第一篇：机械设计感悟
机械设计感悟
何谓机械设计，机械设计是一个将构想变为现实的过程。对设计本身而言，它是一个严谨的流程，一个不断完善的过程；对设计者而言，设计是一个认知的过程，是一个知行合一的过程，是一个充满激情的过程，是一个最求完美的过程；对设计团队而言，设计是一个齐心协力，共同完成使命的过程。
机械设计博大精深，要成为一个合格的机械设计师，需要不断地学习，实践，思考，交流。十年磨一剑，只有经过长时间的积累，才有可能从容的面对挑战，给出最佳答案。
第二篇：机械设计常用材料
机械设计常用材料 1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。
主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。
应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
2、Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。
主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3、40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。
主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
40CR属于低淬透性合金调质钢，一般调质使用，比45#钢要好点，做要求不是很严的轴类件，也可以热处理后表面处理做齿轮，一般做轴退火后800度保温5小时淬火，用油淬，然后520度保温80分钟用水或者油快冷回火
应用举例:调质处理后用于制造中 速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。
4、HT150——灰铸铁
应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等5、35——各种标准件、紧固件的常用材料
主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用
应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件6、65Mn——常用的弹簧钢
应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。7、0Cr18Ni9——最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）
特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备
8、Cr12——常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)
特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；
Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等
9、DC53——常用的日本进口冷作模具钢
特性和应用: 高强韧性冷作模具钢，日本大同特殊钢（株）厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性，线切割性良好。9用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等
10、SM45——普通碳素塑料模具钢（日本钢号S45C）
一、材料代号的统一
1.一般结构用钢：Q235
2.轴类零件：S45，SKD11，SUJ2等，推荐使用标准镀硬铬棒45钢，或SUJ2（轴承钢）
3.铝合金材料：AL5052,AL5056,AL6061,AL6063，4.不锈钢材料：SUS304，SUS316
5.非金属材料：POM，尼龙，MC尼龙，优力胶，铁氟龙，电木
6.其它金属材料：黄铜，紫铜，铬铜，二、表面处理
1.镀锌：用于一般钢零件，板件
目的、特长：防锈、低价格，但外观不好
2.镀化镍：用于钢，不锈钢，铜，铝合金
目的、特长：防锈、高价格，耐腐蚀性提高
3.镀硬铬：用于钢，铜，黄铜
目的、特长：有光泽外观，耐腐蚀性良好
4.发黑处理：用于钢
目的、特长：外观良好，价格低，处理时间短 5.阳极氧化：用于铝合金，分为本色和黑色
目的、特长：防腐性，耐磨性，耐热性较好，无导电性，三、钢铁材料的热处理
1.轴的调质
2.零件表面或整体淬火,渗碳淬火，渗氮，碳氮共渗，氮化
3.硬度的标示：以洛氏硬度标注，代号HRC~
第三篇：从事非标机械设计多年的点滴感悟分享要点
从事非标机械设计多年的点滴感悟分享
多年来，我在机械非标设计一线跌跌拌拌，主持设计了几十种产品的设计；在这些项目中与帝都知名设计研究院，著名高校及兄弟单位进行过多次合作。深深体会到机械设计人才良莠不齐，浑水摸鱼沽名钓誉之徒太多；大多数设计人员毕业后很少再学习，甚至平均下来每月还不看一本专业书籍，所以其水平也不敢恭维。
国人学习做事喜欢捷径找方法，总结起来有四种方法：模仿别人，学习别人的经验消化理解，这是最聪明的方法；经过自己深思熟虑实践，这是最宝贵的方法；总结自己失败的经验和教训，这是最痛苦的方法。国外的工业帝国有企业出书和工程师出书，读几本也受益匪浅。但是机械行业鉴于当今知识产权做的不到位，机械行业大都互相堤防，不像电子等新兴行业，好多工程师把自己的经验发到论坛上分享。机械行业大家相互遮遮掩掩，唯恐被别人看破看懂；在此我想记录下自己设计过程中的点滴，抛砖引玉，互相交流。
古代有三教九流之类的说法“一官、二吏、三僧、四道、五医、六工、七匠、八娼、九儒、十丐”，一目了然，咱们做匠人的值得庆幸的是排到了娼前面。按照当下国内的说法人才分四类：首先是搞艺术，因为中华艺术是神圣的所以咱们常人无法达到；然后一流人才做销售，在中国各种政府采购及规则，能把销售做好不亚于搞艺术。二流的人才做管理，神舟飞天好几年了贪污腐败到现在还没好办法，可见管理这谭水不是一般的深啊；当放弃了梦想，失去了斗志，没有了勇气，不要过于悲伤，还可以做三流人才，做技术吧。
七月又一届毕业的人才投入到祖国建设中；这时候可以验证一下前面所说的三流人才。首先搞艺术的用就业就太俗了，所以就不谈就业了。然后清华，北大，北理等名校的一流人才，大都会选择出国或者外企，帮助洋人在中国推广销售优秀产品，开盘稳固国内市场。二流人才就是各部属重点院校的二流人才，大都能进央企国企国家行政部门，企业或行政部门依靠背景资质等承担国家重任，有党有钱的地方，当然管理是首要任务。然后三流人才就不值一提了，勉强填饱肚子就知足了。
说句骄傲的话：机械的发明和精巧的设计仅仅是极少数天才人物凭知识和才能所掌握的一种技巧，而且在设计时除了设计者的直观能力外，还要对设计过程的一系列关键过程加以分析，并根据相应的规律有计划地予以实现。过去的几位天才的工程师，如阿基米德、达·芬奇、尼古拉斯特拉、他们把设计思想留给了后人近代的富朗克、汉森、凯塞林、罗登纳克、沃格包尔、等天才从事机械设计研究。但这些搞机械设计的人才们结局都不很乐观，看过电影“太极”身为铁道部总工程师的方子敬和机械设计工程师陈栽秧的悲催遭遇，还有发明家“灰太狼”身为机械设计的优秀人才，却为每天吃饱肚子发愁，我不明白为什么鄙视机械的片都这么流行；就好像央视那军事评论员说美国的航母不环保一样，自己做不好的东西就要鄙视。
深深地感觉到机械设计师——中国三流人才里最悲催的职业。之所以称之为悲催就是经过痛苦的挣扎和不懈的努力终于从茧里爬了出来却发现自己不是蝴蝶。机械设计有这么难吗，简单地说：设计就是综合。综合是创造一套完成某项给定目标的计划或办法的过程。规定机器的尺寸、形状、材料和零件的组合以便使机器顺利完成它的预定工作的过程。说深奥一些：设计过程的总体却有一种非常象科学一样的艺术特性，科学在设计中的作用仅是为设计者提供用以实践他们艺术的工具。想成为一个优秀的设计师，要经历一下几个阶段：
A、婴儿级。
这个级别就是能掌握设计所需的工具；熟练操作CAD，ProE，SW，ANSYS、Mathcad等软件，深刻理解材料力学，工程力学，机械设计理论，机加工工艺，金属工艺学等基础理论；熟练掌握公差配合，工程材料等基础知识。当然什么叫做熟练操作，经常见那些自称用某种软件很熟练的小伙子们实际操作软件的时候是那么生疏，熟练程度不好界定，如果必须量化那么只能给个近视量，如果用某个软件绘制工程图不到500张，如果三维模型画够上千个就别说自己是熟练。深刻理解力学理论也一样，不说对那些要点如数家珍，最起码说对一个学科能系统地从头到尾穿起来。熟练掌握是更进一步的要求，举个例子，对于公差配合熟练掌握就是对基准基准体系、形状公差、位置度公差、延伸公差带、等知识熟记于心，对这些公差的应用，公差的检测，以及加工过程中保证这些公差的工艺等有初步了解。达到了这些要求，具备了机械设计的基础知识。
B、幼儿级。
图纸是工程师的语言，作为幼儿就应该学会说话了；国标就是语法，常用的三五十个制图国标应该倒背如流，如果有企业标准和规范会稍多一点，这些倒没这么难绘制两三千张工程图这些标准就会形成一种习惯；关于制图之前也曾说过“现在好多工作多年的机械设计人员连张像样的图纸都画不出来”学会工程师的普通话。三维图也是有语法的，并不是按照尺寸画出三维图就行了：是采用自上而下、还是自下而上，如果自下而上从零件时候就必须为下一步装配，方针，修改做准备；基准面怎么选，用什么特征都不是随便选的；零件图绘制顺序还要结合零件的加工工艺顺序一致，是先拉伸切除还是先旋转切除都要结合零件的加工工艺；三维图装配也一样，根据装配规范的总成逐级装配。
C、儿童级。
儿童级是最为漫长的一个阶段，这个阶段可以在师傅的指导下完成简单的零件设计。既然是设计肯定要对这个零件的功能要求力学性能了如指掌，然后进行适当的力学计算；不要依靠分析软件，因为当没搞明白本质之前，靠软件就是盲目的；在这里需要强调的就是在机械设计中任何软件都是工具，真正宝贵的是设计者的思想和创意，而并非软件。分析的目的在于获得符合要求的工作性能的同时，做到重量轻巧，加工简单，降低成本，其实归根结底就是钱的问题；那么设计就可以理解为在某事某地某工况下为某以技术任务给出一个尽可能好的解决办法所必须的一切综合和分析的活动，在儿童级别可以狭义地理解设计即：确定一个零件部件机器的尺寸结构及材料特性等。
这个阶段应该很清楚设计的每一个零件是怎么加工出来的，用到什么机床，采用什么样的表面处理工艺，每个公差存在的意义，只有这样才能保证你设计的零件在当今的加工条件下能制造出来。然后就是装配问题，心中应该比较明确自己设计的部件，机器，是怎么安装的，采用什么工具安装，需不需要吊装孔，要不要定位。然后维修，使用，易损件更换是否方便。这个阶段应该深刻认识到对加工工艺了解远比理论更有意义，这个阶段你会慢慢感觉到那些每天炫耀三维软件制作三维动画和生成红黄绿网格的最多只能算是个制图员。
当终于把这个阶段走完的时候，发现作为设计师终于可以自己设计一些简单的结构了。这时候也慢慢发现有人在骂你，或者说有机会挨骂了。因为生产、采购、使用、维修、运输、所有的错误都可以归结为设计的错误，的确如此，因为设计的时候都可以避免的。
首先车间的工人会骂你，理由如下。你设计的一个零件某个工序会让他们更换20把刀具；因为你设计的零件某个公差要求导致加工合格率只有50%；因为你设计的零件加工时候需要翻来覆去折腾好几次，甚至不得不为了加工一个零件而做了一堆工装，因为你设计的一个零件质检人员检测时必须用三坐标才能检验。当然也会有一些科研单位不在乎，实现同样的功能难度越大越能证明研究所的技术水平高，甚至成为炫耀的资本，可以吹牛我这个零件必须用电火花，必须采用激光，必须采用特种复合材料喷涂。简单就是科学是设计的通用思想，据说国外设计师完成一个零件设计后都要问自己两句话公差精度可不可以再低一些，结构可不可以再简单一些；但是在国内一切皆有可能，以后我把某研设计院特聘专家们让人作呕的设计跟同行们作为反面教材分享一下，因为这是我迄今为止见过犯错误犯的最全面的设计。
其次就是产品使用者会骂，理由更多。设计出的设备难以操作，或者你写的使用说明书密密麻麻50页，让操作者难以掌握，操作者是反应问题最多的，所以你的设计必须把使用产品的人想的足够笨。然后就是误操作，不要怀疑，误操作也是设计者的设计失误造成的，如果你把两个按钮设计的一样，操作者肯定会不小心按错啊。然后就是舒适度，如果你了解操作者手操作的最佳高度是1~1.2米，一般人手操作50N左右的时候最舒适，低于20N的操作件要考虑误操作的可能性，大于130N的操作件人会感觉费力。严谨的统计计算可以解决这个问题：一个操作手柄在多高的位置需要多大的力量可以扳动这个是可以计算的，一个普通工人在指定工况下所能轻松扳动的力量也是可以统计的，人在什么高度下操作最舒适也是可以统计的，手握手柄的时候当手柄做成什么形状什么尺寸最舒服，所有的这些问题都要想到。
如果这些都满足了，也许客户依然会感觉你的设计不太舒服，或许操作者自己也说不出是哪设计的不合理；这些设计者依然可以避免，《机械设计心理学》和《设计美学》这是设计者的必修课。例如你在一个仪表盘上的数据显示了8位数字，但是一般人的记忆的最佳长度是不大于7位；例如你某个结果设计的足够坚固，可以别人看起来总感觉你这结构弱不禁风；例如本来一个具有亲和力的产品，经过你设计后却让人感觉不敢触摸，等等这些问题，你都可以在心理和美中找出答案解决。
接下来就说说包装运输及维修，这些因素也应该是设计者需要考虑的。产品采用什么样的包装方式，怎么运输，采用公路运输时候长宽高的限制，如果需要出口产品还要考虑集装箱因素，等等一系列问题。维修更是一门学问，还是那句话“简单就是科学”；同样的产品别的设计师设计的需要取得麻省理工学士学位的才能维修，你设计的只需要一个农民工便可维修，这就是设计的境界；同样别家的产品维修售后人员带两把扳手两种配件就搞定了，而你设计的产品需要带一套呆扳手一套套筒扳手一套内六角扳手，外加20种规格配件，这肯定是你设计的失败。
所以要做一个少挨骂的设计师，还要树立终身学习的决心。设计是一份充满挑战的工作，所以不要抱怨有多少人骂你，也不要想原来我的设计水平是这么烂。
D、少年级。
最漫长的儿童级终于熬过去了接下来就是少年级。所谓年少轻狂，这时候感觉自己水平面面俱到，设计也比较轻浮、狂妄，不会深思熟虑，感觉自己经验丰富，总是想当然。
到了这个阶段可以用爱去形容，深深地爱着自己的每一个产品，深深地爱着自己的行业。每一个产品都是设计师的孩子；引用一句名言“付出才会爱”，那么付出太多才会爱的痴狂。因为为机械设计付出过那么多辛勤的汗水；为了设计某个产品而彻夜难眠，甚至为设计中的一个失误而在梦中惊醒；注重每个细节甚至为了某个螺栓的取舍而费尽心思；为了攻读某个学科而熬过的无数个夜晚；为了未知领域自己一个人与枯燥的专业书为伴；最好的年华献给了机械，所以轻狂一些可以理解因为你已经具备了一些可以轻狂的基础。
工艺方面。这个阶段不但清楚地知道每一个零件是怎么加工出来的，而且知道这个零件有多少种加工方法，每道工序在机床上装卡几次，需要什么样的机床附件，需要用到什么规格的刀具等；拿螺纹为例：车削内外螺纹各需要什么的车刀，常见螺纹刀有多少种，螺纹刀进刀方式有多少种，梯形螺纹锯齿形螺纹矩形螺纹各怎么加工。
总之，一切错误都是设计者的错，机械设计者是可怜的。设计出好的产品并非是件容易的事情。厂商希望尽量降低成本，销售商希望产品能吸引客户。客户在采购时候领导会注重产品的价格、外观和品牌；一线使用人员更在乎产品的功能和操作。售后维修人员所关心的则是产品拆装、检查和维修的难易度。与产品相关的各方面有不同的需求，而且这需求还经常相互冲突。即便如此，一个优秀的设计师依然能够设计出让各方面都能接受或都能满意的产品
自己一番牢骚写了这么多字，毛爷爷说过“牢骚太盛防肠断,风物长宜放眼量”。看来我的废话是有点多了，言归正传。钱学森临死之前给教育部长写信说：”为什么我们的学校就培养不出杰出人才呢“，著名的钱学森之问。民国时期培养的知名科学家：邓稼先、侯德榜、梁思成、吴有训、陈建功等，建国后就再也没出过国际公认的什么家了。
机械领域也是一样，1949年建国，经过9年义务教育8年高等教育，1949+9+8=1966年新人才开始写书，事实也正是如此，1966年以后出版的机械书籍中很难找到一本好书，大都是为了职称积分等拼凑的专业书。1985年教育改革开始，随着电脑的推广，扫描及复制粘贴水平迅速提高，专业书籍的数量与日俱增，这时候就会想，同样是复制黏贴为什么还会有错的呢，难道是盖茨的程序错咯。
如果不凑书，不拼对教材；其实复制黏贴的水平高低对于机械设计来说并不重要。机械设计的重点在于以下几个方面：
1、绘图是一个设计师的脸面，面子工程。
由一张图纸可以看出一个工程师的基本素质，一张图纸可以看出设计师的严谨程度和对国标的掌握情况，一张图纸也可以看出设计师对加工工艺的熟悉程度。绘图的境界就是严谨与艺术的结合，所有的标准、知识、分析都是为了一个字“美”，这是对绘图的较高层次的要求。作为设计师的基本功，所谓功到自然成，“绘制过18K张图纸，才会看到超越机械的美”。
2、螺纹的设计应用可以看出设计师的基础。
看一个设计师水平高低就要看他设计的螺纹，基础是硬工夫装不出来的。螺纹就像是数学中的“0”，最简单却又最复杂，随处可见但又千变万化。从日不落帝国发明了英制螺纹，然后山姆大叔推行联盟标准并衍伸到公制（米制）螺纹，公制螺纹在严谨的日耳曼民族推广至欧洲大陆然后漂洋过海来到了中国，螺纹在漫长的演变中应用到各种各样的工况。常见的米制普通螺纹，美制统一螺纹，英制惠氏螺纹，小螺纹，航空航天螺纹。用于传动的米制梯形螺纹，爱克母螺纹，米制锯齿螺纹，美制锯齿形螺纹，英制锯齿形螺纹。用于密封的英制密封管螺纹，英制非密封管螺纹，日韩旧英制管螺纹，美制密封管螺纹，美制干密封管螺纹，美制非密封管螺纹米制管螺纹。另外还有行业专用螺纹等。螺纹作为复制的空间曲面力学分析更为复杂。
3、公差是一门哲学，是一种思想。
公差配合是机械的精髓所在。公差之所以称为精髓，因为公差是影响产品性能，成本的重要因素；公差可以解决降低成本和保证性能的矛盾；对公差的理解也可以看出设计师空间想象能力，抽象事物理解能力，逻辑思维能力。在我所接触过的机械设计行业中，能搞明白公差的人少之又少，说白了就是没有；在我看过有关公差的书籍里，能写明白公差的人寥寥无几，大都一知半解就粘贴上去了。我曾去图书馆查阅关于公差的书籍，这类的书籍在书架上应该有上百本，但是从深度上没有找到一本满意的，不禁想国图首图这些人们采购书的时候。。。
4、数学、力学决定着机械设计的高度。
设计就是规定机器的尺寸、形状、材料、零件组合特征及组合方式。在设计者要有科学的支撑，要运用大量的数学，力学及相关学科工具；数学、静力学、运动力学、动态力学所得到的信息会比设计师凭直觉和估计要精确可靠。再者，机械原理，机构学等本质也都是数学物理的组合。
5、英语水平高低决定着设计师的发展空间。
6、如果说前面这些是一个人的肉体，那么思维方式、设计思想、设计风格就是一个设计师的灵魂。
第四篇：机械设计大题
1.键和花键的应用和特点
平键：特点：结构简单，对中性好，装拆，维护方便。
应用：用于轴径大于100mm，对中性要求不高且载荷较大的重机械中
花键：承载能力强，导向性好，对中性好，互换性好，加工复杂，成本高。应用：主要用于定心精度高、载荷大或经常滑移的连接（飞机，汽车，拖拉机，机床制造）。
2．摩擦型带的弹性滑动
1）由于拉力差引起的带的弹性变形而产生的滑动现象——弹性滑动 2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。
（∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）3）速度间关系：v轮1>v带>v轮2。
量关系→滑动率ε表示：v1v2100%1~2%
v传动比iv1D1n1601000
v2D2n2601000n1D2Dn或n2(1)11 n2D1(1)D24）后果：a)v轮2 3．齿轮传动的主要失效形式 轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合，塑性变形 4.滚动轴承的基本概念 滚动轴承室是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一中机械元件 5.轴系的轴向固定 常用的轴向固定有两种，一是双支撑单向固定（两端固定式），二是单支撑双向固定（一端固定，一端游动） 1滚动轴承的寿命计算 某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。轴承受 径向力R1= 6000N，R2 =16500N。轴的转速 n =500 r/min，轴上有轴向力FA = 3000 N，方向如图。轴承的其它参数见附表。冲击载荷系数fd = 1。求轴承的基本额定寿命。 一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，布置如图。已知轴的转速为1200r/min，两轴承所受的径向载荷R1= 8500N，R2 =3400N。fd = 1，常温下工作。轴承的预期寿命为15000小时。试求：1．允许作用在轴上的最大轴向力 FA 2．滚动轴承所受的轴向载荷 A1、A2 图示为二级圆柱齿轮减速器的低速轴，用一对型号为6308 轴承支承，已知：齿轮分度 圆直径d = 400 mm，齿轮上的圆周力Ft = 8000 N，径向力Fr = 3000 N，轴向力Fa = 2000 N，载荷平 稳。试求： 1） 1、2 两轴承的当量动载荷P1、P2； 2）两轴承的寿命之比 Lh1/Lh2。 解：支反力：R1H = 250 N，R1V = 2000 N，R1 = 2016 N R2H = 3250 N，R2V = 6000 N，R2 = 6824 N 轴承1：R1 = 2016 N，A1 = 0 N，P1 = R1 = 2016 N 轴承2：R2 = 6824 N，A2 = Fa = 2000 N，P2 = fd（X2 R2+ Y2 A2）=（0.56×6824 + 1.53×2000）= 6881 N 载荷比：P2/ P1 = 6881/2016 = 3.41 寿命比：Lh1/Lh2 =(P2/ P1)3 = 39.65 1，某轴用一对30310 轴承支承，轴承径向载荷R1 = 8000 N，R2 = 2000 N，轴上有轴向载荷 Fa1 = 2000 N，Fa2 = 1000 N，工作转速n = 350 r/min，常温下工作，有中等冲击，试计算轴承的寿命。 解：查表得到30310 轴承：C = 122 kN，Y = 1.7，e = 0.35，S = R/(2Y)。 S1 = 8000/3.4 = 2353 N，S2 = 2000/3.4 = 588 N，FA = Fa1 －Fa2 =1000 N（方向同Fa1）A1 = S1 = 2353 N，A2 = S1 + FA = 2353 + 1000 = 3353 N 取：fd = 1.5 A1 / R1＜e，P1 = 1.5R1 = 12000 N，A2 / R2＜e，P2 = 1.5（0.4×R1 +1.7×3353）= 9750 N L10h = 108403 h 2.图示为深沟球轴承的载荷P 与 寿命L 的关系曲线，试求： 1）轴承的基本额定动载荷C 2）若：P = 0.1C，n = 1000 r/min，L10h = ？、因为轴承寿命L = 1（106 转）时承受的载荷为基本额定动载荷C，由图查得：C = 4500 N，∵ P = 0.1C，n =1000 r/min，3.一齿轮减速器的中间轴由代号为6212 的滚动轴承 支承，已知其径向载荷R = 6000 N，轴的转速为n = 400 r/min，载荷平稳，常温下工作，已工作过5000 h，问： 1）该轴承还能继续使用多长时间？ 2）若从此后将载荷改为原载荷的50%，轴承还能继续使用多长时间？ 解：依题意：P = fd R = 6000 N 查得：C = 36800 N，1）可以继续工作时间：9613-5000 = 4613 h 2）改为半载可以继续工作时间：4613×23 = 36904 h 例3-1 如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许 用应力[σ ] =80 MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP′ =1.6F，试 求油缸内许用的的最大压强Pmax。 依题意： Q = QP′ + F =1.6F + F = 2.6F 由： 2.6F = 20814，解得：F = 8005 N 汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N 例3-6 图示的夹紧联接中，柄部承受载荷P = 600N，柄长L=350mm，轴直径db =60mm，螺栓 个数z =2，接合面摩擦系数f = 0.15，螺栓机械性能等级为8.8，取安全系数S=1.5，可靠性系数Kf = 1.2，试确定螺栓直径。 例3-5 如例3-5 图1 所示螺栓联接，4 个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为[σ ] =240MPa，试求：所需螺栓的直径（d1）。、求得螺栓小径d1： 例 3-7 图示为一圆盘锯，锯片直径D =500 mm，用螺母将其压紧在压板中间。如锯片外圆的工 作阻力F t= 400N，压板和锯片间的摩擦系数f = 0.15，压板的平均直径D1=150mm，取可靠性系数Kf =1.2，轴的材料为 45钢，屈服极限σ S =360MPa，安全系数 S=1.5，确定轴端的螺纹直径。 3-52．在图示的汽缸联接中，汽缸内径D = 400mm，螺栓个数z =16，缸内压力p 在0~2 N/mm 之间变化，采用铜皮石棉垫片，试确定螺栓直径。 3-51．如题3-51 图所示，用6 个M16 的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓性能为8.8 级，安全系数 S = 3，缸内油压p =2.5N/mm2，为保证紧密性要求，剩余预紧力QP′ ≥1.5F，求预紧力QP 的取值范围。（端盖与油缸结合面处采用金属垫片） 3-53．图示为某减速装置的组装齿轮，齿圈为 45 钢，σ S = 355MPa，齿芯为铸铁 HT250，用 6个8.8 级M6 的铰制孔用螺栓均布在D0=110mm 的圆周上进行联接，有关尺寸如图所示。试确定该联接传递最大转矩Tmax。 3-54．如题3-54 图所示支架，用4 个普通螺栓联接。已知：R = 4000N，L = 400mm，b = 200mm，每个螺栓所加的预紧力QP = 3000 N，设螺栓和被联接件的刚度相等，求螺栓所受的总拉力Q 和剩余预紧力QP′。 例7-6 一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：z1= 25，z2 = 75，m = 3 mm，φ d = 1，小齿轮的转速 n=970r/min。主从动轮的[σ H ] 1 = 690 MPa，[σ H ] 2 = 600 MPa，载荷系数K = 1.6，节点区域系数ZH = 2.5，2材料弹性系数ZE = 189.8 MPa，重合度系数Zε =0.9，是按接触疲劳强度求该齿轮传动传递的功率。 解：由已知条件：u = z2 / z1 = 75/25 = 3 d1 = m z1 = 3×25 = 75 mm b =φd d1 = 1×75 = 75 mm 因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力： 齿轮传动所能传递的功率为： 7-62．题7-62 图所示为二级直齿圆柱齿轮减速器，高速级与低速级的传动比相等 u1 = u2 = 3，低速级的齿宽系数为高速级的1.3倍，齿轮材料均为45 钢，小轮均调质处理，大轮均正火处理，其许用应力为：1 轮：[σ H ]1 = 590 N/mm2；2 轮：[σ H ] 2 = 490 N/mm2；3 轮：[ H ] σ 3= 580 N/mm2；4 轮：[σ H ] 4 = 480 N/mm2；两级齿轮的载荷系数K、ZE、ZH、Zε 均相同，其中高速级已根据接触强度算得d1 = 75mm，若使两对齿轮等接触疲劳强度，问低速级小齿轮直径d3 应为多少？ 解：两对齿轮接触疲劳强度相等的条件为：接触强度的安全系数相等。可以写为 7-65．有两对标准直齿圆柱齿轮，其材料、热处理方式都相同，第A 对：mA = 2mm，zA1 = 50，zA2 = 150；第B 对：mB = 4mm，zB1 = 25，zB2 = 75；其齿宽b、小轮转速n1、传递功率P 也相等。按无限寿命考虑，试分析那对齿轮的接触强度高，那对齿轮的弯曲强度高。 解：依题意：两组齿轮中，每个齿轮的许用应力都相等，只需比较其接触应力和弯曲应力的大小来分析强度的高低。1）比较接触强度 因两对齿轮的传动比以及齿宽相等，可以通过中心距（或齿轮直径）的大小比较两对齿轮的接 触应力。 两对齿轮的中心距相等，说明在相同的载荷下，接触应力一样。又因为两者许用接触应力一样，所以接触强度相等。2）比较弯曲强度 在中心距和齿宽以及所受载荷相同的条件下，可以通过模数的大小比较两对齿轮的弯曲应力，A 对齿轮模数较小，弯曲应力较大，B 对齿轮模数较大，弯曲应力较小。所以，A 对齿轮弯曲强度较低，B 对齿轮弯曲强度较高。、例7-8 一对直齿圆锥齿轮传动如图所示，齿轮1主动，n1=960 r/min，转向如图，传递功率P = 3 kW，已知：m = 4mm，z1=28，z2 = 48，b =30mm，φ R =0.3，α = 20°，试求两轮所受三个分力的大小并在图中标出方向。 例7-9 图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：模数m=2.5mm，z1=23，z2 = 69，α = 20°，齿宽系数φ R =0.3；斜齿轮的参数为：模数mn=3mm，z3=25，z4=99，α n = 20°。试：(1)标出各轴的转向； (2)为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；(3)画出齿轮2、3 所受的各个分力。 (4)为使Ⅱ轴上两轮的轴向力完全抵消，确定斜齿轮3的螺旋角β3（忽略摩擦损失）。 7-61．图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级: mn1 =2 mm，z1= 20，z2= 80，β1 =13°，α = 20°，低速级：mn3 = 3 mm，z3= 25，z4= 75，β 3 =12°，α = 20°，齿轮 1 为右旋，n1 = 960 r/min，转向如图，传递功率P1= 5 kW，忽略摩擦损失。试： 1）在图上标出Ⅱ、Ⅲ轴的转向；2）合理确定（在图上标出）各轮的旋向； 3）确定2、3 轮所受各个分力的大小和方向。4）计算β3 取值多大才能使Ⅱ轴不受轴向力。解:1）各轴的转向如题7-61 解图所示。 2） 2、3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。 Fa3 = Ft3 tanβ = 4022× tan12° = 855 N Fr3 = Ft3 tanα n / cosβ 3 = 4022× tan 20° / cos12° =1496 N 4）为使Ⅱ轴不受轴向力，必须：|Fa2|=|Fa3|根据： Fa2 = Ft 2 tan β1Fa3 = Ft3 tan β 3 得到： 2 tan 1 = Ft β Ft3 tanβ 3 即： 忽略摩擦损失：T2 = T3，Ft2 = 2T2/d2，Ft3 = 2T3/d3则： 将上式整理得到： 机械设计工程师简介 纠错 岗位职责 分类 机械类 机械设计工程师 可以从事结构设计的工作。结构类 结构设计工程师：熟悉家电类、工具类产品（包括手机外壳、吸尘器、电饭煲、豆浆机、榨汁机、电钻、打草机、剪枝机、电锯等产品）生产通用要求及工艺流程 ；熟练使用Pro-E等三维设计软件及AutoCAD等机械设计软件；熟悉注塑工艺，精通模具设计及模具制作工艺知识。工作内容 《现代机械设计方法》 1、负责机械加工类、家电类、工具类产品的结构设计，包括外部、内部结构及工装设计，使产品符合可靠性、可生产性、可维修性和成本的要求； 2、根据市场、生产的需要，对产品的设计提出改进方案并及时执行； 3、实施产品的结构件的可靠性实验，并做好零部件的评估和验证工作及产品结构风险分析； 4、及时完成相关的设计技术文档。工艺设计 工艺设计是根据生产纲领和总体设计的要求,对车间的生产工艺、设备、人员、部门设置、物料需求和流动、设备布置等各项问题做出正确的决定,计算工艺投资,并对车间建筑、供电、供热、供水、动力、排水及车间内外环境治理等设计提出合理要求,保证设计的完整和协调。工艺设计在工程设计中起着主导作用,直接影响工厂的规模、投资和建成后生产可靠性、技术先进性、经济效益的好坏。工艺人员熟练地掌握本专业的设计知识,是做好工艺设计的关键。在机械工厂设计中的工艺专业,是众多专业中的“主导专业”,是最先和业主接触的专业之一,能全面地了解和掌握项目产品的生产、使用和要求。工艺专业对项目的整体性具有比较完整的构想,由此也被称为“龙头专业”。工作要求 专科毕业 4 年以上(非机械类专业需 6 年)，本科毕业 3 年以上(非机械类需5年)，机械设计工程师 其中必须有 1 年以上在生产、科研企业工作经历，同等学历者需有 15 年以上的工作经历。所谓“机械类专业”是指在大学中学过机械原理、机械零件、理论力学和材料力学四门课程的专业。工程师资格需要申报并评定后，取得相应助理级、中级、高级工程师资格第五篇：机械设计工程师
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