家用小型全自動壓面機設(shè)計-面條機設(shè)計【含6張CAD圖紙+文檔】【NJ系列】
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XXXXXX學(xué)院家用小型全自動壓面機的設(shè)計學(xué)生姓名: 學(xué) 號:年級專業(yè)及班級:指導(dǎo)老師及職稱:學(xué) 部:提交日期: 年 月目 錄摘要Abstract1 概述12 總體結(jié)構(gòu)23 壓面輥的設(shè)計43.1 壓面輥的結(jié)構(gòu)和設(shè)計43.2 軸承選用43.3 壓面輥與軸系零件的連接53.4 壓面輥的表面技術(shù)參數(shù)53.4.1 齒數(shù)53.4.2 壓齒的斜度53.4.3 齒形53.4.4 壓面輥的表面參53.4.5 在選擇輥速時考慮的因素63.4.6 橫壓力63.4.7 壓面輥的清理及冷卻64 進料機構(gòu)64.1 進料板75 切面棍76 計算部分86.1 傳動設(shè)計、選配電機86.1.1 傳動方案的擬定86.1.2 電機的選擇86.1.3 V帶的設(shè)計96.2 壓延輥齒輪傳動設(shè)計計算116.2.1 選用齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)126.2.2 按齒面接觸強度設(shè)計K1T1126.2.3 按齒根彎曲強度設(shè)計136.2.4 幾何尺寸計算146.3 壓面輥和切面棍受力分析146.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計156.3.2 壓面輥受力分析及校核156.4壓面輥軸承的選擇計算166.4.1 壓面輥軸承的選擇166.4.2 軸承校核設(shè)計167 結(jié)論17參考文獻17致謝18摘 要本文對家用小型全自動壓面機進行了總體方案設(shè)計,確定了面條機的技術(shù)參數(shù)。同時對面條機使用過程中可能出現(xiàn)的問題做了詳細(xì)的分析,并提出了相應(yīng)的解決方法,且對面條機中的主要零件進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析計算和校核。此次設(shè)計的面條機是將已經(jīng)揉好的面團經(jīng)過面輥相對轉(zhuǎn)動擠壓形成面片,再經(jīng)壓面棍對面片進行切條。此面條機的傳動:以電動機為動力源,電機和切面輥之間通過皮帶輪傳動,兩壓面棍之間的傳動是齒輪傳動。本文設(shè)計了小型自動壓面機的總體方案設(shè)計,確定了工藝參數(shù)。同時,對面條機在加工過程中可能出現(xiàn)的問題做了詳細(xì)的分析,并提出了相應(yīng)的解決方案,并對面條機的主要部件進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析計算和校核。這次的設(shè)計是先揉搓面團,將面團搟成面片,然后面片的轉(zhuǎn)動擠壓形成面條。該設(shè)備是驅(qū)動電機的傳動方式,電機驅(qū)動皮帶輪,帶動齒輪傳動實現(xiàn)壓面片,兩個壓桿之間的齒輪傳動實現(xiàn)切面條。關(guān)鍵詞:電機;皮帶輪;齒輪AbstractIn this paper, the overall design of household small automatic noodle press is designed, and the technical parameters of noodle machine are determined. At the same time, the problems that may appear during the use of noodle machine are analyzed in detail, and the corresponding solutions are put forward, and the main parts in the noodle machine are designed, analyzed and calculated and checked. The noodle machine designed by this design is to knead dough and roll it through the surface roll to form the patch. Then the bar is cut through the noodle bar. The transmission of this noodle machine takes the motor as the power source, the motor and the noodle roller drive through the belt pulley, and the transmission between the two pressure bars is the gear transmission.The overall design of the small automatic press machine is designed, and the process parameters are determined. At the same time, the problems that may appear during the processing of noodle machine are analyzed in detail, and the corresponding solutions are put forward, and the main parts of the noodle machine are designed, analyzed and calculated and checked. The design is to knead dough first, roll the dough into a patch, and then turn the surface to form noodles. The equipment is the driving mode of driving the motor, the motor drives the pulley, drives the gear drive to realize the pressing face, and the gear transmission between the two press rods realizes the noodle cutting.Key words: motor; pulley; gear1 概述22在沒有壓面機的家庭里制作面條要經(jīng)過和面、揉面、搟面、切面等工序,十分的費時費力。所以傳統(tǒng)家庭制作面條就會出現(xiàn)工序復(fù)雜、效率低下、甚至有不衛(wèi)生的問題。針對這些問題設(shè)計了自動壓面機,想集和面、壓面和切面為一體,盡最大可能解放面食工作者的身體壓力,提高效率。并且為了適應(yīng)市場,設(shè)計的壓面機在節(jié)能、體積小、造型新穎、操作簡單、修理方便、整潔衛(wèi)生等方面做出了改進。國內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等情況:國內(nèi)北方和南方因為區(qū)域氣候文化等原因,南方面食較少。但總體國內(nèi)制作面食主要是兩種方式:手工和壓面機。手工制作的缺點是少量、費時費力,作為上班族回到家里,還要親自制作面條時,效率低下,勞動強度略大。優(yōu)點是手工面條,勁道十足,十分美味,可以體驗自己制作美食的樂趣。現(xiàn)在壓面機自動化程度并不高,經(jīng)過考察發(fā)現(xiàn),家用的壓面機需要自己先和好面團在放進進料槽,并且為了防止面團粘在壓面輥上還要親自在壓面輥上撒上面粉,非常麻煩。國外面條吃的也不多,壓面機發(fā)展和中國差不多,但在安全和衛(wèi)生上做出了一些改進,壓面機上裝有緊急停止開關(guān)并且護壁也起到了防護作用。只要壓面機的技術(shù)水平提升,功能齊全,并且市場推廣到位,一定是有不錯的前景的。所以我想在現(xiàn)有壓面機只有壓面的功能上,添加和面和切面的功能并實現(xiàn)自動化,盡最大可能減少家庭制作面條的時間,提高效率。計劃:第1周第2周:查找文獻資料,了解壓面機國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,完成開題報告、外文文獻第3周第4周:設(shè)計總體方案和整體結(jié)構(gòu),繪制結(jié)構(gòu)簡圖第5周第9周:完成結(jié)構(gòu)設(shè)計計算,完成總裝圖和所有零件圖第10周第12周:撰寫說明書,對部分問題進行調(diào)整、修改、準(zhǔn)備答辯四、所需的主要儀器和設(shè)備等鉛筆、直尺、圓規(guī)、紙、CAD、SolidWorks、壓面機2 總體結(jié)構(gòu)壓面機功能主要分為三個:和面、壓面、切面壓面機主體部件可分為:電動機、攪拌機、進料槽、壓面輥、面刀、V型帶、齒輪等壓面機的總體流程:首先在攪拌容器內(nèi)加入適量的面粉和水,打開電源,和面區(qū)開始工作,其次和好的面團從攪拌容器倒進已經(jīng)撒上面粉的進料槽,進入壓面輥,開始壓成面片,最后面片經(jīng)過V型帶,傳送到面刀處,進行切面作業(yè)。面粉、水?dāng)嚢琛⑷嗝孢M料槽面刀切面壓面輥壓面V型帶運輸出面壓面裝置壓面輥:圖2 壓面機攪拌部件:圖3壓面機面刀: 可以自己調(diào)節(jié)面條的寬度圖4壓面機部分部件的設(shè)計要點和注意事項:(1)進料槽:要設(shè)計出大小合適進料方便的進料槽,進料槽的傾斜角度要經(jīng)過計算得到。面團會進入壓面輥,進行壓片作業(yè)。(2)壓片機構(gòu)要設(shè)計合理,不能出現(xiàn)卡料或使粘上太多的的面料在壓面輥上,因此壓面輥表面要經(jīng)過磨床精磨,使壓面輥表面光滑,壓出的面片才會均勻平滑。(3)根據(jù)轉(zhuǎn)速、功率等要求,選出合適的電動機。(4)使用齒輪和皮帶作為傳動系統(tǒng),噪音小,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動平穩(wěn),傳動動力準(zhǔn)確高效,噪聲小、無震動。(5)設(shè)計出可以調(diào)試的面刀,通過調(diào)試面刀的間距,就可以切出不同寬度的面條。(6)攪拌機的轉(zhuǎn)速要分檔,一檔(快速)起到和面功能,二擋(低速)起到揉面功能(7)因面團在進料槽和壓面輥運動時,會出現(xiàn)粘粘,所以需要設(shè)計一個自動撒面粉的裝置進料板:進料板是敞開式的,由鋼板制成,可以觀察進料情況,而且質(zhì)輕美觀。延壓部分:可以觀察到壓面輥的轉(zhuǎn)動及料流等情況切面部分:本機采用鋼板制造,焊接制成,切面到直接裝在罩殼上,因此此結(jié)構(gòu)拆裝方便,實用性強,便于開啟關(guān)閉。罩殼:本機罩采用鋼板沖壓,焊接制成??傮w裝配圖如圖一 圖1 家用小型全自動壓面機的工作過程是先將揉好面團經(jīng)過兩壓面輥壓成面皮,在經(jīng)過切面輥壓成面條,其中兩切面棍之間是用齒輪傳動來帶動兩輥轉(zhuǎn)動,然后是用電機與切面輥之間用帶輪傳動,切面棍和壓面輥直接用也用皮帶輪來傳動。關(guān)于具體的計算將在后面的設(shè)計計算中給出。3 壓面輥的設(shè)計3.1 壓面輥的結(jié)構(gòu)和設(shè)計如圖2為常用的壓面輥結(jié)構(gòu)圖,它由輥體和兩根輥軸組成2。壓面輥的輥體由雙金屬離心澆鑄而成,外層為保證輥面有一定硬度和耐磨性的合金鑄鐵,內(nèi)層為使壓面輥具有一定韌性和吸振性能的灰口鑄鐵,輥軸材料為機械性能較好的45號鋼;輥體和兩只輥軸經(jīng)必要的機加工后,采用過盈配合壓配成一體,再一起加工到要求的幾何尺寸和形狀。圖2 壓面輥結(jié)構(gòu)示意圖大量的實驗研究和生產(chǎn)證明:壓面輥直徑130mm時,家用小型全自動壓面機壓延效果和綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好。根據(jù)家用小型全自動壓面機標(biāo)準(zhǔn),選擇壓面輥直徑為130mm,輥長為200mm,根據(jù)壓面輥標(biāo)準(zhǔn),壓面輥的動平衡精度為G6.3;整個輥面上的硬度盡可能的均勻,硬度偏差要求達到HS4的水平;輥面的粗糙度要求為Ra0.08mm,圓柱度精度為9級。3.2 軸承選用根據(jù)壓延機工藝要求的特點,對壓面輥軸承除載荷方面的基本要求,現(xiàn)糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)面條機規(guī)定,本機選用滾動軸承3。此軸承有自位性能,而且承受載荷較大,為了便于拆裝壓面輥,在軸承內(nèi)側(cè)和壓面輥之間加了緊固軸套,軸承座為整體式4。3.3 壓面輥與軸系零件的連接 絕大多數(shù)面條機上,壓面輥與軸系零件大帶輪及同步帶輪的連接鍵,雖然鍵連接具有簡單、緊湊、可靠,成本低等優(yōu)點。但是,減少了被連接件的承載面積,特別是會引起高度的應(yīng)力集中,被連件也難以獲得精確的定心,而且裝拆也不方便,本機采用軸承座連接。軸承座連接的定心性好。輪轂可以相對于軸緊固在任意軸向位置上,裝拆方便,只要把緊固螺釘松開,軸承座連接避免軸因鍵槽等原因而削弱,承載能力高,可獲得緊密的連接,而且有安全保護作用,只要過載、內(nèi)、外環(huán)就會打滑,形成相對轉(zhuǎn)動,避免零件損壞,壓面輥軸與軸承通過緊定套連接,這樣有利于拆裝軸承,兩輥帶輪的連接用螺釘,也便于裝拆5。3.4 壓面輥的表面技術(shù)特征3.4.1齒數(shù)壓面輥齒數(shù)的多少是根據(jù)需要壓延的物料、性質(zhì)以及要求達到的壓延厚度比來確定,齒數(shù)少時,齒間距就大,齒槽也深,適用于壓延較多的物料;如用于壓延不多的的物料,則物料容易嵌在齒槽內(nèi)面得不到應(yīng)有的厚度;齒數(shù)多時,齒間距就小齒槽也較淺,適用于壓延厚度較小的物料,如要壓延較多的物料,軋距小時會使面皮壓壞,軋距大是會使面皮厚度過大,得不到想要的效果,并且齒的磨損較塊6。齒數(shù)的多少還與入料的流量有關(guān),流量大時,齒數(shù)應(yīng)少一些;流量小時,齒數(shù)應(yīng)多一些。3.4.2 壓齒的斜度當(dāng)壓面輥長度和齒數(shù)不變時,斜度越大,交叉點數(shù)越多,功耗會降低,面皮就越厚;反之,面皮越薄,功耗會提高,齒的斜度最大不應(yīng)超過1:6,否則面團將在壓面輥表面作軸向移動,而削弱壓面輥對物料的壓延作用。本機壓面輥的斜度選為1:46。3.4.3齒形齒形的大小決定了壓延和切面作用力的性質(zhì),它直接影響著面團的壓延程度、能耗以及中間產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。隨著齒腳的增大,輥齒對面團的擠壓力增強,剪切力減小,易將面團擠壓成面皮,然而可使能耗降低。目前面粉廠所采用的齒角一般在90100之間,其中鋒角2040,鈍角5570。齒頂平面可以緩和輥齒的剪切作用,減小面皮切壞的機會,改善輥齒的耐磨性,提高輥齒一次拉絲的壽命。3.4.4 壓面輥的表面參數(shù)表征壓延機的參數(shù)很多,其中主要有輥筒數(shù)目及其排列型式、輥筒的直徑和長度、輥筒的調(diào)速范圍、速比和生產(chǎn)能力、壓延制品的最小厚度和厚度公差、輥筒的橫壓力和驅(qū)動功率等7。輥筒的長度和直徑是指輥筒工作部分的長度和直徑。壓面輥輥面磨光后的粗糙度為Ra0.08mm,光輥的表面要求非常的光滑那樣壓延出來的面皮才有能細(xì)嫩平滑且美觀,保證物料能被壓面輥進去壓面區(qū)和切面區(qū),提高切面效果。光輥的硬度一般為Ra1.52.5m。光輥工作時的軋距較小但輥間壓力較大,壓面輥會產(chǎn)生一定的彎曲變形,這樣軋距就會出現(xiàn)中間大兩端小的現(xiàn)象,造成壓延效果的不均勻和下降,甚至導(dǎo)致面條機不能正常工作。3.4.5 在選擇輥速時考慮的因素輥筒速度直接影響壓延機的功率消耗和生產(chǎn)能力。輥速越大,則功率與產(chǎn)量越高,對壓延機的機械化自動化水平要求也越高。因此,在選擇輥速時要考慮: 1)壓延的工藝要求;2)壓延機的制造水平;3)壓延機組的自動化水平;4)輥筒速度應(yīng)能廣泛的平穩(wěn)地調(diào)整;5)壓延時輥速盡可能用高值,這有利于發(fā)揮設(shè)備能力。可見輥速的高低標(biāo)志著壓延機組的先進水平。近年來,由于采用電動機單獨地傳動每個輥筒,它可使輥筒間的速比在一定范圍內(nèi)(從1:1到高達1:1.3)任意調(diào)節(jié),從而可在一臺壓延機上完成多種作業(yè),這就使機臺的適應(yīng)性更加寬廣,并有利于提高輥速8。3.4.6 橫壓力橫壓力的概念:面團通過輥筒間隙時,對輥筒產(chǎn)生徑向作用力和切向作用力,徑向作用力垂直于輥面,力圖將輥筒分開,這個力就叫橫壓力,也叫分離力。輥筒橫壓力的特征,面團通過壓延機輥筒輥隙時,面團的厚度逐漸由大變小,而壓力逐漸上升,在壓延過程中影響橫壓力的因素是多方面的:壓延制品的厚度; 制品厚度越薄,輥隙越小,分離力越大。輥筒直徑和壓延寬度越大,所產(chǎn)生的橫壓力也越大9。3.4.7 壓面輥的清理與冷切清理方法;壓面輥工作時,輥面會粘附一些面制物料,物料水分越高、軋距越小,粘附情況就越嚴(yán)重。為了保證壓面機的機械和工藝性能,應(yīng)使用清理裝置來保持輥面的正常工作狀態(tài)。目前,一般是在壓面切面完成以后,可以拆下來對其進行清理,清洗干凈在將輥和切面刀安裝上去。這既有利于壓面輥和切面輥的保養(yǎng)因而使其壽命增長10。冷卻問題:本機沒有設(shè)計專門的冷卻裝置,而是利用空氣自行冷卻。目前,國外先進的面條機不采用專門的冷卻裝置,而是靠空冷。4 進料機構(gòu)4.1 進料板進料板位于壓面機的頂部,它的主要作用是:連接進料板和壓延部分,并對物料起一定的緩存作用;將物料盡可能地沿壓面輥輥軸敞開;便于觀察物料的壓延和切面部分。簡體的上端安裝有進料口的頂蓋下端有與壓面機機架連接的法蘭;相比平截正圓錐形形狀,平截長方形錐形進料筒具有更大的容量,同時物料也更容易沿壓面輥軸向分布。5 切面輥切面刀可根據(jù)個人愛好選擇,選擇需要的面寬厚度與寬度,切面輥與軸連接,面輥的設(shè)計方便拆裝,結(jié)果簡單,適合于家庭用。傳動:面條機的傳動是指動力輸入和壓面輥之間傳動兩部分。壓面輥采用一臺電動機獨立驅(qū)動,電動機通過V帶一級減速直接拖動壓面輥。兩輥之間采用同步齒形帶傳動。雙面齒形帶為了雙面嚙合的撓性傳動,傳動比精確,結(jié)構(gòu)也能自動適應(yīng)離合軋和軋距調(diào)節(jié)所引起的兩輥中心距變化;當(dāng)壓面輥磨損引起較大的中心距變化時,可通過調(diào)節(jié)緊張輪補償。改變兩輥帶輪的齒數(shù),就可方便地提供多種傳動比11。該傳動平穩(wěn),噪聲較小,且無需潤滑。其基本構(gòu)造與壓面輥相似。6 計算部分6.1 傳動設(shè)計、選配電機6.1.1傳動方案的擬定V帶傳動具有的結(jié)構(gòu)特點:傳動效率高;傳動摩擦力大;整體尺寸較小,結(jié)構(gòu)較為緊湊。所以,在高速級布置一級V帶傳動,電機直接通過V帶拖動輥軸。6.1.2 電機的選擇(1)電動機類型的選擇:Y系列三相異步電動機(2)電動機的功率選擇表1 機械傳動的效率值Chart1 The mechanical transmission efficiency value種類 效率滾動軸承 0.99/對V帶傳動 0.96同步齒形帶 0.97傳動裝置的總效率: 總=軸承軸承帶V =0.990.970.960.894 (1)電動機所需的功率 Pd= P帶/=0.62Kw (2)(3)確定電動機轉(zhuǎn)速12V帶輪傳動比:24,為了防止打滑,增大帶輪包角,傳動比盡量取小。 n帶=(24)750=15003000r/min 符合這一范圍的同步速度為:1500r/min(4)確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機的類型,所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速選定電動機的型號為Y80M2-4調(diào)速電機,其主要性能: P額=0.75Kw n滿載=130r/minT額=2.3Nmm運動參數(shù)、動力參數(shù)計算 實際傳動比:i=n滿載/nk=1.85P1=P額V帶=0.7Kw0p=P1軸承帶=0.67 KwP= P軸承帶=0.65 Kw6.1.3 V帶的設(shè)計(1)選擇V帶的帶型12:表查的工作情況系數(shù)KA=1.1,故計算功率Pca=KAP=1.10.75=0.825Kw根據(jù)Pca,選用A型帶2。(2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd112。取小帶輪的基準(zhǔn)直徑;(3)驗算帶速V12: V=m/s=5.46m/s (3)因為5m/sV25 m/s,故此帶輪適合。(4)計算大帶輪基準(zhǔn)直徑12。 dd2=idd1=1.8575mm=138.75mm (4)圓整為dd2=140mm12.(5)確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Ld120.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2),150.5a0430初定中心距a0=300mm.計算帶輪所需的基準(zhǔn)長度12 Ld02a0+(dd1+dd2)+ (5)=2300(75140)mm941mm選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1000mm12計算實際中心距a。12 aa0+=(300+)mm329.5mm (6)計算中心距的變化范圍12amin=a+0.015Ld=314.5;amax=a+0.03Ld=359.5中心距的變化范圍為314.5359.5mm(6)驗算小帶輪上的包角11=180(dd2dd1)180(14075)=17490 (7)(7)計算帶的根數(shù)Z計算單根V帶的額定功率P112由dd1=75mm和n1=1390r/min,得P0=0.68Kw。根據(jù)n1=1390r/min,i=1.85和A型帶12,得P0=0.15Kw。得包角修正系數(shù)Ka=0.9912,得KL=0.89,于是Pr=(P0P)KaKL=(0.68+0.15) 0.990.89Kw=0.73Kw 計算V帶的根數(shù)Z。 Z=1.13 (8)取2根。(8)計算單根V帶的初拉力的最小值(F0)min12得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1Kg/m,所以 (F0)min=500+qv (9)=500+0.15.46N=60.6N應(yīng)使帶的實際初拉力F0(F0)min(9)計算壓軸力Fp壓軸力的最小值為 (Fp)min=2z(F0)minsin=2260.6sin=241.3N (10)(10)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪的材料采用HT200。根據(jù)軸徑的大小,選擇帶輪孔徑,大帶輪孔徑d1=42mm,小帶輪孔徑d2=32mm。根據(jù)經(jīng)驗公式,大帶輪結(jié)構(gòu)形式采用腹板式,小帶輪采用實心式,具體尺寸見零件圖。6.2 壓延輥齒輪傳動設(shè)計計算6.2.1 選用齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1) 選用直齒圓柱齒輪傳動。(2) 面條機為一般工作機器,速度不高,故選用7級精度(GB1009588)14。(3) 材料選擇12,選擇齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,兩齒輪選一樣大小。6.2.2按齒面接觸強度設(shè)計K1T1先進行試算12,即 (13)(1) 確定公式內(nèi)的個計算數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K1=1.12) 計算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 T1=8.356103Nmm (14)3)選取齒寬系數(shù)d=0.6124)查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa12。5)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限min1=600 Mpa 12;大齒輪的接觸疲勞強度極限min2=550Mpa.6)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)12。 N1=60n1jLh=60 801(300815)=1.728108(次) (15)N2=1.728108/2.25=7.68107(次)7)取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.15,KHN2=1.17128)計算接觸疲勞許用應(yīng)力12取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得: H1= KHN1Lim1/S=1.15600=690Mp (16)H2= KHN2Lim2/S=1.17550=643.5Mp(2)計算1)計算齒輪分度圓的直徑d1t,帶入H中較小的值。 (17)2)計算圓周速度 V=0.12m/s (18)3)計算齒寬b及模數(shù)mnt。齒寬:b=dd1t=0.629mm=17.4mm模數(shù):mnt=d1t/z1=1.45mm齒高:h=2.25 mnt=2.251.45=3.26mm齒寬與齒高之比 b/h=17.4/3.26=5.34mm4)計算載荷系數(shù)K根據(jù)v=0.12m/s,7級精度12,查得動載系數(shù)Kv=1.03;直齒輪,KH=KF=1;查的使用系數(shù)KA=112;用插值法查的7級精度、小齒輪懸臂布置時12,KH=1.35。由b/h=5.34,KH=1.35得KF=1.2812;故載荷系數(shù) K=KAKVKHKH=11.0311.351.39 (19)5)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得12 d1=d1t=29=31.35mm (18)6)計算模數(shù)mn。 mn=d1/z1=1.57mm (19)6.2.3按齒根彎曲強度設(shè)計得彎曲強度的設(shè)計公式為12 (20)(1) 確定公式內(nèi)的個計算數(shù)值1) 查的齒輪的彎曲疲勞強度極限FE1=500Mpa12; 2)取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.8512;3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3,得12 (21)4)計算載荷系數(shù)K。K= KAKVKFKF=11.0311.281.318a) 查取齒形系數(shù)12。得YF1=2.80。b) 查取應(yīng)力校正系數(shù)12。查的Ys1=1.55。 5)計算齒輪的YFYs/F并加以比較。 (22)大齒輪的數(shù)值大( 2 ) 設(shè)計計算 (23)對比計算結(jié)果,由接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算模數(shù);由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān)15??扇澢鷱姸人愕玫哪?shù)2.05。并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=31.35mm,算出小齒輪齒數(shù)Z1= d1/m=31.35/2=15,取166.2.4幾何尺寸計算(1) 計算分度圓直徑d1=z1m=162mm=32mm(2) 計算中心距a=( d1+ d2)/2=56mm(3)計算齒輪寬度b=dd1=0.640=24mm 取B2 =28mm,B1 =33mm6.3壓面輥和切面棍受力分析6.3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計初步計算壓面輥軸的結(jié)構(gòu)尺寸:壓面輥軸為實心軸,按鈕轉(zhuǎn)強度15: d=A (24)A=103126 取A=110P=0.55Kw n=750rpm計算得:d=9.92mm按扭轉(zhuǎn)剛度:d=B (25)取B=109,得:d=17.94mm,取整d=18mm。6.3.2壓面輥受力分析及校核壓面輥受力分析時,略去壓面輥齒形及斜度的影響;略去壓面輥支承處的摩擦阻力;略去皮帶傳動的損失;略去壓延傳動中皮帶輪的作用力16。以壓面輥受力分析為例;(1) 輥壓力:P=qL=121030.35=4200N (26)(2) 同步齒形帶張力產(chǎn)生的力矩:MN=F=12.12(Nm) (27)(3) 通過物料對壓面輥的摩擦力(均布輥長上): F1=P=42000.43=1806N (28)(4) 電機輸入扭矩M=9549=9549=66.59Nm; (29)(5) 皮輪作用在輥軸上的力Q=1553N;(6) 壓面輥皮帶輪的扭矩 M1=36.68Nm從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖中可以看出軸的危險截面17。 圖2 載荷分析圖 Fig 2 Load were載荷水平面H垂直面V進行校核時,通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度12,以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力,取=0.6,軸的計算應(yīng)力 ca=MPa=5.22MPa (30)前面選定軸的材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,查得-1=60 MPa12。因此ca -1,故安全6.4 壓面輥軸承的選擇計算6.4.1壓面輥軸承的選擇根據(jù)分析,采用雙向向心球面柱輥子軸承,因為面條機沖擊載荷很小,又考慮到減小軸承座的直徑,所以采用輕寬系列的軸承18。由于采用了緊定錐套,所以軸承內(nèi)經(jīng)d=45mm,外徑D=85mm,軸承型號為22209C/W33的雙列向心球面圓柱棍子軸承12。6.4.2軸承校核設(shè)計壓面輥和切面棍共有四個軸承,只要校核受力最大的一個就可以了19。根據(jù)對軸的受力分析,只需對壓面輥A端的軸承進行校核。(1) 計算動載荷C: Fr=RA=7150NP=fpFr= fpRA因無沖擊, fp取1.2,e=0.2714。雙面向心球面圓柱滾子軸承 C0=97.2KN=0e, c=n=250r/min,=10/3Lh=500020000,因連續(xù)工作,故取最大值。P=1.22595=8580Nc=8580=47492NC0=97.5KN故選用的軸承都合格。(2) 壽面校核20Lh=122573h按一年300天工作,一天工作10個小時。L=40.9(年)所以軸承全用22209C/W33型,非常合理。7 結(jié)論很高興也很榮幸的完成了這次設(shè)計,俗話說“萬丈高樓平地起”,通過這次畢業(yè)設(shè)計,我們深深地意識到了這句名言的真正含義。老實說,畢業(yè)設(shè)計真的有點累。做畢業(yè)設(shè)計并不容易,但我們學(xué)到的只會更多。通過這次畢業(yè)設(shè)計,我們深刻體會到:設(shè)計是從簡從精,以最小的成本獲得最優(yōu)的設(shè)計成果。團隊合作很重要,導(dǎo)師的精心指導(dǎo),同學(xué)之間的相互交流也起到很重要的作用。我們的畢業(yè)設(shè)計離不開參考書。它可以教給我們很多有用的知識,幫助我們解決一些問題。但參考書也有一定的局限性,有些部分是在參考書上沒有發(fā)現(xiàn)的,或一些標(biāo)準(zhǔn)件不能應(yīng)用到設(shè)計中。因此,在設(shè)計一些零件時,有時會對原標(biāo)準(zhǔn)進行了改進。設(shè)計的過程中,它也會反復(fù)變化。在最初設(shè)計時候,由于缺乏經(jīng)驗,走了很多彎路,不過在老師的幫助下,我們相互溝通,解決問題,同時讓我們學(xué)到了很多。畢業(yè)設(shè)計期間,我看了很多書籍,對專業(yè)知識理解有了進一步研究,從設(shè)計流程到具體參數(shù)選擇計算,我確實受益匪淺。設(shè)計審查,經(jīng)過幾個月的時間,遇到了很多問題和困難,在每個搜索信息和問老師、問同學(xué)的中間點,現(xiàn)在回想起來,我仍然有很多的情緒,的確,從之前的可見的設(shè)計知識的絕對無知,學(xué)習(xí),最終完成,通過獲取信息和文檔,問老師,同學(xué),我掌握了知識體系,知識也帶著我的思想,然后知識需要機械加工的知識,最后,通過我們的不懈努力,鞏固之前的學(xué)習(xí),我意識到,生活的變化,一個完整的解釋,我的大學(xué)生活,并通過工廠老板的溝通,極大地開闊我的視野,在使用中,發(fā)現(xiàn)問題并及時反饋,改進理論,它會更好,我想好好學(xué)習(xí),總是認(rèn)為自己的知識不夠豐富,但是通過這次畢業(yè)設(shè)計,我發(fā)現(xiàn)我的知識只是冰山一角,不是太強,我發(fā)現(xiàn)一個很好的總結(jié)和改進,和我的生活有非常深厚的經(jīng)驗,做事謹(jǐn)慎,很多建議學(xué)會謙卑。參考文獻1 阮競蘭.武文斌.糧食機械原理及應(yīng)用技術(shù)M.北京:中國輕工業(yè)出版社,2006:45. 2 鄭惠強.張氫.機械結(jié)構(gòu)設(shè)計M.北京:同濟大學(xué)出版社,2009:55-56. 3 郭禎祥.小麥加工技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:187.4 羅宗澤.羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.北京:高等教育出版社,2006:35-83. 5 趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊M.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版公司,2008:51-52. 6 齒輪手冊編委會.齒輪手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1990:35-100.7 孫桓.陳作模,葛文杰.機械原理M.北京:高等教育出版社,2006:135-169. 8 吳偉光.韓永春等.同步齒形帶傳動的優(yōu)化設(shè)計J.機械工程師,1990:75.9 王先逵.機械制造工藝學(xué)M.北京:機械工業(yè)出版社,2010:251.10 侯書林.朱海.機械制造基礎(chǔ)M.北京:中國林業(yè)出版社,2006:48. 11 徐學(xué)林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M.長沙:湖南大學(xué)出版社,2005.8. 12 濮良貴.紀(jì)名剛.機械設(shè)計M.北京:高等教育出版社,2006:144-230. 13 Patton W. 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House,1985:55.17 張淑娟,全臘珍.畫法幾何與機械制圖M.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2007:1-25.18 Mechanical Drive(Reference Issue).Machine Design.52(14),1980:103.19 周開勤.機械零件手冊.4版.北京:高等教育出版社,1991:69.20 趙如福.機械加工工藝手冊M.上海:科學(xué)技術(shù)出版社,2007:10.致 謝畢業(yè)設(shè)計草案到主題完成,持續(xù)了幾個月,在設(shè)計過程中遇到了很多難題,但都在老師和教授的幫助指導(dǎo)下克服了。總體設(shè)計的問題我有了進一步的了解,我還想繼續(xù)努力學(xué)習(xí)。在以后的學(xué)習(xí)生活中,我將強調(diào)這個理論,才有強大的理論能夠更好的實踐。這個學(xué)期的忙碌,畢業(yè)設(shè)計接近完成,這也意味著大學(xué)生活即將結(jié)束,作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計,因為我缺乏實際經(jīng)驗,知識面也相對匱乏,不可避免的有很多地方?jīng)]有全面考慮,多虧指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo),并結(jié)合我的設(shè)計深入解答。讓我了解了它的工作原理和結(jié)構(gòu)等等,少走了很多彎路。首先,我想感謝我的老師,在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中,我接受到了很多同學(xué)的關(guān)心和幫助。我的指導(dǎo)老師對我平易近人,對我很有耐心,什么問題都想的很周到。同時,老師對工作熱情,輔導(dǎo)認(rèn)真負(fù)責(zé),對我嚴(yán)格要求。學(xué)術(shù)上實事求是,一切安排規(guī)劃都有良好的秩序和規(guī)劃。實際工作中的態(tài)度,也給我留下了深刻印象,是我以后參加工作后的楷模。在畢業(yè)設(shè)計過程中,經(jīng)過老師的細(xì)心指導(dǎo)和幫助,以及自己全心的投入,終于能夠比較完善的交出自己的作品,但是,還會有許多的不足之處,還望老師斧正,不吝賜教!謝謝老師,謝謝您長期以來的教誨和辛勤的汗水。我將會更加的努力學(xué)習(xí),掌握好基礎(chǔ)知識并為以后的工作奠定扎實的基礎(chǔ)。與此同時,我要感謝學(xué)校提供了一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和豐富的學(xué)習(xí)資源,對我來說,我很感謝老師的教導(dǎo)和同學(xué)的幫助。在我遇到困難的時候,給予了我很大的信心,同時讓我對本專業(yè)的知識面有了更廣泛的認(rèn)識,設(shè)計能力也大大提高。家! 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告設(shè)計(論文)題目自動壓面機傳動系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)院1. 簡述課題的目的和意義2. 國內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等情況(文獻綜述),尚待解決的問題;3. 重點介紹完成任務(wù)的可能思路、方案和計劃;4. (工科類專業(yè)需填寫)所需的主要儀器和設(shè)備等。一.簡述課題的目的和意義在沒有壓面機的家庭里制作面條要經(jīng)過和面、揉面、搟面、切面等工序,十分的費時費力。所以傳統(tǒng)家庭制作面條就會出現(xiàn)工序復(fù)雜、效率低下、甚至有不衛(wèi)生的問題。針對這些問題設(shè)計了自動壓面機,想集和面、壓面和切面為一體,盡最大可能解放面食工作者的身體壓力,提高效率。并且為了適應(yīng)市場,設(shè)計的壓面機在節(jié)能、體積小、造型新穎、操作簡單、修理方便、整潔衛(wèi)生等方面做出了改進。二、國內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等情況國內(nèi)北方和南方因為區(qū)域氣候文化等原因,南方面食較少。但總體國內(nèi)制作面食主要是兩種方式:手工和壓面機。手工制作的缺點是少量、費時費力,作為上班族回到家里,還要親自制作面條時,效率低下,勞動強度略大。優(yōu)點是手工面條,勁道十足,十分美味,可以體驗自己制作美食的樂趣。現(xiàn)在壓面機自動化程度并不高,經(jīng)過考察發(fā)現(xiàn),家用的壓面機需要自己先和好面團在放進進料槽,并且為了防止面團粘在壓輥上還要親自在壓輥上撒上面粉,非常麻煩。國外面條吃的也不多,壓面機發(fā)展和中國差不多,但在安全和衛(wèi)生上做出了一些改進,壓面機上裝有緊急停止開關(guān)并且護壁也起到了防護作用。只要壓面機的技術(shù)水平提升,功能齊全,并且市場推廣到位,一定是有不錯的前景的。所以我想在現(xiàn)有壓面機只有壓面的功能上,添加和面和切面的功能并實現(xiàn)自動化,盡最大可能減少家庭制作面條的時間,提高效率。三、重點介紹完成任務(wù)的可能思路、方案和計劃3.1思路方案壓面機功能主要分為三個:和面、壓面、切面壓面機主體部件可分為:電動機、攪拌機、進料槽、壓輥、面刀、V型帶、齒輪等壓面機的總體流程:首先在攪拌容器內(nèi)加入適量的面粉和水,打開電源,和面區(qū)開始工作,其次和好的面團從攪拌容器倒進已經(jīng)撒上面粉的進料槽,進入壓輥,開始壓成面片,最后面片經(jīng)過V型帶,傳送到面刀處,進行切面作業(yè)。面粉、水?dāng)嚢?、揉面進料槽面刀切面壓輥壓面V型帶運輸出面壓面裝置壓輥:圖2 壓面機攪拌部件:圖3壓面機面刀: 可以自己調(diào)節(jié)面條的寬度圖4壓面機部分部件的設(shè)計要點和注意事項:(1)進料槽:要設(shè)計出大小合適進料方便的進料槽,進料槽的傾斜角度要經(jīng)過計算得到。面團會進入壓輥,進行壓片作業(yè)。(2)壓片機構(gòu)要設(shè)計合理,不能出現(xiàn)卡料或使粘上太多的的面料在壓輥上,因此壓輥表面要經(jīng)過磨床精磨,使壓輥表面光滑,壓出的面片才會均勻平滑。(3)根據(jù)轉(zhuǎn)速、功率等要求,選出合適的電動機。(4)使用齒輪和皮帶作為傳動系統(tǒng),噪音小,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動平穩(wěn),傳動動力準(zhǔn)確高效,噪聲小、無震動。(5)設(shè)計出可以調(diào)試的面刀,通過調(diào)試面刀的間距,就可以切出不同寬度的面條。(6)攪拌機的轉(zhuǎn)速要分檔,一檔(快速)起到和面功能,二擋(低速)起到揉面功能(7)因面團在進料槽和壓輥運動時,會出現(xiàn)粘粘,所以需要設(shè)計一個自動撒面粉的裝置3.2計劃:第1周第2周:查找文獻資料,了解壓面機國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,完成開題報告、外文文獻第3周第4周:設(shè)計總體方案和整體結(jié)構(gòu),繪制結(jié)構(gòu)簡圖第5周第9周:完成結(jié)構(gòu)設(shè)計計算,完成總裝圖和所有零件圖第10周第12周:撰寫說明書,對部分問題進行調(diào)整、修改、準(zhǔn)備答辯四、所需的主要儀器和設(shè)備等鉛筆、直尺、圓規(guī)、紙、CAD、SolidWorks、壓面機學(xué)生姓名(簽名):日期: 年 月 日指導(dǎo)老師評語:(建議填寫內(nèi)容:對學(xué)生提出的方案給出評語,明確是否同意開題,提出學(xué)生完成上述任務(wù)的建議、注意事項等) 指導(dǎo)老師 (簽名)日期:2018年 月 日注:1. 本開題報告,須雙面打印。由學(xué)生填寫并經(jīng)指導(dǎo)老師審核、評價;2. 本開題報告應(yīng)按畢業(yè)設(shè)計(論文)裝訂要求,裝訂在“畢業(yè)設(shè)計(論文)”文本內(nèi),學(xué)院存檔;3. 本表也適用于畢業(yè)設(shè)計(報告)。世界最新機械設(shè)計理念來源:中國科技期刊摘要:根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進行機械產(chǎn)品設(shè)計時的主要思維特點,將產(chǎn)品方案的設(shè)計方法概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識和智能。這幾種方法的特點及其相互間的有機聯(lián)系,提出產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)的努力方向。關(guān)鍵詞:機械產(chǎn)品方案設(shè)計方法發(fā)展趨勢設(shè)計文件是將語義設(shè)計網(wǎng)作為設(shè)計工具,在其開發(fā)的活性語義設(shè)計網(wǎng)ASK中,采用結(jié)點和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計,結(jié)點表示元件化的單元(如設(shè)計任務(wù)、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等),線條用以調(diào)整和定義結(jié)點間不同的語義關(guān)系,由此為設(shè)計過程中的所有活動和結(jié)果預(yù)先建立模型,使早期設(shè)計要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達,實現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計過程由抽象到具體的飛躍。系統(tǒng)化設(shè)計方法系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是:將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng),每個設(shè)計要素具有獨立性,各個要素間存在著有機的聯(lián)系,并具有層次性,所有的設(shè)計要素結(jié)合后,即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。系統(tǒng)化設(shè)計思想于70年代由德國學(xué)者Pahl和Beitz教授提出,他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ),制訂了設(shè)計的一般模式,倡導(dǎo)設(shè)計工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上,制訂出標(biāo)準(zhǔn)VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。1. 將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ),從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā),利用質(zhì)量功能布置方法,系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程的方法。2. 將產(chǎn)品看作有機體層次上的生命系統(tǒng),并借助于生命系統(tǒng)理論,把產(chǎn)品的設(shè)計過程劃分成功能需求層次、實現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產(chǎn)品的功能要求,形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3. 將機械設(shè)計中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個基本問題:一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理,最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關(guān)系;二是將產(chǎn)品設(shè)計過程看成一個系統(tǒng),根據(jù)設(shè)計目標(biāo),正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段。由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點不同,進行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法。4. 設(shè)計元素法用五個設(shè)計元素(功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù))描述“產(chǎn)品解”,認(rèn)為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后,產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計學(xué)者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。5. 圖形建模法研制的“設(shè)計分析和引導(dǎo)系統(tǒng)”KALEIT,用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息,實現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模,以及功能層之間的聯(lián)接。將設(shè)計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面,利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點,將設(shè)計方法解與信息技術(shù)進行集成,實現(xiàn)了設(shè)計過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。6. “構(gòu)思”“設(shè)計”法將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段?!皹?gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解。“設(shè)計”階段的工作則是具體實現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。將方案的“構(gòu)思”具體描述為:根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu),尋求滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實現(xiàn),并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”,“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設(shè)計”是根據(jù)功能示意圖,先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”,再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置,得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper,H.利用圖論理論,借助于由他定義的“總設(shè)計單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念,以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖,把設(shè)計專家憑直覺設(shè)計的方法做了形式化的描述,形成了有效地應(yīng)用現(xiàn)有知識的方法,并將其應(yīng)用于“構(gòu)思”和“設(shè)計”階段。7. 鍵合圖法將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型,并借用鍵合圖表達元件的功能解,希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合,實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換,尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個設(shè)計方案的方法。提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上,將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu),通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件,甚至是一個系統(tǒng)。本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口(聯(lián)接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟化,具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù),將變形設(shè)計與組合設(shè)計相結(jié)合,根據(jù)分級模塊化原理,將加工中心機床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級,并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊,再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。以設(shè)計為目錄作為選擇變異機械結(jié)構(gòu)的工具,提出將設(shè)計的解元素進行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排,形成解集設(shè)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息,非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,異地協(xié)同設(shè)計與制造,以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求設(shè)計加工裝配成品這一并行工程的實現(xiàn)成為可能。但是,達到這些目標(biāo)的重要前提條件之一,就是實現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計效果的三維可視化。為此,不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件愈來愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計中初露鋒芒。目前,德國等發(fā)達國家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)STEP,以及標(biāo)準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實造型語言上基于虛擬環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用。機械產(chǎn)品的方案設(shè)計正朝著計算機輔助實現(xiàn)、智能化設(shè)計和滿足異地協(xié)同設(shè)計制造需求的方向邁進,由于產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)方法的研究起步較晚,目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標(biāo)的方案設(shè)計工具軟件。作者認(rèn)為,綜合運用文中四種類型設(shè)計方法是達到這一目標(biāo)有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領(lǐng)域較多,不僅與機械設(shè)計的領(lǐng)域知識有關(guān),而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識,但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效,我國設(shè)計學(xué)者也已意識到CAD技術(shù)與國際交流合作的重要性,及其應(yīng)當(dāng)采取的措施。基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點是:用計算機能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)<业闹R和經(jīng)驗,建立相應(yīng)的知識庫及推理機,再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機制實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。機械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征,以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)<业闹R和經(jīng)驗進行推量和決策,完成機構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實現(xiàn)這一階段的計算機輔助設(shè)計,必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此,國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者針對機械系統(tǒng)方案設(shè)計知識的自動化處理做了大量的研究工作,采用的方法可歸納為下述幾種。
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