哈工大机械系统设计第一章
哈工大机电学院本科生综合课程设计2：最后附两张cad大图,一份完整的装配图
目录第一章总体方案设计 (2)1.1任务设计书及指标 (2)1.1.1设计任务书 (2)1.1.2主要技术指标 (2)1.2总体方案确定 (2)1.2.1方案确定思想 (2)1.2.2方案对比分子与确定 (3)第二章机械系统设计 (3)2.1竖直坐标工作台外形尺寸及重量估计 (5)2.2竖直导轨参数确定 (7)2.3滚珠丝杠计算和选择 (7)2.3.1 滚珠丝杠强度计算 (8)2.3.2 滚珠丝杠传动效率计算 (8)2.4伺服电机的计算与选取 (8)2.4.1 等效转动惯量的计算 (11)2.4.2 伺服电机等效负载转矩的计算 (11)2.4.3 伺服电机的选型 (12)2.5 联轴器的选用 (13)参考文献 (13)第一章 总体方案设计1.1任务设计书及指标1.1.1设计任务书题目：两维工作台（步进电机+滚珠丝杠+Y 向可加减速器方案）结构设计任务：本项目要求的两维工作台为竖直平面内的X-Y 工作台，其中Y 向为竖直，X 向为水平，电动工作方式。
1.1.2主要技术指标1）工作台台面尺寸：X 向200mm ，Y 向200mm ，台面要求沿均匀布置同心圆上分布圆间隔30mm 的M6螺孔（螺孔深度不小于15mm ），中心须有20mm 定心圆孔。
2）工作台承载：载荷重量50Kg 。
3）行程要求：X 向500mm ，Y 向1000mm 。
4）位置定位精度：X 向0.1mm ，Y 向0.05mm 。
5）最大运动精度：X 向0.1m/s ，Y 向0.2m/s 。
1.2总体方案确定根据设计任务书的要求确定总体方案。
1.2.1方案确定思想两坐标数控工作台台体设计主要分为机械系统部件和台体上的测控部件。
机械系统部件又分为导轨组成，传动组成，减速装置等；测控部件又分为伺服电机，检测及反馈元件等等。
1) 工作台型号为HXY-2020； 2) 行程要求X=200mm ，Y=200mm ；3) 工作台面尺寸为C ×B ×H=270×250×18； 4) 底座外形尺寸为C ×B ×H=1000×25×840； 5) 工作台最大长度为1000mm ； 6) 工作台负载重量为N=500N ；7) 工作台最快移动速度max max 0.2/;x y v v m s ==8)X,Y方向的定位精度为0.05mm；9)工作台负载小，运动灵敏度高，低速；10)定位精度高；11)考虑到结构稳定，安全，建议基座和滑台采用铸造工艺。
哈工大机械设计课程设计cad
哈工大机械设计课程设计cad一、课程目标知识目标：1. 理解CAD软件在机械设计中的应用，掌握CAD软件的基本操作与使用方法；2. 学习并掌握机械设计的基本原理，能运用CAD软件进行简单的机械零件设计与绘制；3. 掌握机械设计中的工程制图标准，能在CAD软件中准确地表达机械设计意图。
技能目标：1. 能够独立使用CAD软件进行机械零件的绘制，具备一定的绘图技巧与速度；2. 学会运用CAD软件进行三维模型的构建，并能进行简单的装配与动画演示；3. 能够运用CAD软件进行工程图纸的输出，掌握图纸的修改与标注方法。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发学生的创新意识与动手能力；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，提高学生的团队协作与沟通能力；3. 引导学生认识到机械设计在国民经济与工程技术领域的重要性，培养学生的专业责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的机械设计课程，以CAD软件为工具，结合机械设计原理，培养学生的实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的机械设计与工程制图基础，对CAD软件有一定了解，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合课本内容，注重实践操作，强调学以致用，以项目为导向，培养学生的实际动手能力与创新能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握CAD 软件在机械设计中的应用，具备基本的机械设计能力。
二、教学内容1. CAD软件基础知识：介绍CAD软件的发展、功能与应用领域，使学生了解CAD在现代机械设计中的重要性。
教材章节：第一章 CAD技术概述2. CAD软件操作技巧：讲解CAD软件的基本操作方法，包括绘图环境的设置、图层管理、视图控制等。
教材章节：第二章 CAD软件操作基础3. 机械零件设计与绘制：结合机械设计原理，教授CAD软件中进行机械零件设计的方法与步骤，包括二维图形绘制、尺寸标注、三维建模等。
教材章节：第三章 机械零件设计与绘制4. 三维模型构建与装配：介绍三维模型构建的基本方法，教授学生如何使用CAD软件进行装配设计与动画演示。
哈工大《机械系统设计》课后习题解答
哈工大机械系统设计课后习题解答第一章1.机械工程科学研究的内容包括几大分学科？各学科之间相互关系又怎样？机械工程科学研究的内容包括机械学和机械制造学两大分学科。
机械学：对机械进行功能综合并定量描述及控制其性能的基础技术科学。
机械制造学：研究机械制造系统及过程手段的科学。
设计和制造是两个不可分割的统一体，设计为核心，制造为基础，二者缺一不可。
反之可出现:用先进的设计技术设计出”质量很差的先进产品,或用先进的制造技术生产出”落后的高质量产品”，因此两者不能偏废.2.什么是系统？系统有和特性？具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体。
系统具有以下特性：目的性：完成特定功能是系统存在的目的，人类不论设计和种产品，都要求此产品必须达到预期的特定功能。
相关性与整体性：相关性即系统是由两个或两个以上要素构成，而每个要素之间都是有机地并以特定的关系联系在一起，当一个要素改变时就会影响与此相关的其他要素；整体性即一个系统整体功能的实现，并不是某个要素单独作用的结果。
环境的适应性：任何一个系统都存在与一定的环境之中，为使系统运行良好并完成特定功能，必须使其对外部环境的各种变化和干扰有良好的适应性。
3.什么是机械系统？机械系统有几大部分组成？机械系统在产品中的地位与作用？机械系统由若干个机器与机构及其附属装置组成的；由质量、刚度和阻尼各元素所组成的系统。
从系统所能完成的功能来分，机械系统由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、支承系统和润滑、冷却密封系统组成。
机械系统无处不在，但在设计时，可根据所设计的产品功能来决定子程序的取舍。
机械系统是基础，只要掌握了它并结合不同产业的特点，就可以设计出不同行业的设备。
4在设计机械系统时，为什么特别强调和重视从系统的观点出发？机械设计的最终目的是为市场提供优质高效、价廉物美的机械产品，在市场竞争中取得优势，赢得用户，取得良好的经济效益。
哈工大王黎钦机械设计课件-第1次课_第一章 绪论、第二章 机械及机械零件的设计基础-刘星斯维提整理
教学过程的安排
1) 学习环节分配 大课46学时；习题课2学时；实验课12学时； 大作业5个(计算说明书和图) 2) 成绩分布 大作业25分；实验15分； 期末考试60分 3) 注意事项 及时交大作业（布置后1周内） 缺任何一个教学环节不能参加期末考试 按照学习指南,提前两周预约实验 4) 每周一次答疑，一单元时间，时间待定
2、零件的工况条件和环境条件
3、零件的尺寸和质量
4、零件的结构和可加工性
5、零件的工艺性
6、材料经济性
7、材料供应状况
《机械设计》王黎钦教授 2005年9月
2.4 机械零部件设计的基本步骤
根据总体设计的要求， 选择零件的类型 根据机器的工作情况， 确定作用在零件上的载 荷，进行受力分析 根据失效分析,确定零 件的设计计算准则，并 进行理论设计计算 根据零件的工作条件及受力 情况，选择材料及热处理方 式，并确定其许用应力 根据计算结果，同时考虑零 件的加工和装配工艺等要求， 对零件进行结构设计 按国家标准绘制零件工作图。 并标注必要的尺寸、公差、 表面粗糙度及技术条件等
操作和控制系统
《机械设计》王黎钦教授 2005年9月
传动变速装置1 原动机 传动变速装置2 传动变速装置3
执行机构1 执行机构2 执行机构3
传动变速装置1 原动机 公共传动变速装置 传动变速装置2
执行机构1
执行机构2
原动机1 协调 控制 系统 原动机2 原动机3
传动变速装置1 传动变速装置2 传动变速装置3
《机械设计》王黎钦教授 2005年9月
1.2 课程的性质、地位和任务 课程性质：
技术基础课
实践性课程
课程地位：
主干课程 承前启后，为专业设计打基础
哈尔滨理工大学《机械系统设计》课程设计-分级变速主传动系统设计
一、《机械系统设计》课程设计任务书1.1 课程设计的目的《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。
通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。
通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。
通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。
通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。
1.2 课程设计的内容《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。
1.2.1 理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。
设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。
（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。
1.2.2 图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。
（2）工程技术图样的设计与绘制。
1.2.3编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
（2）编制设计计算说明书。
1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求1.3.1课程设计题目和主要技术参数题目01：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=53r/min；N max=600r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min题目02：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=710r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目03：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=500r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目04：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=500r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目05：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=630r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目06：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=400r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目07：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=710r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目08：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=800r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目09：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=75r/min；N max=600r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目10：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=450r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目11：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=35.5r/min；Nmax=560r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目12：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=315r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目13：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=71r/min；N max=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目14：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=400r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目15：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=630r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目16：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=450r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目17：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=80r/min；N max=450r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目18：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=355r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目19：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=280r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目20：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=224r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目21：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=80r/min；N max=1000r/min；Z=12级；公比为1.26；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目22：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=71r/min；N max=900r/min；Z=12级；公比为1.26；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目23：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=90r/min；N max=900r/min；Z=11级；公比为1.26；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目24：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=75r/min；N max=750r/min；Z=11级；公比为1.26；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目25：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=95r/min；N max=800r/min；Z=10级；公比为1.26；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目26：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=80r/min；N max=630r/min；Z=10级；公比为1.26；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min // 题目27：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=900r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目28：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=1000r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目29：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=35.5r/min；N max=800r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=710/1420r/min题目30：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=1120r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=710/1420r/min题目31：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=120r/min；N max=2400r/min；n j=300r/min；电动机功率：P max=3.0kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；题目32：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=35r/min；N max=4000r/min；n j=145r/min；电动机功率：P max=3kW；n max=4500r/min；n r=1500r/min；/p-314741032410.html题目33：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=100r/min；N max=2000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=3.0kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；题目34：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=75r/min；N max=4000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=2.8kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；题目35：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=67r/min；N max=3500r/min；n j=220r/min；电动机功率P max=2.2kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；/p-975357092788.html题目36：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=86r/min；N max=3000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=3kW；n max=3000r/min；n r=1300r/min；/p-908280258068.html题目37：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=78r/min；N max=2700r/min；n j=225r/min；电动机功率P max=2.8kW；n max=3000r/min；n r=1300r/min；题目38：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=86r/min；N max=3000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=2.2kW；n max=3000r/min；n r=1300r/min；题目39：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=110r/min；N max=2200r/min；n j=275r/min；电动机功率P max=3 kW；n max=2000r/min；n r=1000r/min；题目40：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=46r/min；N max=2400r/min；n j=150r/min；电动机功率P max=2.8 kW；n max=2000r/min；n r=1000r/min；1.3.2技术要求：（1）利用电动机完成换向和制动。
哈工大复杂机械系统设计大作业概要
2013年6月1日滚珠自动分选机测控系统设计摘要：本设计是针对滚珠按直径自动分选的难题，提出一种采用CCD光电传感器来实现对滚珠直径进行测量的方法。
通过对CCD中被挡光部分的像元个数的计数，从而获得滚珠的实际直径，经过系统中单片机的自动分析判断，启动分选装置，将符合条件的滚珠分选出来。
该方案可较好的实现滚珠的自动分选，是光电技术在滚珠分选行业的典型应用。
关键字：滚珠；分选机；CCD-TCD142D传感器；89C52单片机；误差分析s目录1 绪论 (1)1.1 滚珠分选机研究的现状 (1)1.2 研究内容 (1)2 方案设计 (2)3 分选机模块设计 (3)3.1 上料装置 (3)3.2 送料装置 (4)3.3 测量部分 (6)3.3.1 测量装置 (6)3.3.2 激光发射端 (7)3.3.3 CCD光电传感器 (8)3.3.4 CCD-TCD142D传感器 (10)3.4 分选部分 (11)3.4.1 分选原理 (11)3.4.2 分选装置 (12)4 系统软件设计 (13)4.1单片机 (13)4.1.1 AT89C52简介 (13)4.1.2 引脚介绍 (13)4.2 CCD-TCD142D电路 (16)4.3 二值化电路处理 (17)4.4 输入模块 (18)4.5 显示模块 (19)4.6 分选模块电路设计 (20)4.7 总体电路设计 (21)4.8 系统程序设计 (21)5 测量误差分析及误差消除方案 (22)5.1 误差分析的要素 (22)5.2 随机误差 (23)5.2.1 滚珠热胀冷缩引起的随机误差 (23)5.2.2 被测滚珠尺寸产生的测量误差 (23)5.2.3 被测滚珠表面粗糙度引起的误差 (24)5.3 系统测量误差 (25)5.3.1 测量环境中杂质引起的误差 (25)5.3.2 传感器定位引起的误差 (25)5.4 本章小结 (26)6 结论 (27)附录一 (28)附录二 (29)附录三 (30)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论1.1 滚珠分选机研究的现状调查资料表明，国内外对轴承滚珠的分选装置的研究经历了很长的一段时间，它作为轴承制造业中重要的专用设备，对提高轴承质量，提高生产效率，减轻工人的劳动强度，具有十分重要的意义。
哈工大机械设计_宋宝玉_第1章第2章绪论(推荐文档)
三、学习机械设计课的目的：初步掌握机械 设计的能力 1）机械系统的总体方案设计 2）零部件工作能力设计：强度、刚度等设 计计算 3）结构设计能力
课程性质：设计性课程 技术基础课
1-2 设计机械时应满足的基本要求和步骤 一 、基本要求
1 满足需要原则 2 经济合理原则 3 可靠性原则 4 优化原则
绘制零件工作图。工作图必须符合国家制图 标准，尺寸齐全并标注必要的尺寸公差、形 位公差、表面粗糙度及技术条件等
1-4 后续课程应用到的几个基本概念
失效：机械零件在设计预定的期间内，并在规 定条件下，不能完成正常的功能
强度:是零件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形 及表面失效（磨损、腐蚀除外）的能力
刚度:是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力
1-5机械设计课的特点和学习方法 课程的特点:
1实践性 2综合性
学习方法： 1 在学习本课程的同时要及时复习和巩固 有关先修课程的知识。 2 弄清设计原理和设计公式的应用条件及 公式中各量之间的相互关系
3 正确对待理论设计和经验设计的关系 4 正确处理计算与绘图的关系 5 正确对待设计计算结果 6 重视培养结构设计能力 7 注意培养综合运用所学知识的能力 8 重视培养整机设计能力 9 注意创新能力的培养及创新技法的学习
二 机械零件设计的一般程序 根据总体设计的要求，选择零件的类型
根据机器的工作情况，确定作用在零件 上的载荷，进行受力分析
根据零件的工作条件及受力情况，选择材 料及热处理方式，并确定其许用应力
根据失效分析,确定零件的设计计算准则， 并进行理论设计计算
根据计算结果，同时考虑零件的加工和装 配工艺等要求，对零件进行结构设计
6 安全性原则 7 人机工程原则 8 工艺性原则
机械系统设计-第一章.doc
《机械系统设计》习题选集机械设计教研室第一章1．系统的概念。
2．系统的特点。
3．机械系统的特性。
4．从流的观点出发，机械系统的组成。
5．机械系统设计的特点。
6．机械系统设计的基本思想。
7．机械系统设计的一般过程。
第二章1．总体设计过程中应形成的基本技术文件。
2．设计任务的类型。
3．设计任务的来源。
4．试拟定播种、施肥机的设计任务书。
5．画出播种、施肥机的功能构成图。
6．试建立播种、施肥机的功能树。
7．形态学矩阵的概念。
8．试建立挖掘机的形态学矩阵，并根据总体方案确定的基本原则，确定几种合理的方案，并作简要说明。
9．机械系统方案评价的基本原则。
常用的评价方法。
10．在某机器设计中，有两种备选方案，为了确定选择哪个方案，组织了一个由20 位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。
已知：1）评价指标：产品性能（B1 ）、可靠性（B2 ）、使用方便性（B3 ）、制造成本（B4）、使用成本（B5）；每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5个等级：0.9, 0.7，0.5，0.3，0.1；2）评价指标 B1、B2、B3、B4、B5 的权分别为：0.25、0.2、0.2、0.2、0.15; 3）投票结果如下表所示：11.总体布置的基本原则。
12.总体布置的基本形式。
13.试分析手扶拖拉机的总体布置方案。
14.机械系统常用技术参数及指标的类型。
第三章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 物料流系统的基本概念。
物料流设计在机械系统设计中的重要地位。
物料流系统的组成。
简述常用存储子系统。
简述常用输送、搬运子系统。
简述六点定位规则。
夹紧装置的组成。
试结合生产实习中所见的一种物料系统，分析制造系统物料流系统的组成。
如图所示，某物料流系统设计时，要把工件从 A 工位送至B 工位，请提出你 9. 自己的设计方案。
注意：1）工件输送过程中姿态要求保持不变;E 工位第四章3． 4． 5． 6． 7．9．10．如何合理的选择伺服电机？11．什么是内燃机的有效燃油消耗率？ 12．柴油机的三类工况。
哈工大机械系统设计第一章
5.研究加工工艺,加工装备及自动流水线crack detection 按方法可分:铸造,锻造,焊接,金属热处理,无损探伤,表面工
程
机械制造:冷加工和热加工
冷加工: 1.机械加工和装配工艺过程的生产装备及其自动化,集
成化与智能化 2.机械加工和装配工艺的过程和方法 3.机械制造(冷加工)的基础理论
地位和作用
一. 机械工程科学---研究机械产品(或系统)的性能,设计 和制造的基础理论与技术的科学.
包括: 机械学-功能综合定量描述,控制其性能 机械制造学-研究机械制造系统及过程手段 设计为核心,制造为基础. 反之可出现:用先进的设计技术设计出”质量很差的先
进产品,或用先进的制造技术生产出”落后的高质量产 品”两者不能偏废.
物资器材
技
经
术
济
基
基
础
础
资金
机电一体化 技术与产品
基础技术
设计 测试 制造 工艺 标准
政法管理
社会环境 组织管理
需求和社会服务
四.机电一体化的共性关键技术
1.检测传感技术 2.信息处理技术 3.自动控制技术 4.伺服驱动技术 5.接口技术 6.精密机械技术 7.系统总体技术
机械系统的设计方法?传统的设计方法现代设计方法?静态半理论半经验动态科学计算机化?性质偏重技术偏重功能目标技术经济和社会环境综合一起?思维结构的收敛性总功能目标的发散性思维?方法满足限定约束条件多元性全优化?手段图版计算器等手工计算机绘图集团分工合作?对象局限在零件和结构上系统的全局构成包括造型等?工况按确定工况与静态考虑随机工况模糊性复杂细解?评价单项手册标准强度成本等科学的模糊综合评价??现代设计方法主要内容?信息论方法information信息分析法技术预测法?系统论方法system人机工程系统设计法?控制论方法controll动态分析设计法?优化论方法optimize优化设计法是现代设计的目标?对应论方法corresponding相似设计法?智能论方法intelligentcadcam等?寿命论方法life可靠性设计价值工程等?离散论方法disperse有限元和边界元分析设计法?模糊论方法blurreddim模糊设计法?突变论方法创造性设计等?艺术论方法art??现代设计方法与相关科学技术的关系?政治?社会学?心理学?经济学自然科学工程科学现代设计方法工程技术生产工业设计工艺品设计艺术??14机电一体化?一
哈工大机械学课程设计
哈工大机械学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握哈工大机械学课程的基本理论知识，如力学、材料力学、机械设计等；2. 了解现代机械工程领域的发展趋势，培养学生对机械学科的热爱和兴趣；3. 通过实例分析，使学生掌握机械设计的基本方法和步骤。
技能目标：1. 培养学生运用所学理论知识解决实际机械工程问题的能力；2. 提高学生团队协作和沟通能力，学会在项目中分工合作，共同完成任务；3. 培养学生运用计算机辅助设计软件（如CAD）进行机械设计的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生具有创新意识和实践精神，敢于面对挑战，勇于解决问题；2. 树立正确的价值观，认识到机械工程在国家经济发展和社会进步中的重要地位；3. 培养学生具有责任感，关心环境和社会，将可持续发展理念融入到机械设计中。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，强调培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，具有较强的学习兴趣和求知欲，希望通过课程学习，提高自己的专业素养。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用案例教学、项目驱动、分组讨论等教学方法，充分调动学生的主观能动性，实现课程目标。
在教学过程中，注重引导学生将理论知识应用于实际，提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程学习，使学生具备从事机械设计及相关领域工作的基本素质和能力。
二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：1. 基础理论- 力学：包括静力学、动力学、摩擦学等基本概念和原理；- 材料力学：研究材料在不同载荷作用下的变形与破坏规律；- 机械设计：涵盖机械原理、机械零件设计、机械制图等内容。
教材章节：第一章至第四章。
2. 实践应用- 结合实际案例，分析机械设计的方法和步骤；- 运用计算机辅助设计软件（如CAD）进行机械零件的绘制和设计；- 团队协作，完成一个简单的机械设计项目。
教材章节：第五章、第六章。
3. 创新与拓展- 了解现代机械工程领域的发展趋势，如智能制造、机器人技术等；- 探讨可持续发展理念在机械设计中的应用；- 组织学生参加机械设计竞赛，提高学生的创新能力和实践能力。
推荐-哈工大机电学院本科生综合课程设计2：最后附两张
目录第一章总体方案设计 (2)1.1任务设计书及指标 (2)1.1.1设计任务书 (2)1.1.2主要技术指标 (2)1.2总体方案确定 (2)1.2.1方案确定思想 (2)1.2.2方案对比分子与确定 (3)第二章机械系统设计 (3)2.1竖直坐标工作台外形尺寸及重量估计 (5)2.2竖直导轨参数确定 (7)2.3滚珠丝杠计算和选择 (7)2.3.1 滚珠丝杠强度计算 (8)2.3.2 滚珠丝杠传动效率计算 (8)2.4伺服电机的计算与选取 (8)2.4.1 等效转动惯量的计算 (11)2.4.2 伺服电机等效负载转矩的计算 (11)2.4.3 伺服电机的选型 (12)2.5 联轴器的选用 (13)参考文献 (13)第一章 总体方案设计1.1任务设计书及指标1.1.1设计任务书题目：两维工作台（步进电机+滚珠丝杠+Y 向可加减速器方案）结构设计任务：本项目要求的两维工作台为竖直平面内的X-Y 工作台，其中Y 向为竖直，X 向为水平，电动工作方式。
1.1.2主要技术指标1）工作台台面尺寸：X 向200mm ，Y 向200mm ，台面要求沿均匀布置同心圆上分布圆间隔30mm 的M6螺孔（螺孔深度不小于15mm ），中心须有20mm 定心圆孔。
2）工作台承载：载荷重量50Kg 。
3）行程要求：X 向500mm ，Y 向1000mm 。
4）位置定位精度：X 向0.1mm ，Y 向0.05mm 。
5）最大运动精度：X 向0.1m/s ，Y 向0.2m/s 。
1.2总体方案确定根据设计任务书的要求确定总体方案。
1.2.1方案确定思想两坐标数控工作台台体设计主要分为机械系统部件和台体上的测控部件。
机械系统部件又分为导轨组成，传动组成，减速装置等；测控部件又分为伺服电机，检测及反馈元件等等。
1) 工作台型号为HXY-20XX ； 2) 行程要求X=200mm ，Y=200mm ；3) 工作台面尺寸为C ×B ×H=270×250×18； 4) 底座外形尺寸为C ×B ×H=1000×25×840； 5) 工作台最大长度为1000mm ； 6) 工作台负载重量为N=500N ；7) 工作台最快移动速度max max 0.2/;x y v v m s ==8)X,Y方向的定位精度为0.05mm；9)工作台负载小，运动灵敏度高，低速；10)定位精度高；11)考虑到结构稳定，安全，建议基座和滑台采用铸造工艺。
01机械优化设计第一章(哈工大—孙靖民)
哈尔滨工业大学 孙靖民 主编
2020年8月14日9时12分
课程介绍
计划学时数：26学时 使用教材
孙靖民. 机械优化设计. 北京：机械工业出版社，2003
参考书
[1]方世杰，綦耀光主编. 机械优化设计. 北京：机械工业 出版社，2003
[2] 陈立周，机械优化设计方法，北京：冶金工业出版社， 1997
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2020年8月14日9时12分
优化是万物演化的自然选择和趋势
•（1）来源：优化一语来自英文Optimization，其本意是
寻优的过程，最优化可简写为Opt；
•（2）优化过程：是寻找约束空间下给定函数取极大值或
极小值的过程。
f
例如, 在右图中，求得一维函
f(x)
数 f(x) 最小值的条件为：若
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2020年8月14日9时12分
优化设计的作用（优点）：
使传统机械设计中，求解可行解上升为求解最优 解成为可能；
使传统机械设计中，性能指标的校核可以不再进 行；
使机械设计的部分评价，由定性改定量成为可能； 大大提高了产品的设计质量，从而提高了产品的
质量； 提高生产效率，降低产品开发周期； ……
3、武汉钢铁公司从德国引进的1700薄板轧机，经该公 司自主优化后，20年8月14日9时12分
4、美国波音飞机公司对大型机翼用138个设计变量进 行结构优化，使重量减少了三分之一；大型运输舰用 10个变量进行优化设计，使成本降低约10%。
实践证明，最优化设计是保证产品具有优良的性能，减轻 自重或体积，降低产品成本的一种有效设计方法。同时也可使 设计者从大量繁琐和重复的计算工作中解脱出来，使之有更多 的精力从事创造性的设计，并大大提高设计效率。
《机械原理》-第一章-哈工大精品课程
研究机构运动的可能性与确定性的条件。 （2）机构的运动分析 研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、 位移、速度、加速度等运动特性。
（3）机构的力分析
研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效率 问题。 2、常用机构的设计问题 主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运 动机构等的设计理论和设计方法。
3、机械系统运动方案设计 主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。
4、机械动力学问题
主要研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和 机构的平衡。
研究内容： 机械设计的一般过程：
需求 分析
确定 工艺方案
确定 工艺参数
机械方案 设计
机械方案 运动分析
机械 造型设计
机械结构 设计
机械工作 能力设计
机械方案 动力分析
机械原理
第一章 绪论
哈尔滨工业大学
2004年2月
§1-1 机械原理课程的研究对象与内容
研究对象：
机器 机 械
机构
机械是机器与机构的总称。 什么是机器呢？ 什么是机构呢？
普通车床
数控车床
主轴
数控铣床， 这是一种 机器，主 要用来加 工平面和 曲面。
安装 铣刀
工作台
锯床
并联机床原型机
数控剪板机
数控压弯机
主旋翼
尾 旋 翼
美国西科斯基公司生产的 “黑鹰”直升机
“神舟五号”发射时的情景。发射塔、 运载火箭都是庞大的机器。
索杰纳火星车
它是美国国家航空航 天局于格林威治时间 1997年7月4日17时07 分发射的火星探路者 号宇宙飞船成功地在 火星表面着陆，该飞 船携带了索杰纳火星 车，这也是一种机器。
哈尔滨工业大学机械电子工程考研必备哈工大宋宝玉机械设计课堂讲义及课堂要求
哈尔滨工业大学机械电子工程考研必备哈工大宋宝玉机械设计课堂讲义及课堂要求第一章绪论( 1 学时 )机械的组成及本课程研究的对象，本课程的性质和任务，本课程的特点和学习方法。
基本要求:搞清楚“学什么”、“为什么学”和“如何学”这三个大问题，树立学好本课程的信心和决心。
重点与难点:本课程的性质、特点和学习方法第二章机械及机械零件的设计基础( 2 学时 )设计机械及机械零件的基本要求和一般程序(或方法);机械零件的载荷与应力;机械零件的主要失效形式和设计准则;机械设计的材料选用、结构工艺性和标准化(部分内容自学)。
基本要求:1 )从总体上建立起机械设计和机械零部件设计的总体概念，即从机械的总体要求出发，引出对机械零部件的要求，根据零件的失效形式，拟定设计准则，用一定的设计方法来设计零部件。
2 )掌握关于机械零件的载荷与应力的基本概念，尤其要熟练掌握变应力、极限应力、许用应力与安全系数、接触应力的基本概念。
3 )掌握机械零件材料的选用原则和结构工艺性设计的基本要求，学会采用标准。
重点:1 )机械零件的载荷与应力的分类及变应力、极限应力、许用应力与安全系数、接触应力的概念和有关公式。
2 )机械零件的失效形式及设计准则。
3 )机械零件的材料、结构工艺性及机械设计中的标准化。
难点:1 )变应力下机械零件的极限应力与安全系数的确定。
2 )接触应力的基本概念和计算公式。
3 )机械零件的失效形式和设计准则。
4 )设计机械零件时的结构工艺性。
第三章机械零件的设计方法简介( 2 学时 )机械零件的常见失效形式和设计准则，设计机械零件时应满足的基本要求及其设计方法，机械零件的强度、刚度、精度、动态特性、可靠性设计。
基本要求:了解各类设计方法的特点和应用。
第四章摩擦、磨损和润滑( 2 学时 )摩擦、磨损、润滑剂和添加剂。
基本要求:1 )了解各类摩擦的机理、特性及其影响因素，特别是了解流体动力润滑的基本概念。
2 )了解各种磨损的机理、特性及其影响因素。
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谢谢大家！
机械系统设计
主讲:郭景哲
教学目的
机械系统设计是学生学习技术基础课后，机电一体化 学生的必修课之一，它在培养学生的工程意识、创新 思维、运用规范的工程语言和技术信息解决工程实际 问题的能力方面，具有重要作用。
通过学习本课程让学生在学习技术基础课后掌握机械 系统的组成，设计过程和方法，其任务是开发新的产 品和改造老产品，最终目的是为市场提供优质高效， 物美价廉的机械产品，以取得较好的经济效益
政法管理
社会环境 组织管理
需求和社会服务
四.机电一体化的共性关键技术
1.检测传感技术 2.信息处理技术 3.自动控制技术 4.伺服驱动技术 5.接口技术 6.精密机械技术 7.系统总体技术
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
主要内容学时分配
第一章 绪论(2学时) 第二章 机械系统总体设计(4学时) 第三章 执行系统设计(4学时) 第四章 传动系统设计(2学时) 第五章 支撑系统设计(2学时) 第六章 价值分析(2学时) 第七章 操纵系统及安全系统设计(2学时) 第八章 润滑系统设计(2学时) 第九章 绿色设计及微系统简介(2学时) 参观,实验(4学时) 总结(2学时) 考试(2学时)
传统的设计方法
现代设计方法
静态 半理论,半经验
动态,科学,计算机化
性质 -
偏重技术
偏重功能目标,技术,经济 和社会环境综合一起
思维
结构的收敛性
总功能目标的发散性思维
方法 满足限定约束条件
多元性全优化
手段 图版,计算器等手工 计算机绘图,集团分工合作
对象 局限在零件和结构上 系统的全局构成,包括造型等
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2403:11:1103:11:11October 24, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24日上午3时11分 20.10.2420.10.24
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午3时11分 11秒03:11:1120.10.24
机械制造:冷加工和热加工 热加工: 1.将材料加工成一定形状和尺寸的机器部件 2.在加工中保证或改进材料的内部组织,化学成分和加工
性能
3.研究发展机器部件所需的本体材料或其表面层 4.研究机器部件的疲劳,蠕变,断裂韧性,应力腐蚀,寿命等
问题
5.研究加工工艺,加工装备及自动流水线crack detection 按方法可分:铸造,锻造,焊接,金属热处理,无损探伤,表面工
考试成绩
平时出勤等占20% 期末考试(闭卷) 80%
第一章 绪论
本章重点: 1.机械系统设计的基本原则和要求 2.机械系统的组成 3.产品生产过程和寿命阶段流程图 4.机电一体化概念及工业三大要素 5.现代设计方法的主要内容
1.1 机械系统设计在机械工程科学中的
地位和作用
一. 机械工程科学---研究机械产品(或系统)的性能,设计 和制造的基础理论与技术的科学.
机械学
材料流
机 信
机械制造
械 息 机械制造过程
设 加 材料的变形和质变
计 工
过 过 程 程
信息流 能量流
工艺学
两种基本设计思想示意图
环境
工 人 机器 作 位 置
环境
机器 人
工 作 位 置
人机工程学
研究机械系统与人和周围环境关系的科学 提问学生:机械系统与人的关系例子 机械系统与环境的关系例子 环境污染包括什么?
素构成的一个整体
系统的特性
1.目的性 2.相关性与整体性 3.环境的适应性
三.机械系统的组成
动力系统
传动系统
执行系统
POWER
DRIVE
EXECUTIVE
操纵系统和控制系统
OPERATE AND CONTROLL
系统边界 BORDER
支承系统 SUPPORT
润滑冷却密封安全等系统 LUBRICATE COLD SEAL
包括: 机械学-功能综合定量描述,控制其性能 机械制造学-研究机械制造系统及过程手段 设计为核心,制造为基础. 反之可出现:用先进的设计技术设计出”质量很差的先
进产品,或用先进的制造技术生产出”落后的高质量产 品”两者不能偏废.
电子学 力学 数学 材料科学 计算机科学 环境科学 管理科学 生命科学 信息科学
技术设计阶段
部件装配图 零件图 各种技术文件(零部件图样技术文件) 试制
机械产品成本
材料费用 价格 数量质量 利用程度
工资
附加费用
工序数量 生产量
工序时间 设备数量质量
工人技术级别 生产管理水平
设计简化 安全系数 零件结构 制造方法
1.3 机械系统设计方法
一.机械系统的设计方法
机电一体化系统的构成要素及其功能
干扰
物质能量信息
废弃物输出
主功能 (变换,传递,储存)
新三要素
动力功能
动力输入
计测功能 控制功能
控制输入 控制输出
数控机床构成要素示意图
计算机数字 控制装置
接口
刀库 机床主机 位置检测
控制器
计算机数字 控制装置
动力源 接口
执行元件
传感器
驱动源
工业机器人
机构
三.发展机电一体化技术的基础 人才 人力技术组织管理 需求 财力物力 政策法规
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。03:11:1103:11:1103:1110/24/2020 3:11:11 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2403:11:1103:11Oc t-2024- Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。03:11:1103:11:1103:11Saturday, October 24, 2020
现代设计方法与相关科学技术的关系
政治
社会学
心理学
经济学
自然科学-工程科学-现代设计方法 -工程技术—生产
工业设计
工艺品设计
艺术
1.4 机电一体化
一.概念:在机械的主功能,动力功能,信息功能和控制功 能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关 软件有机结合构成系统的总称.
二. 组成 工业的三大要素:物质,能量,信息 旧的三要素—变换,传递,储存—新的三要素 变换-可能是加工,处理, 储存—保持,存储,记录 传递---运输,移动
四.机械系统的地位及作用
人生活的任何地方都有机械系统.只是简单复杂不同
而已.
人体和机电一体化系统的五大要素:
内脏
动力
五官 头脑 手脚 骨骼
检测 控制 执行 传感器 计算机
支承(机构)
1.2 机械系统设计的任务,基本原则 及要求
一.任务和类型 任务:开发新产品,改造老产品,提供物美价廉的机器产
工况 按确定工况与静态考虑 随机工况,模糊性,复杂细解
评价 单项,手册标准(强度,成本等) 科学的模糊综合评价
现代设计方法主要内容
信息论方法 INFORMATION 信息分析法,技术预测法 系统论方法 SYSTEM 人—机工程,系统设计法 控制论方法 CONTROLL 动态分析设计法 优化论方法 OPTIMIZE优化设计法是现代设计的目标 对应论方法 CORRESPONDING 相似设计法 智能论方法 INTELLIGENT CAD CAM 等 寿命论方法 LIFE 可靠性设计,价值工程等 离散论方法 DISPERSE 有限元和边界元分析设计法 模糊论方法 BLURRED ,DIM 模糊设计法 突变论方法 创造性设计等 艺术论方法 ART
程
机械制造:冷加工和热加工
冷加工: 1.机械加工和装配工艺过程的生产装备及其自动化,集
成化与智能化 2.机械加工和装配工艺的过程和方法 3.机械制造(冷加工)的基础理论
二.机械,系统,机械系统
机械: 1.须由两个以上的零部件组成 2.这些零部件中的运动部件,应按照设计要求作确定的
运动 3.把外来的能源变为有用的机械功 系统:具有特定功能的,相互间具有一定联系的许多要
信
微机及微电子技术
电力电子变换技术
信
息
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
息
处
处
理
理
技
机械工程系统设计制造技术
技
术
术
系统总 精密机 实验模 材料科 自动控 伺服驱 检测传 基础元 体技术 械技术 拟技术 学技术 制技术 动技术 感技术 件技术
人才和人才培养
物资器材
技
经
术
济
基
基
础
础
资金
机电一体化 技术与产品
基础技术
设计 测试 制造 工艺 标准
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2420.10.2403:1103:11:1103:11:11Oc t-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六3时11分 11秒Saturday, October 24, 2020
相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六3时11分11秒20.10.24
三.产品设计,生产过程
市场需求—产品策划—产品设计—产品生产— 产品销售—产品使用—产品报废或回收
功能原理方案设计阶段 明确任务要求(设计任务书要求明细表) 功能分析 搜寻解法 方案综合 评价 决策确定最佳原理解,画出原理图
结构总体设计阶段
功能面变形,连接变形,材料变形 定材料,尺寸 评价 最佳结构总装配图
品,以取得最高经济效益. 类型 : 1.完全创新产品 无任何参考资料 2.适应性设计 局部变更 3.变异性设计 结构配置和尺寸改变