机械设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇机械设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

1.1增强产品的美观性能

随着我国经济的发展与人们生活水平的日益提高。人们对产品的要求已经不单单停留在使用性能这一方面了。在满足商品本身的使用性能的同时，人们更加注重某一商品是否美观。因此，对冶金机械制造设计进行研究，可以加大产品的美观性能。从而增加客流量以增加商品的收益。这对消费者和研究商都有一定的好处。

1.2减少噪音污染

噪声一直是困扰人们生活的因素之一，它能打扰人们的休息，严重时还会引发疾病。近些年来随着科技的发展，人们也一直在研究减少噪音的方法。冶金制造业是大型的生产企业，产生的噪声是普通企业的好几倍。因此对冶金机械制造设计的研究势在必行。它可以大大减少冶金制造业在生产过程中产生的噪音。

1.3保护环境

随着科技的发展，越来越多的问题得以解决。同样也越来越多的问题逐渐被发现。环境问题便是其中之一。近些年来环保一直是世界的主题。每个国家、城市、企业和家庭都有义务做到保护环境。随着科学的研究发现环境污染不只只是大气污染、水污染等这些污染，还包括噪声污染等。冶金制造业在生产过程中如果控制不得当会产生大量的污染源。因此对冶金机械制造设计的研究可以大大减少在生产过程中的污染，从而保护环境。

2冶金机械制造设计中存在的问题

上面已经让大家了解到了对冶金机械制造设计的研究具有很重要的意义，既然这样，那么相关人士应该义不容辞的开展这项活动。话容易说，但是事情却不容易做。对冶金机械制造设计的研究这项活动是存在许多问题的，下面让我们具体的来了解一下。

2.1造型的均衡感和稳定感存在瑕疵

大家都应该知道，芭蕾舞演员需要很匀称的身材比例，俗称黄金比例。比例的协调性对于一个芭蕾舞的展现具有很重要的作用。同理，均衡感和稳定感的存在如同芭蕾舞演员的黄金比例身材一般。它们的存在可以是原本有一些瑕疵的产品看起来同样高档。但是，现如今的冶金机械制造业所设计出来的产品却缺乏造型的均衡感和稳定感。这使得原本建材高档的产品却体现不出高贵来。

2.2色彩所表达的机械语言不符

人们都知道色彩对于一个产品来说是非常重要的。在这里，本文想举几个例子来说明一下色彩的重要性：首先一件长裙，如果裙子是纯白色的则会给人一种仙女的气质；相反，如果裙子是黑色的则会给人高贵、冷艳的感觉；其次，大家都知道钢琴的琴键是黑白色的，大家可以试想一下如果把钢琴的琴键换成五颜六色的那将是什么后果。举这个两个例子的是想说明色彩选择与应用的重要性。可是，先如今冶金制造业所设计出来的产品色彩所表达的含义与机械语言并不相符合。

2.3设计美感与加工制造经济性的协调

其实，任何行业都是以盈利性为目的的。都是为了挣钱。每个投资商都希望用最少的投资来换取最大的利益。所以在投资、设计与生产的过程中投资商有时候是很吝啬的。先如今的技术指导下，冶金制造业所设计出来的产品如果追求美感则耗资比较大；如果想减少投资而美感又上不去。造成了设计美感与加工制造经济性不相协调的现状。

3解决冶金机械制造设计中存在问题的办法

既然冶金制造业设计存在着这么多的问题，如果冶金制造业想要发展、想要获取更多的利益、想要更好的服务于人们，那么相关人士就要想办法解决出现的困难。那么该如何解决上述困难呢？本文给出了以下方法。

3.1设计高均衡感和稳定感的造型

既然均衡感和稳定感对于冶金制造业的设计如此重要，那么毫无疑问的想要解决这个困难，就要设计高均衡感和稳定感的造型。话容易说，但是事情却不是那么容易做的，该如何设计出高均衡感和稳定感的造型呢？本文觉得一下几点会对设计有所帮助：首先，确定产品的尺寸。大小不同的产品它们所需要的比例肯定是不同的，因此首要任务就是要先确定一下想要把商品做多大。其次，根据产品的尺寸设计产品的比例。比例对于均衡感和稳定感是有很大作用的，如果比例不协调那么更无从可谈均衡感和稳定感的问题了。最后，也是最重要的就是加工打造出高度均衡感和稳定感的产品。许多人对于这一点很不理解，其实大家可以试想一下，再好的设计如果加工工程不过关，那么产品也不会好到哪去。

3.2设计吸引人眼光的色彩

上面已经探讨过了色彩对于一个产品的重要性。也同样指出了在冶金制造业的设计中存在着色彩所表达的含义与机械语言不相符的问题。既然这样，那么我们就要想办法解决这个问题。可是解决问题的办法到底是什么呢？首先，我们要确定所设计的产品想要表达什么的含义。不同的意义所需要的色彩是不同的，例如白色代表纯洁；黄色代表温馨；蓝色代表大海等等。所以只有首先确定产品想要表达什么含义才能确定所需要的色彩。然后，就像上面说的，根据所要表达的含义设定产品所需要的色彩。有的产品需要色彩艳丽；有的需要纯色，一切根据实际情况而定。这样根据需求所设计的色彩就不会产生上面所叙述的问题了。

3.3设计完美比例让美感与经济性同在

既然人们想要美感十足的产品，而商家又不想投资太多。那么我们就要想办法在降低成本的前提下设计出具有美感的产品。其实这个问题不难解决。解决的办法也因人而异。本文给出了一点建议希望对相关人士有帮助。首先，商家可以采用先进的技术来设计出美感十足的产品，然后提高产品的价格，以此来获得更高的利益。许多人对这个方案很不理解，觉得这不是要加大投资吗？商家会同意吗？大家忽略了提高产品价格的问题。成本是提高了，但是商品的价格也大大提高了，这样设计出来的产品不仅可以打造品牌，还能获取更高的利益；此外，商家也可以设计出美感稍微欠缺的产品，这样可以减少投资，也同样可以获取很高的利益。其实这个办法是与上述办法相反的解决方案。因此在这里本文就不多做论述了。想必大家已经了解。

4冶金机械制造设计发展前景

虽然冶金制造业存在着许多问题，发展比较缓慢。但是如果相关人士能够积极解决问题，那么冶金制造业的发展将会是一片大好的前景。本文也相信，通过冶金制造业相关人士的努力，冶金制造业将会发展成我国的经济龙头行业，为我国经济的发展和国际地位的提高起到不可忽视的作用。

5结语

篇(2)

根据国家机械设计制造及其自动化专业毕业培养标准中对毕业能力要求之4“具有设计机械系统、部件的能力”要求，整合现有教学内容，形成了基础知识递增和设计能力递进的机械设计类课程教学环节结构。其中先修课程包括数学类、工程力学、机械制图、公差与技术测量等基础课和专业基础课。为达到“具有设计机械系统、部件的能力”的毕业要求，设计了课程教学及课内实验、基础设计能力培养、创新设计能力培养三个能力递进培养环节。

2机械设计类课程教学及课内实验

课程教学及课内实验教学环节分为机械原理和机械设计两个部分，每部分。含课内实验，课程内容及培养目标如下：机械原理课程是一门培养学生机械机构运动设计与分析的技术基础课，主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统传动方案的规划与设计，其主要任务是培养学生：第一，理论联系实际的学风，设计实践能力和创新精神。第二，掌握机构运动方案设计的能力。第三，具有机械系统运动简图的绘制，计算机辅助机构分析和设计的能力。机械原理实验教学是机械原理课程教学中的实践环节。在实验中通过安排部分课程基本理论的验证性实验，使学生进一步加深对课堂教学内容的理解。通过增设一些综合性、设计性实验，培养学生基本知识、基础理论与实际项目需求的理论知识应用能力，同时培养学生创新意识和能力。通过设立较多的选修实验，促进学生的个性发展。机械设计课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课，在教学内容方面着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和创新思维，通过对本课程的学习，使学生掌握常用机构和机器中各种通用零件的基本理论和基本知识，初步具有机械结构方面的分析、设计能力，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。机械设计实验教学通过设立部分验证性实验，使学生进一步加深理解课堂教学的内容；通过设立一些综合性、设计性实验，培养学生理论联系实际的能力及机械结构设计的创新意识和创新能力；通过强调学生参与实验的全过程，培养学生的动手操作能力；通过设立较多的选做实验，满足学生的求知欲，促进学生的个性发展。

3基础设计能力培养

机械设计课程设计是机械设计基础类课程的重要实践性环节，通过对机械传动装置和简单机械的设计，使学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，熟悉机械设计的一般规律，掌握机械通用零部件及简单机械的设计理论及设计方法。培养学生理论联系实际的正确设计思想，树立工程意识，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，为毕业设计和以后从事工程设计工作打下良好的基础。课程的教学目的：第一，学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。第二，学会从机器的功能要求出发，合理选择传动机构的类型，制定传动设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的结构、形状、尺寸及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力。第三，进行机械设计基本技能训练，例如计算、绘图，运用标准、规范、手册、图册和设计资料，以及使用经验数据和处理数据等。第四，通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求；培养学生运用计算机撰写论文的能力。第五，训练学生用CAD绘图的能力。机械综合课程设计是形成机械装备设计能力的重要实践性教学环节。内容以车床或铣床的主传动系统设计为主线，以所学过的机械制造装备的基础知识为支撑，完成主传动系统设计、操纵装置布置、工程分析计算等环节的训练。其目的是在相关先修课程学习后，进行机械结构设计综合训练，使学生掌握机械系统分析和设计的基本步骤和方法，培养和锻炼学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。

4创新设计能力培养

学生创新设计能力培养包括机械产品创新设计与仿真和机械创新设计与制作两个环节：机械产品创新设计与仿真是学生以项目组的形式自主开展的为期一年的研发与制作项目，在学院的统一命题下完成一项任务。提高学生自主学习、问题求解、团队协作、项目管理、综合创新等方面的能力和素质。机械创新设计与制作是结合学生已有的知识储备，充分发挥学生的创新设计思维，通过机构综合模拟现实自然界生物的动作行为，并辅以相应的控制系统达到机构的协调运动。在教师的启发和指导下，学生以组为单位自主地进行相关内容科技文献检索、方案设计、虚拟仿真、绘制加工图纸、撰写设计说明书并进行答辩，通过工程实践培养学生灵活运用所学机械设计知识的能力。

5结论

篇(3)

机械设计制造是综合多学科的一门专业技术，由于在毕业设计当中，也会运用到多学科的知识，因此也会存在很多问题以及知识结构的不同，对此，这就需要学生要有创新精神，从选题到框架形成都应具有创新性，而学生的表现意识并不强烈，只是停留在基础阶段，知难而退占主导思想。（四）我们都知道，该专业的重要性就在于实践，这个过程是非常重要的。当前，由于这项专业没有安排较强的实践，所以在做毕业设计时也是较为空泛的，没有创新，没有实践，对此，并不能给学生进行良好的指导意义，这方面的缺憾是非常明显的。

二、提高毕业设计质量的主要方法措施

学生在做毕业设计时要在该专业当中发挥出一定的作用。对此，我们也提出了一些相关的建议：首学生要把主要精力放在毕业设计当中，不能以应付了事，其次，要注重课堂效率，确保教学质量，留有充分的时间来做毕业设计工作，掌握好难易程度，调整好实践的计划，对此，我们用几方面来更为详细方法来提高学生的毕业设计。

（一）首先要提高学生对所学知识的基础技能，这是学校培养的重要目标，学生的基本功主要表现了对专业修养的重要水准，只有掌握好基本功才能更好的运用专业知识，并且在未来的工作当中自如的实践，所以，学生只有充分的掌握基础知识才能给未来就业打下良好的基础。应用计算机技术，不但可以推动该专业的知识力量，还可以提高专业发展，但在这其中也会存在很多不良的因素，比如：我们要提倡用计算机进行绘图处理，但是在这个过程当中学生却抛弃了传统手工绘图的锻炼，缺乏技术性，从而导致机械设计制图的要求不够规范，也不够明确，对此，我们必须要提高学生基本功技术的培养。

（二）在当前形势下，一般毕业设计都是由老师拟定方向，由学生进行选题，在这种方法当中存在很多优点，由于老师对这项专业是较为了解熟悉的，并且可以良好的掌握难易程度和工作效率，对此，可以给学生提供专业性的意见，然而也会存在一定的问题，并不能全面的调动学生在实践过程当中的创造积极性，因此，必要的时候可以让学生自拟选题，再由老师进行审定，通过在拟题时，学生与老师进行互动，进而也让老师更为全面的了解学生的兴趣爱好，以及对未来工作的方向，找到更适合学生发展的道路，给学生一个锻炼的机会，培养他们创新与独立思考的主观意识，提高他们的实践能力等。

（三）作为老师可以鼓励学生去企业锻炼实践完成毕业设计。由于在该专业领域当中主要是技术，因此，必须要注重行业的背景要求以及实践经验等方面，由于在企业工作当中，可以良好的把选题与实际生产相结合进行，通过在实践过程当中，找出毕业设计所存在的问题以及解决措施，进而培养学生的实践能力，与此同时，在深入接触企业氛围时，也提升了他们的适应性，与企业达到了一个双赢的目的。

三、结语

篇(4)

关键词：石油企业；机械设计；自动化

如今，作为一门全新的学科，机械设计制造自动化已逐渐成为社会主流学科之一。这是社会生产力发展的体现，同时也是社会进步的体现。随着近些年自动化技术的广泛应用，自动化机械制造业不断被各种新型的技术所填充。尤其是石油企业，由于石油企业的特殊需求，石油企业机械制造更需要朝着自动化、网络化方向发展。因此本文将对石油企业目前机械设计制造的发展现状进行动态分析，并结合市场需求，对其自动化发展前景进行观望，以期能够实现自动化系统的最优化机械设计。

1石油企业自动化机械设计制造现状分析

1.1机械设计发展现状分析。一般来说传统机械设计的图纸，所采用的手工绘制方式，会出现设计不够严谨，且细节经验往往与实际需求不符。并且在进行计算时，因为人体本身对于大量数据运算可能会出现一些失误，因此还会造成数据误差，严重干扰机械设计精确度。而对于设计中的误差，机械制造业一般采用加强安全系数的方式，确保误差能够得到降低[1]。最后则是以传统的设计方式进行机械设计，由于技术人员间的沟通或是信息传递等外在因素不够默契，将导致设计周期被无限延长。随着近些年科技的进步，越来越多先进的信息技术和网络技术被推广应用于石油企业机械设计中。通过网络终端实现资源共享，可以确保机械制造业生产优势，规避设计风险，缩短研发流程，提高设计精准度。1.2机械制造发展现状分析。机械制造技术如今在我国机械制造业中的地位很高。由于社会对石油的需求不断加大，石油机械设备设计得到了良好的发展机遇，因此才能够在社会中，不断改革技术，在社会各行业的涉及更加全面。可以说，从最早的采用天然工具制造，逐渐的发展到现代的机床制造，人们的制造技术在快速的发展和提高[2]。因而为了能够更加全面的提升石油机械制造业制造能力，必须缩减工艺研发流程，采取先进的制造理念，并借鉴发达国家的自动化生产经验，推陈出新弥补产品在质量上的不足。另外我国石油机械设计制造业现阶段的基础能力不断提高，带动了一系列制造领域的进步[3]。1.3自动化发展现状分析。随着近些年信息技术的应用，以及电子技术的推广和进步。石油企业机械制造领域如今正朝着自动化方向发展。尤其是部分石油企业对于机械制造系统中的数据人才需求，近些年更是不断增大。自动化机械设计系统涵盖两点，分别是：电子计算机硬件设备以及计算机软件系统。这二者共同组成了机械自动化设备系统。可以说系统软件是自动化发展的灵魂，包括了内部数据的处理和应用。而计算机硬件设备则是自动化的骨骼结构，负责支撑软件设备的处理和存储自动化系统数据。

2石油企业机械设计制造发展前景观望

2.1发展方向更加着眼于绿色化发展。我国为了追赶发达国家工业技术，曾有过一段历史较为悠久且持续时间较长的工业生产时期，导致环境受到严重污染。如今环境污染已成为困扰我国生态环境的主要难题。石油企业机械制造设计朝着更加环保，更加低碳的方向发展，已成为这个时代的生态环境以及国民生活水平提高的要求。从目前来看，大部分环境污染问题来源于工业生产，也就是机械制造业中的化学用品排放，以及大量的污染物质肆意排放。如若缺乏相应合理的解决措施，那么长期以往必然会加重环境的破坏。所以机械制造业应立足于当下，通过降低污染物的排放，以绿色环保的原材料和生产技艺为主，确保在生产过程中，能够有效减少污染。因此必须进一步加强绿色化机械设计的研究，通过加强自动化的研究力度，从而实现高度石油设备自动化设计统一。2.2制造管理更趋于数字化内容。目前网络技术和电子技术的应用，是实现机械制造业自动化的有效途径之一。并且数字化技术和信息化在石油企业机械制造设计领域中的应用也越来越广泛。这不但说明网络技术与电子技术的应用，是石油机械制造业的发展前提。更证实了数字化技术的运用，也因此得到石油企业的肯定。优化石油机械制造业的生产技术，以及生产模式，能够大幅提高企业生产效率。随着同期各项生产技术的进步，以及信息网络技术的发展，虚拟的操作技术如今逐渐成为机械制造业自动化发展的准则。因此未来数字化和信息化在制造业的全面发展，将会因为世界信息化进步的原因，得以成为石油企业机械制造设计以及自动化发展的主流方式之一[4]。2.3虚拟化进程发展。相比较传统的手绘以及脑力计算机械设计方式，现代的计算机虚拟系统在机械设计周期时间上要远小于传统设计模式。同时在成品设计成功几率上也要远高于传统的设计模式。通过运用计算机进行系统模拟，并于网络中实现机械制造业的虚拟和自动化优化，可以大幅缩减人力成本[5]。2.4微型化发展。每一次的工业革命，都将带来全新的技术进步。伴随着多次的工业革命，我国的自动化设计技术也得到了全新的革命性发展。比如计算机的研发与进化都在自动化领域发展过程中，提供过不小的帮助和作用。另外在机械制造业中，由于细节的精算要求越来越高，因此自动化设计趋于微型化也是机械制造业发展必经阶段。石油企业的机械设计具有更加轻便灵活的特点，因此在未来机械设计发展领域中，有着非常好的发展应用前景[6]。2.5生产制造一体化发展。一体化进程是机械制造领域中的一大优势，同时也是计算机技术发展过程中，机械制造业的必经阶段。由于目前机电一体化技术的广泛应用，人们愈发重视机电一体化的功能性作用。尤其是石油企业，将机电一体化技术应用在机械设计制造以及自动化发展中，在实践应用的过程中取得了良好的效果[7]。这充分说明了一体化是石油设计领域的发展方向，也是机械制造业发展的必然结果。通过对电子设备与机械设备功能性的重组，实现远程自动化的控制，可以大幅提高机械制造效率。2.6自动化发展。采用自动化技术，处理机械设计的繁琐步骤，能够进一步提升石油企业生产效率。并且在这一过程中，能够有效凸显石油企业在行业中的竞争优势，提高市场竞争能力，创造更为客观的经济效益。衡量石油企业的机械化水平要从石油企业的自动化能力入手。因而若想提高企业自身规模，必须降低生产成本。以自动化理论和技术为指导，从而实现石油企业机械制造业的自动化和智能化，为社会和石油企业创造更高的经济效益。

3结语

当前我国石油制造业有着全国最为先进的机械制造水平，因此从石油机械制造业技术制造水平，能够真实反映出我国当前科学技术能力。为了更好的铺设现代化发展道路，提高我国综合国力。我国的机械制造系统应充分发挥技术优势，加快自动化、虚拟网络化的转化进程。并且实现绿色环保的生态可持续发展策略，紧随世界机械制造业发展脚步，力争世界技术前沿，提高我国综合国力。最后通过技术人员的努力，缩小与发达国家的技术差距，从而为我国人民和国家带来更客观的利益，凸显出石油企业于国民经济中的价值意义。

作者:包秋民 单位:中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院机械研究所

参考文献：

[1]梁景中.刍议石油企业机械设计制造和其自动化的前景展望[J].科技展望，2015,(35):67.

[2]吴超.我国机械设计制造及其自动化发展前景[J].江西建材，2015,(15):299+19.

[3]韦佳.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].科技资讯，2015,(08):224.

[4]张真，盛国亮，孙晓亮.机械设计制造及其自动化的发展前景之我见[J].硅谷，2015,(01):12+72.

[5]李豪.浅谈我国机械设计制造及其自动化发展前景[J].企业导报，2014,(08):134+136.

篇(5)

1.建立机械设计课程内容体系的思维导图。

本文应用可视化技术建立机械设计课程的思维导图，实现课程知识结构图像化。例如，在讲授标准齿轮的几何尺寸计算内容时，出现大量齿轮几何参数名称及尺寸计算公式，学生往往感到参数繁多，公式难以掌握。按照多向思维，从径向和周向两个方向对齿轮参数和尺寸进行分类，可以使问题简化，并建立图1所示的齿轮机构几何参数和尺寸思维导图。对于一个标准渐开线外齿轮，齿轮上有4个圆，分别是齿顶圆、齿根圆、分度圆、基圆；有一个角，即压力角。以分度圆作为重要的基准圆，分别沿着径向和周向两个方向描述圆的几何参数，径向上有分度圆直径（和半径）、齿顶圆直径（和半径）、齿根圆直径（和半径）、基圆直径（和半径）以及齿顶高、齿根高等尺寸，周向上各圆有齿距（或周节）、齿厚、齿槽宽等尺寸。而对于一对标准渐开线外啮合齿轮，除了每个齿轮上的4个圆，多出一对相切节圆和一条啮合线。因此，沿径向方向多了节圆直径（和半径）、中心距，沿周向方向多了节圆的齿距（或周节）、齿厚、齿槽宽，此外，还有描述啮合线位置的啮合角。学生参考思维导图对比学习就很容易理解和记忆这些知识了。又如，机械设计课程整体体系的思维导图使得学生从宏观层面建立了机械设计课程比较系统的理论框架，了解了与其他课程内容的联系纽带，而各章节基本内容和重点知识的思维导图，便于学生进行知识梳理，从而提高了机械设计课程学习效率。比如学习“齿轮机构”这章内容时，由于概念多、公式多，齿轮啮合运动特性复杂，加之齿轮传动设计计算公式复杂，学生普遍感到知识容量大，掌握起来困难。对直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、涡轮蜗杆机构和传动建立思维导图，学生对照思维导图采用类比思维来学习就容易多了。思维导图架构机械设计各知识群之间的枢纽，呈现知识点之间的内在联系，帮助学生更好地掌握知识脉络，提高教学效果。

2.基于思维导图的机械设计思维训练。

思维导图符合人脑的思维模式，有利于发散思维的展开，可以有效地引导设计者的思考顺利进行。在机械设计过程中，借助思维导图描述帮助创新思维的深入展开。例如，在减速箱的设计过程中，让学生把设计步骤、参数和结构按照工程逻辑用思维导图表示出来，一边设计思考一边做出图2所示的思维导图，可以辅助设计过程顺利完成。机械设计教学中，应用思维导图可以培养机械设计的工程逻辑思维和创造性思维。

3.总结

篇(6)

与常规机械相比，一次性机械的主要特点如下。(1)使用条件：通常常规机械需长期可靠的使用和循环使用，余量都留的较大，故体积、重量大，材料优良；而一次性机械使用时间短，是有限寿命里的特殊情况，只使用一次，只要保证在特定时间内完成功能即可，无须留太大的余量，因此体积小、重量轻。(2)失效形式：常规机械多由于疲劳、磨损而失效[10]，其中，常规机械的疲劳多为低应力高周疲劳。在实际设计中，一般认为导致高周疲劳的载荷状态为正常工况，因此，本文接下来所说的疲劳破坏指高周疲劳破坏。一次性机械主要考虑传递动力，不至于受力折断即可，因而设计时要保证动静强度和刚度。(3)设计方法：常规机械设计理论已经很成熟，而一次性机械还没有一个成熟的可遵循的理论。一次性机械的使用寿命很短，不会发生疲劳、磨损、腐蚀等由于长时间工作而引起的失效。疲劳破坏是多次反复载荷作用下产生的破坏，它不是短期内发生的，当交变应力远小于静强度极限，甚至小于屈服强度时，疲劳破坏也可能发生。所以在常规机械的设计中，为了预防疲劳，许用应力的选取远小于静强度极限和屈服强度。一次性机械的工作寿命很短，在发生疲劳破坏之前就完成了工作，所以只要保证其在使用中不致受力破坏即可。静力破坏是一次最大载荷作用下的破坏，当静应力小于屈服强度或强度极限时，静力破坏就不会发生。对于一次性机械，设计过程中不考虑疲劳等因素，可以去除这些余量，根据静强度要求进行设计，最大限度地减小机械结构的体积和重量。

2箭用舵机关键零件的强度设计

电动舵机是由电动机驱动的用于航行器方向控制的机构。而箭用电动舵机是用在火箭上的航向控制机构，会随着火箭发射完成而自毁。由于火箭空间结构对舵机体积的限制，目前普遍采用小体积高速直流伺服电动机驱动，再配以大减速比的减速装置以输出大转矩低速角位移运动的技术方案。在选定驱动电动机后，最主要的工作就是舵机减速装置的设计，需要注意的是，以额定输出转矩为设计目标，按常规的机械减速器设计方法，一般在体积上达不到箭用舵机特殊的尺寸要求。

2.1传动方案和总体结构

电动舵机的结构需要尽量简单、紧凑，需要结构简单，体积小、重量轻，且传动效率高、承载能力大的大速比传动形式，所以采用了一对锥齿轮副和谐波齿轮传动的传动方案。

2.2锥齿轮的设计

齿轮材料分别为：小锥齿轮选用45钢，调质处理；大锥齿轮选用45钢，正火处理。小齿轮传递转矩：T=0.2303N•m。小锥齿轮齿数z1=22；大锥齿齿数z2=66。齿轮的失效形式主要有齿面疲劳点蚀和齿根疲劳折断，为防止其发生，传统设计方法多采用齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行设计校核。如果按齿面接触疲劳强度计算的齿轮模数结果为m=0.6mm，按齿根弯曲疲劳强度计算的结果为m=0.5mm。舵机减速机构中的齿轮在发生疲劳点蚀或者疲劳折断之前就完成了特定的工作。因此可不予考虑疲劳强度计算，只能按照静强度条件计算其过载折断时的模数，即只是校核轮齿能不能承载那么大的弯矩。把齿轮的轮齿看作悬臂梁(图2)，一般情况，梁的横截面上同时存在正应力和切应力，由于切应力比弯曲应力小得多，可忽略不计，故仅按齿根危险截面的弯曲应力进行计算。

2.3柔轮的设计

材料：柔轮选用40CrNiMoA其硬度为32～36HRC。按齿面耐磨计算柔轮模数为m=0.2mm。普通齿轮传动一般只有1～2对齿参与啮合，而谐波齿轮同时参与啮合的齿对数很多，可达到总齿数的30％左右，因此不存在单对齿啮合情况。这样载荷作用点便只有一种情况，即作用于轮齿的齿顶，并且力应由啮合齿均分。

3箭用舵机性能测试

本文基于一次性机械零件设计理念，得到的一次性使用的谐波减速器照片见图1。其中主要部件直筒柔轮的设计参数见表1。本次试验总共加工了4套谐波减速器。受研究条件和时间限制，谐波减速器中除柔轮是按照一次性机械零件设计理念进行设计外，其他部件仍然采用标准的常规机械零件或按照传统，如薄壁轴承等。图1中所示的箭用舵机减速器在图3所示的测试装置上进行性能测试。该测试装置的加载采用板弹簧，属于被动加载，但加载精度较高，箭用舵机减速器需要与直流伺服电动机、旋转电位计等其他部件安装组成舵机系统，然后进行测试，该测试装置能够一次性完成8套舵机系统的测试。本文对箭用舵机减速器进行试验测试，主要测试所设计产品在最大载荷下的寿命，具体测试方法为：将箭用舵机系统安装在测试台上，并确定机械零位和电气零位后，通过直流电动机控制器控制直流电动机旋转，由于板弹簧提供的负载转矩与谐波减速器的转角有关，根据板弹簧的刚度，计算得到负载转矩达到80N•m时的旋转角约为60°，旋转角通过舵机系统的旋转电位计测试并反馈给控制端，当旋转角达到60°后，认为完成一次加载。然后将舵机系统回复到零位，反向再加载直至旋转角达到60°，完成第二次加载，以此类推，记录加载次数、单次旋转角度、减速器转速。当出现噪声超标、减速器卡死以及电动机烧坏时，需终止试验，此时认为舵机系统失效。

4结论

篇(7)

CAD软件拥有二维和三维绘图的功能,但是设计人员更加偏爱三维设计,主要是它的效率高,速度快,成本低。主要表现在三个方面:首先,机械设计效率提高,周期变短。机械设计的零件需要在反复的设计失败和错误中不断进步和完善。比如,在零件需要配合设计时,为了保证零件能精确配合,可以用三维软件同时设计两个零件进行装配,避免单独设计引起的装配失败,三维技术能有效完成零件配合设计,当设计配合不合理时只需要对零件部分做微小的改变,零件的大部分信息没有发生变化。另外,CAD具备变型设计的功能,能将不同零件部分进行重构,设计一个不同的产品。如此,CAD技术能大幅减少设计时间,提高生产效率。其次,在CAD中装配零件方便直观。该功能能监测到静态和动态下,零件之间是否发生干涉或者在运动过程中是否出现碰撞,从而及时对设计方案进行更改,运用不同的装配关系进行实验装配,CAD软件中的资源管理器能有效记录装配路径,如果装配不正确,能直观显示装配不合格的位置,同时软件还具有隐藏功能,将部分零件隐藏,能清晰的看到内部结构的装配及运动情况。另外软件还能进行运动演示,将静态和动态配合下无法发现的问题在运动中进行检测,观察是否跟其他部位产生干涉,保证零件设计的正确性,避免零件未经过周密的论证生产出来导致报废。最后,提高产品质量,提升竞争力。机械设计产品与CAD技术结合,能提升设计者的设计思路,能进行干涉检查,受力分析,产品优化提高设计质量。另外,现在CAD软件都具备了较好的在线加工能力,利用CAM进行零件加工,能保证产品跟设计图样的一致性,保证产品质量。

2在机械设计中常用的CAD功能

第一,CAD实体建模。目前,CAD建模最主要的有三种方式,实体、表面、线框。比如在AUTOCAD中提供了多种实体建模方式,最基本的有立方体、圆球体、柱体、锥体等。一般零件都可以通过这些模块进行结构分析,设计时,对基本造型进行分解分析,然后采用布尔运算对零件进行三维造型。另外,零件三维实体建立后,调用运动分析模块对零件功能进行分析。对于零件装配,可以通过采用三维编辑功能,让零件按坐标要求进行装配,完成设计任务。第二,集成制造。科学技术的不断进步,CAD软件也在不断发展和强大,制造向数控化方向发展,设计向计算机方向发展,CAM/CAE也正在向计算机方向发展。一个完整的CAD/CAM软件集成了三维造型、图形编辑、曲面造型、仿真加工、受力分析、在线加工等的功能。这些模块的运行都是建立在全面的工程数据库基础上的。第三,机械设计CAE软件的发展。CAE软件主要是承担后期分析处理的任务,解决零件设计是否合理。比如产品零件结构是否优化,受力分析是否合理,运动特性分析,静态和动态特性分析等等。

3CAD技术在机械设计中的发展方向