机械设计课程设计要点

机械设计课程设计要点（通用6篇）

篇1：机械设计课程设计要点

《机械设计》课程设计教学大纲 课程编号：150040 课程类型： 必修课 设计学时： 2周 大纲主撰写人：孟俊焕 编写日期：2006年6月

一、课程设计意义、目的和任务 课程名称：机械设计 适应专业：交通运输（本科）专业 课程设计学分：2学分 大纲审核人：王卫东

1.《机械设计》 课程设计是机械设计课程中实践性较强、综合性突出的重要教学环节，是 机械学相关专业的 学生在校期间第一次 进行的较长时间、较系统、较全面的工程设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。对于树立学生的创新精神，培育学生的设计意识，激发学生的学习兴趣，加深同学对课堂所学内容的理解和掌握都具有举足轻重的作用和十分重要的意义。

2.本教学环节的实施目的是：

1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。

2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。

3）进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范。

4）有条件的话，可熟悉计算机和流行 CAD 软件的使用操作，进行计算机辅助设计和绘图的训练。

3.任务（学生应提交的设计成果）

机器或部件正式装配图 1 张，A0 或 A1 图纸。

零件工作图 2 张，A3 或 A4 图纸。通常为轴、齿轮（或蜗轮）零件工作图。设计计算说明书一份，说明书应包括：确定传动装置总体方案，选定电动机，传动装置运动学、动力学计算，传动零件的设计计算，轴、轴承、键联接的校核计算，联轴器选择等内容。

二、课程设计教学的基本要求是：

1.能从机器功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。

2.能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。

3.能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对机器和零件进行结构设计。

4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。

5.在客观条件允许的情况下，初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机进行结构设计并绘制装配图、零件图的方法。

三、课程设计的内容及安排 1.主要内容

课程设计题目常以一般用途的机械传动装置为主，也可选做其他设计题目，其工作量相

当于一级齿轮减速器或单级蜗杆减速器的设计。

每个学生应相对独立完成：确定机器或传动装置的总体方案，选定电动机和传动机构，并完成其运动学和动力学计算；进行传动零件以及轴、轴承、键联接、联轴器的设计计算，选择有关零、部件的类型和规格；结合设计计算，穿插进行主要零件的结构设计；绘图进行机器或传动装置的总体结构设计并综合考虑其润滑与密封等问题；进行轴的精确校核计算；绘制正式装配图；整理、撰写设计计算说明书；总结设计，准备答辩等内容。

若采用计算机绘图，机器或部件装配图和零件工作图可用计算机绘制。设计题目可仅给机器所需实现的功能，由学生自行设计传动方案；亦可给定传动方案，由学生分析后进行设计。

2.工作进度安排

(1 传动方案设计（含选电动机、传动装置的运动学、动力学计算）（1 天）；

(2 传动件设计（1.5天）；(3 装配草图设计（2.5天）；(4 装配工作图设计（3 天）；(5 零件工作图设计（0.5 天）；(6 编写设计计算说明书（0.5 天）；(7 总结（0.5 天）；(8 答辩（0.5天）。

设计过程总计2 周。在此之前已经其中安排一次减速器装拆实验和观摩模型实物展览室，增强学生的感性认识；安排 8 学时集中讲课，讲解各阶段要点；其他时间采取集体辅导与个别指导相结合的指导方式。

其中讲课、辅导穿插在各阶段进行。

四、课程设计考核方法及成绩评定

设计完成后应进行答辩，对设计进行总结。指导教师应引导同学对设计中的问题进行研讨，直至得出正确答案。同时考察同学的理论设计能力。

课程设计成绩应根据上交设计成果的质量、平时成绩和答辩成绩综合评定。并按优秀、良好、中等、及格、不及格评出成绩，成绩单独记。达及格以上者，获得2个学分。

五、课程设计参考书

1、机械设计课程设计.黄珊秋主编.机械工业出版社.1999.2、机械设计基础.陆萍主编.山东科学技术出版社 2003.3、机械设计常用标准.山东大学机械学院.机械原理零件教研室.1999.4、机械零件设机手册.东北大学《机械零件设计手册》编写组.冶金工业出版社.1994

5、机械设计课程设计图册.龚桂义主编.高等教育出版社.1989.6、机械结构图册（减速器）第五设计院编印 1972.

篇2：机械设计课程设计要点

课程设计名称：《机械设计基础》课程设计 课程设计编号：02020006S 课程设计学分：2 课程设计周（时）数：2周 授课单位：机械工程与自动化学院 指导方式：讲辅

课程设计适用专业：近机类 服务课程名称：《机械设计基础》 服务课程编号：02020006 服务课程讲课学时：88 服务课程学分：5.5 课程设计教材及主要参考资料：《机械设计基础》、《机械设计课程设计手册》

一、课程设计教学目的及基本要求

它是《机械设计基础》课程的最后一个重要教学环节，也是高等工科院校近机类专业学生第一次较全面的设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。

1、培养学生综合运用《机械设计基础》课程的理论和生产实际知识进行设计的能力，使学生将所学的知识得到进一步巩固。

2、学习机械设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计和工作打下良好的基础。

3、进行设计基本技能的训练。例如计算，绘图，熟悉和运用设计资料。

4、学生应明确设计任务和要求，并拟定设计计划，注意掌握进度，按时完成。

5、学生在设计过程中要独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计，反对照抄照搬或依赖教师。要求设计态度严肃认真，有错必改，反对敷衍了事。

二、课程设计的内容及安排

1、设计分段进行，每一阶段的设计都要认真检查，没有原则错误时才能继续进行下一阶段设计，以保证设计质量。设计计算

选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、键等。草图绘制、审查和修改

根据上述设计计算，绘制传动件等，设计轴上其它零件和减速器机体及附件，标注尺寸。要求只绘制装配图的主、俯视图。绘制装配图

除绘制草图内容外，绘制装配图的侧视图，编写技术要求，对零件编号，填写明细表及标题栏等。绘制零件图

选择所设计减速器中任一轴和齿轮进行绘制。鼓励采用计算机绘图。5 编写设计说明书 6）答辩

2、每个学生应完成的设计任务 1 草图 1张（A1坐标纸）2 装配图 1张（A0图）零件图 2张（A3图，传动零件轴和齿轮各一张，鼓励用计算机绘图）4 设计说明书一份

设计题目

设计题目为来源于工程或生活实际的机械传动或简单机械（比较成熟的题目是以齿轮减速器为主的机械传动装置）。设计题目应多样化，并鼓励学生进行创新设计。学生也可自拟课题，但须经指导老师审定后才能作为课程设计题目。

三、课程设计的考核方法及成绩评定

课程设计应根据设计说明书、图纸和答辩情况等，按优、良、中、及格、不及格评定成绩。具体评分办法如下：

平时成绩（出勤、态度等）10%

四、课程设计的时间安排

名称 设计计算 草图绘制、审查和修改 绘制装配图 绘制零件图 编写设计说明书 答辩 合计

说明书 30% 学时 2天 2.5天 2.5天 1天 1天 1天 10天（2周）图纸 40% 小计

2天

2.5天

2.5天

1天

1天

1天

10天（2周）答辩

篇3：机械设计加工中的要点分析

1 机器策划中对原料的选用

1.1 机器配件物料的选用要符合根本需求

1.1.1 使用功能需求

物料在运用程序中的体现就是运用功能, 选择物料是想获得最基础的需求。不一样的配件需要的运用性能不同, 一些零件需要强度高的, 一些需要耐磨性能好的, 一些就没有太严厉的功能需求, 只要好看的外形。所以, 在选择物料过程中, 关键的就是按照配件的需求对物料的性能进行挑选。

1.1.2 技术功能需求

(1) 热生产技术功能。热生产技术功能关键是铸造功能、锻造功能、连接功能以及热处置功能。 (2) 切削生产功能。金属的切削生产功能普遍使用道具耐用度为六十分钟是的切削效率V60来表述, V60的高低和切削功能成正比。

1.1.3 经济功能需求

(1) 物料价值。物料价值在商品整体成本中占据很大的分量, 达到百分之三十到百分之七十。 (2) 提升物料的运用效果。例如使用精铸造、模锻、冷拉毛坯, 能够降低切削生产面物料的消耗。 (3) 配件的生产以及修理成本要尽可能少。 (4) 使用组合构造。例如蜗轮齿圈使用耐磨性能高的珍贵金属, 别的位置可以使用低成本的物料。 (5) 物料的科学代替使用。对制造大量的工件, 要想到国内能源现状, 物料源地要丰盛, 尽可能不用国内缺少要从其他地区进口的物料;尽可能使用强度高的铸铁替换钢, 使用热处置方式等性能强的碳钢取代合金。

1.2 机器配件物料选用的方式

1.2.1 选择材料对商品使用时间成本的作用, 明显, 物料的选择在很大程度上对商品使用时间成本的每个构成都存在着作用。项目实施中, 在确保商品科学效用的根本上, 尽管大多是选择价格低廉的物料, 能够减少商品的使用时间成本;不过我们也要清楚, 一些时候选择成本尽管不低不过功能更佳的物料, 因为商品自身体重少, 增加运用时间, 降低修理成本、低消耗等很多部分的有利要素, 从商品生命时间成本的方面思考, 反而更合算。

1.2.2 生产方式的选用是物料选用程序中一个关键的要素, 就是要把构造策划、物料选用和要选用的生产方式当做一个不可分的统一性来看。选择物料时不光要想到配件在每一项生产程序中使用的成本, 更关键是要进行整体的思考全部的生产制造程序要使用的成本和。

2 机器策划规范化是提升商品品质减少成本的关键方法

2.1 机器配件是设备的根本构造元素, 针对机器配件策划作业来讲, 规范化的影响很关键。

(1) 能够使用最优异的方式在专门制造的工厂中对需求量大的配件开展大量的、全面的生产, 以提升品质, 减少成本。 (2) 统筹物料以及配件的功能目标, 可以开展对比, 同时提升配件功能的可信度。 (3) 使用规范构造和配件, 能够简易策划作业, 减少策划时间, 提升策划品质。

2.2 做好策划过程中的规范化作业

减少商品成本的关键方式, 在市场经济制度下, 制造商要按照市场的需要更改, 持续改革商品种类, 提升商品品质, 减少物料的使用, 提升经济利润。要完成这些宗旨, 都要遵循规范化, 一定要使用规范化措施, 做好商品策划这一步骤, 才可以增加单位在市场经济挑战中能够存活, 增快新商品研发。

3 影响机加工件表面层物理力学性能的因素

3.1 表面层金相组织的变化

机器制造程序中, 制造时使用的热量很多已经转变成热能提升了生产外表的温度, 如果温度提升到金相分子改变的边缘时, 外表的金相分子就会出现改变。普遍的切削制造, 切削热几乎都随切屑流失, 所以作用不大。不过对磨削制造来讲, 因为单位面积上出现的切削热量是普遍切削方式的几十倍, 切削位置的高温就会导致外表金相的改变。

影响磨削烧伤的因素有:

(1) 砂轮材料。对于硬度太高的砂轮, 钝化磨料颗粒不易脱落, 砂轮容易被切削堵塞。因此, 一般用软砂轮好。 (2) 磨削用量当磨削深度增大时, 工件表面及表面下不同深度的温度都将提高, 容易造成烧伤;当工件纵向进给量增大时, 磨削区温度增高, 但热源作用时间减小, 因而可减轻烧伤。但提高工件速度会导致其表面粗糙度值增大。提高砂轮速度可弥补此不足。实践证明, 同时提高工件速度和砂轮速度可减轻工件表面烧伤。 (3) 冷却方式采用切削液带走磨削区热量可避免烧伤。但由于旋转的砂轮表面上产生强大的气流层, 切削液不易附着, 以致没有多少切削液能进入磨削区。因此, 可采用高压大流量的冷却方式, 一方面可增加冷却效果, 另一方面可以对砂轮表面进行冲洗, 使切屑不致堵塞砂轮。

3.2 加工表面的冷作硬化加工过程中表面层金属产生塑性变

形, 使晶体间产生剪切滑移, 晶格严重扭曲, 并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化, 引起材料的强化, 其强度和硬度均有所提高, 这种变化的结果称为冷作硬化。加工表面层冷作硬化指标以硬化层深度、表面层的显微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大, 硬化层的深度也越大。影响冷作硬化的主要因素:

(1) 切削用量。切削速度增大, 刀具与工件接触挤压时间短, 塑性变形小。速度大时温度也会增高, 有助于冷硬的恢复, 冷硬较弱。进给量增大时切削力增加, 塑性变形也增加, 硬化加强。但当进给量较小时, 由于刀具刃口圆角在加工表面单位长度上的挤压次数增多, 硬化程度也会增大。

(2) 刀具。刀具刃口圆弧半径增加, 对表层挤压作用大, 使冷硬增加;刀具副后刀面磨损增加, 对已加工表面摩擦增大, 使冷硬增加;刀具前角加大可减小塑性变形, 使冷硬减小。

(3) 工件材料。工件材料的硬度越低, 塑性变形越大, 切削后冷作硬化现象越严重。

3.3 表面层的残余应力

切削过程中金属材料的表层组织发生形状和组织变化时, 在表层金属与基体材料交界处将会产生相互平衡的弹性应力, 该应力就是表面残余应力。表面层的残余应力的产生, 主要有以下三种原因:

(1) 冷态塑性变形引起的残余应力。在切削力作用下, 已加工表面发生强烈的塑性变形, 表面层金属体积发生变化, 此时基体金属受到影响而处于弹性变形状态。切削力去除后, 基体金属趋向恢复, 但受到已产生塑性变形的表面层的限制, 恢复不到原状, 因而在表面层产生残余应力。

(2) 热态塑性变形引起的残余应力。工件被加工表面在切削热的作用下产生热膨胀, 此时基体金属温度较低, 因此表层产生热压应力。当切削过程结束时, 表面温度下降, 由于表层已产生热塑性变形并受到基体的限制, 因而产生残余拉应力。

4 结束语

在市场经济环境下, 为了能够给单位提供更好的服务, 机器发展愈来愈优异, 种类愈来愈多。这就需要我们在策划机器时, 对物料的选用、规范化的运用提升到另一个高度, 在制造程序中, 降低对外表物理学功能产生作用的要素和润滑剂的科学使用。争取将我们制造成本掌握在最佳的水准, 进而提升单位的经济利润。

参考文献

[1]梁耀能.机械工程材料[M].南理工大学出版社, 2002, 2.

[2]胡家秀.机械设计基础[M].机械工业出版社, 2001, 6.

篇4：机械设计制造要点探析

关键词：工业；机械；涉及；制造；技术

一、机械设计制造发展现状

我国的机械设计制造已有多年的历史，随着国民经济的快速发展和国家工业水平的逐步提高，我国机械设计只要水平也呈现出逐渐提升的趋势，但是和发达国家相比我国的机械设计制造仍处于初步发展阶段。

1.机械设计制造管理现状。高达国家的工业化水平较高，这些国家对机械设计制造的管理都是建立在先进的计算机基础上的，重视对机械制造生产的管理。但是我国机械设计制造管理过程中，只有少部分规模较大的公司采用计算机技术对机械设计制造进行辅助管理，大部分中小企业仍然采用经验管理的方式进行机械设计制造管理。

2.机械设计方法现状。目前我国的机械设计方法和发达国家相比，仍然处于相对落后的状态，机械设计准则和数据的更新比较缓慢，在机械设计的过程中没有采用新型的机械设计方法，仍将人力作为机械设计的主要方法。

3.机械制造工艺现状。目前我国机械制造工艺和发达国家相比仍有很大的差距，主要表现在我国机械制造没有采用新型的加工方法，仍然按部就班，采用传统的加工方法，没有将先进的超塑加工技术、电磁加工技术和纳米加工技术等运用到机械制造中，这就导致我国的机械制造工艺仍然处于初步发展的阶段。

4.机械自动化现状。目前发达国家在机械设计制造方面都已经实现了机械自动化，国外的机械设备具有集成化和智能化高的特点，但是我国的机械设备自动化仍处于刚性自动化的发展阶段，机械设备的柔性制造很难实现，我国没有重视机械设计制造的创新，导致机械自动化很难实现。

二、机械设计制造要点

1.重视机械刚度结构设计。

在机械设计制造的过程中，应该充分考虑机械设备受力点和支撑点的距离，不能使这二者之间的距离太远，因此，在机械设计的过程中要采取有效措施，尽可能减小悬臂的长度。在机械设计的过程中还要充分考虑机械设备工作时受到的振动，以免机械设备发生变形。在机械设计制造中，注重机械刚度结构设计，确保机械设备的刚度和韧性良好，以免其在使用的过程中由于内部零部件的振动咋成机械设备损坏。

2.重视机械设备精度结构的设计。在机械设备精度结构的设计过程中，要制定出科学合理的机械结构设计方案，严格按照机械结构设计方案进行设备制造，以免在制造的过程中出现加工误差，机械设备导轨的摩擦力应该作用在导轨的压力中心，确保两条导轨之间产生的摩擦力的力矩处于平衡状态。在机械设备精度结构设计中，要确保轴承的精度设计良好，使得机械设备的精度更好，提高机械设备的使用性能。

3.提高机械设计制造人员的作业能力。在机械设计制造的过程中，企业应该意识到提高机械设计制造人员作业能力的重要性，对员工进行定期培训，提高员工的综合素质和作业能力，值得机械设计制造人员在工作的过程中保持合理的操作姿势，机械设备的工作台高度应该和机械设计制造人员的身体尺寸相适应，为机械设计制造人员提供一个舒适良好的工作环境。在机械设计制造的过程中。企业还要重视对制造设备适用性的加强，将显示装置安放在机械设计制造人员前面最佳的位置，显示仪器的表盘应该清晰可辨，以便机械设计制造人员能够根据表盘上显示的数据，进行正确合理的作业，确保机械设计制造操作准确无误，提高机械设备的质量和综合性能。

4.重视抗发热、抗腐蚀和将噪声方面的机械结构设计。在机械设计制造的过程中，要想提高机械设备的综合性能，就要重视抗发热、抗腐蚀和将噪声方面的机械结构设计，尽可能制造出高效率高性能的机械设备，在机械设备设计中，应该确保润滑油的邮箱尺寸大小合适，机械设备分流系统的返回流体要经过冷却，这样才能确保机械设备在使用的过程中不会由于温度过高而出现故障或损坏。由于机械设备中的螺钉结构极容易被腐蚀，并且机械设备中钢管和铜管的连接容易产生电化学腐蚀，因此，要对机械设备进行定期检查，及时更换损坏的零部件，在机械设备制造中尽量避免采用易腐蚀结构。在机械设备运行的过程中，由于内部零件的摩擦和振动，很容易产生较大的噪声，因此，要注意避免机械设备零部件由于振动产生的磨损，减少运动部件之间的冲击和碰撞，从而达到降噪的目的。

5.重视机械设备热处理和表面处理结构设计。在机械设备设计制造过程中，应该格外重视机械设备热处理和表面处理结构设计，在机械设备零部件的设计过程中，应该根据机械设备设计的要求，尽量减小机械设备毛坯的尺寸，节约成本和材料，在机械设备制造加工的过程中应该确保加工面和非加工面的平整性良好。对于精度较高的机械设备表面，应该将形状复杂的零部件进行改装，使其变成组合件，这样能在极大程度上提高机械设备制造效率，使机械设备制造加工变得更精确更合理。在机械设备设计制造的过程中，要充分考虑制造误差对机械设备造成的影响，同时，要避免机械设备内部多个零部件的组合加工，对机械设备的外表面进行复杂加工表面设计，对机械设备的内表面则不应该进行复杂加工表面设计，制造机械设备零部件时，应该尽量避免无法夹持的零件结构和无法准确测量基面的零件结构的产生，在机械设备制造加工的过程中，应该尽量减少振动对机械设备造成的冲击，确保机械设备的精密度和功能性良好。

总结：在机械设计制造的过程中，要做到由内及外、由粗到细，对机械设计制造的过程进行细致的审核，对机械设计制造流程进行完善，灵活运用机械设计制造中的技术要点，对机械设计进行不断地优化，重视机械设计制造的安全性，确保机械设计制造的每个环节都顺利进行，为社会生产出可靠性高、性能良好的机械产品，推动我国工农业的发展，提高国家经济增长水平，为我国和谐小康社会的构建奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]陈东.机械设计[M].北京：电子工业出版社，2010：：20-240。

[2]丁军胜.机械设计制造的注意要点探讨[J].电子世界，2014，08：259。

[3]董宪军.机械设计制造的注意要点探析[J].民营科技，2012，11：202。

[4]王锟长.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].科技致富向导，2013，36：247。

[5]傅丰礼，唐孝镐.异步电动机设计手册[M].北京：机械工业出版社，2002。

篇5：机械设计课程设计要点

业： 08机制 级： 二班 号： 姓 名：

2012年3月1 1 / 9 目录

序言 ……………………………………………………………………………… 3零件工艺分析 ……………………………………………………………… 4工艺规程分析 ………………………………………………………………… 4 夹具设计 ………………………………………………………………………… 设计小结…………………………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………………………… / 9 688 序言

该课程设计能培养我们综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论

知识，学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及 结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和 准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进 行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是：

（1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合 金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。

（2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。（3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。

（5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术 工作打下良好的基础。

同时要求我们CAD制图，锻炼了我们运用计算机解决实际问题的能力，让 我们更好的融入到信息时代。

课程设计内容和要求：学生根据设计任务分组进行设计，按照所给机构进行 分析，确定各零部件设计方案、设计出其中的重要工序的专用夹具或模具，并绘

制相应机械设计图。具体内容如下：

1）对机构进行结构分析，确定由哪些零件组成，并对各零件进行测绘； 2）明确零件在整个机构上的作用、零件的材质、要求，分析零件结构的工 艺性，完成总装配图及各零件的设计图。

3）拟定工艺方案，确定毛坯种类及制造方法。

4）拟定零件的模具加工或机械加工工艺过程，设计重要工序中的一种专用 夹具或模具，绘制装配图或大件零件图。

5）撰写设计说明书1份。一份完整的说明书一般包括以下一些项目：(1)目录。

(2)绪论或前言。/ 9(3)对机构的整体分析，各零部件分析说明

(4)对零件的工艺分析，如关键表面的技术要求分析等。

(5)工艺设计，如毛坯选择与说明，工艺路线的确定，工序顺序的安排，加工设备与工艺装备的选择等；

(6)模具或夹具设计，如设计思想，夹具操作动作说明等。(7)设计总结或心得体会。(8)参考文献书目。

一、零件工艺分析

该零件有俩组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下：

1、选择顶部为粗基准加工底面，后以加工后底面为精基准铣四个孔上方的端面，后钻四个孔。

2、以底面为基准加工四个直径为11mm的孔。

该零件材料为HT200，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件，毛坯由铸造而成，精度等级比较低。由以上分析可知，对于这俩组加工表面而言，可先加工底面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。

二、工艺规程设计

需用到X6132型万能卧式升降铣床和数控立式铣床对该零件进行加工。灰铸铁毛坯预留表面层厚度为1~4mm。

铣刀选用硬质合金圆柱铣刀加工，该铣刀材料为YG8.钻头为锥柄麻花钻 材料为硬质合金YG8.工艺路线：

工序一 粗铣底面 工序二 精铣底面

工序三 铣四个底孔上端面

工序四 钻四个直径为11mm的底孔 工序五 扩四个直径为11mm的底孔

底面毛坯余量为4mm，气体加工表面留3mm加工余量。/ 9 工序一 粗铣底面

机床为X6132型万能卧式升降铣床，铣刀为硬质合金圆柱铣刀 YG8 铣刀直径80mm

1、切削深度 3mm

2、每齿进给量 0.25mm/r

3、查相关手册得切削速度 v=1.0~2.0m/s 取1.5m/s 工序二 精铣底面

1、切削深度 1mm

2、每齿进给量 0.25mm/r

3、查相关手册得切削速度 v=1.0~2.0m/s 取1.5m/s 工序三 铣四个底孔上端面

机床为数控立式铣床，铣刀为立铣刀 铣刀直径20mm

1、切削深度 3mm

2、每齿进给量0.25mm/r

3、查相关手册得切削速度 v=1.0~2.0m/s 取1.5m/s 工序四 钻四个直径为11mm的底孔

机床为数控立式铣床，钻头为锥柄麻花钻 材料为硬质合金YG8 为10mm 标准为GB1428-85

1、进给量 查相关手册得f=0.30~0.36mm/r 取f为0.34mm/r

2、切削速度 v=0.45m/s

3、主轴转速 n=1000v/3.14d=14.3r/s 工序五 扩四个直径为11mm的底孔

机床为数控立式铣床，钻头为锥柄麻花钻 材料为硬质合金YG8 为11mm 标准为GB1428-85

1、进给量 查相关手册得f=（1.2~1.8）f=0.36~0.65mm/r 取f为0.5mm/r

2、切削速度 v=(0.25~0.33)v=0.15~0.225m/s 取v=0.2m/s 5 / 9

钻头直径钻头直径

3、主轴转速 n=1000v/3.14d=5.79r/s

三、夹具设计

1、专用工装夹具及其在生产中的应用

专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，在产品相对稳定、批量较大的生产中使用；在生产过程中它能有效地降低工作时的劳动强度、提高劳动生产率、并获得较高的加工精度。

专用夹具的主要作用有以下几个方面：

（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小 制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性

（2）减少了加工时繁琐的操作，获得较高的生产率和加工精度

2、夹具设计的基本要求：

（1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。

（2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

（3）、夹具体应具有良好的加工精度和尺寸稳定性。对于夹具体上用来安装定位元件、对刀（或导向元件）的工作表面，应提出相应的尺寸、几何公差以及粗糙度的具体要求，并作相应的热处理或时效处理。

（4）、有良好的结构工艺性和使用性。家具体上部加工的毛面与工件表面之间应保证有一定的空隙，以免安装时产生干涉，空隙大小可按以下经验数据选取:夹具体是毛面，弓箭也是毛面，去8~15mm；夹具体是毛面，而工件是光面时，取4~10mm。

（5）、力求结构简单，装卸方便。在保证强度和刚度的前提下，极可能体积小、重量轻、以便于操作。（6）、排屑方便。

（7）、夹具在机床上安装要稳定、可靠。

3、基准面的选择（夹具体方式的确定）/ 9 夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。夹具体毛坯制造方法的选择 综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸 在绘制夹具

总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。

4、定位方式及元器件选择

1）、定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。

2）、工件的定位原理：自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位，过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形，影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计。①、以工件的圆柱外表面为基准进行定位，采用俩个V形块定位器，采用支撑钉定位圆柱端面，限定X轴移动。以定位销定位零件的绕X轴旋转，以此限定工件的六个自由度，以达到工件的完全定位。再用固定手柄压紧螺钉进行夹紧。则专用夹具设计完成，可以放到机床上进行加工。

5、夹紧方式及元器件选择

夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。对夹紧机构的基本要求如下：

①、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全②、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量 ③、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。④、结构力求简单，便于制造和维修。7 / 9 所以选用固定手柄压紧螺钉进行夹紧！

6、注意事项：

⑴、在工件夹紧时不要用力过大，以免损坏螺杆

⑵、及时清理钻屑，保证安装平面的清洁 ⑶、加工完成后清去滑块导槽里的钻屑

⑷、安放工件时要注意不要砸到基准平面，而影响加工精度

⑸、每隔一段时间在使用时都要检查一下对刀块是否达到精度要求

四、本次课程设计小结、体会及建议

专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，它广泛用于大量生产中；它不但提高了生产率而且也提高加工精度，改善劳动条件。

通过这次课程设计，我个人对夹具有了更进一步的了解：夹具要保加工出的产品有较高的精度，就必须要求其自身有较高的精度，定位元件拥有高精度的同时也要有一定的刚度和强度，以保证在加工过程中自身不会变形和有一定的寿命。夹紧机构要求有一定的刚度和强度，以确保在一定的力的作用下夹紧元件不会先于工件发生变形、损坏。夹具体是夹具的主体部分，是与机床相接的部位、也是支撑夹紧元件、工件的主要部分；要求其有一定的强度和刚度、稳定性，又考虑到经济性，一般都采用HT200作为夹具体。

而且我对夹具的维护保养，及夹具在设计中应该注意的问题有了更进一步的了解，自己的能力在这次课程设计中也得到了提升。在设计的过程中又一次把所学的知识做了一次综合式的复习，为接下来要做的毕业设计做了很好的准备工作；同时在设计中也发现自己的很多不足之处：缺乏实际的经验，有些实物没有见过很难想象，只能通过找相应的参考资料，然后再通过想象把他们综合到一起，再通过实例对比，进行设计。因此在夹具设计中存在有许多的不足之处，还恳请老师您予以指导和指正。

五、参考文献

1、《简明机械加工工艺手册》 上海科学技术出版社 8 / 9

2、《夹具设计手册》 机械工业出版社

3、《画法几何及机械制图》 陕西科学技术出版社

4、《机械制造基础》 高等教育出版社

篇6：机械设计课程设计要点

录.....................................................................................................................................................I I

1、引言...........................................................................................................................................1

2、系统总体方案设计..........................................................................................................................2 2.1机械手系统硬件配置及组成原理....................................................................................................2 2.2有关机械手的 I/O系统变量定义及分配表...................................................................................6

3、控制系统设计................................................................................................................................7 3.1控制程序总流程图..........................................................................................................................7 3.2控制程序设计思路..........................................................................................................................8 3.3创新设计内容..................................................................................................................................9

4、上位监控系统设计..........................................................................................................................9

5、程序调试.....................................................................................................................................11 5.1调试设备...................................................................................................................................11 5.2遇到的问题与解决方法...........................................................................................................11

6、心得体会.......................................................................................................................................12附录 1 参考文献.............................................................................................................................13附录 2 程序清单.............................................................................................................................14 PLC 技术与工程应用课程设计

1、引 言

在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现 代化的进一步发展 , 自动化已经成为现代企业中的重要支柱 , 无人车间、无人生产流 水线等等,已经随处可见。同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如 高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这些恶劣的生产环境 不利于人工进行操作。

机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域, 是一门跨学科综合技术。,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物, 并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。机械手是提高生产过程 自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重 视。

机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点 位控制和连续轨迹控制机械手等。

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上 装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操 作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常 称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改 善热、累等劳动条件。

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机 械手。

随着人类的发展、文明的进步,工业正不断发展着,需要人们完成的工作量 也不断增大(尤其是那种重复性大的工作, 像传运货物 , 涉及到危险性的工作也 日趋增多, 这就迫使人们研究开发一种新装置, 能模仿人手和臂的某些动作功能, 用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作的一种装置,而机械手正 是这样一种

装置:它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有 害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和 原子能等部门。

2、系统总体方案设计

2.1机械手系统硬件配置及组成原理 <一 > 输入、输出驱动单元

该设备四自由度动作由四台直流电动机驱动, 每台电动机可进行正反转运行。左右摆动由齿轮组啮合实现减速传动;伸出与退回、上下移动由直流减速电机驱 动丝杠--螺母结构完成;机械手指的夹紧与张开由直流减速电机驱动连杆结构实 现。该设备共有 8个动作,由控制器输出信号驱动。

每个自由度运行极限位置设置了两个行程开关, 用于判断当前动作是否到位。该设备共有 8个行程开关作为控制器的输入信号。

机械手实验设备如图 1所示。该设备可以实现手臂的左右摆动、伸出与退回、上下移动、机械手指的夹紧与张开等四自由度动作。

图 1.机械手实验设备 <二 > 输入 /输出接口电路介绍

机械手实验设备既是所谓控制对象,对于一般工业控制,其控制核心使用可 编程控制器(PLC。设计输入输出接口电路(如图 2所示 的目的是为解决机械手 设备输出驱动单元、输入检测单元与 PLC 之间的信号接口问题。图中上层电路板 是驱动电路板,下层电路板左侧是输入接口电路板,右侧是输出接口电路板。

图 2.输入输出接口电路板 <三 > 输入 /输出接口电路板

输入接口电路板原理图如图 3所示,其功能是将设备上行程开关的开关状态 转换为统一的电平信号(逻辑 1:24V DC;逻辑 0:0V DC。板上设有光电隔离电 路,将内外电源隔离,以保护设备安全。

图 3.输入接口电路板电气原理图

本设备 8个输入信号,对应输入接口电路板的 8根输入信号线。各信号线对应的行程开关如表 1所示。

输出接口(如图 4所示 由两块电路板构成:驱动电路板和输出接口电路板。它们的功能是将 PLC 输出的控制信号用于驱动继电器动作,从而控制电动机正向 或反向运行。输出接口电路板上也设有光电隔离电路,可将内外电源隔离。

左图为驱动电路板电气原理图, 继电器 A 吸合、B 释放,对应的电机正转;继 电器 A 释放、B 吸合,对应的电机反转;继电器 A、B 同时释放,电机停止运行;不允许二者都吸合。右图为输出接口电路板电气原理图,当 PLC 输出的某路控制 信号有效时,对应的输出信号有效,从而可以使得对应的继电器吸合。

图 4.输出接口电路电气原理图

(左图为驱动电路板,右图为输出接口电路板

本设备有 8个输出控制信号,对应输出接口电路板的 8根输出信号线。各输 出信号线对应的电动机动作关系如表 2所示。

<四 >系统组成图

图

5、机械手电气控制系统总组成图 PLC 技术与工程应用课程设计

2.2 有关机械手的 I/O系统变量定义及分配表 《 1》、机械手 I/O变量分配

《 2》、机械手控制系统接线 图

6、机械手控制系统的接线图

3、控制系统设计 3.1 控制程序总流程图

图

7、机械手程序总流程图 机械手程序的简要说明 :

《 1》、在单步模式下按下启动按钮(若机械手处于初始位置, 则开始运行;否则, 按下复位键, 使机械手复位 →伸出 →下行 →手指夹紧 →上行 →左转 →下行 →手指张开 →上行 →退回 →左行 →停止

《 2》、在连续模式下按下启动按钮,上述动作依次发生,但回到初始位置之后, 继续下一个工件的传输过程。连续模式下,按下停止按钮,待本次工件传输工作 结束后,停止运行。

3.2 控制程序设计思路

该课程设计中的实验程序采用功能图其具体的步骤和编写思路如下:

图

8、机械手的顺序功能图 PLC 技术与工程应用课程设计 顺序功能图简要说明 :(1 由于单步 /连续运行的原因, 使用了分支选择电路, 使机械臂按照不同的操 作方法进行物料的抓取与放置。

(2 机械臂在上、下、左、右行走的控制中使用了 S-作为状态条件。(3 S7-200PLC 的顺控指令不支持直接输出故用了 SM0.0常 ON 继电器作为线 圈通的条件来解决这一缺陷。

(4 程序中 M0.0是一个选择逻辑它相当于一个开关,控制系统是单步操作还 是循环操作。

3.3 创新设计内容

《 1》、编制四个驱动电机的保护程序。要求自动检测电机是否处于堵转状态。若 电机处于堵转状态,应立即停止系统工作,并点亮故障报警灯;故障排除后,按 下复位按钮,故障报警灯熄灭;《 2》、连续运行模式下,统计传输工件的个数,存储于 PLC 的 V 型数据区,以备 组态监控使用,也可用状态表监视其状态变化。

4、上位监控系统设计

本实验所采用上位监控系统是基于计算机的上 STEP 7Micro WIN软件, 而进 行对程序和设备的系统内部的监控,主要的过程如下: 1.熟悉 STEP 7Micro WIN软件的编程环境、编程方法和用 STEP 7Micro WIN软 件编写上位机监控系统的程序。

2.根据课目设计要求,编写程序。

3.对系统进行调试和 I/O地址的分配、标释。

4.运行机械手设备, 打开上位机上的监控系统, 观察课目设计程序, 并监控机械 手设备是否正常情况下工作。

5.对设备工作中的不足进行修改,重新进行观察 本软件对程序实施了监控,监控部分剪影如图 9所示 :

图

9、程序的上位机监控图

另外本上位机监控系统还对数据的变化进行了全程监控,监控图表剪影如图 10所示 :

图

10、据变化的监控系统图

5、程序调试 5.1调试设备

首先在电脑的 STEP-7-Micro /WIN编程软件中将编辑的梯形图写入软件中, 然后点击运行并对其指出的错误进行修改,修改完最终运行无误后将其下载到可 编程控制仪器中;其次按照设计的要求接好线,确定无误后按下启动按钮。启动 后发现程序并不能按照实验要求的步骤进行运行,甚至没有可运行的迹象,这样 起初设计的单步程序和连续运行程序就失败了,也就不符合设计中的要求动作依 次有序进行操作的要求,所以务必要对其进行修正。这种情况下我采取了以下方 案: 方案一:在没有确定设备是否存在问题的情况下,首先我们对设备进行了检 测,发现不存在任何问题,在这种情况下我选择了再一次用先前的步骤来完成整 个过程以确定初次的接线过程是否有误,结果发现和以前的运行结果一样。这样 方案一就以失败而告终。

方案二:经过老师的指点我才明白是最初的程序均是单独的互不连接的,未 经子程序进行调用,因此就更不用提程序能连续运行了。于是我这次选择了利用 顺序功能图进行编程,摒弃了之前的程序,经过对程序的一改再改之后,又一次 对程序进行了调试并下载到可编程控制器中进行模拟检测,结果仍然取得了不尽 如人意的结果。于是就再去请教指导老师,经过一番指导终于小有成果,可以使 机械手进行预定步骤的动作的演示,所以此方案成功了。

5.2遇到的问题与解决方法

1、问题:“怎样使机械手的工作状态清晰而简单呈现出来?” 法案:“采用功能图进行程序的编写与调试。”

2、问题:“如何解决机械手的动作单步运行?” 法案:“采用上升沿脉冲触发并使用计数器、比较指令，以拨动开关产生上升沿脉冲触发数目来判定机械手那步动作的执行。”

3、问题:“如何解决对工件数目的计数? 法案:“进行标志位设置,使用传送指令、加数指令、上沿触发指令,以循环 动作的最后一步限位开关闭合作为触发进行加数,把所得加数和送给 VB0.6、心得体会

机械臂的 PLC 控制课程设计是自动化课程当中一个重要环节通过了 2周的课 程设计使我对课程设计过程有进一步了解,对自动化产品的有关的控制知识有了 深刻的认识。

此次设计是在张士磊老师的悉心指导下完成的。老师为设计课题的研究提出 了许多指导性的意见,为课程设计的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。张士磊老师的严谨治学、不断探索的科研作风,敏锐深邃的学术洞察力,孜孜不 倦的敬业精神,给我留下了深刻的印象,使我受益良多。在本文结束之际,特向 我敬爱的老师致以最崇高的敬礼和深深的感谢!通过此次设计,一方面让我认识到自己的不足,发现了学习中的错误之处;另一方面又积累丰富的知识,吸取别人好的方法和经验,增强对复杂问题的解决 能力,摸索出一套解决综合问题的方法,为自己以后的工作和学习打下坚实的基 础。再一方面也加强了我和老师的交流,认识到知识的渊博度。

因为理论知识学的不牢固,在设计遇到了不少问题,如:遗忘以前学过的专 业基础知识。通过理论与实际的结合,进一步提高观察、分析和解决问题的实际 工作能力,以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合 型人才。运用学习成果,把理论运用于实际,使理论得以提升,形成创新思想。通过此次设计过程,巩固了专业基础知识,培养了我综合应用机械设计课程及其 他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力,在设计的过程 中还培养出了我们的团队精神,为今后的学习和工作过程打下基础。

经过这次的努力,使我顺利的完成了此次课程设计。这份课程设计既是对这 学期所学知识的总结,又是自己知识的积累,也大大加深了对可编程控制器技术 的了解。

课程设计中既动脑又动手,是一个理论与实际结合的过程。仅仅有理论是不 够的,更重要的是实际的,是我们所设计的实物,具有设计合理,经济实用的优 点。这就需要我们设计者考虑问题是要仔细、周密,不能有丝毫的大意。对设计 方案的优越化,也需要我们综合各方面的因素考虑,尤其是实际。再次向教育指 导我的老师及同学表示诚挚的感谢!鉴于本人所学知识有限,经验不足,又是初次研究这种复杂的设计,在此过 程中难免存在一些错误和不足之处,恳请老师给予批评和指正。

PLC 技术与工程应用课程设计 附录 1 参考文献