機械式俯采采煤機設計【薄煤層采煤機的機械結構設計】
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湖 南 科 技 大 學英文文獻翻譯學 生 姓 名: 學 院: 機電工程學院 專業(yè)及班級: 機械設計制造及其自動化一班 學 號: 指導教師: 2015 年 5 月 28日摘要 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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)。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(diào)。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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(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,尤其是當其性能數(shù)據(jù)長期不更新;(d)質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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(diào)整有效的設計方案,以適應生產(chǎn)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(chǎn)品在設計時第一步就是選擇產(chǎn)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(chǎn)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?;酉到y(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(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,只有當它們被應用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而,應該認識到在一個特定的產(chǎn)品進行設計之前,必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)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(chǎn)品設計、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(chǎn)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。 AbstractAmachineisacombinationofmechanismsandothercomponentswhichtransforms,transmits.Examplesareengines,turbines,vehicles,hoists,printingpresses,washingmachines,andmoviecameras.Manyoftheprinciplesand methodsofdesignthatapplytomachinesalsoapplytomanufacturedarticlesthatarenottruemachines.Thetermmechanicaldesignisusedinabroadersensethanmachinedesigntoincludetheirdesign.themotionandstructuralaspectsandtheprovisionsforretentionandenclosureareconsiderationsinmechanicaldesign.Applicationsoccurinthefieldofmechanicalengineering,andinotherengineeringfieldsaswell,allofwhichrequiremechanicaldevices,suchasswitches,cams,valves,vessels,andmixers. Keywords:MechanicalDesignmechanismsDesignProcess TheDesignProcess Designingstartswithaneedreal.Existingapparatusmayneedimprovementsindurability,efficiency,weight,speed,orcost.Newapparatusmaybeneededtoperformafunctionpreviously Onebymen,suchascomputation,assembly,orservicing.WiththeobjectivewhollyorpartlyInthedesignpreliminarystage,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)dontunderstandornotuseaboutthelatestapplicationmaterialstothebest information,(b)failedtoforeseeandconsiderthereasonableusematerialmay(suchaspossible,designersshouldfurtherforecastandconsiderduetoimproperuseproducts.Inrecentyears,manyproductsliabilityinlitigation,theuseof productsandhurttheplaintiffaccusedmanufacturer,andwonthedecision),(c)ofthematerialsusedallorsomeofthedata,data,especiallywhentheuncertaintylong-termperformancedataisso,(d)qualitycontrolmethodisnotsuitableandunproven,(e)bysomecompletelyincompetentpersonschoosematerials.Throughtotheabovefivequestionsanalysis,mayobtainthesequestionsisdoesnothavethesufficientreasonexistencetheconclusion.Mayforavoidthesequestionstothesequestionsresearchanalysestheappearanceindicatingthedirection.Althoughusesthebestchoiceofmaterialmethodnottobeabletoavoidhavingtheproductresponsibilitylawsuit,designsthepersonnelandtheindustrycarriesonthechoiceofmaterialaccordingtothesuitableprocedure,maygreatlyreducethelawsuitthequantity. Mayseefromtheabovediscussion,thechoicematerialpeopleshouldtothematerialnature,thecharacteristicandtheprocessingmethodhavecomprehensiveandthebasicunderstanding. Finally,adesignbaseduponfunction,andaprototypemaybebuilt.Ifitstestsaresatisfactory,theinitialdesignwillundergocertainmodificationsthatenableittobemanufacturedinquantityatalowercost.Duringsubsequentyearsofmanufactureandservice,thedesignislikelytoundergochangesasnewideasareconceivedorasfurtheranalysesbasedupontestsandexperienceindicatealterations.Salesappeal. SomeRulesforDesign Inthissectionitissuggestedthat,appliedwithacreativeattitude,analysescanleadtoimportantimprovementsandtotheconceptionandperfectionofalternate,perhapsmorefunctional,economical,anddurableproducts. Tostimulatecreativethought,thefollowingrulesaresuggestedforthe designerandanalyst.Thefirstsixrulesareparticularlyapplicablefortheanalyst.1.Acreativeuseofneedofphysicalpropertiesandcontrolprocess.2. Recognizefunctionalloadsandtheirsignificance.3.Anticipateunintentionalloads. 4.Devisemorefavorableloadingconditions. 5.Provideforfavorablestressdistributionandstiffnesswithminimumweight. 6.Usebasicequationstoproportionandoptimizedimensions.7. Choosematerialsforacombinationofproperties.8. Selectcarefully,stockandintegralcomponents. 9. Modifyafunctionaldesigntofitthemanufacturingprocessandreducecost.10. Provideforaccuratelocationandnoninterferenceofpartsinassembly.MachineDesign Thecompletedesignofamachineisacomplexprocess.Themachinedesignisacreativework.Projectengineernotonlymusthavethecreativityinthework,butalsomustinaspectandsoonmechanicaldrawing,kinematics,material,materialsmechanicsandmachinemanufacturetechnologyhasthedeepelementaryknowledge. Oneofthefirststepsinthedesignofanyproductistoselectthematerialfromwhicheachpartistobemade.Numerousmaterialsareavailabletotodaysdesigners.Thefunctionoftheproduct,itsappearance,thecostofthematerial,andthecostoffabricationareimportantinmakingaselection.Acareful evaluationofthepropertiesofa.materialmustbemadepriortoanycalculations.Carefulcalculationsarenecessarytoensurethevalidityofadesign.Incaseofanypartfailures,itisdesirabletoknowwhatwasdoneinoriginallydesigningthedefectivecomponents.Thecheckingofcalculations
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