哈工大制造系统自动化大作业-零件检测

传感器综合运用一、设计题目如图所示工件，在生产线的30°滑道上自上而下滑落，要求在滑动过程中检测工件厚度，并且计数。

图中4mm尺寸公差带为10μm。

图1.测量工件二、厚度检测传感器的选择电容传感器是把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。

它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。

其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器（见图）。

若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εA/δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。

δ、A、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。

因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。

极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。

面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。

介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。

与电阻式或电感式传感器相比，电容传感器具有四大优点:(l)分辨力高，常用于精密测量;(2)动态响应速度快，可以直接用于某些生产线上的动态测量;(3)从信号源取得的能量少，有利于发挥其测量精度;(4)机械结构简单，易于实现非接触式测量。

因此电容传感器在精密测量中占有重要的地位。

此外，电容器传感器还具有结构简单,价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等优点。

因此，在本题中选择电容传感器作为厚度检测传感器。

三、电容传感器的检测原理电容式传感器可分为面积变化型、极距变化型、介质变化型三类，下面将分述其检测原理。

1、面积变化型电容传感器这一类传感器输出特性是线性的，灵敏度是常数。

这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。

测量装置如图2所示。

图2.变面积式电容传感器其电容量计算公式为：002121212()22ln()ln()ln()x l l l l l C C C C r r r r r r lπεπεπε-∆∆∆∆=-=-=-=- 式中 L －外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度21,r r -外圆筒内半径与内圆柱外半径 灵敏度0212ln()C C l r r l πε∆=-=-∆2、极距变化型电容传感器极距变化型电容传感器一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。

机械设计制造及其自动化专业课程介绍默认分类 2010-04-24 11:35:19 阅读61 评论0 字号：大中小订阅作者：船舶学院时间：2009-6-16 14:40:51“机电系统计算机控制”教学大纲(PUTER CONTROL OF ELECTRICAL MACHINE SYSTEMS)大纲编制：李哲教研室主任：李哲课程编码：课程名称：机电系统计算机控制教学性质：选修课适用专业：机械及近机类专业学时：30（26/4）学分：1.5一、课程的性质、目的与任务本课程是适应机电一体化的发展趋势而设立的，是机械设计制造及自动化专业的一门主干课程，主要讲述直流电机、交流电机控制系统，液压伺服控制系统和气压传动控制系统，通过这门课让学生掌握机电液气系统的设计和应用。

二、课程的基本要求本课程主要讲授内容有直流、交流电机的组成、原理、动态特性及其应用，液压伺服系统设计与气压传动系统设计；要求学生掌握机电液气系统的组成、分类，分析和设计；了解各自的特点和应用场合；具备分析机电液气系统和设计简单的机电液气系统的能力，为进一步学习深造和适应未来的工作奠定基础。

三、本课程与相关课程的联系与分工相关课程有：电工学、模拟电路、自动控制原理、液压传动；电工学、模拟电路、自动控制原理等课程作为本课程的基础课。

液压传动课程侧重于讲述液压传动系统，本课程侧重于液压控制系统。

四、教学大纲内容使用教材与参考教材1、使用教材：（骆涵秀主编机电控制 XX大学 2000年1月）2、参考教材：（李洪人液压控制系统国防工业）（邓星钟机电传动控制机械工业）（朱善君可编程控制器系统原理应用维护清华大学）五、教学大纲内容及学时分配第一章概述（2）本章主要内容有：分别用实例引出机电、液压、气动控制系统的整体组成，功能和特点；要求学生掌握机电液气系统的组成；了解机电液气系统的发展方向和选用原则。

第二章直流电机（4）本章主要内容有：直流电机的原理，动态特性分析和系统应用；要求学生掌握直流电机的机械特性和系统应用；了解直流电机的原理、组成。

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哈尔滨工业大学·机电工程学院机械工程测试技术基础Ⅰ课程大作业设计人：段泽军学号：10院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1208108：目录目录................................................................................ 错误!未定义书签。

题目一：信号的分析与系统特性 ............................... 错误!未定义书签。

机械工程测试技术基础课程大作业任务书............................................... 错误!未定义书签。

一，方波信号的数学表达式......................................................................... 错误!未定义书签。

1，方波信号的时域表达式 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

2，时域信号的傅里叶变换 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

二，频率成分分布情况................................................................................. 错误!未定义书签。

三，系统分析................................................................................................. 错误!未定义书签。

第六章 机械精度检测技术内容概要：在介绍基本检测原则和常用检测仪器的基础上，论述了各典型参数和零件的测量方法，以及新技术在检测中的应用。

教学要求：学会根据不同精度要求合理选择测量器具和测量方法，能运用最基本的检测原则和方法对各典型参数和零件进行测量，并通过实验教学使学生对精度检测技术能力得到一定的训练。

学习重点：检测的基本原则、孔轴的检测方法、光滑极限量规的设计、形状和位置误差的检测原则与方法。

学习难点：光滑极限量规的设计；形大形状和位置误差的检测原则与方法。

习 题一、判断题（正确的打√，错误的打×）1、光滑极限量规是依据包容原则综合检验光滑工件的尺寸与形状的无刻度的检具。

（ ）2、光滑量规通规的基本尺寸等于工件的最大极限尺寸。

（ ）3、止规用来控制工件的实际尺寸不超越最大实体尺寸。

（ ）4、检验孔的尺寸是否合格的量规是通规，检验轴的尺寸是否合格的量规是止规。

（ ）5、塞规是检验孔用的极限量规，它的通规是根据孔的最小极限尺寸设计的。

（ ）6、环规是检验轴用的极限量规，它的通规是根据轴的最小极限尺寸设计的。

（ ）7、塞规中的止规是按轴的最大极限尺寸设计的，作用是防止轴的实际尺寸大于轴的最大极限尺寸。

（ ）8、用以检验工作量规的量规是校对量规。

（ ）9、塞规的工作面应是全形的，卡规应是点状的。

（ ）10、通规和止规公差由制造公差和磨损公差两部分组成。

（ ）11、给出量规的磨损公差是为了增加量规的制造公差，使量规容易加工。

（ ）12、规定位置要素Z 是为了保证塞规有一定使用寿命。

（ ）13、国家标准规定，工作量规采用内缩极限。

（ ）14、安全裕度由测量器具的不确定度所决定。

（ ）15、验收极限即最大极限尺寸和最小极限尺寸分别减速去一个安全裕度A 。

（ ）二、选择题（将下面题目中所有正确的论述选择出来）1、按极限尺寸判断原则，某轴mm0800240032。

--φ实测直线度误差为0.05mm 时，其实际尺寸合格的有_____________。

题目及要求(1) 机械加工工艺路线（工序安排）① 工艺方案分析 加工重点、难点② 工序编排 加工顺序、内容③ 加工设备和工艺装备(2) 关键问题分析① 加工工艺问题② 装夹问题③ 生产率问题④ 新技术(3) 解决关键问题的工艺措施（参阅资料)一、零 件 的 分 析零件的工艺分析:零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良,但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求需要加工的表面:1。

小孔的上端面、大孔的上下端面；2。

小头孔0.021022+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔;mm；3。

大头半圆孔55位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0。

07mm.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。

再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证.二、零件加工工艺设计（一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200.考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。

选用铸件尺寸公差等级CT9级，该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为:工序适当分散；广泛采用专用设备，大量采用专用工装。

（二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。

（1) 粗基准的选择:以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。

这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。

（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合"原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。

零件检测的基本内容嘿，咱来说说零件检测这档子事儿哈！这零件检测可太重要啦，就好比咱人得定期去体检一样。

你想想看，要是一个机器里的零件出了问题，那整个机器不就可能闹毛病啦？咱检测零件，首先就得有一双火眼金睛。

你得能看出这零件有没有啥缺陷呀，有没有磨损呀，有没有变形呀。

这就好像咱挑水果，得挑个光鲜亮丽没毛病的吧！你可不能随随便便就放过那些小瑕疵，不然到时候出问题可就麻烦大了。

然后呢，尺寸也得量得准准的。

就跟咱做衣服得量尺寸一样，大了小了都不行。

这零件的尺寸要是不对，装都装不上去，那不就白瞎啦！而且啊，还得注意各种细节，什么粗糙度啦、平整度啦，这些都不能马虎。

再说说检测的工具吧，那也是五花八门的。

什么卡尺啦、千分尺啦、硬度计啦，各种各样的。

这就跟咱厨房的锅碗瓢盆似的，各有各的用处。

你得会用这些工具，才能把零件检测得妥妥当当的。

检测的时候还得细心再细心，可别马马虎虎的。

比如说一个小裂缝，你要是不仔细看，说不定就忽略过去了。

那到时候机器出问题了，你不得后悔死呀！就像你找东西，不仔细找怎么能找得到呢？还有啊，检测可不是一次就完事儿了的。

就像咱每天都得吃饭一样，零件也得经常检测。

随着使用时间的增长，零件可能会慢慢出现问题呀。

你得时不时地去看看它们，给它们做做“体检”。

咱想想，要是飞机上的零件没检测好，那得多危险呀！或者汽车上的零件出问题了，那不得在路上抛锚呀！所以说呀，零件检测这事儿可千万不能小瞧。

咱可不能嫌麻烦就不认真检测，这可是关系到安全和质量的大事儿呢！要是因为咱没检测好，导致出了大问题，那咱可就罪过啦！所以呀，对待零件检测，咱就得像对待宝贝一样，小心翼翼地呵护着，认真仔细地检查着。

总之呢，零件检测这事儿，说简单也不简单，说难也不难。

只要咱有耐心，有细心，有责任心，那肯定能把这事儿做好。

让咱的机器都能顺顺利利地运转，为我们的生活和工作服务！这多好呀，是不是？。

设计说明书一、设计任务1、零件结构图图1.零件结构图2、设计要求（1）孔是否已加工？（2）面A和B是否已加工？（3）孔φ15±0.01精度是否满足要求？（4）凸台外径φ40±0.012精度是否满足要求？（5）零件质量20±0.01kg是否满足要求？（6）产品标签（白色）是否帖正或漏帖？（7）如果不合格将其剔除到次品箱；（8）对合格产品和不合格产品进行计数。

3、工作量（1）设计一套检测装置，能完成所有检测内容；（2）说明书一份，说明各个检测内容采用什么传感器，如何实现；（3）自动检测流程图一份。

4、设计内容及说明要求将检测装置画出，能完成所有检测内容；在完成自动检测功能的基础上，要求费用最少，以提高经济效益；检测装置结构简单可靠、易于加工和实现；自动检测流程图要求详细正确。

二、设计方案根据设计要求，该自动检测生产线应具备形状识别（检测圆孔和平面是否加工）、孔径检测、凸台外径检测、质量检测、标识检测等功能，故初步设计该生产线应具有5道检测工序。

在每个检测工位上都对应有一个废品下料工位，将不合格品剔除到废品传送带上，同时最后还要对合格产品和不合格产品进行计数，故初步预计该生产线共有12个工位（5道检测工位、5道废品下料工位和2道计数工位）。

所有这些工位均匀分布于检测线上(以便准确定位)。

整个检测线应用机电一体化技术，综合控制各道工序的检测工作，包括零件的搬移、检测设备的动作、数据连接、检测结果处理、不合格工件的下料处理等。

检测生产线线基本结构如图2所示：图2.零件质量检测系统基本结构图1、判断孔和平面A、B是否加工的方案由于设计要求中只要求检测孔和平面是否被加工，而无需检测它们的大小和精度，因而可采用价格相对低廉的光电传感器进行检测，其检测方法如图3所示。

图3.光电开关检测原理图4.面A、B未加工时零件的形状(a)检测光电传感器检测孔是否加工 (b)检测光电传感器检测平面A 、B 是否加工图5.检测光电传感器检测孔和平面是否加工原理图具体的检测原理图如图5.所示。

哈工大机械设计制造及其自动化专业课程介绍一、课程简介哈工大机械设计制造及其自动化专业是哈尔滨工业大学（以下简称哈工大）工程学院的一个重要专业方向。

该专业旨在培养具备机械设计与制造及其自动化领域的理论基础和实践能力的高级工程技术人才。

本专业课程涵盖了机械设计、机械制造、自动化控制、传感器技术、计算机辅助设计等方面的知识和技能。

二、课程设置1. 机械设计基础课程该课程主要介绍机械设计的基本概念、原理和方法。

学生将学习到机械元件的设计和选择、机械传动系统的设计、机械结构的设计等内容。

通过理论学习和实践操作，学生将掌握机械设计的基本技能。

2. 机械制造工艺学该课程主要介绍机械制造的基本原理和工艺方法。

学生将学习到机械制造的各种工艺过程，如铸造、锻造、机械加工、焊接等。

通过实验和实践操作，学生将了解各种机械制造工艺的特点和应用。

3. 自动化控制原理该课程主要介绍自动化控制的基本原理和方法。

学生将学习到控制系统的基本概念、控制器的设计和调试、传感器的应用等内容。

通过实验和实践操作，学生将掌握自动化控制的基本技能。

4. 传感器技术与应用该课程主要介绍传感器的基本原理、分类和应用。

学生将学习到各种传感器的工作原理、特点和应用场景。

通过实验和实践操作，学生将了解传感器在机械设计制造及其自动化领域的重要性和应用方法。

5. 计算机辅助设计与制造该课程主要介绍计算机辅助设计和制造的基本原理和方法。

学生将学习到计算机辅助设计软件的使用、三维建模、装配设计、工程图纸的绘制等内容。

通过实践操作，学生将掌握计算机辅助设计和制造的基本技能。

三、实践教学为了提高学生的实践能力和创新能力，哈工大机械设计制造及其自动化专业注重实践教学的开展。

学生将参与各种实践项目，如机械设计与制造项目、自动化控制系统设计与实现项目等。

通过实践项目的开展，学生将锻炼自己的实践操作能力和团队合作能力。

四、就业方向哈工大机械设计制造及其自动化专业毕业生具备较强的机械设计和制造能力，可以在机械制造企业、自动化设备制造企业、科研院所等单位从事机械设计、机械制造、自动化控制等方面的工作。

Harbin Institute of Technology大作业设计说明书课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计设计时间：2017.12哈尔滨工业大学设计任务原始数据如下：有冲击，室内工作，机器成批生产一．选择轴的材料、热处理方式因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用45号钢，调制处理。

二.按扭转强度估算轴径由大作业四P=3.84KW ，n =480r/min ，对于转轴，扭转强度初算轴径，查参考文献[1]表10.2得C =106~118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取 C =106，则mm n P c d 2.2148084.310633min =⨯== 其中P ——轴的传递功率 n ——轴的转速C ——由许用扭转剪应力确定的系数由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮或小齿轮有键槽存在，故将其扩大为1.05倍，得mm d 26.222.2105.11=⨯≥，按标准GB2822-81的R10圆整后取d=25mm 。

三．设计轴的结构3.1确定机体和轴的结构形式箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。

由轴的功能可知，该轴应具有带轮、齿轮的安装段，两个轴承的安装段以及两个轴承对外的密封段，共7段尺寸。

由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，故选用深沟球轴承。

由于传递功率小，转速不高，发热小，故轴承采用两端固定式。

由于轴转速较低，且两轴承间无传动件，所以采用脂润滑、毛毡圈密封。

确定轴的草图如图1所示：图1 确定轴的草图3.1．阶梯轴各部分直径的确定1) 轴段1和7轴段1和轴段7分别安放大带轮和小齿轮，所以其长度由带轮和齿轮轮毂长度确定，而直径由初算的最小直径得到。

所以，mm d d 2571==。

2) 轴段2和6轴段2和轴段6的确定应考虑齿轮、带轮的轴向固定和密封圈的尺寸。

由参考文献[3]图10.9计算得到轴肩高度mm h d d d )30~5.28(21162=⨯+==由参考文献[3]表14.4取毡圈油封直径mm d 29=，取轴径mm d d 3062==。

一、 机械制造自动化发展分为哪四个阶段，各有什么特征？（8分）答：第一阶段：20世纪40~50年代初，以大量大批生产为主的刚性自动化系统和刚性自动化单机，其特点是高生产率刚性结构，产品固定生产节拍固定，难以实现生产产品的改变。

(2分)第二阶段：20世纪50~60年代中期，适用于多品种、中小批量生产的数控（NC ）和计算机数控（CNC ）技术。

其特点是具有较好的柔性和加工质量，应用编程技术即可实现生产产品的改变。

(2分)第三阶段：20世纪60~80年代中期，是适用多品种、中小批量生产的柔性制造技术。

包括柔性制造单元（FMC ）、柔性制造系统（FMS ）和柔性加工线（FML ）。

其特点是高的柔性、质量和效率。

(2分)第四阶段：20世纪80年代至今，仍然面对多品种、中小批量生产。

其技术为计算机集成制造系统（CIMS ）、计算机集成制造（CIM ）、智能制造、并行工程、敏捷制造、虚拟制造、快速原型制造、网络制造、全球制造和绿色制造等。

其特点是具有更为广泛的适应性和更大的柔性，并且技术更具综合性，学科更加交叉，涉及的领域更为广泛。

(2分)二、系统可靠度分配应遵循的原则是什么？（8分）答：在系统设计时可靠度也和精度指标一样，要向各子系统进行合理分配，最终要保证总系统的可靠度不超标。

其分配原则如下：1）对自动化系统性能影响大，对总系统的可靠性影响明显的关键子系统，可靠度指标应高些。

(1分)2）对结构简单，作用大，功能易实现，较为容易达到高可靠度的子系统，其可靠度指标可高些。

(1分)3）不便于维修、更换，功能要求严格的子系统，可靠度指标可高些。

(1分) 4）易受工作环境影响的子系统，可靠度指标可高些。

(1分)5）结构复杂，很难保证高可靠度的子系统，可靠度指标可低些。

(1分)6）考虑到发展、改进、准备更新且对系统可靠性影响不大的子系统，可靠度指标可低一些。

(1分)总的原则是：对总系统的可靠性影响显著，对保证系统性能起主要作用，对完成执行任务三、何谓电气伺服系统？电气伺服系统的特点是什么？（6分）答：伺服系统是指输出信号（位移、速度、加速度或力）以一定的精度复现输入信号的自动控制系统，又称为随动系统，一般是指以各种伺服电动机作为驱动元件。

《精密和超精密加工技术》课程大作业院（系）英才学院专业机械设计制造及其自动化姓名吴英丹学号6120200615班号1236105完成日期2015.7.8哈尔滨工业大学机电工程学院2015年精密和超精密加工技术（大作业）目录1前言 (1)2LIGA工艺[2] (2)3UV-LIGA工艺[3] (3)4LIGA技术的应用[5] (4)5结论[6] (5)参考文献 (5)LIGA技术及其应用摘要：微电子机械系统（MEMS）技术的兴起及其在现代信息社会中的广泛应用，推动了能实现高深宽比三维微细加工的LIGA及准LIGA技术的迅速发展。

本文介绍了LIGA相关技术的发展状况并举例说明了它们在射频、光学等方面上的一些应用。

关键词：三维微细加工；LIGA技术；UV-LIGA技术The Development and Application of LIGA Abstract:LIGA and quasi-LIGA technologies used for high aspect ratio 3-D micromachining were accelerated by the rise and wide applications in information society of MEMS (micro-electro-mechanical systems) technology. LIGA and related technologies are presented, and the applications of these technologies are illustrated for examples.Keywords: 3-D micromachining；LIGA technology；UV-LIGA technology1 前言随着MEMS技术的发展和人们在微机械制造方面所取得的成就，对各种微执行器、微传感器等微结构的制造方法的研究成为MEMS 技术研究的一个热点，同时微机械制造技术也是MEMS技术向更高层次发展的推动力。

哈尔滨工业大学机械设计课程大作业螺旋起重机的设计（最终版）设计人：段泽军学号： 1120810810院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 1208108目录机械设计大作业任务书.................................. - 1 -一，螺杆、螺母材料的选择 .............................. - 2 -二，耐磨性设计........................................ - 2 -三，螺杆强度设计...................................... - 2 -四，螺母螺纹牙强度校核................................ - 2 -五，自锁条件校核...................................... - 3 -六，螺杆的稳定性校核.................................. - 3 -七，螺母外径及凸缘设计................................ - 4 -八，手柄设计.......................................... - 4 -九，底座设计.......................................... - 6 -十，其他配件设计...................................... - 7 -十一，参考文献........................................ - 7 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目：螺旋起重器的设计设计原始数据：题号起重量F Q/kN最大起重高度H/mm3.1. 130180F一，螺杆、螺母材料的选择螺杆采用45钢调质，参考GB/T 699知其抗拉强度=600MPa，屈服点=355MPa；考虑到速度低并且要求耐磨，参考GB/T 1176，螺母材料选用10-3铝青铜 ZCuAl10Fe3。