG焊接电弧控制法，在控制电弧技术上取得突破。

80年代初，北京城建设计院等完成液化石油气移动式气压焊轨技术的研究和应用。

1990年，北京金属结构厂开始采用数控精密切割和具有光电跟踪及数控寻踪读入自动编程的大功率等离子切割技术。

41.可见，我国机械发展在近代发展其迅速。

42.一台完整机器的设计是一个复杂的过程。

机械设计是一项创造性的工作。

设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。

43.任何产品在设计时第一步就是选择产品每个部分的构成材料。

许多的材料被今天的设计师所使用。

对产品的功能，它的外观、材料的成本、制造的成本作出必要的选择是十分重要的。

对材料的特性必须事先作出仔细的评估。

仔细精确的计算是必要的，以确保设计的有效性。

在任何失败的情况下，最好知道在最初设计中有有缺陷的部件。

计算（图纸尺寸）检查是非常重要的。

一个小数点的位置放错，就可以导致一个本可以完成的项目失败。

设计工作的各个方面都应该检查和复查。

计算机是一种工具，它能够帮助机械设计师减轻繁琐的计算，并对现有数据提供进一步的分析。

互动系统基于计算机的能力，已经使计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）成为了可能。

心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。

设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。

这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。

另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。

在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。

这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。

如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。

发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。

因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。

应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。

掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。

仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。

另一方面，应该认真精确的进行所有运算。

例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。

一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。

因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。

一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。

由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。

一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。

新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。

因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。

应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。

MechanicalDesign

Abstract:

Amachineisacombinationofmechanismsandothercomponentswhichtransforms,transmits.Examplesareengines,turbines,vehicles,hoists,printingpresses,washingmachines,andmoviecameras.Manyoftheprinciplesandmethodsofdesignthatapplytomachinesalsoapplytomanufacturedarticlesthatarenottruemachines.Theterm"

mechanicaldesign"

isusedinabroadersensethan"

machinedesign"

toincludetheirdesign.themotionandstructuralaspectsandtheprovisionsforretentionandenclosureareconsiderationsinmechanicaldesign.Applicationsoccurinthefieldofmechanicalengineering,andinotherengineeringfieldsaswell,allofwhichrequiremechanicaldevices,suchasswitches,cams,valves,vessels,andmixers.

Keywords:

MechanicalDesignmechanismsDesignProcess

TheDesignProcess

Designingstartswithaneedreal.Existingapparatusmayneedimprovementsindurability,efficiency,weight,speed,orcost.Newapparatusmaybeneededtoperformafunctionpreviously

donebymen,suchascomputation,assembly,orservicing.Withtheobjectivewhollyorpartly

Inthedesignpreliminarystage,shouldallowtodesignthepersonnelfullytodisplaythecreativity,noteachkindofrestraint.Evenifhashadmanyimpracticalideas,alsocaninthedesignearlytime,namelyinfrontoftheplanblueprintiscorrected.Onlythen,onlythendoesnotsendtostopsuptheinnovationthementality.Usually,mustproposeseveralsetsofdesignproposals,thenperformthecomparison.Hasthepossibilityverymuchintheplanwhichfinallydesignated,hasusedcertainnotinplansomeideaswhichaccepts.

Whenthegeneralshapeandafewdimensionsoftheseveralcomponentsbecomeapparent,analysiscanbegininearnest.Theanalysiswillhaveasitsobjectivesatisfactoryorsuperiorperformance,plussafetyanddurabilitywithminimumweight,andacompetitivecost.Optimumproportionsanddimensionswillbesoughtforeachcriticallyloadedsection,togetherwithabalancebetweenthestrengthsoftheseveralcomponents.Materialsandtheirtreatmentwillbechosen.Theseimportantobjectivescanbeattainedonlybyanalysisbasedupontheprinciplesofmechanics,suchasthoseofstaticforreactionforcesandfortheoptimumutilizationoffriction;

ofdynamicsforinertia,acceleration,andenergy;

ofelasticityandstrengthofmaterialsforstressanddeflection;

ofphysicalbehaviorofmaterials;

andoffluidmechanicsforlubricationandhydrodynamicdrives.Theanalysesmaybemadebythesameengineerwhoconceivedthearrangementofmechanisms,or,inalargecompany,theymaybemadebyaseparateanalysisdivisionorresearchgroup.Designisareiterativeandcooperativeprocess,whetherdoneformallyorinformally,andtheanalystcancontributetophasesotherthanhisown.Productdesignrequiresmuchresearchanddevelopment.ManyConceptsofanideamustbestudied,tried,andtheneitherusedordiscarded.Althoughthecontentofeachengineeringproblemisunique,thedesignersfollowthesimilarprocesstosolvetheproblems.

Productliabilitysuitsdesignersandforcedinmaterialselection,usingthebestprogram.Intheprocessofmaterial,themostcommonproblemsforfive（a）don'

tunderstandornotuseaboutthelatestapplicationmaterialstothebestinformation,（b）failedtoforeseeandconsiderthereasonableusematerialmay（suchaspossible,designersshouldfurtherforecastandconsiderduetoimproperuseproducts.Inrecentyears,manyproductsliabilityinlitigation,theuseofproductsandhurttheplaintiffaccusedmanufacturer,andwonthedecision）,（c）of