读书笔记-三自由度棒料搬运机械手设计

1、guiilin university of technology&翩臨碰適悅（幽农）锲书扌艮告（锲书笔记丿学 院: 课题名称： 专业（方向）：班级:学生:指导教师：日期:机械与控制工程学院三自由度棒料搬运机械手设计机械设计制造及其自动化（机械装备设计与制造）机械11-2班焦大勇孙金荣2015年3月9日读书笔记一机械原理1绪论本课程主要研究各种机械的一般共性问题，即研究机构的组成原理、机构运动学 及机器动力学等；研究各种机器中常用机构的运动及动力性能分析与设计方法和机械 传动系统方案设计的问题。木课程的目的和任务是使学生通过木课程的学习，掌握机 构学和机器动力学的基木理论、基本知识和基本

2、技能，并初步具有拟定机械运动方案、 分析和设计机构的能力。它在培养高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械 技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。机械原理研究的对彖和内容；学习机械原理课程的n的和方法；机械原理学科发 展概貌。对课程的性质、主要内容等方面冇个初步的了解，为以下学习打好基础。2机构的结构分析机构结构分析的内容及目的；机构的组成、机构运动简图及机构具冇确定运动的 条件；平而机构与空间机构的自由度计算及应注意的事项；平而机构的组成原理、结 构分类及结构分析；虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计。明确机构组成的概念；能绘制常用机构的机构运动简图和计算平面机构的自由 度，

3、了解空间机构的自由度计算和平面机构的组成原理。3平面机构的运动分析主耍知识点：机构运动分析的任务、目的和方法；用速度瞬心法作机构的速度分析；用矢量方 程图解法作机构的速度及加速度分析；用解析法（复数法或矩阵法）作机构的运动分 析。基本要求：用图解法和解析法对ii级机构进行运动分析，特别是能运用计算机进行机构的运 动分析。4平面机构的力分析主要知识点：作用在机械上的力；构件惯性力的确定（质量代换法）;运动副屮摩擦的概念、 摩擦力的计算和总反力方向的确定；考虑摩擦时机构的受力分析。基本要求：了解作用在机械屮的力的分类，掌握运动副屮摩擦力的计算方法和总反力方向的 确定。5机械的效率和自锁主要知识点：

4、机械的效率和口锁的概念；机械与机组的机械效率计算；机械自锁条件的确定。 基木要求：明确机械效率和口锁的概念，能确定机构的憐时机械效率和机构的口锁条件。6机械的平衡主要知识点:机械平衡的目的；刚性转子的静平衡计算和动平衡计算；刚性转子的静平衡和动 平衡实验；转子的许用不平衡量概念；平面四杆机构平衡的基本概念。基本要求：明确机械平衡的耳的，掌握刚性转子的静平衡和动平衡的条件、平衡原理和任务 和作用；对机械原理学科的发展趋势有所了解。7机械的运转及其速度波动的调节主要知识点:机械运转过程的三个阶段；机械上的驱动力与工作阻力的特性；机械系统的等效 动力学模型；机械运动方程式的建立和求解；机械周期性速度

5、波动产牛的条件、程度 描述及其调节方法；机械非周期性速度波动及其调节原理。基本要求:掌握建立单口由度机械系统的等效动力学模型及运动方程式的方法，会求解力为 函数时的运动方程式；了解飞轮的调速原理和特点，掌握飞轮转动惯量的简易计算方 法；了解非周期性速度波动调节的基本概念。8平面连杆机构及其设计主要知识点：连杆机构及其传动特点；平而四杆机构的基本型式及其演化和应用；平面四杆机 构有曲柄条件、急回运动、传动角及死点、连杆曲线和运动连续性等；连杆机构设计 的基本问题；用图解法设计四杆机构的方法；用解析法设计四杆机构的方法；用实验 法设计四杆机构的方法。基本要求：了解平而四杆机构的基本型式及其演化，对

6、曲柄存在条件、急回运动（极位和极 位夹角）和行程速比系数、压力角、传动角、死点及运动连续性，有明确的概念，掌 握四杆机构的设计方法。9凸轮机构及其设计主要知识点：凸轮机构的应用、分类和特点；推杆运动规律的名词术语、常用运动规律及选择 的原则；用图解法和解析法设计凸轮的轮廓曲线；凸轮机构的受力分析、压力角的概 念及意义；凸轮基i员i半径、滚了半径和平底长度等基本尺寸的确定。基本要求：了解凸轮机构的类型和应用，对推杆的运动规律，凸轮机构的压力角及自锁有明 确的概念，能确定盘形凸轮机构的基本尺寸；掌握盘形凸轮廓线的设计方法。10小结本课程主要研究齐种机械的一般共性问题，即研究机构的组成原理、机构运动

7、学 及机器动力学等；研究各种机器中常用机构的运动及动力性能分析与设计方法和机械 传动系统方案设计的问题。本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，掌握机 构学和机器动力学的基木理论、基木知识和基木技能，并初步具有拟定机械运动方案、 分析和设计机构的能力。参考文献1 孙恒,陈作模，葛文杰.机械原理m.北京:高等教育出版社,2001.读书笔记二气动搬运机械手的机械结构设计思考1简介机械手机械手能够对人的手和手僭的功能进行模仿并能够按照i古1定的程序来实现对物 件的搬运和抓取屈 于机械电了装置的一种。气动搬运机械手的投入使用,大大减 小了人们的生活压力和劳动量，大大提高了生产活动中的门动化水平和机

8、械化水平, 在我国的 机械制造业电子冶金原子能以及轻工等行业获得了广泛的应用有效保证 了工作人员的人身安全。气动搬运机械手通过对空气的压缩实现工作具备多种优势, 例如轻便环保节能动作迅速等应用较为广 泛。本文针对气动搬运机械手的设计进行 研究以期 对我国的气动搬运机械手的设计有所作用。2气动搬运机械手手部结构的设计2. 1夹持类型的手部结构工作原理通常情况下，气动搬运机械手手部的结构可以 分为两种:气流负压式手部、 夹持式手部，本文介绍所使用的是夹持式手部，通过手爪与传力机构的冇 效配 合来实现人手功能的模仿。如果气动搬运机械手屈于齿轮齿条式的手部结构的 话，就需要通过一支点与两指的配合。气动

9、搬运机械手中的工件大部分都属于 圆柱形，因此需要将气动搬运机械手屮的手指部分设计成v型的形状，利用齿 轮齿条之间的配合来完成手指的开闭操作，在活塞杆上进行齿条的固定操作, 手指部分进行齿轮的固定。如果活塞杆 进行向下操作的话，齿条也需要进行向下的 运动位 于左面的齿轮进行顺时针运动，位于右面的齿轮进 行逆时针运动，气动 搬运机械于的手指就会张开逆向操作的话子指就会闭合。2.2气动搬运机械手驱动力和夹紧力的计算在气动搬运机械手的应用过程中，工件所承受 的手指施加的夹紧力，用n表 示，駆动力用f来表示，假设工件的重量是5 kg,手指v的角度在w =120° ,r = 24 mm, b =

10、 120 mnio工件所需的夹紧力就 可以使用下列公式进行计算：n 2 ki k2 k3 g在齿轮齿条传动的条件下，k1的拿权系数取数值1.5,而工件所具备的最大加 速度a = 0.3 kg/s2,工件由于重力而产生的加速度是g =9. 8kg/s2的话，工作情况 系数k2就用下列数值表示：k2=l+a/g二1.03, k3=0. 5,将已知数值带入上述所说 的公式就可以求岀工件所需的夹紧力：n 二 ki, k2, k3, g=l. 5x 1. 03x0. 5x5x9. 8=37. 9n 手部完成动作所需的驱动力可以使用下列公式求出：f=2bn/r=2x 120x37. 9/24=379n如果

11、h的取值是0.94的话，那么气动搬运机械手所需的实际驱动力是：f 实际二f/ n =379/0. 94 =403n3气动搬运机械手的手腕结构设计在气动搬运机械手的手腕设计过程中，手部与手臂z间的部件就是手腕用來 调整手部动作以满足模仿人手动作的需耍。通常情况匚气动搬运机械 手都具备很 高的通用性，因为机械手中的工件都是 水平放置的，因此在手腕设计的过程中需 要使用冋转结构并使用单叶片冋转气缸以满足机械手最基 本动作的需要。在手 腕设计的过程中是使用螺钉来 实现定片和缸体固定连接的，动片和冋转轴之间的 固定连接也是通过螺钉实现的，而动片又将手腕位置的气腔分成了两个部分，这 样设计主要是为了实 现

12、手腕设计的简便和紧凑。4气压系统的设计将气动搬运机械手的动作要求作为依据设计出一个大气缸和一个小气缸，大 气缸主要是用来负责气动搬运机械手屮的捉升和下降动作的，而小气缸 主要是用 来进行气罐抓取动作的，在气动搬运机械手完成动作的过程屮，大气缸与小气缸同 时伸出，大 气缸被提升，而小气缸中的活塞杆施加给储气罐的力越來越大在工人 给储气罐进行充气操作之后，大 气缸就会出现下降的现象,储气罐就会没入水屮，工 作人员对储气罐的气密性进行观察，从而区别出合 格和不合格的产品，以保证气 动搬运机械手设计的顺利进行从而提高气动搬运机械手设计的质量。5参考文献1 沈孝芹，张蔚波,于复生基于单片机控制的气动搬运

13、机械手的研制j液压与气 动,2008,04 (08) :14-15.2 王建军搬运机械手仿真设计和制作j机械设计与制造2012,05 (09) h46-148.3 陶海斌，倪俊芳.气动机械手自动搬运控制系统的设计j电工电气,2013,01 (01) :49-52,56.4 王莉莉.基于plc控制的气动搬运机械手系统设计j电子科技,2013,02 (04) :50-52. 韦尧兵，姜明星，刘军气动搬运机械手虚拟设计j液压与气动,2009,03(05):04-06.读书笔记三材料力学1绪论主要的知识点如下：1）材料力学研究的问题是构件的强度、刚度和稳定性。2）构成构件的材料是可变形固体。3）对材料

14、所作的基木假设是：均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。4）材料力学研究的构件主要是杆件。5）内力是指在外力作用下，物体内部各部分之间的相互作用；显示和确定内力的 基本方法是截而法；应力是单位而积上的内力。6）对于构件任一点的变形，只有线变形和角变形两种基本变形。7）杆件的几种基本变形形式是：拉伸（或压缩），剪切，扭转以及弯曲。2拉伸与压缩主要的知识点如下：1、本章主要介绍轴向拉仲和压缩时的重耍概念：内力、应力、变形和应变、变 形能等。轴向拉伸和压缩的应力、变形和应变的基本公式是：正应力公式n<t =a胡克定律:sa s胡克定律是揭示在比例极限内应力和应变的关系，它是材料力学最基木的定律

15、之 -o材料的力学性能的研究是解决强度和刚度问题的一个重要方面。对于材料力学性 能的研究一般是通过实验方法，其中拉伸试验是最主要、最基本的一种试验。低碳钢 的拉仲试验是一个典型的试验。它可得到如下试验资料和性能指标：拉仲全过程的曲 线和试件破坏断口； us.材料的强度指标；/匕材料的塑性指标。其屮丈材料抵抗弹性变形能力的指标；某些合金材料的名义屈服极限等测定冇专门拉仲试 验。2、工程屮一般把材料分为塑性材料和脆性材料。塑性材料的强度特征是屈服极限6和强度极限巧（或,而脆性材料只有一个强度指标，强度极限巧。3、强度计算是材料力学研究的重要问题。轴向拉仲和压缩时，构件的强度条件它是进行强度校核、选

16、定截面尺寸和确定许可载荷的依据。3扭转1) 通过对受扭薄壁圆筒的分析引入：(1) 纯剪切单元体和剪应力及剪应力互等定理；剪应变和剪切胡克定律它们是研究i员i轴扭转时应力和变形的理论基础，也是材 料力学中重要的基本概念和基本规律。2) 对非圆截面杆的扭转应掌握以下要点：(1) 翘曲现象；(2) 自由扭转与约束扭转的基本特点；(3) 矩形截面杆扭转剪应力的分布特点。4弯曲内力1 .梁在横向载荷作用下，横截面上的内力有剪力和弯矩，分別用q和m表示。 求剪力和弯矩的基本方法是截而法，即用一假想的截而将梁截为二段，考虑其屮任一 段的平衡。作用该段梁上的力既冇外力也冇内力(q、m),利用平衡条件即可求得

17、截面上的剪力和弯矩。2. 画剪力、弯矩图的方法可以分为二种：根据剪力、弯矩方程作图和利用q、q、 m间的微分关系作图。无论用哪种方法，其作图步骤可以分为四步。(1) 求支座反力；(2) 分段列方程或分段利用微分关系确定曲线形状；(3) 求控制截面内力，绘q、m图。3. 均布载荷不连续处，集中力(包括支座反力)和集中力偶作用处为分段处。通 常每段的两个端截面即为控制截面。当内力图为曲线时，内力取得极值的截面亦为控 制截面。5弯曲应力1. 受弯构件横截面上有两种内力弯矩和剪力。弯矩m在横截面上产生止应力 剪力。在横截面上产生剪应力書。2. 关系、物理关系和静力平衡关系。弯矩产生的正应力是影响强度和

18、刚度的主要 |大素，故对弯曲正应力进行了较严格的推导。剪力产生的剪应力对梁的强度和刚度的影响是次要因素，故对剪应力公式没作严格推导，先假定了剪应力的分布规律，然后 用平衡关系直接求出剪应力的计算公式。3. 梁进行强度计算吋，主要是满足正应力的强度条件叫=“6某些特殊情况f,还耍校核是否满足剪应力的强度条件4. 根据强度条件表达式，提高构件弯曲强度的主要措施是：减小最大弯矩；提高 抗弯截面系数和材料性能。5. 弯曲屮心是薄壁截面梁横弯时，横截面上剪应力的合力作用点。因此横弯作用 的薄壁截面梁，发生平面弯曲的充要条件是：横向载荷过弯曲中心和平行于形心。2.已 知横截面上的内力，求横截面上的应力属于

19、静不定问题，必须利用变形。6小结材料力学的特点是，坚持基本性，着重应用性，增强适应性，突出重点， 力求系统，既便于教师取舍内容、组织课堂教学，也便于学生自学。参考文献1刘鸿文简明材料力学m.北京:高等教育出版社,2008.读书笔记四简明机械设计零件手册1常用的数据主要介绍了常用的计量单位、计量单位换算及常用数据（材料弹性模量、泊松比、 密度、熔点、导热率等）2机械结构设计标准和规范具体介绍了标准尺寸、棱体的角度和斜度、圆锥的锥度与锥角系列、中心孔等查 阅表格3机械制图介绍了图纸的幅而和格式、图样比例、标题栏和明细栏以及图线的选用等。图样 画法采用投影法、图样的简化表示法（机械制图的视图、剖视图

20、和断面图等画法）。尺寸标注及常用的零件表示法。4极限与配合、形状与位置公差和表面结构这章是我做毕设的主要参考章目，主要介绍了公差、偏差和配合的基础，以及基 孔制、基轴制的选择依据和参考表格等和互换性与技术测量上的雷同。5小结机械设计手册是从事机械设计制造工作不可缺少的工具书，它实用性高，采用新 的国家标准，便于读者查阅。参考文献1朱龙根简明机械设计零件手册m.机械工业出版社,1999.读书笔记五简明机械加工工艺手册1机械加工工艺过程利用机械加工方法，按预定要求直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为产品或半成品的过程，机械加工工艺过程组成的基木单元是工序。每一工序还包含工位、工

21、步、装夹和进给等内容。工序：一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成 的那一部分工艺过程，称为一个工序。划分工序的主要依据是工作地点（包括设备） 是否改变和工作是否连续。装夹：将工件在机床上或家具中定位、夹紧的过程。工位：一次装夹工件以后，工件与夹具（或设备的口j动不分）相对刀具（或设备 的固定部分）所占据的每一个位置称为工位。采用工位加工可以减少装夹次和减少辅助时间。工步：在加工而（或装配时的连接表而）和加工（或装配）工具不变的情况下， 所连续完成的那部分工艺过程称为一个工步。2工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。所以， 工艺规程是

22、工艺文件屮的一部分，主要包括：1）工艺过程卡是一种以工序为单位简要说明产品或零件、部件的加工（或装配） 过程的一种工艺文件。2）工艺卡片 是按产品或零部件的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。3）工序卡片是工艺规程的一种形式。它是按零件加工的每一道工序编制的一种工 艺文件。它的内容包括：每一工序的详细操作、操作方法和要求等。它适用于大量生产的全部零件和成批生产的重要零件。在单件小批生产中，一些特别重要的工序也需 要编制工序卡片。工艺规程编制的步骤：1）分析研究产品的零件图和装配图2）选择毛坯3）选择定位基准4）拟定工艺路线5）确定加工余量、工序尺寸及公差6）选择各工序的加工设备、刀具、夹具、量具及

23、其辅助工具7）确定切削余量8）计算工吋定额9）填写工艺文件3工艺分析1）工艺审核制定工艺规程时，必须对零件的结构形状，尺寸和技术要求进行仔细审查，分析 图纸规定的技术要求是否合理，能否在现有设备、技术条件下实现加工，并达到规定 技术质量要求；零件的结构是否便于加工、便于装配和便于提高劳动生产率。在不影 响零件原则设计性能和作用的前提下，可以在征得设计人员同意或经过一定的试验及 批准手续z后，可以对零件的结构和技术耍求作部分修改，以改善加工的工艺性。2）确定生产类型4毛坯的选择4.1选择毛坯的原则1）毛坯的制造方法应与材料的制造工艺性相适应2）毛坯的制造方法应与生产类型相适应3）根据零件的形状和

24、尺寸大小确定毛坯4）根据工厂现有的生产毛坯的条件考虑4.2毛坯的种类机械加工屮常用的毛坏种类有以下儿种：1）铸件 适用于要求形状复杂的零件毛坯。2）锻件 适用于要求强度高，形状比较简单的零件。3）型材 热轧型材用于一般零件的毛坯。冷拉型材尺寸较小、精度较高，使用于 制造4）小型零件及口动机床上加工。5）焊接件 适用于要求缩短生产周期，单件和小批量生产的大件。焊接件必须经 吋效处理后方可加工。6）冷冲压件 适用于板料零件，多用于大批量生产的中小零件。7）其他如工程塑料和粉末冶金材料5基准的选择基准是用来确定工件上几何要素z间的几何关系所依据的那些点、线、而、基 准可分为：设计基准设计图样上所采用

25、的基准工艺基准 工艺过程中采用的基准，又分为定位基准、工序基准、测量基准和配 基准定位基准 加工屮用作定位的基准，分为定位粗基准和定位精基。，工序基准 在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的 基准。测量基准 测量时所采用的基准。装配基准 装配吋用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准6小结利用机械加工方法，按预定要求直接改变生产对彖的形状、尺寸、相对位置和性 质等，使其成为产品或半成品的过程，机械加工工艺过程组成的基本单元是工序。每 一工序还包含工位、工步、装夹和进给等内容。参考文献1陈宏钧.简明机械加工工艺手册m.机械工业出版社,2010.读书笔记六pro/e三

26、维机械设计1 proe简介proe是美国ptc公司旗下的产品pro/engineer软件的简称。pro/e （pro/engineer操 作软件）是美国参数技术公司（parametric technology corporation,简称ptc）的重耍 产品。是一款集cad/cam/cae功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软 件领域中占有着重耍地位，并作为当今世界机械cad/cae/cam领域的新标准而得到 业界的认可和推广，是现今最成功的cad/cam软件之一。2 proe的概述在中国也有很多用户直接称z为“破衣"。1985年，ptc公司成立于美国波士顿， 开始参数化建模

27、软件的研究。1988年，v1.0的pro/engineer诞生了。经过10余年 的发展，pro/engineer已经成为三维建模软件的领头羊。廿前已经发布了 pro/engineer wildfire6.0 （中文名野火6）。ptc的系列软件包扌舌了在工业设计和机 械设计等方而的多项功能，述包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据 管理等等。pg/engineer述捉供了全而、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计 至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实 体造型系统，并且具有单一数据库功能的综合性mcad软件。3三维软件主要操作主要掌握以下儿个模块：1

28、）草绘模块：包括草绘基础，草绘截面，创建约束，标注尺寸等；2）拉伸和旋转模块：包括拉伸特:征，旋转特征，编辑特征以及对生成文件的相 应操作；3）基准特征模块：包括基准特征的显示，基准面，基准轴，基准点，基准曲线4）点放型特征模块：包括孔特征，筋特征，拔模特征，圆角特征，倒角特征；5）工程图模块：熟悉工程图基础及工程图的转换。4 proe软件的主要模块组成proe是软件包，并非模块，它是该系统的基木部分，其中功能包扌舌参数化功能定 义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三 维造型述可移动，放大或缩小和旋转）.pme是一个功能定义系统，即造型是通过各种 不同的设

29、计专用功能来实现,其中包括:筋（ribs）、槽（slots）、倒角（chamfers） 和抽空（shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观, 无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸， 不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸 和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使 得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到 绘图机上或一些支持postscript格式的彩色打卬机。proe还可输出三维和二维图形给予 其他应用软件，诸如有限元分析及后

30、置处理等，这都是通过标准数据交换格式來实现, 用户更可配上poe软件的其它模块或自行利用c语言编程，以增强软件的功能。它在 单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图 能力（不包括ansi, iso, din或jis标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（hp, hpgl） 和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。proe功能如k:1）特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；2）参数化（参数二尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；3）通过零件的特征值z间，载荷/边界条件与特征参数z间（如表面积等）的关 系来进行设计。4）支持大型、复杂组合件的设计（规则

31、排列的系列组件，交替排列，pro/ program的各5种能用零件设计的程序化方法等）。6）贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地 方变动）。其它辅助模块将进一步提高扩展poe的基本功能。5小结本课程主要讲述pro/e软件应用于概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析 计算、动态模拟仿真、输出工程图、生成数控加工程序等许多领域。要想速成pro/e的 话，首先你的基本工必须耍扎实，也就是说你最好是机械行业出生的，有很好的空间 想象能力。参考文献1田绪东，管殿柱.pro/e三维机械设计m.机械工业出版社,2012.锲书笔记七机械设计中轴系结构方案的设计与研究在机械设

32、备的制造中，轴是至关重要的部件z-,它不但是支撑轴上零件、传 递运动和动力的关键部件，机器的工作能力和工作质量也在很大程度上与轴有关。一 旦轴失效，有可能造成严重后果，因此轴的设计很重要，其设计不同于一般零部件的 设计，它包含强度设计和结构设计。为了保证安装在轴上的零件能正确地定位和固定 以及符合轴的加工和装配要求，必须合理地定出轴齐部分的形状和结构尺寸，即进行 合理的结构设计。1轴系主要功能元的特征与属性1.1轴系部件的特征轴系是机器中广泛应用的主要部件，它在机械设计中占有重要地位，其设计质量 的优劣直接彩响到机器的正常工作状态。轴承装置设计包括：根据工作条件选择正确 的轴承类型和计算所需的

33、规格型号，以及它的安装、调整、润滑、密封等。因此, 轴承装置设计是一个复杂的过程，其中将用到很多不确定的模糊知识，不同的设计 师会设计出不同的结构，因此，轴系的设计具有一定的灵活性。1.2轴的属性作为回转而运动的零件都耍装在轴上来实现英凹转运动，大多数轴还起着传递转 矩的作用。而轴需用滑动轴承或滚动轴承来支撑，常见的轴有直轴和曲轴，曲轴主 耍用于作往复运动的机械中，这里只讨论直轴。轴的支撑方式、轴的工作能力决定于 它对于机床主轴的强度和刚度，后者尤为重要，高速转轴则决定于它的振动稳定性。为保证轴承止常工作滚动轴承的组合结构设计，除止确选择轴承类型和确定型号外, 述需要合理设计轴承的组合，主要考

34、虑：轴系的固定、轴承与相关零件的配合、轴承 的润滑与密封、提高轴承系统的刚度。为保证滚动轴承轴系能止常传递轴向力且不发 生窜动，在固定轴上各零件定位基础上，必须合理设计轴系支点的轴向固定结构。1.3其他功能元的特征提取对于带传动、链传动等传动方式，同样可应用上面的特征属性与功能元的概念对 英进行捉取，如定位件键的特征屈性可归结为：载荷性质是剪、挤压；轴毅的对屮性 要求；导向性要求；定心精度；工艺性；传递轴向力（轴向固定）；应力集中等。2轴系的结构设计轴系的结构设计并没有固定的标准，它是根据轴上载荷大小、方向和分布情况， 轴上零件的布置和固定方法，以及轴的加工和装配方法等而灵活决定的，以 轴上零

35、件装拆方便、定位准确、固定牢靠等来衡量轴结构设计的好坏。因此设计轴的 结构时，往往可以先拟定几种不同方案进行比较后加以取舍。轴的结构设计 包括定出轴的合理外形和全部尺寸。在满足强度、刚度和装配、加工等要求的条件下, 轴的结构应设计得越简单越好。轴的结构主要取决于：轴在机器屮的安装位置及形式; 轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及联接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布 情况；轴的加工工艺等。轴系没有标准的结构形式，设计时必须针对不同情况进行貝 体的分析。但是，不论何种貝体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有 准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。所谓装

36、配方案，就是预定岀轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。拟定 轴上零件的製配方案是进行轴的结构设计的前提，它决定着轴的基本形式。拟定装 配方案时，一般应设计几个方案，进行分析比较后再选择。2.2轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的和对运动，轴上零件除了有游动或 空转的要求外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置的准确性。1. 零件在轴上的轴向定位轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和 轴承端盖等來保证的。零件在轴上的轴向定位方法，主要取决于它所受轴向力的大小。此外，还应考虑轴的制造及轴上零件装拆的难易程度、对轴强度 的影响及工作可靠性等因素。2.零

37、件的周向定位周向定位的口的是防止轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈 配合等，其中紧定螺钉只用在传力不大z处。3小结轴系结构设计的可靠性对整个设备的运行及可靠性起着至关重耍的作用，轴系结 构设计的重点是结构设计，下一步应加上强度设计，为了保证其有足够的工作能力， 必要时还要做刚度计算、振动稳定性计算等。参考文献1 吴宗泽，何圣国械设计课程设计手册北京：高等教育出版社，2005.2 何泽军机械设计中轴系结构方案的设计与研究长春理工大学学报，2010 (9): 97-98.读书笔记八机械设计1轴的用途和分类轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件

38、（如齿轮、涡轮等）， 都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功用是支承回转零件及 传动运动和动力。按照承受的载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既承受弯矩 乂承受扭矩的轴称为转轴。这类轴在各种机器中最为常见。只承受弯矩而不承受扭矩 的轴称为心轴。心轴乂分为转动心轴和固定心轴两种。只承受扭矩而不承受弯矩（或 弯矩很小）的轴称为传动轴。轴述可以按照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两大类。 2轴设计的主要内容轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上 零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理的确定轴的结构形式和尺寸。 轴的结构设计不合

39、理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的 制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计是轴设计屮的重要内容。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动性等方面的计算。多数情况下， 轴的工作能力主要取决于轴的强度。这吋只需对轴进行强度计算，以防止断裂及塑性 变形。而对刚度要求高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴，还应进行刚度计算， 以防止工作的时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算， 以防止发生共振而破坏。3轴的材料轴的主要材料是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的直接用 圆钢。由于碳钢比合金钢廉价，对应力集中的铭感性较低，同时也可以用

40、热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常 用的是45钢。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传递 大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工 作的轴，常采用合金钢。各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氧化等）以及表面 处理（喷丸，滚压等），对提高轴的坑疲劳强度都有着显著的效果。4提高轴的强度的常用措施（1）合理布置轴上零件以减小轴的载荷（2）该进轴上零件的结构以减小轴的载荷（3）改进轴的结构以减小应力集中的影响（4）改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度5小结木课程主要研究机械零件的强度，摩擦、磨损及润

41、滑等概述。参考文献1濮良贵，纪名刚.机械设计m.高等教育出版社,2006.读书笔记九机械零件的设计机械零件设计的一般步骤机械零件设计的一般步骤1）根据零件的使用要求，选择零件的类型和结构2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷3）根据零件的类型、结构和所受载荷，分析零件可能的失效形式，从而确定零件的设计准则4）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求（例如高温或在腐蚀性介质中工作）， 选择适当的材料5）根据设让准则进行有关的计算，确定出零件的基本尺寸6）根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计7）细节设计完成后，必要时进行详细的校核计算，以判定结构的合理性。8）画出零件的工作图，并写出计算

42、说明书2机械设计的一般设计程序机械设计的一般程序用框图來表示息 反设计人员必须善于把设计构思、设计方案，用语言、文字和图形方式传递给主管 者和协作者，以取得批准和赞同。除具体技术问题外，设计人员述要论证下列问题： 1）此设计是否确为人们所需要？ 2）有哪些特色？能否与同类产品竞争？ 3）制造上 是否经济？ 4）维修保养是否方便？ 5）是否有市场？ 6）社会效益与经济效益如何？ 设计人员要富冇创造精神；要从实际情况出发；要调查研究；要广泛吸取用户和 工艺人员的意见，在设计、加工、安装和调试过程中及时发现问题、反复修改，以期 取得最佳的成果，并从屮累积设计经验。3机械零件的主要失效形式和工作能力机械零件的主要失效形式机械零件的失效:零件曲于某种原因不能止常工作时，称为失效零件的失效形式：断裂或塑性变形;过大的弹性变形；工作表面的过度磨损或损伤；发生强烈的振动；联接的松弛；摩擦 传动的打滑等。失效原因：强度、刚度、耐像性、振动稳定性、温度等原因。