第三章机械设计编程基础

1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢（Q屈服强度）优质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结构钢（20Mn2锰的平均质量分数约为2%）、铸钢（ZG230-450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁抗拉强度）2、常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火（在空气中冷却）、淬火（在水或油中迅速冷却）、回火（吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却）、调质（淬火+高温回火的过程）、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗）3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。

最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。

特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。

确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。

疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。

疲劳点蚀使齿轮。

滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况（多个行星轮）、增强机构的刚度（轴与轴承）、保证机械运转性能9、螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan（λ+ψv）一般螺旋升角不宜大于40°。

机械原理课程设计编程说明书二机械原理课程设计编程说明书设计题目：压床连杆机构的设计及运动分析（方案二）指导教师：设计者：学号：班级：液压班2013年7月1日xx工程技术大学机械原理课程设计任务书（三）姓名专业液压班级学号一、设计题目：压床连杆机构的设计及运动分析角3ϕ'、3ϕ''，滑块的冲程H，比值CECD、EFDE,各构件重心S的位置，曲柄每分钟转数1n。

四、原始数据连杆机构的设计及运动分析mm° mm min r1x 2x y 3ϕ' 3ϕ'' H CECDEF DE1n2BS BC3DS DE60 170 260 60 120 1801/2 1/490 1/2 1/2五、要求：1）设计连杆机构，作机构运动简图（选择适当的比例尺）、机构两个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图（位移、速度和加速度曲线）。

2) 用C 语言编写程序对机构进行运动分析，并打印出程序及计算结果。

3）编写出设计计算说明书。

指导教师：郝志勇 席本强 开始日期：2011年 6月26日 完成日期：2011年7月 1 日目 录一 设计任务及要求………………………………………… 二 数学模型的建立…………………………………………三 程序框图 ………………………………………… 四 程序清单及运行结果……………………………… 五 设计总结 …………………………………………… 六 参考文献 …………………………………………… 七 附录（中期检查报告）…………………………一 设计任务及要求任务：连杆机构的设计及运动分析已知：中心距X1=60mm ，X2=170mm ，Y=260mm 。

构件3的上、下极限Φ=60、Φ/=120,滑块的冲程H=180mm ，比值CE/CD=1/2，EF/DE=1/4，各构件S 重心的位置，曲柄每分钟转速N1=90r/min 。

要求：1）建立数学模型；2）用C 语言编写计算程序、并运行；3）绘制从动件运动规律线图，并进行连杆机构的动态显示；4）用计算机打印出计算说明；二 数学模型的建立4321=--+Z Z Z Z（1）按复数式可以写成)sin (cos )sin (cos )sin (cos )sin (cos 44332211=+-+-+++θθθθθθθθi d i c i b i a 由于4=θ，上式可简化为)sin (cos )sin (cos )sin (cos 332211=-+-+++d i c i b i a θθθθθθ （2）根据（2）式中实部、虚部分别相等得cos cos cos 321=--+d c b a θθθ（3）sin sin sin 321=-+θθθc b a（4）由（3）、（4）式联立消去θ2得)cos 2(sin )sin 2(cos )2cos 2(122223131θθθθθad ac cd ac b d c a --++=+-（5） 令：θθθ1222211111cos 2,sin 2,2cos 2ad ac cd ac b d c a N M L --++==-=,则（5）式可简化为N M L 13131sin cos =+θθ （6） 解得之M L LM L N11arcsin11arcsin 2212213+-+=θ（7）同理，根据（3）、（4）式消去θ3可解得M L LM L N22arcsin22arcsin2222222+-+=θ （8）其中：θθθ1222211212cos 2,sin 2,2cos 2ad ab bd ab b d a c N M L +---==-=（7）（8）式为c 、b 杆的角位移方程。

基于UG平台的二次开发习题解答工学院优集学院二○一○年二月基于NX平台的二次开发课程习题解答课程代码：22021021学时数：32适用专业：机械设计制造及其自动化第1章二次开发应用初步1、创建一个“Hello,你的”消息对话框。

要求：利用UG自带的向导创建二次开发工程项目；利用单按钮消息对话框（UC1601（））创建“Hello”加你的。

源程序：extern"C"DllExport void ufusr( char *parm, int *returnCode, int rlen ){/* Initialize the API environment */int errorCode = UF_initialize();if ( 0 == errorCode ){/* TODO: Add your application code here */uc1601("Hello, 你的",1);/* Terminate the API environment */errorCode = UF_terminate();}/* Print out any error messages */PrintErrorMessage( errorCode );}第2章二次开发应用框架1、创建圆柱体要求：创建一个Win32项目，并设置工程项目的属性，使其能够编译UG 二次开发工程项目；创建基本体素特征圆柱体。

源程序：#include<stdio.h>#include<uf.h>#include<uf_defs.h>#include<uf_modl.h>static void do_ugopen_api(void){UF_FEATURE_SIGN sign = UF_NULLSIGN;double cyl_orig[3] = {0.0,0.0,0.0};char *cyl_height="100";char *cyl_diam="100";double direction[3]={-1,0,0};tag_t cyl_obj;UF_MODL_create_cyl1(sign, cyl_orig, cyl_height,cyl_diam,direction, &cyl_obj);}extern void ufusr( char *param, int *retcode, int rlen ){if((UF_initialize())!=0)return;do_ugopen_api ();UF_terminate();return;}extern int ufusr_ask_unload(void){return(UF_UNLOAD_IMMEDIATELY);}extern void ufusr_cleanup(void){return;}2、创建一个凸台要求：凸台高H为你的学号，下底面直径B _diam为高h的两倍，上底面直径T _diam与高h相等。

机械制图编程知识点总结机械制图编程是指利用计算机编程技术，对机械制图进行处理、设计和分析的过程。

它是将计算机技术与机械制图知识相结合，实现自动化的设计和制图，提高效率和精度。

本文将从机械制图编程的基础知识、常用工具和技术、主要编程语言以及应用领域等方面进行总结，并介绍一些相关的案例和趋势。

一、基础知识1.1 机械制图基础知识机械制图是一种用图形符号来表达和传递物体形状、大小、结构和工艺要求的技术语言。

它是机械工程设计和制造的重要手段，包括平面图、立体图、剖视图、细节图、装配图等，通常采用国际标准化组织（ISO）的标准符号和规范。

1.2 计算机辅助设计（CAD）CAD是指利用计算机进行设计和制图的技术，是机械制图编程的基础。

CAD软件可以实现各类机械制图的绘制、编辑、存储和打印，提高设计效率和精度。

目前，主流的CAD软件包括SolidWorks、AutoCAD、Pro/Engineer等。

1.3 数字化制造（CAM）CAM是指利用计算机辅助数控编程技术，将CAD制图转化为数控机床或加工中心的加工程序，实现自动化数控加工。

CAM软件可以根据CAD制图自动生成加工路径、刀具路径和加工代码，减少编程人员的工作量，提高加工精度和效率。

1.4 机械制图编程的基本原理机械制图编程的基本原理是将CAD绘图和CAM加工相结合，通过编程技术实现自动化设计和加工。

主要包括CAD绘图数据的处理、加工路径的生成和数控编程的优化。

二、常用工具和技术2.1 CAD制图技术CAD制图技术是机械制图编程的基础，主要包括绘图命令、图层管理、尺寸标注、标准件库、零件装配和工程图纸的编辑等功能。

CAD软件可以根据用户需求进行自定义设置，提高绘图的效率和精度。

2.2 CAM加工技术CAM加工技术是机械制图编程的重要组成部分，主要包括加工路径的生成、刀具路径的规划、工艺参数的设置和数控编程的优化等功能。

CAM软件可以根据零件的几何数据和加工要求，自动生成加工程序，实现自动化数控加工。

第一章概述1．简述产品设计制造的一般过程。

答：CAD/CAM系统是设计、制造过程中的信息处理系统，它主要研究对象描述、系统分析、方案优化、计算分析、工艺设计、仿真模拟、NC编程以及图形处理等理论和工程方法，输入的是产品设计要求，输出的是零件的制造加工信息。

2.简述CAD/CAM技术的概念、狭义和广义CAD/CAM技术的区别与联系。

答：CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论、电子技术等学科知识，以工程应用为对象，实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能。

区别：广义的CAD/CAM技术，是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程，及与之直接和间接相关的活动；狭义的CAD/CAM技术，是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制联系：广义的CAD/CAM技术包容狭义的CAD/CAM技术3.传统的设计制造过程与应用CAD/CAM技术进行设计制造的过程有何区别与联系？答：区别：传统的设计与制造方式是以技术人员为中心展开的，，产品及其零件在加工过程中所处的状态，设计、工艺、制造、设备等环节的延续与保持等，都是由人工进行检测并反馈，所有的信息均交汇到技术和管理人员处，由技术人员进行对象的相关处理。

以CAD/CAM^术为核心的先进制造技术，将以人员为中心的运作模式改变为以计算机为中心的运作模式，利用计算机存贮量大、运行速度快、可无限期利用已有信息等优势，将各个设计制造阶段及过程的信息汇集在一起，使整个设计制造过程在时间上缩短、在空间上拓展，与各个环节的联系与控制均由计算机直接处理，技术人员通过计算机这一媒介实现整个过程的有序化和并行化。

联系：制造过程的各个环节基本相同。

4.简述我国CAD/CAM技术发展的过程与特点。

.河北工程大学课程设计指导说明书课程题目: 机械手及控制系统设计专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向班级: 机制11班**: **学号*************: ***目录第一章绪论1.1 题目要求。

3 1.2 题目概况。

3 1.3 气动机械手。

3 1.4 气动机械手的发展趋势。

3 1.5 课题的现实意义。

4第二章气动机械手的操作要求及功能2.1 机械手移动动作示意图。

5 2.2 机械手操作面板图。

5 2.3 机械手的输入\输出信号定义图。

6 2.4 机械手顺序动作的要求。

6第三章机械部分设计3.1 气动搬运机械手的结构。

8 3.2 机械手的主要部件及运动。

8 3.3 驱动机构的选择。

9 3.4 机械手的技术参数列表。

9 3.5 气动回路的设计。

9 3.6 末端执行器的设计。

10 3.7 升降手臂的设计。

12 3.8 平移手臂的设计。

14第四章机械手控制设计4.1 PLC的简介。

16 4.2 PLC的应用领域。

16 4.3 PLC的系统组成。

16 4.4 PLC的定义及选择。

174.4.1 机械手传送系统输入点和输出点分配表。

174.4.2 原理接线图。

184.4.3 控制程序流程图。

19 4.5 机械手控制软件设计。

214.5.1 控制系统程序。

214.5.2 手动单步操作程序。

214.5.3 机械手系统梯形图。

234.5.4 语句表程序设计。

24第五章课程设计总结第一章绪论机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务。

在构造和性能上兼有人和机器的优点，尤其体现了人的智能和适应性。

机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

1.1 题目要求题目：机械手及控制系统设计要求：机械手的各动作由气缸驱动，并由电磁阀控制1.2 题目概况机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。

第 机械设计编程基础2．1 编程和图表处理的基本方法一、编制机械设计计算程序的基本方法(1) 设计数据(2) 表格、线图及标准规范 (3) 算法设计[]p p dlhTσσ≤=4 式中，T 为转矩；h 为键高度；l 为键的工作长度；[σp ]为轮毂的许用挤压应力。

图1 平键联接的受力情况b ≈h/2h Lbddl表1 平键（摘自GB1096-90） 轴径 mm d mm b mmh自6～8 2 2>8 ～10 3 3 >10～12 4 4>12～17 5 5>17～22 6 6>22～30 8 7 >30～38 10 8>38～44 12 8>44～50 14 9dT开始输入：YBP l d T ,,,根据d 检索出h)/(4dlh T BP = ?YBP BP ≤输出：满足强度条件输出：不满足强度条结束二、设计图表处理的基本方法1．表格（手册中的）分为两类：⎩⎨⎧..:;:着某种联系表格中的数据之间存在列表函数任何联系表格中的数据之间没有数表2．表格处理的基本方法：（1） 表格的程序化：将数表中的数据以数组形式存储和检索，直接编在解题的程序中。

（2） 表格的公式化：对于列表函数，可用曲线拟合的方法形成数学表达式并直接编于程序中。

2-2 设计数表的处理一、表格的程序化1． 数表一维（元）数表：所查取的数据只与一个变量有关的数表； 二维（元）数表：所查取的数据与两个变量有关的数表； 它们均可用一维和二维数组的形式存入计算机，以备程序使用。

一维（元）数表程序化示例1 ：int I;float GAMA[ ] ={ 7.87,7.85,8.30,7.75}; printf( “1. 工业纯铁\ n”); printf( “1. 钢材\ n”); print f( “2. 高速钢\ n”); printf( “3. 不锈钢\ n”); printf( “选择材料类型：”); scanf( “ % d”,&I); printf( “3. 不锈钢\ n”);printf( “材料的密度：% f\ n”,GAMA[I -1]);表2 材料的密度材 料 密度 / (g.。