图纸编号规则 文件号:ZＨ/ＱE－C06-01 版本：A/0 受控： 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 2０15—3—2６发布 2015—3－2６实施
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一、目的 为规范图纸编号及图纸标题栏的编制方法，统一编号形式和标题栏的使用，特制订本规定. 二、范围 本规定适用于公司以下图纸编号的编制和标题栏的使用： 1、零部件图纸 2、电气图纸 3、结构图纸 ４、安装布置图 ５、外来图纸 ６、任务单 四、要求 1、每种产品、部件、零件的图纸应遵循“一件一号"的原则,均应有独立的编号; ２、同一产品、部件及零件的图纸用数张图纸绘出时,各张图纸号应相同。 3、通用件的编号可采用被通用件的图纸编号。 4、本公司出图的外购件、外协件，其图号由本厂给出;外购、外协件由外购、外协单位设计出图要由公司技术质保部给予验证确认,并给出公司内部图号。 5、产品开发中如出现零、部件相互借用时,图纸的编号应按最先开发的产品图纸编号为准，借用关系应借用最先开发的产品，不准
间接借用。 ６、产品中通用性高，使用范围较广的零部件应尽快转换为通用件。技术部门应编制通用件目录和通用件图册，供相关部门查阅使用.相关部门负责设计变更的申请与确认，并依技术部发布的设计变更通知单内容配合相关工作的实施与落实。 五、图纸编号的编制规则 １、电气图纸编号规则 电气图纸编号按产品名称分类编号的方法进行编号,分类编号其代号的基本部分由图纸识别码、特征号(图纸分类代码)、分类号（产品分类码）、识别号（产品零部件顺序号)四部分组成。 图纸编号区位及含义 图纸分类含产品合同记录编号(《技术部工作流程记录表》编号)和图纸年份。产品类别代码见表１. 表1 产品类别代码
现代机械设计方法试题-----复习使用 一、图解题 1．图解优化问题：min F (X)=(x 1-6)2+(x 2-2)2 s ．t ． 0．5x 1+x 2≤4 3x 1+x 2≤9 x 1+x 2≥1 x 1≥0, x 2≥0 求最优点和最优值。 最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs 与强度均值μr 相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F 。 参考解： 3．已知某零件的强度r 和应力s 均服从正态分布，且μr >μs ,σr <σs ，试用图形表示强度r 和应力s 的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R 的围。 参考解： f (s) f (r) Y >0安全状态；Y <0安全状态；Y =0极限状态 f (Y)
强度r 与应力s 的差可用一个多元随机函数Y =r -s =f (x 1,x 2,…,x n )表示，这又称为功能函数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y )，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f (r )和f (s )计算出干涉变量Y =r-s 的概率密度函数f (Y )，因此零件的可靠度可由下式求得： Y Y f Y p R ? ∞ =>=0 d )( )0( 从公式可以看出，因为可靠度是以Y 轴的右边对f (Y )积分，因此可靠度R 即为图中Y 轴右边的阴影区域。而失效概率F =1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4．用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别对这几个阶段进行分析。 失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率（或故障率）曲线反映产品总体寿命期失效率的情况。图示13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1)早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于使用的早期，失效率较高而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运转也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到t 0时失效率曲线已开始变平。t 0以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免，争取失效率低且t 0短。 (2)偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即t 0到t i 间的失效率近似为常数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件截面尺寸可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过分地加大，将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3)耗损失效期，失效率是递增型。在t 1以后失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升，如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如 报废更为经济。
产品设计的基本原则 对于设计过程中普遍适用的基本原则，现简述如下。 ▲需求原则：产品的功能要求来自于需求。产品要满足客观的需求，这是一切设计最基本的出发点。不考虑客观需要会造成产品的积压和浪费。客观需求是随着时间、地点的不同而发生变化的，这种变化了的需求是设计升级换代产品的依据。客观需求有显需求和隐需求之分，显需求的发展可导致产品的不断改进、升级、更新、换代；隐需求的开发会导致创造发明，形成新颖的产品。 ▲信息原则：设计过程中的信息主要有市场信息、科学技术信息、技术测试信息和加工工艺信息等。设计人员应全面、充分、正确和可靠地掌握与设计有关的各种信息。用这些信息来正确引导产品规划、方案设计与详细设计，并使设计不断改进提高。 ▲创新原则：设计人员的大胆创新，有利于冲破各种传统观念和惯例的束缚，创造发明出各种各样原理独特、结构新颖的机械产品。 ▲系统原则：每个机械产品都可以看做一个待定的技术系统，设计产品就是用系统论的方法来求出功能结构系统，通过分析、综合与评价决策，使产品达到综合最优。 ▲收敛原则：为了寻求一个崭新的产品，在构思功能原理方案时，采用发散思维；为了得到一个新型产品，则必须综合多种信息，实行收敛思维。在发散思维基础上进行收敛思维，通常都会取得很好的效果。 ▲优化原则：这属于广义优化，包括方案择优、设计参数优化、总体方案优化。也就是高效、优质、经济地完成设计任务。 ▲继承原则：将前人的成果，有批判地吸收，推陈出新，加以发扬，为我所用，这就是继承原则。设计人员悟性地掌握继承原则，可以事半功倍进行创新设计，可以集中
主要精力去解决设计中的主要问题。 ▲效益原则：设计中必须讲求效益，既要考虑技术经济效益，又要考虑社会效益。 ▲时间原则：加快设计研制时间，以抢先占领市场。同时，在设计时，要预测产品研制阶段内同类产品可能发生的变化，保证设计的产品投入市场后不至于沦为过时货。 ▲定量原则：在方案评选、造型技术美学、产品技术性能、经济效益等的评价，都尽量采用科学的定量方法。 ▲简化原则：在确保产品功能前提下，应力求设计出的产品简化，以降低产品成本，并确保质量。在产品初步设计阶段和改进设计阶段，尤应突出运用这个基本原则。 ▲审核原则：要实现高效、优质、经济的设计，必须对每一项设计步骤的信息，随时进行审核，确保每一步做到正确无误，竭力提高产品设计质量。
第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。 常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计 关联： 机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。 创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质？ (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式（突破传统定式） (4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件） (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性
(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。 影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1)天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。 概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技 术，并利用于其他新事物。 特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾； 2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。 实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离 第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。 （1）物场要素变换：电磁场取代机械场 （2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺） 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的 想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。 ２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
图 纸 编 号 规 则 文件号：ZH/QE-C06-01 版 本：A/0 受 控 ： 编 制： 日 期 ： 审 核： 日 期 ： 批 准： 日 期 ：
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一、目的 为规范图纸编号及图纸标题栏的编制方法，统一编号形式和标题栏的使用，特制订本规定。 二、范围本规定适用于公司以下图纸编号的编制和标题栏的使用： 1、零部件图纸 2、电气图纸 3、结构图纸 4、安装布置图 5、外来图纸 6、任务单 四、要求 1、每种产品、部件、零件的图纸应遵循“一件一号”的原则，均应有独立的编号； 2、同一产品、部件及零件的图纸用数张图纸绘出时，各张图纸号应相同。 3、通用件的编号可采用被通用件的图纸编号。 4、本公司出图的外购件、外协件，其图号由本厂给出；外购、外协件由外购、外协单位设计出图要由公司技术质保部给予验证确认，并给出公司内部图号。 5 、产品开发中如出现零、部件相互借用时，图纸的编号应按最先开 发的产品图纸编号为准，借用关系应借用最先开发的产品，不准间接借用。 6、产品中通用性高，使用范围较广的零部件应尽快转换为通用
件。技术部门应编制通用件目录和通用件图册，供相关部门查阅使用。相关部门负责设计变更的申请与确认, 并依技术部发布的设计变更通知单内容配合相关工作的实施与落实。 五、图纸编号的编制规则 1、电气图纸编号规则 电气图纸编号按产品名称分类编号的方法进行编号，分类编号其代号的基本部分由图纸识别码、特征号（图纸分类代码）、分类号（产品分类码）、识别号（产品零部件顺序号）四部分组成。 图纸分类含产品合同记录编号（《技术部工作流程记录表》编号）和图纸年份。产品类别代码见表 1。 表 1 产品类别代码 图纸分类代码用短横线隔开，用于同一项目中相同产品的不同图纸中图号的区分，采用数字、字母或数字加字母的形式进行编号；图
工业建筑种类繁多，可分为钢铁厂建筑、机械制造厂建筑、精密仪表厂建筑、航空工厂建筑、造船厂建筑、水泥厂建筑、化工厂建筑、纺织厂建筑、火力发电厂建筑、水电站建筑和核电 站建筑等。工业厂房按用途可分为生产厂房、辅助生产厂房、仓库、动力站，以及各种用途 的建筑物和构筑物，如滑道、烟囱、料斗、水塔等；按生产特征可分为热加工厂房、冷加工 厂房和洁净厂房等；按建筑空间形式可分为单层厂房和多层厂房两类。 设计基本原则 满足生产工艺要求 有下列几个方面。这是确定建筑设计方案的基本出发点。与建筑有关的工艺要求是：①流程。直接影响各工段、各部门平面的次序和相互关系。②运输工具和运输方式。与厂房平面、结 构类型和经济效果密切相关。③生产特点。如散发大量余热和烟尘，排出大量酸、碱等腐蚀 物质或有毒、易燃、易爆气体，以及有温度、湿度、防尘、防菌等卫生要求等。 合理选择结构形式 根据生产工艺要求和材料、施工条件，选择适宜的结构体系。钢筋混凝土结构材料易得,施工 方便，耐火耐蚀,适应面广，可以预制，也可现场浇注，为中国目前的单层和多层厂房所常用。钢结构则多用在大跨度、大空间或振动较大的生产车间，但要采取防火、防腐蚀措施。最好 采用工业化体系建筑，以节省投资、缩短工期。 保证良好的生产环境 下面几点是必须做到的：①有良好的采光和照明。一般厂房多为自然采光（见工业建筑采光），但采光均匀度较差。如纺织厂的精纺和织布车间多为自然采光，但应解决日光直射问题。如果自然采光不能满足工艺要求，则采用人工照明（见工业建筑照明）。②有良好的通风。如采用自然通风，要了解厂房内部状况（散热量、热源状况等）和当地气象条件，设计 好排风通道。某些散发大量余热的热加工和有粉尘的车间(如铸造车间)应重点解决好自然通 风问题。③控制噪声。除采取一般降噪措施外，还可设置隔声间。④对于某些在温度、湿度、洁净度、无菌、防微振、电磁屏蔽、防辐射等方面有特殊工艺要求的车间，则要在建筑平面、结构以及空气调节等方面采取相应措施。⑤要注意厂房内外整体环境的设计，包括色彩和绿 化等。 合理布置用房 生活用房包括存衣间、厕所、盥洗室、淋浴室、保健站、餐室等，布置方式按生产需要和卫 生条件而定。车间行政管理用房和一些空间不大的生产辅助用房，可以和生活用房布置在一起。 总平面布置 这是工业建筑设计的首要环节。在厂址选定后，总平面布置应以生产工艺流程为依据，确定 全厂用地的选址和分区、工厂总体平面布局和竖向设计，以及公用设施的配置，运输道路和 管道网路的分布等。此外，生产经营管理用房和全厂职工生活、福利设施用房的安排也属于 总平面布置的内容。解决生产过程中的污染问题和保护环境质量也是总平面布置必须考虑的。总平面布置的关键是合理地解决全厂各部分之间的分隔和联系，从发展的角度考虑全局问题。总平面布置涉及面广，因素复杂，常采用多方案比较或运用计算机辅助设计方法，选出最佳 方案。 防腐蚀设计 工业生产过程中应用和产生的酸、碱、盐以及侵蚀性溶剂，大气、地下水、地面水、土壤中 所含侵蚀性介质，都会使建筑物受到腐蚀。此外，建筑物还会受到生物腐蚀。 建筑防腐蚀设计的原则：①限制侵蚀性介质的作用范围；②将侵蚀性介质稀释排放；③在建 筑布置、结构选型、节点构造和材料选择等方面采取防护措施。 总体布置要点 ①对散发大量侵蚀性介质的厂房、仓库、贮罐、排气筒、堆场等，尽可能集中布置于常年 主导风向的下风侧和地下水流向的下游。为利于通风，厂房和仓库的长轴应尽量垂直于主导
一、绪论 1.设计活动的特征有哪些？ 时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别？ 传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段？ 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些？ 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？ 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么？ 相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则 内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 π，π，，，，，，π 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。 用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么？ 导出方法：方程分析法、量纲分析法 基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质？ 如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相同的无量纲形式解。 出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其 功率系列（将计算值按0.5圆整） 解： 四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解 基本思路： “分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。 三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？
机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。
产品设计的要求 一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求，有社会发展方面的，有产品功能、质量、效益方面的，也有使用要求或制造工艺要求。一些人认为，产品要实用，因此，设计产品首先是功能，其次才是形状；而另一些人认为，设计应是丰富多采的、异想天开的和使 人感到有趣的。设计人员要综合地考虑这些方面的要求。下面详细讲述这些方面的具体要求： 1、社会发展的要求 2、经济效益的要求 3、使用的要求 ?使用的安全性件； ?使用的可靠性。 *易于使用。 *美观的外形和良好的包装。 ?制造工艺的要求 生产工艺对产品设计的最基本要求，就是产品结构应符合工艺原则。也就是在规定的产量规模条件下，能采用经济的加工方法，制造出合乎质量要求的产品。这就要求所设计的产品结构能够最大限度地降低产品制造的劳动量，减轻产品的重量，减少材料消耗，缩短生产周期和制造成本。 产品设计必须严格遵循“三段设计”程序 技术任务书 技术任务书是产品在初步设计阶段内，由设计部门向上级对计划任务书提出体现产品合理设计方案的改进性和推荐性意见的文件。经上级批准后，作为产品 技术设计的依据。其目的在于正确地确定产品最佳总体设计方案、主要技术性能参数、工作原理、系统和主体结构，并由设计员负责编写(其中标准化综合要求会同标准化人员共同拟订)，其编号内容和程序作如下规定： 1. 设计依据(根据具体情况可以包括一个或数个内容)： ⑴部、省安排的重点任务：说明安排的内容及文件号； (2) 国内外技术情报：在产品的性能和使用性方面赶超国内外先进水平或产品品种方面填补国内“空白”： (3) 市场经济情报：在产品的形态、型式(新颖性)等方面满足用户要求，适应市场需要，具有竞争能力； (4) 企业产品开发长远规划和年度技术组织措施计划，详述规划的有关内容，并说明现在进行设计时机上的必要性。 2. 产品用途及使用范围。 3. 对计划任务书提出有关修改和改进意见。 4. 基本参数及主要技术性能指标。 5. 总体布局及主要部件结构叙述：用简略画法勾出产品基本外形，轮廊尺寸及主要部件的布局位置，并叙述主要部件的结构。 6. 产品工作原理及系统：用简略画法勾出产品的原理图、系统图，并加以说明。 7. 国内外同类产品的水平分析比较：列出国内外同类型产品主要技术性能、规格、
机械现代设计方法及展望 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，本文综述了目前常用的几种现代机械设计方法，并展望了未来的机械设计方法的发展趋势。 关键词：机械设计方法展望 1、引言 机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将这些转化为具体地描述以人为制造依据的工作过程。机械设计作为工程设计的重要组成部分，不仅代表着将科学发现转化为经济实践的成果，也表征着一个国家和地区的制造业发展水平。 近十几年里，工业产品的设计理论和制造方法发生了极大的变化。首先，由于计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE)和辅助制造(CAM)等方法的普遍推广，改变了传统的设计模式，提高了设计质量和工作效率，使设计加工周期大大缩短；其次，机器人及自动化生产线的广泛使用，把操作者从繁重的体力劳动和危险作业环境中解放出来，提高了劳动生产效率。 2、机械设计的常用现代设计方法 2.1专业的现代设计方法 由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件，能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理，可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为，并形成固定的设计程序，这就是专业的现代设计方法，如：振动分析和设计，摩擦学设计，热力学传热设计，强度、刚度设计，温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上，应用计算机技术开发出来的。例如：用Pro/M软件分析机械装置的动态特性，用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子，为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。 2.2 通用的现代设计方法 为了满足机械产品性能的高要求，在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析，这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究，还有其自身的科学理论和方法。 2.2.1 优化设计 机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根
现代机械设计方法试题-----复习使用 2 2 minF (X)=(x I-6)2+(X2-2)2 s- t?0. 5x i+x2W4 3x i+x2W9 X1+X2A1 X1> 0X2 >0 者的干涉情况，并在图上示意失效概率 参考解: 3. 已知某零件的强度r和应力S均服从正态分布，且口r> 口s, b r<(T s,试用图形表示强度r和应力s的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R的范围。 参考解： Y>0安全状态；Y<0安全状态；Y=0极限状态 最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2.若应力与强度服从正态分布，当应力均值与强度均值汀相等时，试作图表示两 、图解题 1.图解优化问题:
数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y)，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f(r) 和f(s)计算出干涉变量 Y=r-s 的概率密度函数f(Y)，因此零件的可靠度可由下式求得： R = p (Y .0) = ° f (Y)dY 从公式可以看出，因为可靠度是以 Y 轴的右边对f(Y)积分，因此可靠度 R 即为图中 Y 轴右边的阴影区域。而失效概率 F=1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4 ?用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别 对这几个 阶段进行分析。 失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率(或故障率)曲线反映产品 总体寿命期失效率的情况。图示 13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形 象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1) 早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于 使用的早期，失效率较高 而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、 跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运 转也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到 t 0 时失效率曲线已开始变平。t 0 以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免， 争取失效率低且 t o 短。 (2) 偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即 t o 到t i 间的失效率近似为常 数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的 偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效 期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失 效率而增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件 截面尺寸可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过 分地加大，将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3) 耗损失效期，失效率是递增型。在 t i 以后失效率上升较 快，这是由于产品已经老化、 疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失 效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升， 如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多， 则不如报废更为经济。 阜期 失效期偶然失效期 耗损 to
同学们，对于世界上一些知名的建筑，你们一定不是特别的陌生吧，埃及的金字塔、中国的长城、中国的兵马俑、古罗马竞技场、埃菲尔铁塔、美国的白宫、悉尼歌剧院、马来西亚双塔、泰姬陵，对于这些，你们不一定到现场去触摸过，但是你们一定在书上或者电视上看到过，你们看到了这些设计师们的成果，你们想一想，那些设计师在设计它们的时候是否要遵循一些原则呢？ 同学们回答的非常好，在长期的设计实践中，人们形成了对设计的共性要求。设计不仅要反映“以人为本”的本质目的，还要考虑自然条件和经济条件，遵循客观规律。就如刚才同学们所说，设计必须具备科学性、实用性、创新性等等各种原则。那我们现在来更加细化的了解设计的各个原则。 一、科学性原则 你们细心观察一下周围的事物，为什么飞机、汽车、快艇的外形都是呈流线型？ 从中就可以看出，一切的设计要遵循科学性原则。 比如加拿大魁北克大桥（1904～1918） 这座大桥本该是著名设计师库帕的一个真正有价值的杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。可惜，它没有建成。库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为世界上最长的桥。桥的建设速度很快，施工也很完善。正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响——大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。由于库帕的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场事故。在1922年，加拿大七大工程学院一起出资将大桥的残骸买下，打造成一枚枚戒指，分发给学院毕业的学生，一方面纪念事故中被夺去的生命，另一方面警示将来从事工程的毕业生。 同学们，你们能举出因设计违反科学原理而带来的不良影响的实例吗? 桌椅之间高度差不当，会造成近视或驼背，它违反了什么原理？ 人机工程学：人在使用物品时，人与物品之间存在的关系。 违反科学原理的案例：永动机（能量守恒定律） 二、实用性原则 比如说你们一回家必定会离不开电视的，估计你们从出生到现在都没有看过以前那种靠按钮或旋钮来实现开关和选台的传统电视机，那种老电视机已被逐步淘汰，那同学们你们能说出个原因吗？ 遥控电视与手动电视 一个产品如果失去了基本功能，也就没有了价值，设计始终是以实用性为根本原则的。实用的设计，满足了人们生产、生活的实际需要，因而受到人们的青睐。 三、创新性原则 考大家一个脑筋急转弯： 1、前面有一片草地。（打一植物）答案：梅花（没花） 2、前面又有一片草地。（打一植物）答案：野梅花（也没花） 3、来了一群羊。（打一水果）答案：草莓（草没） 4、来了一群狼。（打一水果）答案：杨梅（羊没） 5、有一天一只乌龟背上盖了一间房子. ——盖中盖 一段时间后这只乌龟把房子拆了,又盖了一间房子, ——新盖中盖
关于三个设计的特点及实例分析 【摘要】机械设计是机械工程的重要组成部分，设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。设计方法包括常规设计、现代设计、创新设计，他们之间有区别，也有共同性。只有了解了三种设计方法的特点，并相互配合运用，才能将机械设计出的产品性能达到最高。本文通过生活中一些具体的实例分析，阐述了三种设计给人们的生活带来了巨大便利。 【关键词】常规设计；现代设计；创新设计； 1、机械设计的三种方法的特点 在知识经济发展的时代，创新是国民经济可持续发展的基石，对于一个和国家，一个民族而言，拥有持续的创新能力就意味着发展经济具有巨大的潜能。对于机械专业设计人员而言，应当看到全球制造业面临前所未有的挑战，缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本、增加产品的核心竞争力已成为制造业的共识。如何加强机械创新设计，挖掘创造性思维，显得尤为重要。 1.1 常规设计 常规设计也称为传统设计，分为初步设计，技术设计，施工设计三个步骤，常规设计是指以成熟技术结构为基础，运用常规方法来进行的产品设计，它在工业生产中大量存在，并且是一种经常性的工作。常规设计的方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算，绘图，编制设计说明的过程。如机械原理中的连杆机构综合方法、凸轮廓线设计方法、齿轮几何尺寸计算方法、平衡设计方法、飞轮设计方法、减速机的设计等。 凸轮廓线的设计连杆机构的设计齿轮的设计
1.2现代设计 现代设计是将传统设计中的经验，类比法设计提高到逻辑的，理性的，系统的新设计方法，是在静态分析的基础上，进行动态多变量的最优化。现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，其基本的设计内容是建立在常规设计的基础上，但是在强调现代设计方法时，不可忽略常规设计方法的重要性，运用现代设计理念进行的机械设计，现代设计方法从不同的角度深化了机械设计，提高了产品的质量，也降低了产品的成本。现代设计方法主要分为可靠性设计，优化设计，有限设计，计算机辅助设计，虚拟设计等。 现代工程设计常用的分析软件有ADINA ,NASTRAN ,I-DEAS ,UG ,ANSYS-等。 ansys进行应力分析 ADINA软件的应用 UG设计的手机外壳 1.3创新设计 创新性设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术知识，进行创新构思，设计出具有新颖性的，创造性及实用性机械产品的一种实践活动。创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖而且独特的设计。其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。创新设计方法分为智力激励法，提问追溯法，联想类推法，返向探索法，系统分析法，组合创新发六种。 创新设计没有局限性，创新成果是知识、智慧、勤奋和灵感的结合，生活中一些看似很简单的机械都是机械创新设计的结果。 左图为为了防止宠物狗走出花园迷路而设计的栏杆 左图为坐卧两用长凳
1 常用图纸编号规则及图纸要求 、图纸编号规则简介: 说明: 1产品类型：由产品名称的几个主要字母组成; 2、产品型号：由产品的主要特征参数 +产品型号区分码（A 、B C ?……Z ）组成; 3、一级装配件：总机装配下的第一级子装配件，可编范围“ 01?? (99) 例：“ CNFSQH2O-O1OOOO-OOO0表示总机装配下的第一个子装配件; 4、二级装配件：一级装配件下的子装配件，可编范围“ 1.? (9) 例：“CNFSQH2O-O11OOO-OOO0表示总机装配下第一个子装配件下的第一个子装配件; 例：“CNFSQH2O-O1OO1O-OOO0表示总机装配下第一个子装配件下的第一个子焊接件; 6、 二级焊接件；一级焊接件下的子焊接件，中编范围“ 1.?…9 ”； 例：“CNFSQH2O-O1OO12-OOO0表示总机装配下第一个子装配件下的第一个子焊接件的 第二个子焊接件； 7、 零部件区分代码：当该图表示的为零件时用“ 1”表示，当该图表示的为装配件或焊接件 时用“ 0”表示； 8、 零件代码：各装配件或焊接件下的零件，可编范围“ 01??…99 ”； 例：“CNFSQH20-010000-101。表示总机装配下的第一个子装配件下的第一个零件； 9、 版本代码：产品定型后有部件或零件需要进行设计更改时，通过改变该数字进行区分 可编范围“ 1 ??…9 ” 例：“ CNFSQH20-010000-1011表示总机装配下的第一个子装配件下的第一个零件的第 一次更改版本； 二、图纸要求； 00 O — 版本代码 零件代码 O 丨零部件区分代码 二级焊接件代码 00 00 2 CNFSQH 一级焊接件代码 二级装配件代码 一级装配件代码 产品类别代码 ?产品类别代码 例：“20”其后面没有区分码表示基本型, 20A ”表示A 型; 5、一级焊接件：总机装配或一级、 二级装配件下的第一级子焊接件, 可编范围“01?? (99)
图纸编码及填写规范 技术部王峰 一、目的 加强对技术部文件、图纸的管理,使设计、工艺文件管理有规可寻,实现资源共享。 二、适用范围 适用于技术部所有设计、工艺图纸的编码及管理。 三、定义 本制度所述的技术文件包括产品零件图、装配图、工装、量具图,试制流程图、工艺规程、检验卡片、作业指导书、质量记录、文件资料等。 四、一般要求 4、 1 每个产品、部件、零件的图样与文件均应有独立的代号。 4、 1、1 采用表格图时,表中每种规格的产品、部件、零件都应标出独立的代号。 4、 1、 2 同一产品、部件、零件的图样用数张图纸绘制时,各张图样标注同一代号。 4、 1、3 同一CAD文件使用两种以上的存储介质时,每种存储介质中的CAD文件都应标注同一代号。 4、 1、4 通用件的编号应参照JB/T5054、8 或按企业标准的规定。 4、 1、5 借用件的编号应采用被借用件的代号。 五、主要内容 1、软件的使用 技术部机械制图统一采用 AutoCAD(2D),Solidworks(3D);具体版本由技术部商讨决定。 2、图纸编号规则 1）产品编号 XXX·XX ·XX
序号 产品代号 公司代号 2）零件图编码规则 产品编号:参照1); 特征码(可增加): 零件图——L; 装配图——Z; 装配流程图——P; 工装夹具图——J; 版本号:从A-Z进行编号; 零件号:从01-99进行编号。 3）装配图编码规则 产品编号:参照1); 特征码:参照2); 版本号:从A-Z进行编号; 零件号:从01-99进行编号。 4）工装夹具图编码规则 产品编号:参照1); 特征码:参照2); 版本号:从A-Z进行编号; 零件号:从01-99进行编号。 5）装配流程图编码规则
产品设计的基本要求 一个产品，只有在技术性能、经济指标、整体造型、操作使用和可维修性等方面能够做到统筹兼顾、协调一致，这样的设计才是合理的，才会受到用户的欢迎。因此，如何拟定机械设 计的要求，是产品设计中一个重要的前提。 1. 拟定设计要求的原则与方法 ▲设计要求拟定的一般原则是：详细而明确，合理而先进。详细就是尽可能列出全部设计要求，编制出一份设计要求明细表；明确就是对设计要求尽可能定量化。合理就是对设计要求的提出要适度、要实事求是；先进就是与国内外同类产品相比，产品在功能或技术性能、 经济指标方面具有一定的领先优势。 设计要求定量化方法，视具体产品的情况而定。有些产品可依据国际标准、国家标准或专业标准来确定；有些可通过直接计算而得；有些可通过统计法、类比法、估算法、试验法等来 确定。 2. 设计要求 设计要求可分为主要要求和次要要求。主要要求是指直接关系到产品的功能、性能、技术经济指标的那些要求，次要要求是指间接关系到产品质量的那些要求。 （1）主要要求 ▲功能要求：即产品的功用。可以从人机功能分配、价值工程原理和技术可行性等三方面来 分析。 ▲适应性要求：即对作业对象的特征、工作状况、环境条件等工况发生变化的适应程度。 ▲性能要求：即指产品所具有的工作特征。 ▲生产能力要求：是指产品在单位时间内所能完成工作量的多少。 ▲可靠性要求：是指产品在规定使用条件下，在预期使用寿命内能完成规定功能的概率。▲使用寿命：是指正常使用条件下，因磨损等原因引起产品技术性能、经济指标下降在允许 范围内而无须大修的延续工作的期限。 ▲效率要求：是指输入量的有效利用程度。 ▲使用经济性要求：是指单位时间内生产的价值与同时间内使用费用的差值。 ▲成本要求。 ▲人机工程学要求。 ▲安全防护、自动报警要求。 ▲与环境适应的要求。 ▲运输、包装的要求。 （2）其他设计要求（为了保证实现主要设计要求而提出的要求） ▲强度、刚度要求。 ▲制造工艺要求。 ▲零件加工技术要求。 ▲各作业动作间的协调配合要求。 以上的各项设计要求对于各种产品设计都是适用的。但是，某一具体的产品设计，所涉及的设计要求的内容，其主次轻重是不同的。设计人员应做具体分析，以拟订出详细、明确、合理而又先进的设计要求。在拟定设计要求时，要着重考虑人、机、材料、成本，一般简称为四个M(Man，Machine，Material，Money)。对于机械设计的可靠性、适用性与完善性的考虑，一般可以归结为：保证功能要求与适当使用寿命下不断降低成本。 1.4 产品设计的基本原则 对于设计过程中普遍适用的基本原则，现简述如下。 ▲需求原则：产品的功能要求来自于需求。产品要满足客观的需求，这是一切设计最基本的
图纸编号规则 文件号：ZH/QE-C06-01 版本：A/0受控： 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期：2015-3-26发布2015-3-26实施 文件修订记录
一、目的 为规范图纸编号及图纸标题栏的编制方法，统一编号形式和标题栏的使用，特 制订本规定。 二、范围 本规定适用于公司以下图纸编号的编制和标题栏的使用： 1、零部件图纸 2、电气图纸 3、结构图纸 4、安装布置图 5、外来图纸 6、任务单 四、要求 1、每种产品、部件、零件的图纸应遵循“一件一号”的原则，均应有独立的编 号； 2、同一产品、部件及零件的图纸用数张图纸绘出时，各张图纸号应相同。 3、通用件的编号可采用被通用件的图纸编号。
4、本公司出图的外购件、外协件，其图号由本厂给出；外购、外协件由外购、外协单位设计出图要由公司技术质保部给予验证确认，并给出公司内部图号。 5、产品开发中如出现零、部件相互借用时，图纸的编号应按最先开发的产品 图纸编号为准，借用关系应借用最先开发的产品，不准间接借用。 6、产品中通用性高，使用范围较广的零部件应尽快转换为通用件。技术部门应编制通用件目录和通用件图册，供相关部门查阅使用。相关部门负责设计变更的申请与确认,并依技术部发布的设计变更通知单内容配合相关工作的实施与落实。 五、图纸编号的编制规则 1、电气图纸编号规则 电气图纸编号按产品名称分类编号的方法进行编号，分类编号其代号的基本部分由图纸识别码、特征号（图纸分类代码）、分类号（产品分类码）、识别号（产品零部件顺序号）四部分组成。 图纸编号区位及含义 图纸分类含产品合同记录编号(《技术部工作流程记录表》编号)和图纸年份。产品类别代码见表1。 表1产品类别代码
1 目的 为了规范机械设计图纸在公司生产活动中各个环节的使用，明确设计图纸的发送、使用、更改、作废及借阅等管理程序，防止设计图纸的错用和误用，使外协加工单位和其他使用部门能及时得到设计图纸的有效版本，特制定本管理办法。 2 范围 本管理办法中涉及的机械设计图纸包括公司设计开发的所有机械设计类图纸。 3 职责 3.1 总师办是机械设计图纸的存档管理部门。 3.2 采购部是机械设计图纸的主要使用部门，负责及时向外协单位提供最新发放的图纸及设计更改的图纸。 3.3 相关部门负责本管理办法在本部门的执行，并对所有机械设计图纸具有保密的义务。 4 工作程序 4.1 总则 未经样机评审、验证和确认，设计不定型的机械设计图纸，资料室不得归档、保管、发送和使用等。 4.2 机械设计图纸发送管理 4.2.1采购部是使用机械设计图纸的主要部门，要严格按照本管理办法执行领用机械设计图纸。 4.2.2 根据生产计划人员下达的产品生产计划，采购部拟订所需投产产品的目录清单，明确所需的机械图纸的图号、名称、份数及时间，提前4～5天书面通知总师办，以便提前准备。 4.2.3例外采购或特需的机械设计图纸，必须由申领人书面申请并经分管领导批准后，方可向总师办领取。 4.2.4总师办资料员负责将所需的机械图纸原件备齐，按照申领人提供的需求图纸目录清单及所需的机械图纸份数进行复印。 4.2.5复印的机械图纸由总师办资料员负责将其整理好，认真核对，并按照图号从小到大的顺序在《设计图纸使用记录单》上登记，记录的内容包括图号、名称、图幅、份数、张数、发送部门、发送日期、发送人等。
4.2.6复印整理好的图纸由总师办资料员负责在其每页的右下角盖上资料室的红色印章,蓝色日期章及资料员本人签章。每次发放的图纸盖当日的发送日期。 4.2.7由申领人向资料室按规定时间索取图纸，并在索取图纸前，由领用人按照资料目录清单认真核对所需的图纸图号、份数等。核对无误后在《设计图纸使用记录单》上签属领用人姓名及领用日期后领出。 4.2.8采购部负责及时向外协加工单位投放资料室最新发放的机械图纸，作为外协加工的依据。零件加工完，由采购部负责将加工单位投放的图纸在加工单位集中销毁。如下批再投产加工，则由采购部向总师办重新申请领取图纸向外协加工单位投放加工。 4.3 机械设计图纸更改管理 4.3.1设计定型的机械图纸经采购部加工成产品后，在装配过程中如发现装配问题时，可以书面形式向相关技术部门提出更改申请，由相关设计人员到现场核查。如确需更改，则在申请单上注明更改方法交至主管设计人员审核，并经分管副总批准后执行更改。如无需更改的，主管设计人员则在申请单上注明意见后退回申请人。 4.3.2 设计定型的机械图纸在外协加工过程中，如加工单位反映有图纸问题或按图纸要求加工时其能力达不到，需要更改图纸时，采购部必须以书面形式通知相关技术部门并作为设计更改的依据，经主管设计人员同意后执行更改。 4.3.3 机械图纸更改时，应确保更改后的机械图纸与原图有明显不同的标识加以区别，并注明更改期限（批次）。更改图纸审批手续齐全后，方可交资料室归档，否则资料室拒绝接收，原图由资料室按4.6执行。对于本批需更改且已发送的机械图纸，总师办应立即通知采购部及相关部门更换图纸（包括例外采购的），更换的份数与原图发送份数相同，且应使原图的使用部门都能及时得到更改后的最新版本图纸。 4.3.4采购部负责将本批更改后的图纸立即发放至外协加工单位，并同时将原图在加工单位销毁。 4.3.5 特需的机械图纸（非采购部外协加工或检验，另作他用的），该图纸按非受控处理，由申领人负责保管备用。 4.4 机械设计图纸借阅管理 4.4.1 公司相关部门的人员确需在资料室查阅机械图纸的，可由资料员代其查阅图纸，查阅后及时归还原处。查阅过程中，图纸要轻拿轻放，避免其破损和玷污，且不允许将图纸拿出资料室。未经许可，严禁进入资料室私自查阅机械图纸！ 4.4.2如相关部门需要借阅图纸时，必须经资料员同意后，按规定办理借阅手续，然后