哈工大现代设计方法大作业
现代设计方法大作业
机电工程学院现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析学号：S314070064专业：机械工程学生姓名：***任课教师：*** 教授2015年1月基于汽车噪声的TRIZ分析一对技术系统进行初步分析1.选择系统。
我所选择的系统是汽车。
2.系统的三维图，如图1所示。
图1 汽车的三维图汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。
四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。
汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。
图2 四冲程汽油机工作循环图（1）进气行程化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。
进气行程中，进气门打开，排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。
这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。
（2）压缩行程为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。
在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。
（3）作功行程在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。
当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。
可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。
高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。
(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器
（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。
螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。
二、设计要求1.提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。
2.旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。
3.稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。
4.结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。
5.操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。
三、设计方案1.总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。
旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。
螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。
电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。
2.旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。
因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。
此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。
3.螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。
我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。
螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。
4.支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。
我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。
此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。
5.电机和控制系统设计：电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。
现代机械设计方法智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学
现代机械设计方法智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学第一章测试1.现代设计的发展时间是（）。
A:17世纪后的“经验设计阶段” B:17世纪前 C:20世纪后期 D:17世纪后的“传统设计阶段”答案:20世纪后期2.现代设计方法的特点包括（）。
A:计算机化的 B:动态的 C:科学的 D:经验的答案:计算机化的;动态的;科学的3.下列技术哪些属于现代设计方法（）。
A:系统设计法 B:优化设计法 C:创造性设计法 D:可靠性设计法答案:系统设计法;优化设计法;创造性设计法;可靠性设计法4.现代设计方法是主动地设计产品的性能。
（）A:错 B:对答案:对5.现代机械设计方法中“现代”的是指所涵盖的方法都是时间上现代的。
（）A:对 B:错答案:错第二章测试1.从表中每一个功能元取出一种局部解进行有机组合，构成一个系统解的方法称为什么方法（）。
A:相关网法 B:技术经济评价法 C:功能综合法 D:相关表法答案:功能综合法2.技术系统包括哪几部分（）。
A:输入和输出要素 B:系统结构 C:系统单元 D:边界条件答案:输入和输出要素;系统结构;系统单元;边界条件3.工程技术系统的处理对象包括以下哪几个方面（）。
A:物料 B:能量 C:信号 D:影响答案:物料;能量;信号4.边界条件反映着系统内部各单元之间的关系，即相互联系和作用的连接形式。
（）A:对 B:错答案:错5.系统单元是能够完成某一功能而无须进一步划分的单元，即系统内部相互联系和作用的基本组成要素。
（）A:错 B:对答案:对第三章测试1.以下哪些是培养创造力的条件（）。
A:丰富的知识和经验 B:科学而娴熟的方法 C:高度的创造精神 D:健康的心理品质答案:丰富的知识和经验;科学而娴熟的方法;高度的创造精神;健康的心理品质2.培养创造力应注意克服不利条件，尽力做到以下几点（）。
A:要消除不健康的心理，如胆怯和自卑。
B:要克服妄自尊大的排他意识，注意发挥群体的创造意识等。
哈工大_机械设计大作业_螺旋千斤顶
一、 设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F Q =40KN ，最大起重高度H=200mm 。
二、 螺杆、螺母选材本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。
由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。
查参考文献[2]得σs=355MPa,查机械设计表 5.9得5~3][sσσ=,取[σ]=110MPa; σb =600MPa 。
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3，查表5.9得螺母材料的许用切应力MPa 40~30][=τ,取][τ=35MPa ；许用弯曲应力[σb ]=40~60MPa, 取[σb ]=50MPa 。
托盘和底座均采用铸铁材料。
三、 螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算由耐磨性条件公式：][2p Hh d p F A F Ps ≤⋅⋅⋅⋅==π 对于梯形螺纹，有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为：2d ≥式中 2d ——螺纹中径，mm;F ——螺旋的轴向载荷，N ； H ——螺母旋合高度，mm;ψ ——引入系数，ψ=H/2d ;[p]——材料的许用压强，MPa;查机械设计表 5.8，得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa ，对于整体式螺母，5.2~2.1=ψ，取ψ=2.0，那么有mm MPaKNd 3.2520*0.2408.02=≥。
查参考文献[4]表H.5,试取公称直径d=32mm,螺距p=6mm,中径d 2=29mm,小径d 1=25mm,内螺纹大径D 4=33mm 。
那么螺母高度mm d H 5829*0.22==⋅=ψ，螺纹圈数7.9658===p H z ，α=2β=30°。
3.2 螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F 和扭转力矩T 1的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T 1。
根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为][)16(3)4(311221σππσ≤+=d T d F 对于梯形螺纹该式可化为1d式中 1d ——螺杆螺纹的小径(mm)； []σ——螺杆材料的许用应力(MPa);F —— 螺杆所受的轴向载荷(N)；T 1——螺杆所受转矩(N ·mm),2)'tan(21d F T ρψ+=。
哈工大机械设计大作业-轴系部件-5.1.3
一、设计题目设计带式运输机中的齿轮传动：带式运输机的传动方案如下图所示，机器运行平稳、单向回转、成批生产，其他数据参见下方表格。
二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式运输机为一般机械，且仅有一级齿轮减速传动，故大、小齿轮均选用40Cr 合金钢，调质处理，采用软齿面。
大小齿面硬度为241~286HBW，平均硬度264HBW。
由要求，该齿轮传动按8级精度设计。
三、初步计算传动主要尺寸本装置的齿轮传动为采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式。
其设计准则按齿根疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数增大10%~15%。
齿根弯曲疲劳强度设计公式;m≥2KT1ϕd z12∙Y F Y s Yε[σ]F 3式中Y F——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力σF的影响。
Y s——应力修正系数，用以考虑齿根过度圆角处的应力集中和除弯曲应力以外的其它应力对齿根应力的影响。
Yε——重合度系数，是将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数。
[σ]F——许用齿根弯曲应力。
1.小齿轮传递的转矩T1=9.55×106×P1 n1p1=η1η2P d根据参考文献[2]表9.1，取η1=0.96，η2=0.97。
由此P1=η1η2P d=0.96×0.97×3=2.7936KWT1=9.55×106×P1n1=9.55×106×2.79369602=55581N∙mm2.齿数Z的初步确定为了避免根切，选小齿轮z1=17，设计要求中齿轮传动比i=n1n w =960/2110=4.3636，故z2=i×z1=4.3636×17=74.1818，取z2=75。
此时的传动比误差为ε=i−i0×100%=4.3636−75/17×100%=1.1%<5%满足误差要求，故可用。
哈工大实验方法第一次大作业概要
哈尔滨工业大学试验方法及数字信号处理分析————第一次大作业数字滤波器设计指导老师：包钢学生姓名：陈方鑫学生学号：15S008043第一部分 作业题目一、设计题目1、杂波信号：()sin(210)sin(280)sin(2200)t x t t t πππ=⨯+*+⨯2、要求：（1）绘出杂波信号波形。
（2）分别用FIR IIR 滤波器设计低通和带通滤波器，保留10Hz ，80Hz 频率。
绘出滤波后波形，并与理想波形比较。
（3）在原信号加上白噪声信号，再比较分析。
第二部分 具体设计内容第一节 卷积滤波器的设计一、低通滤波1、低通滤波器参数计算 （1）FIR 滤波频率响应：212()N j fi t i i N H f f e π∆-=-=∑…………①（2）低通期望频率响应：1;0()0;0,f FH f f f F≤≤=≤≥………②（3）通过①、②计算滤波因子 当0i =时，'2f F t ∆= 当0i ≠时，sin(2)'Fi t f iππ=取'f f =可得近似理想低通滤波器：21N k i k ii N y f x -=-=∑（4）由于题目x （t ）的最高频率fmax=200。
基于采样定理，f’>2fmax=400。
本例取f’=5fmax=1000。
故 t=0.001s。
2、设计程序程序参数：1t t；F=低通截止频率；t=0:10^-3:0.5;t1=10^-3;F=20;x=sin(2*pi*10*t)+sin(2*pi*80*t)+sin(2*pi*200*t);x1=sin(2*pi*10*t);f(1)=2*F*t1;i=2;while i<60f(i)=sin(2*pi*F*i*t1)/(pi*i);i=i+1;endfor k=61:440y(k)=0;for i=1:60;y(k)=f(i)*(x(k-i)+x(k+i))+y(k);endendy(length(t))=0;plot(t,x,'r',t,x1,'b',t,y,'k');legend('原图','理想图','滤波图');title('F=20');xlabel('x');ylabel('y');3、结果分析F=15放大图放大图放大图分析：上图展示了FIR 低通滤波的总体情况，并分别对F 取15,20,30值时做了对比研究。
哈工大-液压大作业-压力机液压系统设计
哈尔滨工业大学液压传动大作业设计说明书设计题目压力机液压系统设计机电工程学院 1308XXX 班设计者 XXX201X 年XX 月 XX 日流体控制及自动化系哈尔滨工业大学液压传动大作业任务书学生姓名 XXXX 班号 1308XXX 学号 11308XXXXX设计题目压力机液压系统1. 液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数：单缸压力机液压系统，工作循环：低压下行→高压下行→保压→低压回程→上限停止。
自动化程度为半自动，液压缸垂直安装。
最大压制力：380×104N；最大回程力：76×104N；低压下行速度：40mm/s；高压下行速度：3mm/s；低压回程速度：40mm/s；工作行程：600mm。
2. 执行元件类型：液压缸3. 液压系统名称：压力机液压系统。
设计内容1. 拟订液压系统原理图；2. 选择系统所选用的液压元件及辅件；3. 设计液压缸；4. 验算液压系统性能；5. 编写上述1、2、3和4的计算说明书。
指导教师签字教研室主任签字年月日签发一、工况分析1.主液压缸（1）负载压制力：压制时工作负载可区分为两个阶段。
第一阶段负载力缓慢地线性增加，达到最大压制力的10%左右，其上升规律也近似于线性，其行程为90 mm（压制总行程为110 mm）第二阶段负载力迅速线性增加到最大压制力3.8×106 N，其行程为20 mm。
回程力（压头离开工件时的力）：一般冲压液压机的压制力与回程力之比为5～10，本压力机取为5，故回程力为F h = 7.6×105 N。
因移动件质量未知，参考其他液压机取移动件（包括活塞、活动横梁及上模）质量＝3000 kg。
（2）行程及速度快速空程下行：行程S l = 490 mm，速度v1＝40 mm/s；工作下压：行程S2 = 110 mm，速度v2＝3 mm/s。
快速回程：行程S3 = 600 mm，速度v3＝40 mm/s。
哈工大机电学院机电产品现代设计方法实验报告DOC
1 实验目的（1）掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台；（2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标；(3) 对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。
2 实验内容(1)负载台的有限元分析(2)基于Adams的运动学分析与仿真3实验相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况）ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo, NASTRAN, I－DEAS, AutoCAD等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
它在精确设计及重要零件的应力分析中发挥着极其重要的应用。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。
ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。
另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。
哈工大机械设计大作业——带式运输机V带传动设计
哈工大机械设计大作业——带式运输机V带传动设计(总7页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书设计题目：带式运输机中的V带传动院系：能源科学与工程学院班级： 1302404设计者：朱明磊学号： 22指导教师：张锋设计时间：目录一．设计任务书........................................................................................... 错误!未定义书签。
二．电动机的选择....................................................................................... 错误!未定义书签。
三．确定设计功率P d.................................................................................. 错误!未定义书签。
四．选择带的型号....................................................................................... 错误!未定义书签。
五．确定带轮的基准直径d d1和d d2........................................................... 错误!未定义书签。
六．验算带的速度....................................................................................... 错误!未定义书签。
七．确定中心距a和V带的基准长度Ld ................................................. 错误!未定义书签。
现代设计方法大作业
机电工程学院现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析学号：S*********专业：机械工程学生姓名：***任课教师：*** 教授2015年1月基于汽车噪声的TRIZ分析一对技术系统进行初步分析1.选择系统。
我所选择的系统是汽车。
2.系统的三维图，如图1所示。
图1 汽车的三维图汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。
四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。
汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。
图2 四冲程汽油机工作循环图（1）进气行程化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。
进气行程中，进气门打开，排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。
这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。
（2）压缩行程为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。
在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。
（3）作功行程在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。
当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。
可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。
高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。
哈工大 机电产品现代设计方法大作业
雷达底座转台设计姓名：学号：班级：所在学院：机电工程学院任课教师：***一设计任务：雷达底座转台设计：一个回转自由度.承载能力：500kg被测件最大尺寸：Ф500×600mm台面跳动：0.02mm，台面平面度：0.02mm台面布置T型槽，便于负载安装方位转角范围：±120°具有机械限位和锁紧机构角位置测量精度：±5′角位置测量重复性：±3′角速度范围：0.001°/s～60°/s二设计思路：（一）设计流程：设计流程与设计内容和设计方法上图所示，整个设计过程分为功能设计、总体方案设计、详细设计和设计总结四大部分。
其中，在功能设计部分，我们要结合所给出的性能要求以及我们设计的转台的目标客户可能存在的功能需求，对转台的功能进行定义。
然后将转台的功能细化为一个个小的功能单元，对应于一个个要实现功能的结构单元，为后续的设计打下基础。
然后利用QFD图对要实现的各种功能实现综合评估，评价出功能需求的相对重要性及解决方案的相对重要性，在以后的设计中，要对比较重要的功能投入比较多的精力重点设计。
在总体方案设计部分，我们首先利用SysML语言来明确各部分功能的参数以及参数约束之间的关系，然后综合考虑各种参数，设计出整体的设计草图。
在详细设计部分，首先要使得零件实现其所对应的功能，使其满足其精度及强度的要求。
在此基础上，要综合考虑工件的可加工性，可装配性以及价格等多方面因素，从而选出最符合我们需求的设计。
然后根据确定的参数和方案，利用三维建模软件CATIA来进行三维建模，并将3D图进行投影，得出适合工业加工的2D图，完成整个设计。
设计总结部分，对整个过程中进行反思，考虑这个过程中存在的不足以及设计过程种学到的知识，以便应用于以后的设计当中。
（二）QFD设计：QFD(全称Qualification Function Deployment)一种用来进行设计总体规划的工具。
哈工大机械制造装备设计大作业
Harbin Institute of Technology机械制造装备设计大作业题目：无丝杠车床主传动系统设计学院：机电工程学院班级：姓名：学号：©工业大学工业大学机械制造装备设计大作业题目：无丝杠车床主传动系统设计目录一、运动设计 (3)1 确定极限转速 (3)2 确定公比 (3)3 求出主轴转速级数 (3)4 确定结构式 (3)5 绘制转速图 (4)6 绘制传动系统图 (5)7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (6)8 校核主轴转速误差 (6)二、动力设计 (7)1 传动轴的直径确定 (7)2 齿轮模数的初步计算 (7)参考文献 (9)设计任务设计题目：无丝杠车床主传动系统设计已知条件：最大加工直径ф400mm，最低转速40r/min，公比φ=1.41，级数Z=11，切削功率N=5.5KW。
设计任务：1.运动设计：确定系统的转速系列；分析比较拟定传动结构方案；确定传动副的传动比和齿轮的齿数；画出传动系统图；计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。
2.动力设计：确定各传动件的计算转速；初定传动轴直径、齿轮模数；选择机床主轴结构尺寸。
一、运动设计1. 确定极限转速已知最低转速为40r/min，公比φ=1.41，参考文献[1]表4-2标准转速系列的本系统转速系列如下：40 57 80 113 160 226 320 453 640 9051280 r/min，则转速的调整围maxmin 128032 40n nRn===。
2. 确定公比根据设计数据，公比φ=1.41。
3. 求出主轴转速级数Z根据设计数据，转速级数Z=11。
4.确定结构式（1）确定传动组和传动副数由于总级数为11，先按12设计再减掉一组。
共有以下几种方案：12=4×3 12=3×4 12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3 根据传动副前多后少原则，以减少传动副结构尺寸选择第三组方案，即： 12=3×2×2（2）确定结构式按前疏后密原则设计结构式中的级比指数，得到：12=31×23×26减掉一组转速为：12=31×23×25对于该结构式中的第二扩大组x 2=5、p 2=2，而因此r 2=φ5×(2-1)=1.415=5.57<8。
哈工大机械设大作业-轴系部件设计说明书
机械设计大作业轴系部件设计说明书题目：行车驱动装置的传动方案如下图所示。
室内工作、工作平稳、机器成批生产，其他数据见下表。
方案电动机工作功率P d/kW电动机满载转速n m/(r/min)工作机的转速n w/(r/min)第一级传动比i1轴承座中心高H/mm最短工作年限5.4.4 2.2 940 60 3.2 200 5年2班一选择轴的材料因为传递功率不大，轴所承受的扭矩不大，故选择45号钢，调质处理。
二初算轴径d min对于转轴，按扭转强度初算直径d min≥C√P n m3式中 P——轴传递的功率；C——由许用扭转剪应力确定的系数；n——轴的转速，r/min。
由参考文献[1] 表10.2查得C=106~118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106。
输出轴所传递的功率：P3=P d·ηV带·η轴承=2.2×0.96×0.99=2.09088 kW高速轴的转速：n m=n wi1=940315100=298.413 r/min代入数据，得d≥C√P n m3=106√2.09088 298.4133=20.284 mm考虑键的影响，将轴径扩大5%， d min≥20.284×(1+5%)=21.30 mm。
三结构设计1.轴承部件机体结构形式及主要尺寸为了方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构。
取机体的铸造壁厚δ=8mm，机体上的轴承旁连接螺栓直径d2=12 mm，C1=18 mm，C2=16 mm，为保证装拆螺栓所需要的扳手空间，轴承座内壁至坐孔外端面距离L=δ+C1+C2+(5~8)mm=47~50 mm取L=48 mm。
2．轴的结构设计本设计方案是有6个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸（直径）确定，以外伸轴径d1为基础，考虑轴上零件的受力情况、轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔的配合、轴的表面结构及加工精度等要求，逐一确定其余各轴段的直径；而轴的轴向尺寸（长度）确定，则考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件间的距离要求等因素，通常从与传动件的轴段开始，向两边展开。
现代设计理论与方法作业-(大作业)
现代机械设计理论与方法（大作业）1、采用系统化设计流程及所学现代设计方法详细阐述某公司需要投资研发一款新型产品的整个设计流程和采用方法。
（1）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的规划设计过程？（2）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的方案设计过程？（3）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的技术设计过程？（4）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的施工设计过程？答：（1）产品规划设计包括三个主要阶段：第一个阶段是市场细分及选择阶段。
在这个阶段，主要通过市场调研与分析，研究如何细分市场，以及企业如何选择细分市场，最后确定企业对细分市场的战略选择。
第二个阶段是定义新产品概念。
在这个阶段中要对某个细分市场，收集其需求的主要内容，包括客户需求、竞争需求及企业内部需求，并确定企业在该细分市场的产品定位，然后寻找和定义新产品概念。
第三个阶段是确定产品规划阶段。
在这一阶段中需要从技术层面分析新产品属于哪个产品族及其开发路径，并根据公司的战略确定新产品开发的优先顺序和组合策略，然后依据企业资源状况，制定新产品开发的时间计划。
产品规划设计的步骤为：信息集约→产品设计任务→预测调研→可行性分析→明确任务要求→可行性报告、设计要求项目表。
进行产品规划设计的主要方法有：设计方法和预测技术。
支持产品规划设计的主要理论有：设计方法学、技术预测理论、市场学、信息学等。
（2）新产品的方案设计过程大致可以分为方案设计和方案评审两个阶段。
方案设计阶段的步骤为：总共能分析→功能分解→功能元求解→功能载体组合→获得功能原理方案（多个原理方案）→原理试验→评价决策→最优原理方案→原理参数表、方案原理图。
进行产品的方案设计的方法主要有：系统化设计方法、创造技法、评价决策法、形态学矩阵法。
主要的理论指导包括：系统工程学、形态学、创造学、思维心理学、决策论、模糊数学等。
（3）对产品进行技术设计时，首先要对结构进行总体设计，包括了对产品的结构设计和造型设计。
哈工大机械设计大作业
哈工大机械设计大作业哈尔滨工业大学机械设计大作业：汽车零部件设计引言：本次机械设计大作业的题目是汽车零部件的设计，本文将详细介绍该零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺等相关内容。
一、设计需求：该汽车零部件是一种在车辆发动机舱内起到隔热保温作用的零部件，其要求具备以下特点：1.具备良好的隔热保温性能，能够有效降低发动机舱内的温度。
2.具备良好的耐高温性能，能够在高温环境下长时间稳定工作。
3.具备较高的强度和刚度，能够承受汽车运行时的振动和冲击力。
二、设计方案：为了满足上述设计需求，我们选择使用陶瓷材料作为该零部件的材料，该材料具备良好的隔热性能和耐高温性能，并且具备较高的强度和刚度。
三、设计计算：1.隔热性能计算：根据该零部件的尺寸和所使用的陶瓷材料的导热系数，计算出其热传导率，进而计算出其隔热性能。
2.强度计算：根据该零部件所承受的力和所使用的陶瓷材料的弹性模量，计算出其应力和变形情况，进行强度计算。
3.刚度计算：根据该零部件所承受的力和所使用的陶瓷材料的弹性模量，计算出其刚度，并与设计要求进行对比。
四、制造工艺：1.材料选取：根据设计方案选择合适的陶瓷材料，并进行材料实验验证其性能。
2.模具设计：根据零部件的几何形状设计合适的模具，并制造出模具。
3.注塑成型：使用模具对陶瓷材料进行注塑成型，并在合适的温度和压力条件下进行成型工艺。
4.烧结处理：对注塑成型后的零部件进行烧结处理，使其形状固定并获得良好的耐高温性能。
5.精加工：对烧结后的零部件进行精加工，如修磨、打磨等工艺，以达到设计要求的尺寸和表面质量。
五、结论：通过对该汽车零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺的详细论述，我们可以得出结论：1.该零部件的设计方案合理，能够满足设计需求。
2.该零部件所选用的陶瓷材料具备良好的隔热保温性能和耐高温性能。
3.该零部件的制造工艺合理，能够实现零部件的精确加工。
综上所述，本次机械设计大作业详细介绍了汽车零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺等内容，并得出了相应的结论。
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2014年春季学期“机电产品现代设计方法”课程大作业一作业题目：雷达转台设计学生姓名：评阅教师：作业成绩：1.设计任务雷达底座转台设计：一个回转自由度承载能力：500kg被测件最大尺寸：Ф500×600mm台面跳动：，台面平面度：台面布置T型槽，便于负载安装方位转角范围：±120°具有机械限位和锁紧机构角位置测量精度：±5′角位置测量重复性：±3′角速度范围：°/s～60°/s2.设计流程如上图所示，整个设计过程分为功能设计、总体方案设计、详细设计和设计总结四部分。
功能设计部分要结合所给出的性能要求以及我们设计的转台的目标客户可能存在的功能需求，对转台的功能进行定义。
然后将转台的功能细化为小的功能单元，对应于一个个要实现功能的结构单元。
然后利用QFD图对要实现的各种功能实现综合评估，评价出功能需求的相对重要性及解决方案的相对重要性。
总体方案设计部分我们首先利用SysML语言来明确各部分功能的参数以及参数约束之间的关系，然后综合考虑各种参数，设计出整体的设计草图。
详细设计部分首先要使得零件实现其所对应的功能，使其满足其精度及强度的要求。
在此基础上，要综合考虑工件的可加工性，可装配性以及价格等因素，从而选出最符合我们需求的设计。
然后根据确定的参数和方案，利用三维建模软件CATIA来进行三维建模，并将3D图进行投影，得出适合工业加工的2D图，完成整个设计。
设计总结部分对整个过程中进行反思，考虑这个过程中存在的不足以及设计过程种学到的知识，以便应用于以后的设计当中。
设计QFD(全称Qualification Function Deployment)是进行设计总体规划的工具。
可以根据消费者的需求与需求的重要性来对工程设计做出相应的规划。
如图所示，其中第一纵行代表了安全性高，价格便宜，角度定位精度高及重复定位精度高等一系列的客户可能对所设计的转台所提出的要求。
第三列(Importance of whats)用数字显示出各功能的重要性。
数字越大，所对应的功能越重要，所有数字之和为100，以防止把每一项都标注得很重要，无法得出比较重要的功能。
参数的分配，理论上应是根据对客户的进行调查问卷，然后根据客户的答复，给第一列中的功能按重要性赋值得到的相对重要性的饼状图如下。
定位精度、重复定位精度、可靠性、安全性为主要考察功能，重要性参数确定的比较合理。
其中第一行代表了重量、伺服电机等对第一列的为了实现功能的设计。
这里将所有能想到的设计列出。
屋顶代表着各功能之间的关系。
它表示了各种设计之间的关系，相互促进(+)或者相互限制(-). 以此可以对设计有个宏观的综合的考虑得到一个中性的方案。
而中间的主体矩阵部分起到衡量横行上的设计单元对客户需求的功能的满足程度，将各列里的数字加起来，即为该设计方案所对应的重要程度，重要程度越大，说明越应该重点设计。
如图所示，我们得到个设计方案的相对重要程度如下。
从图中我们可以看出，为了实现客户所需求的功能，轴的设计以及电机的选择显得至关重要。
这意味着在后续的设计中，应该着重设计这部分。
4.总体方案设计（Configuration design）SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。
在这里我们绘制参数图如下。
在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束情况。
图４－３１产品初步结构与ＳｙｓＭＬ图5.底座转台关键件有限元分析轴的设计与有限元分析由上边我们得出的轴的初步的尺寸.由国家标准，我们查到尺寸和轴颈大致配合的轴承的尺寸与轴承配合处轴的直径d1=100mm，长度为34mm。
轴肩直径109mm。
且我们要在轴上装以用于限位的撞块，则轴还需要加粗，以使得轴上可以留有6mm的余量来供限位块安装之用。
综上所述，结合后续过程中对尺寸的一些细微调整，我们的到如下轴的尺寸。
切轴的两端分别用于和转台台面和谐波减速器的柔轮相连，因此，这两个表表面的精度要求较高，根据经验取。
同样，由于轴颈处要与轴承过盈配合，对轴的表面精度同样要求较高。
因此也需要在此处标注表面的加工精度。
由以上分析，我们可以得到如下图所示的轴的尺寸。
由于阶梯轴尺寸变化处，在收扭矩时会产生较大的集中应力，因此，我们需要知道此时的轴的强度及强度是否能达到要求。
因此我们仿真轴受的转矩时，其各部分的受力情况以及轴的转角。
轴仿真受的力矩图及仿真结果如下：1.在catia中画出等比例模型所有上图中参数与模型的参数完全相同。
在此过程中，使用的是catia软件，输出模型为igs，由于abaqus和catia同属达索公司旗下产品，具有更好的兼容性，幸运的是我最常用的也是电脑中唯一安装的三维建模软件就是catia。
省去了许多麻烦。
2.将igs文件导入到abaqus中在此过程中，需要注意的是证书的正确打开否则不能打开abaqus软件。
3.设置各项参数后划分网格，划分结果如下4.划分网格后进行有限元分析，分析的结果，应力云图如下;应力云图所示，添加转矩的地方变粗，说明形变在这个地方比较大，集中于此。
轴的两端颜色由深蓝色到浅蓝最后到绿色再到黄色，说明应力在逐渐的加大，由颜色对应的应力关系可以得知整个轴的应力应变。
具有直观生动的优点。
而对于这个输出的动画结果，没有红色的部分，大部分轴上的颜色都比较浅，呈现蓝色，说明该轴的危险的地方是轴的两端，中间则比较安全，整体来看，整个轴符合安全要求。
输出应力云图的结果体现了现代设计工具的一个很大的优势，就是方便快捷而且精确直观，试想要是通过传统的验算方法查阅手册根据经验公式来计算，不仅对于计算着是一个很复杂枯燥的过程，而且极大可能出现错误，对于整体的应力应变情况也不能有清楚的体现，可见在设计复杂的、满足现代产品需求的零部件时候，现代化工具的重要性。
5.最上部外圆的应变曲线X-Y PLOT如下图所示：MATLAB联合仿真协同仿真基本步骤该协同仿真分析包括以下四个基本步骤，如图8所示。
构造ADAMS 机械模型确定ADAMS的输入和输出构造控制系统方框图机电系统仿真分析图8 ADAMS/Controls分析步骤（1）构造ADAMS/View样机模型使用ADAMS/Controls模块进行机电一体化系统联合分析前，首先应该构造ADAMS/View的机械系统样机模型，或者输入已经构造好的机械系统样机模型。
机械系统样机模型中包括几何模型、各种约束和作用力等。
（2）确定ADAMS的输入和输出需要通过ADAMS/View或ADAMS/Solver中的信息文件或启动文件，确定ADAMS的输入和输出。
这里，输出是指进入控制程序的变量，表示从ADAMS/Controls输出到控制程序的变量。
而输入是指从控制程序返回到ADAMS的变量，表示控制程序的输出。
通过定义输入和输出，实现ADAMS和其他控制程序之间的信息封闭循环。
这里所有程序的输入都应该设置为变量，而输出可以是变量或是测量值。
（3）构造控制系统方框图控制系统方框图是用MATLAB、MATRIX 或EASY5等控制分析软件编写的整个系统的控制图，ADAMS/View的机械系统样机模型被设置为控制图中的一个模块。
（4）机电系统仿真分析最后，可以对机电一体化系统的机械系统和控制系统进行联合仿真分析。
雷达天线协同仿真本次大作业演示了一个简单的雷达天线定点问题，在雷达天线机械系统中添加控制系统来控制雷达天线跟踪卫星信号。
构造ADAMS/View样机机械模型在ADAMS/View中建好的样机机械模型如图所示。
该模型主要由马达、减速齿轮、转盘、支撑杆、仰角轴承及其天线组成，它们之间通过一定的约束关系连接在了一起。
图9 雷达天线样机机械模型确定ADAMS的输入和输出雷达天线的机械系统和控制系统之间的输入和输出关系，如图所示。
可以看到，向雷达的机械系统输入一个控制力矩（control_torque），雷达的机械系统则向控制系统输出天线仰角的方位角（azimuth_position）和马达转速（rotor_velocity）。
输入控制力矩输出方位角和马达速度ADAMS模型MATLAB控制系统ADAMS/Controls程序和控制程序MATLAB之间，通过Array相互传递状态变量进行信息交流。
因此必须将样机模型的输入和输出变量，及其输入和输出变量引用的输入和输出函数，同一组状态变量联系起来。
给出了定义状态变量的对话框。
模型中共定义了4个状态变量：天线方位角（azimuth_position），控制力矩（control_torque），天线高低角（elevation_position），马达转速（rotor_velocity）。
定义好状态变量后就可以通过ADAMS/Controls接口定义机械系统和控制系统间的输入输出变量。
该过程如下图所示雷达的运动仿真如下图所示，在运动仿真模块中设置步数和终止时间，然后就可以得出雷达天线的运动轨迹，以及转台的运动方式。
而当消除了转盘的运动后，只剩下天线的上下的角度摆动。
仿真图像如下。
查看各个参数是否需要修改，是否正确，检查无误后，可以选择输出路径，然后导出adams的雷达模型。
构造控制系统方框图（1）启动Matlab程序控制系统建模的目的是建立一个机械和控制一体化的样机模型，通过ADAMS方框图添加控制系统，实现控制系统的建模，基本步骤如下：1）启动Matlab程序，显示Matlab命令窗口界面。
2）在Matlab命令输入提示符”>>”或””处，输入ant_test（ant_test文件的全名为，是在ADAMS/Controls中定义后自动输出的），Matlab返回相应的结果。
如下图所示：3）在输入提示符处，输入who命令，显示文件中定义的变量列表，可以选择以上显示的任何一个变量名，检验变量。
例如，如果输入ADAMS_outputs，Matlab将显示机械系统中定义的所有输出：ADAMS_outputs＝rotor_velocity!azimuth_position。
（2）输入ADAMS模块1）在matlab窗口点击open,然后选择antenna的后缀为mdl的文件，即可在显示adams_sys的模块窗口，如下图所示。
adams_sys文件的全名是，该文件是运行时自动生成的，每个模型都会生成这个相同的文件，但是文件的内容会有所不同。
2）双击antenna1窗口中的adams_sub模块，显示adams_sub模块的子系统如下图所示。