《自動(dòng)墻壁清洗機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《自動(dòng)墻壁清洗機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)（47頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、. . . . 目錄 1引言1 1.1清洗建筑表面的意義1 1.2目的和現(xiàn)實(shí)意義1 1.3研究現(xiàn)狀2 2方案評(píng)價(jià)與選擇3 2.1高樓外墻清潔機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作3 2.1.1設(shè)置于頂樓的支撐突梁3 2.1.2支撐纜繩4 2.1.3乘載用掛籠4 2.1.4動(dòng)作馬達(dá)4 2.1.5升降結(jié)構(gòu)5 2.1.6清洗刷5 2.2方案評(píng)價(jià)與選擇5 3運(yùn)動(dòng)學(xué)與結(jié)構(gòu)方案的確定6 3.1運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)選定6 3.2計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比8 3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)8 4傳

2、動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算10 4.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算10 4.1.1.初步計(jì)算10 4.1.2校核計(jì)算10 4.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算14 4.2.1.初步計(jì)算14 4.2.2校核計(jì)算14 4.2.3確定傳動(dòng)主要尺寸16 4.3 畫(huà)簡(jiǎn)圖18 4.3.1 初估軸徑18 4.3.2 初選聯(lián)軸器19 4.3.3 初選軸承19 5軸的校核計(jì)算20 5.1高速軸受力分析20 5.2中間軸校核計(jì)算20 6高速軸軸承驗(yàn)算28 致30 參考文獻(xiàn)31 附錄31 附錄1 外文文獻(xiàn)翻譯 附錄2 外文文獻(xiàn)原文 附錄3 自動(dòng)墻臂清洗機(jī)裝配圖 A0 附錄4 自動(dòng)墻臂清

3、洗機(jī)零件圖1A1 附錄5 自動(dòng)墻臂清洗機(jī)零件圖2 A1 附錄6 自動(dòng)墻臂清洗機(jī)零件圖3 A3 45 / 47 1引言 1.1 清洗建筑表面的意義 隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市建筑更加規(guī)，完美。千姿百態(tài)的各式建筑，尤其是高層建筑外墻都用各種建筑材料進(jìn)行裝飾，如粘帖各色墻磚，瓷磚，馬賽克，或涂上涂料，但是，自然界的風(fēng)吹雨打，日光輻射，塵埃污染，以與一些人為或偶然事故等原因，一段時(shí)間過(guò)后，建筑表面都將不同程度地變得污濁灰暗，破舊不堪，在環(huán)境差的地區(qū)，污染或損壞還相當(dāng)嚴(yán)重。建筑表面就像人身上的外衣，要保持清潔，就需要經(jīng)常清洗，整理。為此，世界發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)

4、，對(duì)保持建筑表面的清潔非常重視，并以法律的形式明確規(guī)定，每年必須定期清洗，否則將受到處罰。近年來(lái)，我國(guó)各級(jí)政府部門(mén)的環(huán)境保護(hù)意識(shí)已發(fā)生了很大改變，國(guó)一些大，中城市，特別是旅游，開(kāi)放城市，旅游景點(diǎn)，為保持建筑表面清潔，也制定出臺(tái)了相應(yīng)的法規(guī)，全國(guó)圍的衛(wèi)生評(píng)比活動(dòng)，把保持建筑表面清潔列為考核的重要指標(biāo)之一，其中高層建筑的外墻，醒目，突出，自然也就成為檢查的重中之重。 有信息表明，十·五期間國(guó)家用于環(huán)境保護(hù)的投資將由九·五期間國(guó)民生產(chǎn)總值的1.5%翻倍增加至4%，同時(shí)還伴隨以產(chǎn)業(yè)政策的優(yōu)惠。所以，隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，政府，公民的環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，建筑表面清潔問(wèn)題必將引起各方面的高度重視，

5、建筑清洗行業(yè)必然具有廣泛的發(fā)展前景，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益. 建筑表面清洗主要包括外墻清洗和中央空調(diào)風(fēng)管的清洗，目前外墻清洗是采用傳統(tǒng)的“蜘蛛人”清洗，這是以犧牲生命為代價(jià)的非人工作，部分城市頒布了建筑表面清洗條例； 由于非典事件，公共衛(wèi)生得到了高度的重視，特別是中央空調(diào)風(fēng)管的清洗，最近有關(guān)中央空調(diào)的清洗條例很快出臺(tái)；因此對(duì)于建筑表面清洗提供一個(gè)完備的解決方案，必然打破一個(gè)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)格局，改變了人們的工作方式，用機(jī)器人清洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工清洗或無(wú)法清洗，是必然的發(fā)展趨勢(shì)。 1.2 目的和現(xiàn)實(shí)意義 洗墻機(jī)的功能主要在于清洗大樓窗戶、外墻等外部結(jié)構(gòu)，然而礙于在清洗大樓時(shí)清洗后廢水的

6、處理，清洗的效果、效率等等，目前市面上尚無(wú)自動(dòng)的大樓洗墻機(jī)。 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層式建筑如雨后春筍般的拔地而起。高樓外墻的外觀保養(yǎng)和清潔成為樓宇管理不可缺少的一部份。有需求就由市場(chǎng)，高樓外墻的清潔必將成為一種經(jīng)濟(jì)效益高，前景廣闊的行業(yè)。在中國(guó)，這種行業(yè)正在逐漸興趣。我國(guó)高墻清潔主要采取兩種形式。 1.3研究現(xiàn)狀 綜觀目前市面上可見(jiàn)的洗墻機(jī)，清洗方式主要還是以人工清洗為主，所以都是以掛籠垂降，再以人工方式清洗墻面；然而垂掛以與掛籠的升降方式便較具變化。傳統(tǒng)的是人手清潔，用繩把人系住和定位，逐層清潔。這種方式人在半空吊來(lái)吊去的（好象攀崖運(yùn)動(dòng)員下山時(shí)那樣），勞動(dòng)強(qiáng)

7、度高，效率低，因?yàn)橹黧w是人，所以帶有一定的危險(xiǎn)性。 現(xiàn)代的機(jī)器人清潔，現(xiàn)代科技的發(fā)展，機(jī)器人代替人手工作是必然的趨勢(shì)，在國(guó)外和我國(guó)的一些清潔公司已經(jīng)采用了機(jī)器人來(lái)進(jìn)行高樓外墻的清潔工作，但是這些機(jī)器人構(gòu)造復(fù)雜，操作復(fù)雜，功能繁多（有些功能是很少用到或在某些場(chǎng)合不會(huì)用到），造成成本高（如果是一些由人工智能的機(jī)器人就更加不用說(shuō)了）和資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的高樓外墻清潔機(jī)器。 2方案評(píng)價(jià)與選擇 2.1高樓外墻清潔機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作 現(xiàn)代高樓外墻自動(dòng)清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)主要分為下面幾種: 2.1.1設(shè)置于頂樓的支撐突梁 以下為一些常見(jiàn)的支撐突

8、梁： （1）固定式如圖2.1所示： （A）F型突梁 (B) L型突梁 圖2.1 固定式突梁 (2)活動(dòng)式： 設(shè)有活動(dòng)滑軌,如圖2.2為一種滑軌： 圖2.2 滑軌 滑軌式的作動(dòng)情形如圖2.3所示： 圖2.3 滑軌式的作動(dòng)情形 滑軌有多種形式如圖2.4所示： A.水平式滑軌 B.自走平臺(tái) C.垂直式滑軌 圖2.4 多種形式的滑軌

9、 直接將大型起降車(chē)設(shè)置于頂樓，方便隨時(shí)清洗，亦有助施工維修，但成本高昂且占空間。 2.1.2支撐纜繩 纜繩能承受高度力，目前專用纜繩就可達(dá)到需求。 2.1.3乘載用掛籠 小型掛籠如圖2.5所示： 圖2.5 小型掛籠 中型掛籠如圖2.6所示： 圖2.6 中型掛籠 2.1.4 動(dòng)作馬達(dá) 對(duì)于馬達(dá)，一般來(lái)說(shuō)有以下要求： A.高扭力、低轉(zhuǎn)速。 B.斷電自動(dòng)煞車(chē)。 C.機(jī)械煞車(chē)裝置。 D.靜定功能。 2.1.5升降結(jié)構(gòu) 對(duì)于升降的結(jié)構(gòu)，目前計(jì)劃主要依現(xiàn)有一般市面上可見(jiàn)的機(jī)構(gòu)加以改良，作為自動(dòng)洗墻機(jī)的作動(dòng)裝置，裝在樓頂

10、的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)卷桶控制鋼絲繩的收放，使的刷子部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能在高墻上縱向移動(dòng)。在這里,選擇卷?yè)P(yáng)機(jī)類似的機(jī)構(gòu),加以改進(jìn)。 2.1.6清洗刷 考慮到刷子受到的摩擦力很小 ，刷子的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力由小電機(jī)提供，如圖所示 刷子部分采用紅外線測(cè)距。當(dāng)墻上的玻璃窗等與墻的豎直距離不等時(shí)，刷子不能很好的清洗玻璃等凹或凸出來(lái)的部分。所以從機(jī)器采用紅外線測(cè)距， 使刷子能更好的工作，即使有突出的墻沿，也可以通過(guò)機(jī)器自己調(diào)節(jié)(線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)和彈簧力來(lái)調(diào)節(jié)) 刷子由一個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。 為了使機(jī)器在刷子往返運(yùn)動(dòng)中，不會(huì)使機(jī)構(gòu)左右搖擺，所以采用一些輔助機(jī)構(gòu)來(lái)減少左右搖擺，如圖所示，采用末端加有一個(gè)輪，此輪與墻接觸

11、。當(dāng)機(jī)器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，輪與墻之間是滾動(dòng)摩擦，使機(jī)器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以使機(jī)器與墻之間保持一定的距離，從而不會(huì)撞到墻或者玻璃，當(dāng)墻左右搖晃時(shí)，這時(shí)，輪與墻之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，對(duì)機(jī)器左右搖擺有一定的抑制作用。 還有一些輔助機(jī)構(gòu)使得清潔機(jī)在墻上工作更加平穩(wěn)。 2.2方案評(píng)價(jià)與選擇 根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，投資小，成本低，安全可靠，工作效率高，故選用，水平式滑軌，支撐纜繩，小型掛籠，升降機(jī)構(gòu)采用類似卷?yè)P(yáng)機(jī)機(jī)構(gòu)，工作部，利用工作電動(dòng)，經(jīng)減速器減速，帶動(dòng)清洗刷轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)清洗功能。 3運(yùn)動(dòng)學(xué)與結(jié)構(gòu)方案的確定 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，一小時(shí)可以清洗墻面600-800平方米，考慮到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接

12、單向進(jìn)給，故只考慮升降，而且要達(dá)到600-800平方米，所以要選用大型號(hào)的清洗刷。其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示： 圖3.1 清洗刷結(jié)構(gòu)圖 3.1運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)選定 初選卷?yè)P(yáng)機(jī)，根據(jù)GB/T 1995-2002，選用雙卷快速快溜放卷?yè)P(yáng)機(jī)，額定速度為20m/min-25min，額定載荷為25KN。 根據(jù)初選的卷?yè)P(yáng)機(jī)，則定清洗刷直徑應(yīng)500mm。 清洗刷與墻面的摩擦力 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得工程塑料的動(dòng)摩擦因數(shù)在之間，因?yàn)?，清洗刷基本上靠自?dòng)壓在墻面上，又要考慮到清洗干凈，故選用動(dòng)摩擦因數(shù)較大的工程塑料，選定其動(dòng)摩擦因數(shù)為，估算清洗裝置，故

13、工作機(jī)所需輸入功率： 各部件的傳動(dòng)效率： 工作機(jī)的效率： 傳動(dòng)裝置中各部分的效率,查機(jī)械手冊(cè)得 8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)效率： 彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率： 齒式聯(lián)軸器傳動(dòng)效率： 球軸承傳動(dòng)效率： 滾子軸承： 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率： 所需電動(dòng)機(jī)功率 由 ,得 查表13-2,得圓柱齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比常值為3～5,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍: 對(duì)Y系列電動(dòng)機(jī)通常多選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī),故選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。 選用Y100L2-4,額定功率3KW,滿載轉(zhuǎn)速1430r/min,電動(dòng)機(jī)極數(shù)為4，軸

14、伸尺寸。其具體參數(shù)如下： 型號(hào): Y100L2-4 額定功率/kW: 3.0 鐵心長(zhǎng)度/mm: 135 氣隙長(zhǎng)度/mm: 0.3 定子外徑/mm: 155 定子徑/mm: 98 定子線規(guī)nc-dc: 1-1.18 每槽線數(shù): 31 并聯(lián)支路數(shù): 1 繞組型式: 單層交叉 節(jié)距: 1～9/2～10/18～11 槽數(shù)Z1/Z2: 36/32 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·m^2): 0.0067 質(zhì)量/kg: 38 3.2 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比要求為 式中： —電動(dòng)

15、機(jī)滿載轉(zhuǎn)速,r/min. 一般推薦展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比,取。 3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 該傳動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)有三軸,依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸,則: 3.3.1各軸轉(zhuǎn)速 式中:—為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速,r/min； 、、—分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸轉(zhuǎn)速,r/min;Ⅰ為高速軸,Ⅲ為低速軸. 3.3.2各軸功率 式中: Pd—為電動(dòng)機(jī)輸出功率,KW; PⅠ、PⅡ、PⅢ—分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸輸入功率,KW； 3.3.3各軸轉(zhuǎn)矩 4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 因傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)格限制,生產(chǎn)批量小,故小齒

16、輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB～286HB,平均取為260HB;大齒輪用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為229HB～286HB,平均取為240HB.齒輪采用非對(duì)稱支承結(jié)構(gòu)安裝。計(jì)算步驟如下: 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 4.1.1初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩T1, 齒寬系數(shù) ,由表12.13,取 Ad值,由表12.16,估計(jì),取 接觸疲勞極限,由圖12.17c,得 初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力: 傳動(dòng)比i, 初步計(jì)算小齒輪直徑d1 ,,取 初步齒寬b , 4.1.2校核計(jì)算 圓周速度, 精度等級(jí) 由表12.6，選用8級(jí) 齒數(shù)Z1、模數(shù)和螺旋角: ，取Z2=105 ,由表12.3

17、,取 (和估計(jì)值接近) 使用系數(shù)KA由表12.9,, 動(dòng)載系數(shù)Kv,由圖12.9, 齒間載荷分配系數(shù) 由此得 齒向載荷分布系數(shù),由表12.11, 載荷系數(shù), 彈性系數(shù),由表12.12, 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),由圖12.16, 重合度系數(shù) ,由式12.31,因故 螺旋角系數(shù), 接觸最小安全系數(shù),由表12.14,得(一般可靠) 總工作時(shí)間, 應(yīng)力循環(huán)次數(shù): 接觸壽命系數(shù),由圖12.18,, 許用接觸應(yīng)力: 驗(yàn)算 計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無(wú)須調(diào)整。 4.1.3確定傳動(dòng)主要尺寸

18、 中心距 實(shí)際分度圓直徑, 齒寬, 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒形系數(shù): 由圖12.21,, 應(yīng)力修正系數(shù) ,由圖12.22,, 重合度系數(shù) , 螺旋角系數(shù), (當(dāng).) ,故 齒間載荷分配系數(shù) , 前已求得,故 齒向載荷分配系數(shù) ,由圖12.14,, 載荷系數(shù), 彎曲疲勞極限,由圖12.23c,, 彎曲最小安全系數(shù),由表12.14, 應(yīng)力循環(huán)次數(shù), 彎曲壽命系數(shù),由圖12.24,, 尺寸系數(shù),由圖12.25, 許用彎曲應(yīng)力 驗(yàn)算 傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載,故不做靜強(qiáng)度

19、校核。 4.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 因傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)格限制,生產(chǎn)批量小,故小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度取為280HB;大齒輪用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度取為260HB。齒輪采用非對(duì)稱支承結(jié)構(gòu).計(jì)算步驟如下: 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 4.2.1初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩T2 , 齒寬系數(shù) ,由表12.13,取 Ad值,由表12.16,估計(jì),取 接觸疲勞極限,由圖12.17c,得 初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力: 傳動(dòng)比, 初步計(jì)算小齒輪直徑, 初步齒寬b , 4.2.2校核計(jì)算 圓周速度, 精度等級(jí) 選用8級(jí) 齒數(shù)、模數(shù)和螺旋角: ,由表12.3,取 (和估計(jì)值接近)

20、 使用系數(shù)KA ,表12.9,, 動(dòng)載系數(shù),由圖12.9, 齒間載荷分配系數(shù) 由此得 齒向載荷分布系數(shù),由表12.11, 載荷系數(shù), 彈性系數(shù),由表12.12, 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),由圖12.16, 重合度系數(shù) ,由式12.31,因,故 螺旋角系數(shù), 接觸最小安全系數(shù),由表12.14,得(一般可靠) 總工作時(shí)間, 應(yīng)力循環(huán)次數(shù): 接觸壽命系數(shù),由圖12.18, , 許用接觸應(yīng)力 驗(yàn)算 計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無(wú)須調(diào)整. 4.2.3確定傳動(dòng)主要尺寸 中心距 實(shí)際分度圓直

21、徑 齒寬,取 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒形系數(shù): 由圖12.21,, 應(yīng)力修正系數(shù) ,由圖12.22,, 重合度系數(shù)， 螺旋角系數(shù), (當(dāng).) ，故 齒間載荷分配系數(shù), 前已求得,故 齒向載荷分配系數(shù),由圖12.14,, 載荷系數(shù), 彎曲疲勞極限,由圖12.23c,, 彎曲最小安全系數(shù),由表12.14, 應(yīng)力循環(huán)次數(shù),, 彎曲壽命系數(shù),由圖12.24, , 尺寸系數(shù),由圖12.25, 許用彎曲應(yīng)力 驗(yàn)算 傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載,故不做靜強(qiáng)度校核。 表1 傳動(dòng)零件設(shè)

22、計(jì)計(jì)算小結(jié) 名稱 材料 硬度 齒數(shù) 齒寬 mn β 分度圓直徑 齒輪Ⅰ 40Cr 260HB 22 55mm 2 12°6′5′′ 45.000mm 齒輪Ⅱ 45 240HB 105 45mm 2 12°6′5′′ 215.190 mm 齒輪Ⅲ 40Cr 280HB 28 82 mm 2.5 13°32′10′′ 72.000mm 齒輪Ⅳ 45 260HB 96 72mm 2.5 13°32′10′′ 254.952 mm 4.3 畫(huà)簡(jiǎn)圖 142 58 71 70.5 57.5 71 128

23、 圖4.1 簡(jiǎn)圖 4.3.1 初估軸徑 在畫(huà)裝配草圖前需初估軸徑,從而提高設(shè)計(jì)效率,減少重復(fù)設(shè)計(jì)的工作量,并盡可能的降低生產(chǎn)成本。三根軸都選用40Cr材料。 由<<機(jī)械設(shè)計(jì)>>式16.2,得各軸的最小直徑分別為: 式中: C為軸強(qiáng)度計(jì)算系數(shù),40Cr所對(duì)應(yīng)的系數(shù)為102 考慮到實(shí)際情況,可將這三軸的最小軸徑定為25mm,50mm和35mm。 4.3.2 初選聯(lián)軸器 聯(lián)軸器除聯(lián)接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩外,有些還具有補(bǔ)償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移的

24、功能,以與具有緩沖、吸振、安全保護(hù)等功能。電動(dòng)機(jī)軸和減速器高速軸聯(lián)接用的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較高,為減小啟動(dòng)載荷,緩和沖擊,應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和具有彈性的聯(lián)軸器,該設(shè)計(jì)選用彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸與工作機(jī)聯(lián)接用的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較低,不必要求具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,但傳遞轉(zhuǎn)矩較大,又因減速器與工作機(jī)不在同一底座上,要求具有較大的軸線偏移補(bǔ)償,因此選用鼓形齒式聯(lián)軸器。根據(jù)上述分析并考慮到實(shí)際情況,聯(lián)軸器選擇如下: 電動(dòng)機(jī)軸和減速器高速軸聯(lián)接用的聯(lián)軸器選用LT4聯(lián)軸器。 4.3.3 初選軸承 軸承是支承軸頸的部件。由于該傳動(dòng)裝置采用兩對(duì)斜齒輪傳動(dòng)，經(jīng)比較選擇，采用兩對(duì)角接觸球軸承和深溝

25、球軸承。從高速軸到低速軸，選用的軸承分別為7307C、30210、30210，均為成組使用，面對(duì)面安裝。 5軸的校核計(jì)算 5.1高速軸受力分析 高速軸受力情況如下： 圖5.1 高速軸受力情況 水平受力分析: 對(duì)點(diǎn)取矩,則有 對(duì)點(diǎn)取矩,則有 垂直面受力分析: 對(duì)點(diǎn)取矩,則有: 對(duì)點(diǎn)取矩,則有: 5.2 中間軸校核計(jì)算 中間軸結(jié)構(gòu)和受力分析圖如下: 中間軸材料選用40Cr調(diào)質(zhì),。軸的彎曲應(yīng)力校核步驟如下: 計(jì)算齒輪受力 齒輪Ⅱ所受的力(): 圓周力 徑向力 軸向力

26、 轉(zhuǎn)矩 齒輪Ⅲ所受的力:() 圓周力 徑向力 軸向力 計(jì)算支承反力 水平面反力 垂直面反力 水平面受力圖,如f圖所示 垂直面受力圖,如h圖所示 畫(huà)軸彎矩圖 水平面彎矩圖,如g圖所示，圖 垂直面彎矩圖,如i圖所示，圖 合成彎矩圖,如j圖所示，合成彎矩 畫(huà)軸轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩圖, 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩圖，如圖k所示 許用應(yīng)力 用插入法由表16.3,查得 應(yīng)力校正系數(shù) 畫(huà)當(dāng)量彎矩圖 當(dāng)量彎矩: 在齒輪Ⅲ中間處 在齒輪Ⅱ(軸頭)中間處 當(dāng)量彎矩圖,見(jiàn)圖l

27、 校核軸徑 齒根圓直徑 軸徑 經(jīng)檢驗(yàn)軸所用尺寸合格。 中間軸安全系數(shù)校核計(jì)算如下： 以齒輪Ⅲ端面處危險(xiǎn)截面為例進(jìn)行安全系數(shù)校核。 對(duì)稱循環(huán)疲勞極限 脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限 等效系數(shù) 截面3-3上的應(yīng)力 水平面彎矩 垂直面彎矩 合成彎矩 彎曲應(yīng)力幅 彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力 應(yīng)力集中系數(shù) 有效應(yīng)力集中系數(shù) 因在此截面處，有軸徑變化，過(guò)渡圓角半徑r=1mm，由和，從附錄表1中查出。 表面狀態(tài)系數(shù)

28、 由附錄5查出 尺寸系數(shù) 由附錄6查出 安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù) 設(shè)為無(wú)限壽命，，由式16.5得 扭轉(zhuǎn)安全系數(shù) 復(fù)合安全系數(shù) 經(jīng)檢驗(yàn)軸所用尺寸合格。 軸承驗(yàn)算 6高速軸軸承驗(yàn)算 查手冊(cè) 7307c軸承主要性能參數(shù)如下： 壽命計(jì)算 左邊軸承徑向力 右邊軸承徑向力 軸向力 ，方向向左 附加軸向力 查表18.4，可得 ， 因，故左邊軸承被壓緊 軸承軸向力 X,Y值 ，故 ，故 沖擊載荷系數(shù) 考慮中等沖擊查表18..8

29、得 當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承壽命 因，只計(jì)算軸承1的壽命 故高速級(jí)軸承滿足壽命要求。 靜載荷計(jì)算 X0、Y0 查表18.12，得， 當(dāng)量靜載荷 安全系數(shù)S0 正常使用角接觸球軸承，查表18.14，得 計(jì)算額定靜載荷 (因) 許用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算 載荷系數(shù) 載荷分布系數(shù) 許用轉(zhuǎn)速N 均大于工作轉(zhuǎn)速1430r/min。 經(jīng)檢驗(yàn)該軸承合格。 致 本論文是在世平老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅在學(xué)業(yè)上得到了老師細(xì)致、耐心的教導(dǎo)和講解，使自己鞏固、完善了所學(xué)知識(shí)，

30、并且治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、塌實(shí)沉穩(wěn)的學(xué)風(fēng)給人以深厚影響，在我的學(xué)習(xí)、待物中產(chǎn)生了積極作用，也使得本次設(shè)計(jì)能夠順利完成。 再此衷心感在這過(guò)程中幫助與指導(dǎo)過(guò)我的老師和同學(xué)，讓我開(kāi)闊了眼界，增加了學(xué)識(shí)。 參考文獻(xiàn) [1] 吳彥農(nóng).康志軍.Solidworks2003實(shí)踐教程. ：工學(xué)院，2003 [2] 葉偉昌. 機(jī)械工程與自動(dòng)化簡(jiǎn)明手冊(cè)（上冊(cè)）. ：機(jī)械工業(yè)，2001 [3] 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì). ：機(jī)械工業(yè)，2001 [4] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版 第4卷）. ：化學(xué)工業(yè)，2002 [5] 常清. 機(jī)械制圖（第二版）. ：中國(guó)建材工業(yè)，2000 [6] 朱? 敬. 明，邵謙謙.

31、AutoCAD2005.電子工業(yè)，2004 [7] 董玉平. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)，2001 [8] 曾正明. 機(jī)械工程材料手冊(cè). ：機(jī)械工業(yè)，2003 [9]周昌治. 忠鑒，之淵，廣凌. 機(jī)械制造工藝學(xué). ：大學(xué)，199910 曲寶章. 黃光燁. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ). ：工業(yè)大學(xué)，2002 [11] 福潤(rùn). 徐鴻本，延林. 機(jī)械制造基礎(chǔ)（第二版）. ：華中科技大學(xué)，2002 [12] 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì). ：高等教育，2004 [13]寧汝新. 汝嘉. CAD/CAM技術(shù). ：機(jī)械工業(yè)，2003 [14] 司徒忠. 璨. 機(jī)械工程專業(yè)英語(yǔ). ：理工大學(xué)，2001 [15]牛

32、又奇. 建國(guó). 新編Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程. ：大學(xué)，2001 [16] 甘登岱. AutoCAD2000.航空工業(yè)，2000 [17] 夸克工作室.SolidWorks2001.科學(xué)，2003 [18] 吳權(quán)威. SolidWorks2003.科學(xué)，2004 [19] 甘永立. 幾何量公差與檢測(cè).科學(xué)技術(shù)，2004 附錄1 外文文獻(xiàn)翻譯 工藝規(guī)程制訂與并行工程 T. Ramayah and Noraini Ismail 摘要:產(chǎn)品設(shè)計(jì)是用于產(chǎn)品，與它的部件裝配的計(jì)劃。為了把產(chǎn)品設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成一個(gè)實(shí)際物體，這需要一個(gè)制造計(jì)劃。而制訂一個(gè)這樣的計(jì)劃的行動(dòng)就叫做工藝規(guī)程

33、制訂。它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造之間的連接，工藝規(guī)程制訂包括決定加工順序和制造產(chǎn)品所必須完成的裝配步驟。在以下文章中,我們將解釋工藝規(guī)程制訂和他的一些相關(guān)主題 文章開(kāi)始，我們應(yīng)該區(qū)別在下列文章中被反復(fù)提到的工藝規(guī)程制訂和生產(chǎn)計(jì)劃。工藝規(guī)程制訂與如何制造產(chǎn)品和它的零件等工程技術(shù)問(wèn)題有關(guān)，制造零件和裝配產(chǎn)品需要什么樣的設(shè)備和工具？工藝規(guī)程制訂與產(chǎn)品制造物流管理有關(guān)系。它在工藝規(guī)程制訂后面與原料分類與獲得滿足制造充分?jǐn)?shù)量產(chǎn)品要求的資源有關(guān)。 工藝規(guī)程制訂 工藝規(guī)程制訂包括決定最適當(dāng)?shù)闹圃炫c裝配步驟和順序，在這些順序和步驟中他們必須根據(jù)所提出的詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)規(guī)完成給定零件或產(chǎn)品制造。 能夠被計(jì)劃的工藝

34、圍和多樣性通常由于公司車(chē)間可用設(shè)備和技術(shù)能力而受到限制。在公司部不能夠制造的零件必須到外部市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，工藝規(guī)程制訂所提與的工藝選擇同樣也受到詳細(xì)設(shè)計(jì)資料的限制，我們稍后將會(huì)回到這一點(diǎn)。 工藝規(guī)程制訂通常是由制造工程師完成的，工藝制訂者必須熟悉工廠中詳細(xì)可用的制造流程并且能夠說(shuō)明工程圖。基于制訂者的知識(shí)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，用于制造每個(gè)零件的工藝步驟以最合乎邏輯的順序被發(fā)展制訂。下列各項(xiàng)是在工藝規(guī)程制訂圍里的許多決定和詳細(xì)資料： ? .設(shè)計(jì)圖的說(shuō)明.? 在工藝規(guī)程制訂的開(kāi)始，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的這一部分( 材料、尺寸、公差、表面處理等等)必須進(jìn)行分析。 ? .工藝和順序.? 工藝制訂者必須選擇哪一個(gè)工藝是必需

35、的與必需工藝的序列。此外還必須準(zhǔn)備好一個(gè)簡(jiǎn)短的工藝步驟描述。 ? .設(shè)備選擇.? 大體上，工藝制訂者必須逐步展開(kāi)利用工廠現(xiàn)有機(jī)器的計(jì)劃。另外，組件必須被購(gòu)買(mǎi)或在新設(shè)備上的投資必須被制定。 ? .工具、沖模、鑄模、夾具、量具.? 工藝必須決定每個(gè)工序需要什么工具，這些工具的實(shí)際設(shè)計(jì)和制造通常通過(guò)委派工具設(shè)計(jì)部門(mén)和工具庫(kù)或者聯(lián)系專攻那種工具制造的外面廠商來(lái)完成。 ? .方法分析.? 車(chē)間規(guī)劃，小工具，提升重物的提升間。甚至在一些人工操作情景中的肢體動(dòng)作也被指定。 ? .操作步驟.? 工作測(cè)量技術(shù)被用來(lái)為每個(gè)操作設(shè)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。 ? .切削工具和切削條件.? 這些必須對(duì)加工操作通過(guò)推薦標(biāo)準(zhǔn)手

36、冊(cè)來(lái)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 零件工藝規(guī)程制訂 對(duì)于單個(gè)零件，加工順序通過(guò)一種被稱為進(jìn)路表的表格來(lái)進(jìn)行文件證明備份。就如工程圖被用于詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)產(chǎn)品一樣，進(jìn)路表被用于詳細(xì)說(shuō)明工藝計(jì)劃。他們是類似的，一個(gè)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，另一個(gè)用于制造。 制造單個(gè)零件的典型加工順序包括：(1) 一個(gè)基本工序 (2) 二級(jí)工序 (3) 提高物質(zhì)特性工序和(4) 最后工序。一個(gè)基本工序決定了工件的起始造型。金屬鑄件、塑料成型、金屬精煉是基本工序中的實(shí)例。起始造型常常必須通過(guò)改變起始造型操作(或者接近于最終造型)的二級(jí)工序來(lái)精制。二級(jí)工序習(xí)慣于和基本工序一起提供起始造型，當(dāng)砂型鑄造是基本工序，車(chē)加工通常是二級(jí)工序。當(dāng)軋鋼廠制

37、造金屬片是基本工序，沖壓操作像沖裁和彎曲通常是二級(jí)工序。當(dāng)塑料注入成型是基本工序時(shí)，二級(jí)工序通常是不必要的，因?yàn)樗拇蠖鄶?shù)幾何特征制造通過(guò)別的方式如成型制造來(lái)完成。塑料成型和其他操作的二級(jí)工序被稱為凈成型工序的并發(fā)二級(jí)工序，需要一些但并不多的二級(jí)工序的操作就是所提到的近似成型工序。許多有印象的摸鍛件就是這一類，這類零件能夠經(jīng)常在鍛造(初級(jí)工序)階段被成型，因此減少了必要的加工(二級(jí)工序)。 一旦模型被建立，許多零件的下一步是改良它們的機(jī)械物理性能。提高特性工序并不改變零件模型，然而，它卻能改變零件的物理特性。金屬零件的熱處理操作就是最普通的實(shí)例。類似的如玻璃通過(guò)熱處理來(lái)制造鋼化玻璃，對(duì)于大多

38、數(shù)零件的制造來(lái)說(shuō)，這些特性加強(qiáng)工序在加工工序中并不需要。 最后工序通常對(duì)零件(或裝配體)的表面提供一個(gè)涂層。例如電鍍、薄膜沉積技術(shù)、涂漆。表面處理的目的是改善外觀，改變顏色 或者表面保護(hù)防止腐蝕和磨損等等。在很多零件中最后工序是并不需要的。例如：塑料成型就很少需要最后程序。當(dāng)必須需要最后程序，他通常是加工順序的最后一步。 裝配工藝規(guī)程制訂 一個(gè)既定產(chǎn)品的典型裝配方法由以下因素決定的：(1)預(yù)期產(chǎn)品數(shù)量(2)裝配產(chǎn)品的復(fù)雜性。例如：不同組件的數(shù)量和(3)常用裝配工藝。例如：機(jī)械定位焊接、對(duì)于小數(shù)量產(chǎn)品，通常在人工裝配線上進(jìn)行裝配。對(duì)于大量制造的一打或這樣組件的簡(jiǎn)單零件，要采用適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)

39、化裝配線。無(wú)論如何這里有一個(gè)工作必須被完成的優(yōu)先順序，這個(gè)優(yōu)先需求經(jīng)常用一個(gè)優(yōu)先表來(lái)進(jìn)行圖表描繪。 裝配工藝規(guī)程制訂包括裝配指令的發(fā)展，但是更詳細(xì)地對(duì)于小批量生產(chǎn)。在一個(gè)崗位完成整個(gè)裝配，對(duì)于一個(gè)裝配線上的大批量生產(chǎn)，工藝規(guī)程制訂由一種分配工作條件到裝配線個(gè)別工位并被叫做人工投入線性平衡法的程序組成。這種裝配線按照裝配線平衡解決方案決定的順序發(fā)送工作單元到個(gè)別工位，在個(gè)別組成，任意工具或夾具的工藝規(guī)程制訂時(shí)，一條裝配線的決定、設(shè)計(jì)和制造必須被完成，并且工作站的必須被列出來(lái)。 制造或購(gòu)買(mǎi)決定 在工藝制定過(guò)程中出現(xiàn)的一個(gè)重大問(wèn)題是一個(gè)特定零件應(yīng)該在公司部的工廠生產(chǎn)還是從外部銷售商處購(gòu)買(mǎi)，并且

40、這個(gè)問(wèn)題的答案被認(rèn)為是制造或購(gòu)買(mǎi)決定。如果公司沒(méi)有技術(shù)設(shè)備或制造零件所必須的詳細(xì)制造工藝中的專門(mén)技術(shù)，那么答案就很明顯了。因?yàn)闆](méi)有其他選擇零件必須購(gòu)買(mǎi)。然而，在很多例子中零件既可以在利用現(xiàn)有設(shè)備在部制造或者可以從外部擁有相似制造能力的生產(chǎn)銷售商處購(gòu)買(mǎi)。 在我們的關(guān)于制造或購(gòu)買(mǎi)的決定的討論中，他應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在開(kāi)始幾乎所有的制造者從供應(yīng)商那里購(gòu)買(mǎi)原料。一個(gè)機(jī)械加工廠從一個(gè)金屬經(jīng)銷商購(gòu)買(mǎi)他的起動(dòng)柄原料或從一個(gè)鑄造廠購(gòu)買(mǎi)他的砂型鑄件。一個(gè)塑料成型廠從一個(gè)化工廠購(gòu)買(mǎi)他的模塑料。一個(gè)沖壓廠可以去經(jīng)銷商或直接從軋鋼廠購(gòu)買(mǎi)金屬片。很少的公司能夠在操作中從原料一直進(jìn)行垂直整合，這看來(lái)至少購(gòu)買(mǎi)一些也許在他的工廠可

41、以另外制造的零件是合理的。也有可能為公司使用的每一個(gè)組成要求制造或購(gòu)買(mǎi)決定。 這里有許多影響制造或購(gòu)買(mǎi)決定的因素，一個(gè)人可能認(rèn)為成本是決定是購(gòu)買(mǎi)還是制造零件的最重要的因素。如果一個(gè)外部經(jīng)銷商比公司工廠更精通于制造零件的工藝，因而公司部生產(chǎn)成本可能比經(jīng)銷商賺取成本后的價(jià)格還要高?？墒?，如果購(gòu)買(mǎi)決定導(dǎo)致公司工廠設(shè)備和勞動(dòng)的閑置，購(gòu)買(mǎi)零件的表面優(yōu)勢(shì)就會(huì)喪失?？紤]以下例子制造或購(gòu)買(mǎi)決定。 為一個(gè)特定零件被引述的價(jià)格是100個(gè)單位的每單位$20.00。制造零件的成分如下所示： 單位原料成本=每單位$8.00 直接勞動(dòng)成本=每單位$6.00 勞動(dòng)加班150%=每單位$9.00 設(shè)備修理成本=每

42、單位$5.00 總計(jì)=每單位$28.00 這個(gè)組成應(yīng)該被購(gòu)買(mǎi)還是在部制造？ 解決方案：盡管經(jīng)銷商的引證似乎支持購(gòu)買(mǎi)決定，讓我們來(lái)考慮如果引證被接受可能在生產(chǎn)操作中的沖突。$5.00設(shè)備維修成本是已經(jīng)被制定的投資成本，如果設(shè)備設(shè)計(jì)因?yàn)橘?gòu)買(mǎi)零件的決定而變的沒(méi)有利用價(jià)值，那么這個(gè)固定成本仍然繼續(xù)盡管設(shè)備閑置著。同樣，如果零件被購(gòu)買(mǎi)由工廠空間，效用和勞動(dòng)成本組成的$9.00的勞動(dòng)間接成本仍然繼續(xù)。通過(guò)這種推理，如果應(yīng)該已用于生產(chǎn)零件的設(shè)備閑置的購(gòu)買(mǎi)決定并不是一個(gè)好決定因?yàn)樗赡芑ㄙM(fèi)公司將近$20.00+$5.0+$9.00=$34.0每單元。另一方面，如果正在討論的設(shè)備可以被用于生產(chǎn)其他零件并且

43、部生產(chǎn)成本低于外部聯(lián)系報(bào)價(jià)，那么一個(gè)購(gòu)買(mǎi)決定就是一個(gè)好決定。 制造或購(gòu)買(mǎi)決定并不像這個(gè)例子中的那樣直接。這幾年的一個(gè)趨勢(shì)，尤其在汽車(chē)工業(yè)，公司和零件供應(yīng)者建立緊密關(guān)系。由此我們將引出并行工程。 在計(jì)劃操作方面制造公司有很大興趣利用計(jì)算機(jī)輔助工藝（CAPP）系統(tǒng)來(lái)完成。 那些熟悉加工詳細(xì)資料和其他工藝的工廠培訓(xùn)的工人逐漸退休，并且這些人在將來(lái)工藝制訂的過(guò)程中是非常有用的。一種可選擇的用于完成這種功能的方式是必需的，CAPP 提供了這種選擇。CAPP經(jīng)常被看作是計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的一部分。然而這種趨向意味著CAM是一系列系統(tǒng)。事實(shí)上，當(dāng)CAD和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)協(xié)同作用創(chuàng)造了一個(gè)CAD/C

44、AM系統(tǒng)。在這樣一個(gè)系統(tǒng)中，CAPP成為設(shè)計(jì)和制造之間的直接聯(lián)結(jié)。來(lái)自計(jì)算機(jī)輔助工藝的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)： ? .工藝合理化和標(biāo)準(zhǔn)化.? 自動(dòng)工藝規(guī)程制訂比完全用手工編制工藝產(chǎn)生的更合理化和一致化。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)趨向產(chǎn)生低成本和高生產(chǎn)質(zhì)量。 ? .增強(qiáng)工藝制訂者的生產(chǎn)力.? 在數(shù)據(jù)文件中的系統(tǒng)方法和標(biāo)準(zhǔn)加工設(shè)計(jì)的實(shí)用性使工藝制訂者可完成更多的工作。 ? .減少工藝規(guī)程的制訂時(shí)間.? 與手工準(zhǔn)備相比，利用CAPP系統(tǒng)的工藝制訂者可以在較短的時(shí)間準(zhǔn)備好進(jìn)路表。 ? .改良異讀性.? 計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備的進(jìn)路表比手工準(zhǔn)備的進(jìn)路表更容易簡(jiǎn)潔。 ? .結(jié)合其他應(yīng)用軟件.? CAPP 系統(tǒng)可以在界面上與其它應(yīng)

45、用軟件結(jié)合，象成本估計(jì)和工作標(biāo)準(zhǔn)。 計(jì)算機(jī)輔助工藝圍繞著兩個(gè)路徑來(lái)設(shè)計(jì)，這兩個(gè)路徑被叫做：（1）CAPP檢索系統(tǒng)和（2）CAPP生成系統(tǒng)。許多CAPP系統(tǒng)結(jié)合這兩種路徑而被稱為生成檢索CAPP系統(tǒng)。 制造業(yè)的并行工程和設(shè)計(jì) 并行工程引用一種常用于產(chǎn)品發(fā)展的路徑，通過(guò)它使工程設(shè)計(jì)功能、工程制造功能和其他功能綜合起來(lái)以減少一種新產(chǎn)品投放市場(chǎng)所需要的共用時(shí)間，也被稱為并發(fā)工程，他可能被認(rèn)為是CAD/CAM技術(shù)的類似組織版本，按照傳統(tǒng)路徑來(lái)使一件產(chǎn)品投放市場(chǎng)。如圖(1)a所示，工程設(shè)計(jì)功能和工程制造功能這兩種功能是分開(kāi)并且連續(xù)的，產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)開(kāi)展一項(xiàng)新的設(shè)計(jì)有時(shí)很少考慮到公司的制造能力，也很少有

46、機(jī)會(huì)能夠讓制造工程師來(lái)提供如何使設(shè)計(jì)更容易制造的一些建議。他好像消除了在設(shè)計(jì)和制造之間的一堵墻，當(dāng)設(shè)計(jì)部門(mén)完成設(shè)計(jì)，他投擲工程圖和說(shuō)明書(shū)越過(guò)這面墻，并且那時(shí)工藝規(guī)程制訂也開(kāi)始了。 圖（1）比較 : (a) 傳統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)展周期和 (b) 并行產(chǎn)品的發(fā)展周期 通過(guò)比較，實(shí)行并行工程的公司，工程制造部門(mén)在早期就參與到產(chǎn)品發(fā)展周期。為如何使產(chǎn)品和他的組成能夠被設(shè)計(jì)的更適于制造提供建議。他同樣為產(chǎn)品提供制造計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行的早期準(zhǔn)備，這種并行工程的路徑在圖(1)b中被描繪出。除了工程制造以外其他功能同樣被包括在產(chǎn)品發(fā)展周期中，如質(zhì)量工程、制造部門(mén)、后勤服務(wù)、市場(chǎng)供應(yīng)評(píng)定組成和一些情況下將使用這些產(chǎn)品的

47、消費(fèi)者。在產(chǎn)品發(fā)展階段的所有這些功能不僅能改善新產(chǎn)品的功能和性能，同時(shí)也能改善他的可造性、自檢性、易測(cè)性、服務(wù)能力和可維護(hù)性。通過(guò)早期功能改善，因?yàn)樵谧罱K產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后的回顧太晚以至于不能對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行便利的修改的不利因素的消除，使產(chǎn)品發(fā)展周期的持續(xù)期大大減少。 并行設(shè)計(jì)包含以下因素：(1)一些制造和裝配設(shè)計(jì)(2)質(zhì)量設(shè)計(jì)(3)成本設(shè)計(jì)和(4)生命周期設(shè)計(jì)。另外，像快速成型、虛擬制造、和組織轉(zhuǎn)變等輔助技術(shù)需要被用來(lái)促進(jìn)公司的并行工程。 制造和裝配設(shè)計(jì) 據(jù)估計(jì)一件產(chǎn)品的70%的生命周期成本是由在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)所做的基本決定所決定的，這些設(shè)計(jì)決定包括每個(gè)零件的材料、零件模型、公差、表面處理、零件是如何

48、被組織裝配的和常用裝配方法。一旦這些決定被指定，減少產(chǎn)品制造成本的能力就會(huì)被限制。例如，如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)者決定用鋁砂型鑄造法制造一個(gè)分開(kāi)零件，但是這個(gè)零件的工藝特性只能通過(guò)加工來(lái)完成(如螺紋孔和配合公差)，制造工程師沒(méi)有選擇的余地，只能按照先砂型鑄造在加工的方法來(lái)達(dá)到既定要求。在這個(gè)例子中，用一個(gè)在單獨(dú)步驟所需要的塑料模制品也許是一個(gè)較好的決定。因此，當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)展開(kāi)時(shí)給制造工程師 一個(gè)忠告設(shè)計(jì)者的機(jī)會(huì)對(duì)產(chǎn)品的順利可造性是非常重要的。 這種被用于嘗試描述順利改變一件新產(chǎn)品的可造性的條件是制造設(shè)計(jì)(DFM)和裝配設(shè)計(jì)(DFA)。當(dāng)然，DFM和DFA是緊密相連的，因此讓我們用制造和裝配設(shè)計(jì)(DFM

49、/A)的形式來(lái)表達(dá)。制造和裝配設(shè)計(jì)包括在一件新產(chǎn)品中的可造性和可裝配性的綜合考慮，這包括： (1)組織變化和(2)設(shè)計(jì)原理和指導(dǎo)方針。 .在DFM/A中的組織變化.? DFM/A的有效執(zhí)行包括公司組織機(jī)構(gòu)的正式或非正式的變化，因此設(shè)計(jì)職工和制造職工之間有很好的交流和交互作用。這可以通過(guò)以下方法來(lái)完成：(1)通過(guò)成立由產(chǎn)品設(shè)計(jì)者制造工程師和其他員工(例如：質(zhì)量工程師、材料專家)組成的攻關(guān)小組來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)；(2)通過(guò)要求設(shè)計(jì)工程師用一些事業(yè)時(shí)間在制造上，以能夠掌握第一手可造性和可裝配性是如何通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)聯(lián)系在一起的；(3)通過(guò)指派制造工程師到產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)在一個(gè)臨時(shí)的或?qū)Ｈ蔚幕A(chǔ)上做一個(gè)還原性顧

50、問(wèn)。 .設(shè)計(jì)說(shuō)明和指導(dǎo)方針.? DFM/A為了理解如何設(shè)計(jì)一個(gè)既定產(chǎn)品來(lái)使可造性和可裝配性最大化也依賴于設(shè)計(jì)說(shuō)明和指導(dǎo)方針的使用，這些通用設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針中的一些幾乎適用于任何產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在其他方面，一些設(shè)計(jì)原理只適用于特定工序，例如：軸或錐度在階梯中的使用和利用模制品來(lái)切除模零件，在制造過(guò)程中我們只把這些具體過(guò)程指導(dǎo)方針?lè)旁跁?shū)本上。 指導(dǎo)方針有時(shí)互相矛盾，一條指導(dǎo)方針是“簡(jiǎn)化零件模型，避免不必要的特征”。但是在同一表格里的另一指導(dǎo)方針為了裝配安全而規(guī)定在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)“特殊幾何特征必須不時(shí)加上他的組成”。而且他也許值得來(lái)結(jié)合個(gè)別裝配件的特征來(lái)減少產(chǎn)品中零件的數(shù)量。在這些示例中零件制造設(shè)計(jì)與裝配設(shè)計(jì)

51、相沖突，在這個(gè)矛盾沖突的兩邊，一個(gè)適當(dāng)解決方法必須被發(fā)現(xiàn)。 附錄2 外文文獻(xiàn)原文 Process Planning and Concurrent Engineering T. Ramayah and Noraini Ismail Abstract:The product design is the plan for the product and its components and subassemblies. To convert the product design into a physical entity, a manufacturing plan is needed.

52、The activity of developing such a plan is called process planning. It is the link between product design and manufacturing. Process planning involves determining the sequence of processing and assembly steps that must be accomplished to make the product. In the present chapter, we examine processing

53、 planning and several related topics. Process Planning Process planning involves determining the most appropriate manufacturing and assembly processes and the sequence in which they should be accomplished to produce a given part or product according to specifications set forth in the product desi

54、gn documentation. The scope and variety of processes that can be planned are generally limited by the available processing equipment and technological capabilities of the company of plant. Parts that cannot be made internally must be purchased from outside vendors. It should be mentioned that the ch

55、oice of processes is also limited by the details of the product design. This is a point we will return to later. Process planning is usually accomplished by manufacturing engineers. The process planner must be familiar with the particular manufacturing processes available in the factory and be able

56、 to interpret engineering drawings. Based on the planner’s knowledge, skill, and experience, the processing steps are developed in the most logical sequence to make each part. Following is a list of the many decisions and details usually include within the scope of process planning. ?The part of pr

57、oduct design must be analyzed (materials, dimensions, tolerances, surface finished, etc.) at the start of the process planning procedure. ?The process planner must select which processes are required and their sequence. A brief description of processing steps must be prepared. In general, process

58、planners must develop plans that utilize existing equipment in the plant. Otherwise, the component must be purchased, or an investment must be made in new equipment. ? The process must decide what tooling is required for each processing step. The actual design and fabrication of these tools is usua

59、lly delegated to a tool design department and tool room, or an outside vendor specializing in that type of tool is contacted. ??Method analysis Workplace layout, small tools, hoists for lifting heavy parts, even in some cases hand and body motions must be specified for manual operations. The indust

60、rial engineering department is usually responsible for this area. ??Work standards.Work measurement techniques are used to set time s Cutting tools and cutting conditions.These must be specified for machining operations, often with reference to standard handbook recommendations. Process planning

61、for parts For individual parts, the processing sequence is documented on a form called a route sheet. Just as engineering drawings are used to specify the product design, route sheets are used to specify the process plan. They are counterparts, one for product design, for manufacturing. A typical

62、processing sequence to fabricate an individual part consists of: (1) a basic process, (2) secondary processes, (3) operations to enhance physical properties, and (4) finishing operations. A basic process determines the starting geometry of the work parts. Metal casting, plastic molding, and rolling

63、of sheet metal are examples of basic processes. The starting geometry must often be refined by secondary processes, operations that transform the starting geometry (or close to final geometry). The secondary geometry processes that might be used are closely correlated to the basic process that provi

64、des the starting geometry. When sand casting is the basic processes, machining operations are generally the second processes. When a rolling mill produces sheet metal, stamping operations such as punching and bending are the secondary processes. When plastic injection molding is the basic process, s

65、econdary operations are often unnecessary, because most of the geometric features that would otherwise require machining can be created by the molding operation. Plastic molding and other operation that require no subsequent secondary processing are called net shape processes. Operations that requir

66、e some but not much secondary processing (usually machining) are referred to as near net shape processes. Some impression die forgings are in this category. These parts can often be shaped in the forging operation (basic processes) so that minimal machining (secondary processing) is required. Once the geometry has been established, the next step for some parts is to improve their mechanical and physical properties. Operations to enhance properties do not alter the geometry of the part; instead,