机电产品的设计制造过程

1 实验目的（1）掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台；（2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标；(3) 对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。

2 实验内容(1) 轴或负载台的有限元分析(2) 基于Adams的运动学分析与仿真3实验相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况）网络协同设计环境，如图1所示：包括产品CAD建模、有限元分析FEM、动力学仿真ADAMS和控制仿真MATLAB。

计算机网络硬件环境和相应软件环境。

图形工作站和路由器，安装协同设计仿真软件。

型图1 协同设计仿真平台组成典型机电产品协同设计仿真工作流程如下图2所示。

1）利用CAD建模工具，建立产品模型；2）利用ADAMS建立产品运动学模型；3）根据CAD和ADAMS传过来的结构模型和边界条件分析零件应力场和应变场；4）用ADAMS分析得到的运动参数（位移、速度）。

图2 协同设计仿真平台组成SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。

在这里我们绘制参数图如下。

在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束情况。

图４产品初步结构与ＳｙｓＭＬ图4实验结果（含操作过程说明、结果记录及分析和实验总结等，可附页）（一）底座转台关键件有限元分析：1，在CAD中打开零件的三维模型图，导出为IGES格式模型文件（*.igs）,在Ansys中运行file->import->IGSE...导入该模型; 或者按照以下步骤创建零件模型。

运行Preprocessor->Modeling->V olumns->Cylinder->Solide Cylinder，弹出如下对话框，在对话框中输入相应数值，。

机电产品开发的一般过程包括：Product Discovery（发现需求）、Project Planning（项目规划）、Product Definition（产品定义）、Conceptual Design （原理方案设计）、Product Development（产品详细设计）、Product Support（产品支持）。

Product Discovery（发现需求）：要设计一个产品，首先我们必须知道我们需要什么？需求通常会通过以下的几个途径产生：1、技术推进型。

所谓技术推进型是指随着科技的发展，就会有许多新的技术的产生，而将这些新的技术应用到已有的产品中去就会产生新的更好的产品，这就是开发新产品。

比如汽车的发展，刚开始的畜力车就是现代汽车的原型，它的动力是牲畜，之后又将蒸汽作为畜力车的动力，于是有了蒸汽机。

2、市场拉动型。

市场拉动型是指市场上所需要的，即人们的需求。

举一个简单的例子，比如菜市场上今天某一样菜很少，并且需要这样菜的人还很多，那么这样菜今天的价格一定很高，这就是市场拉动型。

要想通过市场找到需求就必须要有敏锐的观察力，能察觉到现阶段市场上哪些产品是热销的，或者能预测到什么东西将会称为热销的产品。

然而这有不仅仅是找到热销产品，我们还必须要进行充分的市场调查，调查现在都有哪些公司都在生产这种类型的产品、他们目前所掌握的技术是否成熟，是否掌握核心技术、还有他们的生产是否能满足人们的需求和人们对这种产品的需求是否呈增长趋势等等。

市场拉动型是最常见的需求产生的方法。

3产品更新。

产品更新适用于一个产品已经生产出来了，而且目前的技术已经很成熟了，但是通过问卷调查就会发现该产品仍然有许多地方不能满足人们的使用需求，所以我们就可以抓住这一点来更新换代新的产品。

比如好神拖、苹果等。

4、用户委托或是主管部门下达。

Project Planning（项目规划）：项目规划是指在找到需求之后，对产品的设计过程进行规划，具体包括建立团队、任务分配、时间安排、成本计算等。

机电产品开发的一般过程包括：Product Discovery（发现需求）、Project Planning（项目规划）、Product Definition（产品定义）、Conceptual Design （原理方案设计）、Product Development（产品详细设计）、Product Support（产品支持）。

Product Discovery（发现需求）：要设计一个产品，首先我们必须知道我们需要什么？需求通常会通过以下的几个途径产生：1、技术推进型。

所谓技术推进型是指随着科技的发展，就会有许多新的技术的产生，而将这些新的技术应用到已有的产品中去就会产生新的更好的产品，这就是开发新产品。

比如汽车的发展，刚开始的畜力车就是现代汽车的原型，它的动力是牲畜，之后又将蒸汽作为畜力车的动力，于是有了蒸汽机。

2、市场拉动型。

市场拉动型是指市场上所需要的，即人们的需求。

举一个简单的例子，比如菜市场上今天某一样菜很少，并且需要这样菜的人还很多，那么这样菜今天的价格一定很高，这就是市场拉动型。

要想通过市场找到需求就必须要有敏锐的观察力，能察觉到现阶段市场上哪些产品是热销的，或者能预测到什么东西将会称为热销的产品。

然而这有不仅仅是找到热销产品，我们还必须要进行充分的市场调查，调查现在都有哪些公司都在生产这种类型的产品、他们目前所掌握的技术是否成熟，是否掌握核心技术、还有他们的生产是否能满足人们的需求和人们对这种产品的需求是否呈增长趋势等等。

市场拉动型是最常见的需求产生的方法。

3产品更新。

产品更新适用于一个产品已经生产出来了，而且目前的技术已经很成熟了，但是通过问卷调查就会发现该产品仍然有许多地方不能满足人们的使用需求，所以我们就可以抓住这一点来更新换代新的产品。

比如好神拖、苹果等。

4、用户委托或是主管部门下达。

Project Planning（项目规划）：项目规划是指在找到需求之后，对产品的设计过程进行规划，具体包括建立团队、任务分配、时间安排、成本计算等。

机电产品设计---教学⼤纲《机电产品设计》课程教学⼤纲课程代码：100042008课程英⽂名称：Mechanical and electrical product design课程总学时：64 讲课：24 实验：0 上机：40适⽤专业：⼯业设计专业、产品设计专业⼤纲编写（修订）时间：2017年11⽉⼀、⼤纲使⽤说明（⼀）课程的地位及教学⽬标本课程是⼯业设计学科的选修课程，是从产品造型设计、结构设计到复杂产品设计管理、控制的重要课程，是学⽣将来参与⼯业产品设计⼯作的重要的指导⽅法性课程。

通过本课程的学习，学⽣将达到以下要求：1．掌握各种模块化设计⽅法的运⽤⽅法；2．掌握多种模块化设计的基本程序；（⼆）知识、能⼒及技能⽅⾯的基本要求1. 掌握模块化设计操作⽅法。

2. 掌握模块化设计的步骤。

3. 通过对复杂机电产品的设计实训加强模块化设计思想的研究。

（三）实施说明1．教学⽅法：教学⽅法要服务于课程教学⽬标，同时结合课程内容的教学要求以及学⽣认知活动的特点，可以包括讲授、研讨、⼩组合作、同伴教学、探究教学、项⽬驱动、案例教学等多种教学⽅法与模式。

2．教学⼿段：本课程属于选修课。

在教学中采⽤电⼦教案、多媒体教学系统与实际操作相结合教学⼿段，以确保在有限的学时内，全⾯、⾼质量地完成课程教学任务。

本课程将通过对复杂机电产品的设计实训加强模块化设计思想的研究（四）对先修课的要求产品结构设计材料成型与⼯艺应⽤（五）对习题课、实践环节的要求本课程安排40学时的实践，通过实践课程完成新能源垃圾清扫车产品的模块化设计。

具体项⽬根据教师的课题可以进⾏调整，要求产品具有⾜够的复杂程度。

（六）课程考核⽅式1.考核⽅式：考勤+作业+⼤作业2.考核⽬标：全勤，通过课后作业和⼤作业深⼊掌握机电产品设计⽅法。

3.成绩构成：20%考勤 80%⼤作业（七）参考书⽬1）《机电产品模块化设计⽅法和案例》，顾新建等，机械⼯业出版社，出版时间:2014年01⽉2）《机电产品绿⾊设计与⼯程实例》，张秀芬著，化学⼯业出版社，出版时间:2015年07⽉⼆、中⽂摘要课程对机电产品模块化设计需求、现状、⽅法、案例和发展⽅向等作了全⾯的分析和介绍，建⽴了机电产品模块化⽅法体系结构，对产品模块化的概念、过程和⽅法进⾏统⼀的描述和详尽的介绍，对不同层次的、产品⽣命周期不同阶段、不同⾏业的机电产品模块化⽅法和案例作了全⾯介绍和分析，提出了模块化产品⽣命周期评价指标和产品模块化程度评价指标，使学⽣能够对机电产品模块化设计概念、⽅法和过程有⽐较清楚和系统的把握，对机电产品模块化设计案例有全⾯的了解，掌握机电产品模块化设计平台的建⽴⽅法和理论，掌握基于设计平台的产品配置设计和变型设计⽅法，以满⾜机电企业开展模块化设计的需求，推动机电产品模块化的深⼊开展。

机电工程技术方案一、项目背景随着科技的不断进步，机电工程技术在各个领域中的应用越来越广泛。

机电工程技术方案是利用电气、电子、机械、自动化技术等科学知识和技术手段，设计、研发、制造、安装、调试、维护和管理各种机电设备、系统和工程的全过程。

机电工程技术方案的设计实施，将成为提高国家机电产品生产水平、推动工业自动化和信息化应用、发展工程技术服务产业，加快机电产业可持续发展的重要手段。

尤其在当前全球经济全球化条件下，竞争日趋激烈，提高机电产品和工程技术服务质量、降低成本、缩短产品和工程周期、提高效率等方面软实力优势，由于公司机电工程技术方案的实施将对公司自身核心竞争力形成强有力的支撑。

因此，机电工程技术方案的设计实施对公司的机电产品生产和工程技术服务产生了积极影响。

二、项目目标1. 实施机电工程技术方案的目标是为公司提供高效、可靠、智能的机电产品和工程技术服务；2. 通过实施机电工程技术方案增强公司核心竞争力，提高市场占有率；3. 提高机电产品的技术含量和附加值，优化产品结构布局，提高机电产品生产水平；4. 强化工程技术服务能力，提高公司工程技术服务信誉度。

三、项目内容1. 计划实施机电工程技术方案的主要内容为：1）机电产品的设计制造、集成供应和售后服务；2）机电工程的设计、施工及系统集成调试；3）机电工程材料及零部件的研发、生产和供应；4）机电工程技术服务。

2. 经费预算1）预算总额：1000万元人民币；2）经费用途：- 机电产品的设计制造、集成供应和售后服务：500万元；- 机电工程的设计、施工及系统集成调试：300万元；- 机电工程材料及零部件的研发、生产和供应：100万元；- 机电工程技术服务：100万元。

3. 实施计划1）机电产品的设计制造、集成供应和售后服务：- 机电产品设计制造：6个月；- 机电产品集成供应：6个月；- 机电产品售后服务：12个月。

2）机电工程的设计、施工及系统集成调试：- 机电工程设计：6个月；- 机电工程施工：12个月；- 机电工程系统集成调试：6个月。

机电产品的智能研发四个过程
机电产品的智能研发通常分为以下四个主要的过程：
1. 概念设计：在这个过程中，研发团队将根据市场需求和用户需求，提出机电产品的概念设计方案。

这包括确定产品的功能和性能要求，以及引入智能技术的可能性和可行性研究。

2. 技术开发：在概念设计确定后，研发团队将进行技术开发工作。

这包括智能硬件的设计与制造，例如传感器、执行器等组件，以及嵌入式系统的开发，以实现智能化的功能。

3. 系统集成：在技术开发阶段完成后，研发团队将进行系统集成工作。

这包括将智能硬件和嵌入式系统与机电产品的其他组件进行整合，以实现功能的完整性并确保各个组件的协调工作。

4. 测试与优化：在系统集成完成后，研发团队将进行测试和优化工作。

这包括对智能机电产品进行各种功能和性能测试，检测是否达到预期的智能化水平，并对性能进行不断优化和改进。

总的来说，机电产品的智能研发过程包括概念设计、技术开发、系统集成和测试与优化等关键阶段。

这些过程的顺序和重要性可能因不同的产品和项目而有所不同，但它们共同构成了机电产品智能化的研发过程。

电机生产流程
电机生产流程主要包括以下几个步骤：
1. 确定设计要求：根据具体需求和规格要求，设计电机的各项参数，如电压、电流、功率、转速、尺寸等。

2. 确定材料：根据设计要求，确定电机的定子、转子、铁芯、绕组等材料。

3. 制造机壳：按照设计要求，制造电机的机壳或者其他支撑结构。

4. 制造绕组：将铜线或者铝线绕制成线圈，用于电机的转子或者定子。

5. 制造铁芯：将硅钢片叠压成一定形状的铁芯，用于产生磁场。

6. 组装定子：将绕组和铁芯装入机壳中，并进行固定和连接。

7. 组装转子：将转子铁芯和线圈装入机壳中，并进行固定和连接。

8. 进行测试：在电机组装完毕后，进行测试以确保其性能符合要求。

9. 质量检查：对电机进行质量检查，包括外观、性能、安全等方面的检查。

10. 包装入库：将合格的电机进行包装，并放入仓库中以备发货。

以上是电机生产的基本流程，具体生产工艺和设备可能会因电机类型、规格、生产厂家等因素而有所不同。

机电一体化产品设计院系：机电工程学院班级：机制自动化10-01学号：**********@@姓名：邹@@@打印机打印机是一种典型的机电一体化产品。

打印机由机械部件、电子部件以及相应软件的共同配合完成文字及图形的打印。

接口同样是打印机中重要的部件。

这里所说的接口既包括打印机与计算机的接口，同样也包括机械部件间的接口以及电控部分与机械传动的接口。

与老式字符式打印机不同，现代的打印机采用点阵的打印方式，因此既可以打印字符也可以打印图片。

1针式打印机针式打印机主要是由打印头、字车结构、色带机构、输纸机构和控制电路组成。

控制电路中包含对打印头、走纸和字车行走的控制。

另外，ROM存储器中存储的打印字库用来控制被打印字符与打印针运动之间的关系。

现代打印机大多数是基于微处理器控制的系统。

打印机上所有的机械上的复杂动作、字符的形成等都通过过微处理器进行存储记忆、控制和操作。

下面以机械和电控两个方面分析针式打印机的结构和设计。

1．1针式打印机机械装置1．1．1字车及其传动字车的作用是驱动打印头，通过其左右移动带动打印头横向左右移动，当到达指定位置后由打印头撞击色带，在打印纸的相应位置上印出字符。

字车通常由步进电动机驱动，其机械结构如图所示。

字车机械结构为了保证打印头定位准确，使用齿形皮带进行传动，打印头被装卡在皮带上。

当打印头印字时，字车停止。

1．1．2打印头打印头由打印针、电磁铁、复位弹簧、导向装置等组成，是整台打印机的核心部件，其结构如图10—2所示。

打印头的结构打印针是钢针，对于24针打印机来说，打印头中共有24根打印针，以双列的方式布置见图。

针式打印机打印出的字符是通过钢针击打色带从而将色带上的墨色转印到打印纸上。

每根钢针击打色带时会在打印纸上形成一个色点，24根钢针的击打与字车行走机构及进纸机构的配合可以形成24×24点阵。

汉字的字符就是由24×24点阵形成，如图所示打印针排列示意图24*24点阵字符打印针由电磁铁驱动，导向装置保证打印针以垂直于色带的方向撞击色带，从而将色带颜色转印到打印纸上。

机电一体化产品的设计过程机电一体化产品的设计过程机电一体化产品的设计过程【1】摘要: 机电一体化是多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程,因此在产品设计的过程中,要特别强调技术融合,学科交叉的作用。

阐述机电一体化产品典型设计进程,它通常划分为四个阶段,包括准备阶段,理论设计阶段,设计实施阶段,设计定型阶段。

关键词: 机电一体化;设计方法;步骤机电一体化系统设计是多个学科的交叉和综合,涉及的学科和技术非常广泛,其技术发展迅速,水平越来越高。

由于机电一体化产品覆盖面很广,在系统的构成上,有着不同的层次,但在系统设计方面有着相同的规律。

机电一体化系统设计是根据系统论的观点,运用现代设计的方法构造产品结构、赋予产品性能并进行产品设计的过程。

整个开发设计过程按步骤可划分为四个阶段:1 设计筹划阶段1)在筹划阶段中要对设计目标进行机理分析,对客户的要求进行理论性抽象,以确定产品的性能、规格、参数。

在这个阶段,因为用户需求往往是面向产品的使用目的,并不全是设计的技术参数,所以需要对用户的需求进行抽象,要在分析对象工作原理的基础上,澄清用户需求的目地、原因和具体内容,经过理论分析和逻辑推理,提炼出问题的本质和解决问题的途径,并用工程语言描述设计要求,最终形成产品的规格和参数。

对于加工机械而言,它包括如下几个方面:① 运动参数:表征机器工作部件的运动轨迹和行程、速度和加速度。

② 动力参数:表征机器为完成加工动作应输出的力(或力矩)和功率。

③ 品质参数:表征机器工作的运动精度、动力精度、稳定性、灵敏度和可靠性。

④ 环境参数:表征机器工作的环境,如温度、湿度、输入电源。

⑤ 结构参数:表征机器空间几何尺寸、结构、外观造型。

⑥ 界面参数:表征机器的人机对话方式和功能。

2)在这个阶段中要根据设计参数的需求,开展技术性分析,制定系统整体设计方案,划分出构成系统的各功能要素和功能模块,然后对各类方案进行可行性研究对比,核定最佳总体设计方案、各个模块设计的目标与相关人员的配备。

课程报告课程报告1． 课程类容综述:第一环节课程：在这一环节课程上，首先，赫老师首先给我们从开设《机械工程导论》课程的原因讲起，告诉了我们开这门课：一方面是为了建立我们对机械的整体认识，比如：机械是怎么运转的？怎么设计一个机械，又怎么制造一个机械？另一方面是为了激发我们对机械方面的兴趣，比如:机械是如何为人类服务的？机械领域是否有感人的人和感人的事？身边各式各样的机械是怎么被发明出来的？未来的机械又是什么样子（比如变形金刚会有吗？会飞的汽车又会有吗？）。

其次，主要讲了工程与工程师，以及机械的历史和未来发展。

使我们了解到工程的分类主要有土木、冶金化学、机械和电子电气工程等。

工程师是设计、发明和通过应用科学和数学的方法创造新产品或某项新技术。

工程师解决工程问题的途径是：构思形成方案——方案决策——设计——建造——测试改进等。

最后我们进行了互动环节，在互动的环节中我们都对自己为何选“机械设计制造及自动化”专业以及对机械的认识进行了探讨，更加加深了我们对机械的了解与兴趣。

第二环节课程：该环节主要讲述了机械的分析与认识。

首先，告诉了我们什么是机械，以及机械的作用是：减轻人类劳动强度、提高劳动效率、提高工作和生活质量。

其次，分析自行车，洗衣机和汽油发动机三个案例，重点讲述了汽油发动机。

通过这些案例告诉了我们怎样去分析一个机械，怎样全面的去了解一个机械。

分析一个机械要从它的外部特征和它组成与结构来分析。

机器的外部特征应包括：机器用途（机器的使用目的是什么？）、机器的功能（为了满足使用目的，需要那些具体能力？区分主要功能与附加功能和功能适度原则）、机器的规格与型号（例如：机器的类别与工作范围、机械的性能与技术指标、机械的工作质量和规格与性能的适用原则）。

机器的组成与结构应从功能角度、制造角度和原理角度三个方面进行分析。

功能因明白其主要实现了什么？（如汽油发动机基本功能：燃料与空气输送；点火与燃烧做功；功率输出；废气排出。

机电产品建模与仿真报告引言机电产品建模与仿真是一种将现实世界中的机电产品通过数学模型和计算机仿真技术来进行分析和优化的方法。

通过建模和仿真，可以帮助工程师们更好地理解机电产品的性能和工作原理，并进一步提升产品的设计和制造质量。

本报告将介绍机电产品建模与仿真的基本原理和应用，并结合一个具体的案例进行分析和讨论。

机电产品建模与仿真的原理和方法机电产品建模与仿真一般分为以下几个步骤：1. 建立数学模型：通过对机电产品进行理论分析和实验测试，获得其工作原理和性能数据，并将其转化为数学方程或函数。

常用的建模方法包括物理模型、基于市场数据的统计模型和机器学习模型等。

2. 进行仿真计算：利用计算机软件或编程语言，将前一步中所得到的数学模型转化为计算机可执行的代码，并进行仿真计算。

这些代码可以利用数值方法和数学算法对模型进行求解和优化。

3. 验证和验证模型：将仿真计算的结果与实测数据进行对比，以验证模型的准确性和可靠性。

如果模型与实际数据吻合度高，则可将其用于进一步优化产品设计或进行性能预测。

4. 进行参数优化和设计改进：通过改变模型中的参数和变量，比如材料选取、结构设计等，来寻求最优的产品性能和工作条件。

这可以通过将优化问题转化为某种目标函数，并利用现代优化方法进行求解。

案例分析：电动汽车驱动系统仿真模型为了更好地解释机电产品建模与仿真的过程和效果，我们以电动汽车驱动系统为例进行分析。

1. 数学模型的建立：我们首先需要对电动汽车驱动系统进行分析和实验测试，并获得其关键性能参数，比如电池容量、驱动电机的转矩输出曲线等。

然后，我们可以利用这些数据建立电池的电化学模型和驱动电机的动力学模型。

2. 仿真计算的进行：利用电化学模型和动力学模型，我们可以编写计算机代码进行仿真计算。

这些代码可以根据电池的电量和驱动轮的负载情况，计算出电动汽车的续航里程和动力性能等。

同时，我们还可以通过仿真计算来评估不同的驱动系统设计方案，并比较其性能差异。

《机械产品规划与创新》第１章：机电产品开发得一般过程概述：机电产品开发得一般过程:产品发现—项目规划—产品定义—方案设计—产品开发—产品支持１、1 产品发现在设计过程中产品发现遵循以下三个基本原则：技术推进、市场拉动、产品改进。

通过这门课得学习，加上自己得理解,我觉得在产品发现所遵循得三个基本原则而中，技术推进应该就是最难得，这需要将所学到得理论知识应用到实际生产与生活中去，还要有一双善于发现问题得眼睛。

其实这几个原则都需要善于发现得眼睛，只就是市场拉动与产品改进相对来说难度有所下降，特别就是产品改进,因为实际中无论就是生产还就是生活,大多数产品都就是改进了在改进,才有现在得样式、功能、体系。

比如我们常用得电脑鼠标,从机械式到光电式、从有线到无线,通过了无数次尝试才有了今天得无线光电式鼠标。

1、2 项目规划这就是产品开发设计得第二个阶段,此阶段中要进行资金、人力与设备资源得计划。

规划阶段就就是明确设计任务得阶段。

对产品进行可行性调查研究(包括技术调研与市场调研)、可行性论证。

规划阶段要有可行性报告、设计任务书等书面成果。

1、3产品定义产品定义阶段得目标就就是理解任务得问题所在，并为产品设计计划得其她方面建立基础。

这一阶段中发展团队、建立时间表、评价产品得生产周期。

如果计划可行,及可以进入下一阶段了；要就是还有需要改进得地方就返回任务定义阶段进行修改；要就是这两项都无法实施就取消此项目.1、4方案设计方案设计又叫概念设计。

此阶段就是基于客户需求产生产品概念，概念评估确定将要进行得方案。

方案设计过程中需产生产品得概念,然后对产品概念进行评估,决定评估后得产品概念（如果可行进入下一阶段,否则返回产生产品概念阶段,重新进行概念设计),最后就就是定义计划。

方案设计阶段最重要得一个目标就是在众多可选得方案中选择一个最佳方案,这个方案必须就是最少得花费与最少得资源消耗,当然这些需要渊博得知识储备。

１、5 产品开发产品开发阶段就就是将评估后得方案转化为实际产品。