机械产品模块化设计探讨

目前，机械制造企业面临的市场环境并不乐观。企业若要保持自身的生存空间与竞争力，必须提升产品创新能力、压缩设计周期，还要保证用户化程度，以低成本获取高收益。在这种要求下，模块化机械产品应运而生。它的出现促进了产品迭代，进一步提升了产品的质量，扩大了应用范围，为企业发展带来了动力。鉴于此，文章对机械产品模块化设计进行了阐述，着重分析了模块化平台构建，并提出了相关观点，以供参考。

标签：机械产品；模块化设计；平台结构

1 模块化设计概述

模块化设计是目前机械产品设计过程中的主流方法之一。该方法在压缩产品设计周期、提升产品质量及降低成本方面具有较大的优越性。同时，采取模块化设计可为用户提供个性化定制。模块化设计并不存在准确定义。通常认为，模块化设计是在不同規格产品功能分析的基础上，划分出一套具备不同功能特点的结构模块，并让这些模块得以通用化[1]。对于用户而言，通过筛选所需模块进行组合，即可满足自身需求。模块化设计赋予了产品多元化特征，并实现了产品系列化。基于这种特性，可让产品在最大程度上满足市场需求。模块通用化则在原有成熟产品的基础上进行完善，在提升产品质量的同时，有效控制了成本。即便是相同功能的模块化产品，也不见得是单一类型的部件，可由多种互换模块部件构成。通过组合，使其在结构及性能方面更为协调。模块化设计的发展从一定程度上促进了零件及接口标准化的实现。另外，模块化结构产品具有良好的维修性。单个模块易于拆卸、组装，不会受到工具、器材、空间的限制，给维修工作带来了便利性。

2 模块化平台特征分析

2.1 机械产品模块化特性

模块化产品具有可分性与可变性两种特征。可分性又分为内部可分性与外部可分性。外部可分性体现了模块化的层次，是产品由模块化零件组成的程度；内部可分性则是指产品可被分为与特定价值链密切关联的独立活动的程度。可变性也被分为内部可变性与外部可变性，内部可变性是指产品在定制过程中获取特定属性不同子集的程度；外部可变性则是指某些属性自身被定制化的程度[2]。由于机械产品是由不同零件、部件采取一定规则或结构形式所组成的，所以机械产品具有系统化特征。这种系统化特征与模块化产品的可变性及可分性特征是相吻合的，这为实现机械产品模块化提供了基础。作为一个系统化产品，机械产品具备了以下特征：

（1）整体性。系统由多个子系统或子模块构成。各子系统或子模块具备了独立性功能，但子系统或子模块必须满足系统整体化功能需求。

机械设计基础d卷(答案版)

附件1 广西工学院鹿山学院2012 —2013 学年第一学期课程考核试题考核课程机械设计基础（卷）考核班级学生数印数考核方式考核时间分钟一、选择题（每小题2分，共20 分） 1、如图所示的平面四杆机构，根据各杆的长度数值可判断其类型为（ A ）。 A．曲柄摇杆机构100 280 200 300 B．双曲柄机构 C．双摇杆机构 2、V带传动中若其他参数不变，而增加大、小带轮的直径时，则疲劳寿命（ A ） A．增大 B．减小 C．不受影响 3、两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（D） A.相对转动或相对移动 B.都是运动副 C.相对运动恒定不变 D.直接接触且保持一定的相对运动 4、凸轮的基圆半径是指（ B ）半径 A.凸轮转动中心至实际轮廓的最小 B.凸轮转动中心至理论轮廓的最小 C.凸轮理论轮廓的最小曲率 D．从动件静止位置凸轮轮廓的 5、导致V带传动产生弹性滑动的因素为（ D ） A.摩擦系数 B.小带轮包角 C.初拉力 D.带有弹性 6、蜗杆传动不宜用于传递大功率，其主要原因是（ C ）

A.传动比大 B.传动平稳 C.效率低 D.陈本高 7、轴承衬材料用轴承合金，主要因为这种材料比铜（ C ） A.疲劳强度高，不易发生点蚀 B.硬度高，耐磨损 C.抗胶合能力强 D.耐磨腐蚀 8、自行车前、后轮轴是（B） A．转动的心轴 B.不转的心轴 C.传动轴 D.转轴 9、在重要的高速传动中，蜗轮常用材料是（ B ） A.轴承合金 B.铸造青铜 C.碳钢 D.灰铸铁 10、在下列联轴器中，能补偿两轴相对位移以及可缓和冲击吸收振动的是（ D ） A.凸缘联轴器 B.齿轮联轴器 C.十字滑块联轴器 D.弹性圆柱销联轴器二、填空题（每小题2分，共20 分） 1、在棘轮机构中，为防止棘轮倒轮转，通常装有止回爪而槽轮机构则依靠锁止弧来对槽轮定位并防止其倒转的。 2、计算平面机构自由度时，应注意3点分别是虚约束、复合铰链、局部自由度。 3、联接平键的载面尺寸b×h是根据键安装处的直径尺寸从标准尺寸中选取的。 4、按工作原理螺纹联接的防松可分为：机械防松、摩擦防松、永久性防松。 5、普通V带和窄V带的楔角都是 40°。 6、普通V带设计准则是保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定疲劳强度和寿命。 7、代号为6208的滚动轴承的内径是40 mm。 8、轴承的基本额定动载荷，是指轴承的基本额定寿命恰好为106转时轴承所

模块化设计方法及其在机械设计中的应用

模块化设计方法及其在机械设计中的应用摘要：随着社会经济的发展，为了提高企业生产效率，模块化设计理念在机械设计领域日益广泛，其对于整合市场、优化结构具有重要意义。我们要树立创新意识，加强其在机械设计中的研究运用，实现模块化的转变。关键词：模块化；设计方法；机械设计随着技术的发展和经验的总结，在机械设计中，越来越多的设计方相继出现，并逐渐得到广泛的运用。在实际工作中传统的机械包装方法的弊端日益显现，越来越多不适应机械设计的需要，而模块化设计方法逐渐得到广泛的运用。 1 机械产品模块化涵义模块化就是以它的观点去对产品或者系统进行策划和生产方案，在某个限度内的一样或者存在差异的功能、相异规格的产品探究讨论，区分并设计。机械产品的模块化主要可从以下几方面进行分析：（1）功能需求集，指的是市场和客户对模块化产品基本功能要求的合集。产品的功能需求是进行产品模块化的重要内容，是产品发展的重要方向。（2）功能模块，强调的为产品里所能够充分发挥其性能因素的作用. （3）结构模块，指的是功能模块的具体结构，一般由部件或子结构模块组成。（4）模块接口，指的是描述结构模块组合时相互间的几何、物理关系的结合面，模块接口是模块组合的重要依据。（5）基础模块，通用型接口模块，能够满足基本功能，而得以实现的定向模块功能演进的模块形式。 2 模块化设计 2.1 模块划分标准为了让人们对模块化设计方法在机械设计中运用有更为详细的了解，对模块化的设计进行划分，在数控立式车床设计中，运用模块化设计方法，其中最为关键的内容是进行功能与结构分析，这是决定设计效果的关键内容。因此，设计开始前，要对模块进行处理，详细划分模块。当前，还没有任何一种标准可以作为模块划分原则。这里，依据不同侧重点，对不同模块进行划分。模块具有独立性，

机械设计中模块化设计方法的应用

机械设计中模块化设计方法的应用发表时间：2018-08-13T11:38:54.347Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：张冬涛 [导读] 摘要：通过运用模块化的设计方法，在设计的时候运用划分和组合的方式完成所有的工作，不仅有利于提高设计的科学性，还能够提高模块化设计的效果，降低机械设计成本，对促进机械设计的顺利进行具有重要的作用。身份证号码：44528119820216xxxx 摘要：通过运用模块化的设计方法，在设计的时候运用划分和组合的方式完成所有的工作，不仅有利于提高设计的科学性，还能够提高模块化设计的效果，降低机械设计成本，对促进机械设计的顺利进行具有重要的作用。关键词：机械设计；模块化；设计方法从设计层面上看，模块化在技术上的转变已经基本完成了。通过对划分和组合来完成不同的种类的机械包装，这样就可以缩短工期，这样能够减少制造需要的成本。所以说模块化从设计上还是制造上都是机械制造商最后的选择。一、模块化的设计方法对模块的划分、和可互换性等方面划分的好坏可以直接影响模块的实际能否成功。在进行划分的时候不仅仅要考虑在制作的时候的方便性、同时也应该考虑到在进行组合的时候是否能够轻易的组合。所以，在设计模块的时候，一定要进行详细的划分。同时，在进行模块划分时，应该考虑到在系统中的可更换性；同时也要保证模块在功能方面要有其独立性；模块之间的结合应该方面分离等等。在进行模块设计的时候应该注意模块的组合，也就是模块之间的结合面。为了能够使，模块之间进行更换，当然不同的模块之间也要保证其能够进行更换。所以，在设计模块的时候，应该保证模块具有可更换性。同时也必须增加接口处的的规格化和标准化。二、模块化设计方法的概念与特点（一）概念。模块化设计方法是机械设计的一种重要方法，它是指在进行机械设计的时候，将不同的组成部分划分为相应的模块，对每个模块的设计进行全面的考虑，然后将其进行组装，最后完成机械设计的所有内容。在设计的时候，对模块的划分、可互换性等方面的考虑会影响模块设计的效果，因此在具体的设计工作中，应该进行全面的考虑，不仅需要考虑制作的方便，还需要对不同的模块进行详细的划分，明确每个模块的功能，考虑不同模块组合的方便。同时，还需要确保每个模块功能的独立性，并能够进行相应的更换，从而促进系统功能的升级。（二）特点。作为一种新的设计理念和设计方法，模块化设计方法具有自身显著的特点。一是模块化设计方法能够方便维修，由于模块化设计具有可更换的功能。因此，在具体运用中，当机械设备发生故障的时候，通过检查和分析，将出现故障的模块进行更换即可。这样大大简化了维修工序，给设备维修带来很大的方便。二是简化了包装过程。以前在包装的时候只能根据产品特点进行指定包装，设计出来的包装只能适用于相同系列的产品，给包装带来很多的不便。而运用模块化设计方法设计出来的产品，在具体运用中，能够满足多种不同产品，从而简化了包装，节约了时间和人力。三是模块化设计方法能够节约成本。在包装的时候，能够根据模块特有的功能进行，通过对各个模块的研究，还可以完善其功能，提高其质量。可以用较少的模块完成更多的机械设备包装，有利于节约设计成本。（三）设计的特点 1）便于维修，在使用模块化设计的时候，由于模块具有可更换的特点，所以如果在机械包装的过程中发生故障的话，只需要将不合适的模块更换就可以。这样省去了在设计的时间，以及方便维修；2）简化包装设计在过去的包装中，进行设计的人主要根据产品的特点进行指定的包装，所以设计出来的包装只能使用于相同系列的产品，而对其他系列的产品不能够应用。采用模块化设计之后，可以使一种设计满足许多的系列的产品，只要在客户提货的时候进行模块之间的更换即可在对传统的机械化包装进行设计的时候要对每一个零件的设计进行考虑，这样就需要人员掌握的知识面广，这样不单单浪费时间，同时也消耗了人员的精力，这样就导致机械的生产周期短，然而，在采用了模块化之后，技术人员不用再考虑每一个零件的设计，只需要使用现有的模块即可；3）模块化包装的成本低，在进行模块化包装的时候，可以根据模块特有的功能进行。同时也可以通过对模块的不断研究，不断的完善其质量和性能，以此来增加模块化产品的数量。这样就可以用较少的模块组合成最多的机械包装。在减少设计时候的同时，也减少了设计成本。三、模块化设计方法的具体操作步骤为了促进模块化设计方法得到更好的运用，在设计的时候需要遵循相应的步骤和方法，确保模块的独立性和完整性，方便模块之间的连接，并力求用最少的模块设计最多的产品，保证结构的精度，性能的稳定。首先应该考虑机械设备的具体需要，合理确定模块的划分，确保模块操作的方便，并保证模块之间能够进行轻易的组合。每个模块既独立又相互依存。然后将不同的模块组合起来，实现机械设计所需要的功能。另外，还要确保每个模块具有可更换的功能，当一个模块在使用中出现问题的时候，可以对其进行更换，不影响其他模块的运行和整个机械设备的运作。四、模块化设计方法在机械设计中的运用为了让人们对模块化设计方法在机械设计中的运用有更为详细的了解，下面将通过具体实例，对此进行探讨与分析，具体的机械设计以数控立式车床设计为例。（一）进行模块划分。在数控立式车床设计中，运用模块化设计方法，其中最为关键的内容是进行功能与结构分析，根据设计的具体需要，对结构的功能进行科学合理的划分，这是决定设计效果的关键内容。根据数控立式车床设计和具体工作的需要，将该模块功能划分为传动模块、执行模块、支承模块、辅助模块、监测模块，每个模块具有自身独特的功能，统一于机械设计中，促进机械设备功能的有效发挥。（二）确定模块功能。在对模块进行划分之后，接下来进行的工作是确定每个模块的功能。有些模块只有单一的某种功能，而有些模块却有多种功能。例如，工件监测装置模块的功能是工件监测功能，刀具监测装置模块的功能是刀具监测功能，机内对刀装置模块的功能是机内对刀功能，在这些模块中，每个模块单独行使某项功能。同时，有些功能由几个模块完成的，例如，工作台模块、卡爪模块都具有工作定位功能，同时，工作台模块、卡爪模块、主变速箱模块都具有工件旋转功能。有些模块还具有多种功能，在具体运用中能够完成多种功能，例如，刀架模块具有刀具定位、刀具夹紧、刀具松开功能。在确定每个模块的功能之后，明确每个功能的任务，为合理进行模块的组织做好准备。（三）进行模块组装。功能确定之后进行模块组装，从而确保整个机械设计各模块得到合理配置，在实际运用中发挥更大的作用。组

机械设计(第八版)答案--全参考word

机械设计第八版答案第三章 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数6 0105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 5180936 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0(' A )0,260(C 0 12σσσΦσ-= - σ Φσσ+= ∴-121 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,233.283(D ' ，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D ' 按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示 3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0= σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.211191.0175.069.1111k =???? ??-+=???? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35 .267 .141,67.141,0,260,35.2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =② C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 -------------------------------------------------------我是分界线 ---------------------------------------------- [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r = 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= σΦσK σS σσca （2）C σ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数

大型机械设备模块化产品设计研究

在全球倡导发展文化创意产业的背景下，大型机械设备产品设计领域对于文化因素产生的设计意义重视程度不足，难以满足不同地域文化背景下客户的多样化需求。目前还没有一种成熟的模块化设计系统满足所有客户的模块化设计需求。因此，在模块化设计中加入地域文化背景因素的考量，充分理解、尊重本土知识，以此为基础应用到产品设计中去，完善模块化设计理论系统，以期更科学专业地指导产品设计，为企业赢得更大市场。一、地域文化内容区域文化组成内容复杂，文化形成过程受到的影响包括地理因素、文化融合、政治因素和民俗宗教，在组成内容上分别表现为物态意象、社会制度、行为表现、思想意识四个方面，共同组成了文化的三个基本层次。物态意象是指人们日常生产生活中的可看见能触摸到的实际上存在的物品和工具，通常是物理性的和可以被直接感受的，除了器物本身的物理属性，其他方面如器物的肌理材质、产品结构、和具有装饰性的色彩搭配等；社会制度和行为表现两方面作为一个层次理解，主要指人们在各种社会关系之间的习惯约定和规范化行为，具有独特的民族性和地域特色鲜明的文化背景，比如文明礼仪、道德风范和风俗习惯；思想意识层面指人类在社会制度下处理与他人关系中形成的观念、思维和审美等，包括社会心理和意识形态。不同的文化类别由不同的维度对应不同的设计应用。二、地域文化对大型机械设备模块化产品设计产生的影响

大型机械设备的首要因素就是要适合在大型工厂中使用，并符合工人操作的大型机械设备的模块化设计原则。在调研分析用户本土文化背景时，针对大型机械设备设计领域，地域文化对于其产品设计的影响主要在人机要素、造型要素、色彩搭配要素三个方面。1.地域文化对大型机械设备模块化产品设计的人机影响。不同区域的客户在人机使用过程中的需求不同。不如国内南方人的身高跟北方人的身高不同，在大型机械使用过程中生由于身高不同操作起来使用感不同，影响设备用户体验，进而对企业品牌形象和售后产生影响。大型机械设备要销往国外的话，除了身高问题，还有习惯使用左手操作和右手操作等的操作习惯、人机交互界面位置等的方面，都是需要在用户调研时考虑的文化背景因素。因此，在对大型机械设备产品进行模块化设计时，考虑不同的地域文化影响产品的人机设计的不同，以迎合当地人们的需求，设计出适合市场的产品设备。2.地域文化对大型机械设备模块化产品设计的造型影响。不同区域的文化氛围中，人们对于自己心中的文化的理解不同。针对不同地区的使用者操作使用的大型机械设备产品在造型的风格和造型感觉上很有可能存在很大差异，造型设计根据产品面向的主要消费主体及其所在文化背景调研总结的特点进行设计，对造型风格的认识感受是用户直观的判断产品定位的主要方式之一。因此，在产品设计确定造型元素前，对当地的本土文化进行详细全面的了解，分析探索出哪些元素在当地的受欢迎程度相对越大，对于后期的产品设计和营销越容易成功。3.地域文化对大型机械设备模块化产品设计的色彩影响。大型机械设备产品的使用环境为

机械设计制造及其自动化专业模块化人才培养方案

机械设计制造及其自动化专业模块化人才培养方案一、专业人才培养目标（一）专业培养目标培养德、智、体、美全面发展，具有较强的工程实践能力及创新精神，能够适应较复杂的工程技术环境，在机械工程及相关领域从事机械设计工作、科技开发、应用研究；从事制造加工工艺规程的编制与实施、工艺工装的设计、数控编程工作；从事机械、电气、PLC、液压、气压等工业设备的使用、保养、维修、管理工作；从事工业产品制造的现场技术管理工作和营销等方面工作的高级应用型人才。（二）专业培养思路树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，借鉴世界先进国家尤其是德国应用科学大学培养应用型工程师的成功经验，结合我院“地方性、应用型、国际化”的办学定位，创建具有一定特色的工程教育模式。通过我院与相关行业和企业的密切合作，以社会需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力；培养造就创新能力强、适应企业发展需要的本专业优秀工程师。二、培养规格和要求 1、热爱社会主义祖国，拥护共产党的领导，具有敬业爱岗、艰苦求实、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。 2、有较强的专业心、自主发展意识、创新精神、社会意识、团队合作精神和一定的社会活动能力。 3、系统地掌握数理、机械设计、机械制造、机电控制技术、工程科学技术等基础知识。 4、能正确阅读和绘制机械加工零件图和产品装配图，能使用计算机进行机械产品的辅助设计和制造； 5、具备较强的工程实践能力和工程素养及初步的科技开发、工程研究和组织管理能力。具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力以及较强开拓创新的精神，具备较强的社会适应能力、从事本专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的基本能力与素质，受到工程设计方法和科学研究方法的初步训练。 6、系统地掌握一门外语，具备良好的外语读写和口语交流技能。 7、具有较好的文化素养、生理与心理素质以及一定的美学修养。三、学制和学分要求学制：四年九学期，其中第五学期为认知实习学期。学分要求：共240学分。

机械设计答案修订版

机械设计答案集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

1. 计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定运动,(绘有箭头的构件为原动件).（10分） P=3*6-2*8-1=1 具有确定运动 2.在图示铰链四杆机构中，已知杆：AB=100mm，BC=300mm，CD=200mm，AD=250mm，以杆AD为机架，试判断此机构是何机构（ 5分）因为AD CD B C AB＋＋ , 所以该机构有曲柄又因为AB为最短边，AD为AB的邻边，AD为机架，所以该机构为曲柄摇杆机构。2. 在图示轮系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。（1）i16的大小；（2）若轮1按图示方向转动，试画出轮7的转动方向。（10分） 1朝上2朝下3朝上4朝下5朝 3、一对外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分别为Z 1=20，Z 2 =44，求两齿轮的主要几何尺寸：d 1 ；d 2 ；da 1 ；da 2 ；df 1 ；df 2 ；p； s ；e；。（10分） 1．下图为平带和V带传动在相同压紧力Q作用下的带与带轮的相互作用力关系，试从带的工作性质（摩擦传动）分析同等结构的V带传动比平带传动传递功率大的原因。（10分） 2．齿轮常见的失效形式有哪些（5分） 1齿轮折断 2齿面点蚀 3齿面磨损 4齿面胶合 5齿面塑性变形 3、指出图中卷扬机的四根轴按受载情况各是什么轴？（10分）已知一对心直动尖顶移动从动件盘形凸轮机构如图所示，凸轮为以B点为中心的圆盘，A点为其回转中心。试用作图法画出：（1）凸轮的基圆和基圆半径r0；

探究模块化设计方法在机械设计中的要点

探究模块化设计方法在机械设计中的要点发表时间：2019-12-18T09:52:07.737Z 来源：《基层建设》2019年第26期作者：陈京刘仁 [导读] 摘要：随着时代的不断进步，人们的生活水平也随之逐渐提高，从原有的群居式的生活方式慢慢向个体式的生活方式转变，而传统的生产方式已达不到如今工业生产的要求。深圳市联建光电股份有限公司 518101 摘要：随着时代的不断进步，人们的生活水平也随之逐渐提高，从原有的群居式的生活方式慢慢向个体式的生活方式转变，而传统的生产方式已达不到如今工业生产的要求。在工业生产的进程中，决定其生产数值的主要因素就是企业的生产机器，已经陈旧老化的机器必然是无法达到现今社会生产要求的。因此，为顺应时代的发展，达到当今社会的生产需求量，则需要从机械设计方面着手，引入新型设计理论，从实际使用性能上对机械进行改善，以此减少机械设计的资金投入，并为企业谋取更多的经济利益。关键词：模块化设计方法；机械设计；要点引言：随着市场经济的不断深入，当前机械制造行业间的市场竞争已经变得十分激烈，企业要想在这一市场环境中生存下去，就必须要在设计、生产成本以及市场需求等方面进行努力。而模块化设计作为一种能够节约资源、缩短设计周期的设计方法，恰恰能够为机械产品的设计生产提供很大帮助，并使企业的市场竞争力得到提升。因此，对于机械设计对于模块化设计方法的应用是非常具有现实意义的。 1、模块化设计方法的相关概述 1.1模块化设计方法的概念模块化设计方法简单来说就是对不同功能、不同规格、不同性能的模块进行设计、分析、选择，并最终将所选模块进行组合的一种设计方法。这种方法能够通过模块组合的方式将多种产品要素联系在一起，从而使多种产品元素共同构成的子系统能够具有特定的功能，同时在这一子系统的基础上，模块化设计还可以将其与其他产品要素进行灵活的组合，进而构成多种不同功能或性能的系统，以满足当前市场上多样化的设计需求与产品需求[1]。另外从功能上来看，模块化设计方法主要是围绕基本功能、辅助功能、特殊功能以及适应功能几方面进行设计，而在这些功能都嫩巩固得到完善的情况下，模块化产品的优势也就能够充分体现出来。 1.2模块化设计方法的特点作为一种新的设计理念和设计方法，模块化设计方法具有自身显著的特点。一是模块化设计方法能够方便维修，由于模块化设计具有可更换的功能。因此，在具体运用中，当机械设备发生故障的时候，通过检查和分析，将出现故障的模块进行更换即可。这样大大简化了维修工序，给设备维修带来很大的方便。二是简化了包装过程。以前在包装的时候只能根据产品特点进行指定包装，设计出来的包装只能适用于相同系列的产品，给包装带来很多的不便。而运用模块化设计方法设计出来的产品，在具体运用中，能够满足多种不同产品，从而简化了包装，节约了时间和人力。三是模块化设计方法能够节约成本。在包装的时候，能够根据模块特有的功能进行，通过对各个模块的研究，还可以完善其功能，提高其质量。可以用较少的模块完成更多的机械设备包装，有利于节约设计成本。 2、机械模块化设计的作用分析相关设计人员在充分的调查和分析市场产品功能的基础上，进行设计，通过组合模块，以形成特定的产品，充分发挥模块化设计的作用。可立足于实际情况变更模块化体系，也可优化模块设计理念。机械设计中的模块化设计方法能使设备运行效率提升，在使设计周期减少的同时，能对产品的性能提供保障，真正实现集成设计和知识管理的目标。对于维修工作而言，利用机械设计模块，能提供很大的便利。无需在进行大面积和大规模的维修任务，实施工作只需要在具体的部位进行。在机械模块化设计中，具有相对简单的模块结构，拆卸和安装都非常方便。在模块化的设计中，更进一步突出了包装设计的简化作用。通过引入模块化技术，不仅能提供了技术支持，还能使设计人员的工作效率进一步提升。模块化设计不单单使包装流程大大简化，还使设计成本有效降低，对于成本支出，发挥有效的促进作用。 3、模块化设计方法在机械设计中的要点分析 3.1模块架构设计产品的整体架构是模块化机械设计的前提，只有明确了整体架构要求，后续的设计工作才能够围绕这一架构要求展开并顺利进行下去。因此在设计前期，企业必须要进行详细的市场调研工作，获得明确、详细的调研数据，并以此为基础展开深入分析，明确当前市场对于产品的具体需求，从而将产品的整体架构要求确立下来。需要注意的是，架构要求的明确除了要考虑到市场需求，还要对企业自身的生产规模、技术水平等实际情况进行充分考虑。 3.2模块区分设计在明确产品所需要实现的功能后，还要根据产品结构对功能与模块进行具体区分。首先，基于市场或客户的产品需求，需要先将产品的各类功能进行细分，并与具体的结构一一进行对应，这样就能够保证所有功能需求都能够在产品设计中得到实现并构成一个整体。其次，在功能得到区分的基础上，还要对具体的模块进行区分，在这一过程中，不仅要保证产品整体功能、性能的完整性以及结构的独立性，同时也要对模块连接部分进行合理设计。此外，整个模块的数量要进行严格的控制，模块间的结构也要尽量简单，这样才能够利用最少的投入来达到更多的功能，从而保证的模块化机械设计的经济性。 3.3模块编码设计在模块区分的基础上，还要对各个模块属性、参数等进行明确，并标注好名称，此外还要对不同模块间的关系进行考虑，从实现模块的合理编码。这样一来，产品的各个模块都具有着明确的标准，而研发、生产等环节的合理性也能够得到充分保证。 3.4模块接口管理模块化产品由各个模块构成，而接口各个模块间能够实现连接与有效协调的关键所在，因此，接口管理对于模块化机械设计来说是非常关键的，而要想保证模块接口的正常，则需要进行模块接口的集中管理。首先，要根据各模块特点以及产品的具体要求进行全面考虑，从而将接口的设计标准确立下来，使各个模块间的接口都能够处于统一的状态下，进而实现对模块接口的有效控制。同时，还要利用矩阵分析法对模块的基准零点进行计算，并以此为基础来确定各个模块接口的传输内容，这样一来，接口设计与管理的科学性就都能够得到充分的保正。 3.5模块组装设计模块组装是模块化机械设计的最终环节，同时也是模块化产品生产的重要保障，因此模块组装设计的要求也是非常严格的。首先，在

机械设计课后习题答案完整版

机械设计课后习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.373107105180936910111=???==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=???==--N N σσN MPa 0.227102.61051809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σ Φ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 00 12σσσΦσ-=- σΦσσ+= ∴-1210 MPa 33.2832 .0117021210=+?=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.1 45 54 = = d D，067 .0 45 3 = = d r，查附表3-2，插值得88.1= α σ ，查附图3-1得78.0≈ σ q，将所查值代入公式，即 ()()69.1 1 88 .1 78 .0 1 1 1 k= - ? + = - α + = σ σ σ q 查附图3-2，得75.0= σ ε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1= q β，则 35 .2 1 1 1 91 .0 1 75 .0 69 .1 1 1 1 k = ?? ? ? ? ? - + = ?? ? ? ? ? - + = q σ σ σ σβ β ε K ()()() 35 .2 67 . 141 , 67 . 141 ,0, 260 , 35 .2 170 ,0D C A ∴ 根据()()() 29 . 60 , 67 . 141 , 0, 260 , 34 . 72 ,0D C A按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20 m = σ，应力幅MPa 20 a = σ，试分别按①C r=②C σ= m ，求出该截面的计算安全系数 ca S。 [解] 由题3-4可知35.2 ,2.0 MPa, 260 MPa, 170 s 1- = = = = σ σ K Φ σ σ

1模块化机械设计

1模块化机械设计 1.1模块及模块化的概念模块是一组具有同一功能和结合要素(指联接部位的形状、尺寸、连接件间的配合或啮合等),但性能、规格或结构不同却能互换的单元。模块化则是指在对产品进行市场预测、功能分析的基础上划分并设计出一系列通用的功能模块,然后根据用户的要求,对模块进行选择和组合,以构成不同功能或功能相同但性能不同、规格不同的产品。 1.2模块化机械设计相关性模块化设计所依赖的是模块的组合,即结合面,又称为接口。为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块应具有可组合性和可互换性两个特征。这两个特征主要体现在接口上,必须提高模块标准化、通用化、规格化的程度。对于模块化机械设计,可见其关键是怎样划分模块,这里主要通过综合考虑零部件在功能、几何、物理上存在的相关性来划分模块。 (1)功能相关性零部件之间的功能相关性是指在模块划分时,将那些为实现同一功能的零部件聚在一起构成模块,这有助于提高模块的功能独立性。 (2)几何相关性零部件之间的几何相关性是指零部件之间的空间、几何关系上的物理联接、紧固、尺寸、垂直度、平等度和同轴度等几何关系。 (3)物理相关性零部件之间的物理相关性是指零部件之间存在着能量流、信息流或物料流的传递物理关系。 1.3模块化机械设计的优点模块化机械设计在技术上和经济上都具有明显的优点,经理论分析和实践证明,其优越性主要体现在下述几方面: (1)可使现在机械工业得到振兴,并向高科技产业发展; (2)减轻机械产品设计、制造及装配专业技术人员的劳动强度; (3)模块化机械产品质量高、成本低,并且妥善解决了多品种小批量加工所带来的制造方面的问题; (4)有利于企业根据市场变化,采用先进技术改造产品、开发新产品; (5)缩短机械产品的设计、制造和供货期限,以赢得用户; (6)模块化机械产品互换性强,便于维修。 2模块化机械设计在UG中的实现 2.1总体构思在用UG进行机械设计时,为了将常用件模块化,首先要把常用件的三维模型表达出来。对于系列产品,可按照成组技术的原理进行分类,一组相似的常用件建立一个三维模型,即所谓的三维模型样板。根据UG参数化设计思想,一个三维模型样板可认为是一组尺寸不同、结构相似的系列化零部件的基本模型。把

搬运单元模块设计.

河北科技大学学生个性化教育实训报告题目：搬运单元模块设计学生姓名：指导教师：日期：2016年1月15日

目录 1 第一章模块化生产系统的简介 (1) 1.1 第1节系统的特点和作用 (1) 1.2 第2节系统的组成 (2) 1.3 第3节MPS的发展 (6) 2 第二章物流过程 (7) 3 第三章MPS单元的结构与控制 (8) 3.1 第1节搬运单元简介 (8) 3.2 第2节搬运单元的机械结构 (9) 3.3 第3节搬运单元的气动控制 (10) 3.4 第4节制定I/O表 (11) 4 第四章材料的选型 (23) 4.1 第1节气缸的选择 (23) 4.2 第2节传感器的选择 (25) 4.3 第3节电磁阀的选用 (26) 5第5章参考文献 (27)

第一章模块化生产系统的简介第1节系统的特点和作用模块化生产培训系统：Modular Production Training System,简称MPS。模块化生产培训系统是应用于机电一体化、自动化等相关专业的专业技术职业培训和继续教育的模块化教学培训系统模块化生产培训系统可以从基础部分的简单功能及加工顺序，逐步扩展到复杂的集成控制系统。模块化生产培训系统是为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。该装置由多套各自独立而又紧密相连的工作站组成。各个功能站分别为：上料站、检测站、上料检测站、搬运站、加工检测站安装站、操作手站、传送单元、搬运分拣站和分类存储站。该实验装置的一大显著特点是：它具有综合性、模块化以及易扩充等特点。它针对学员不同的技术基础进行培训，具有良好的适用性。具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制将各个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站三站……直至八站连在一起学习复杂系统的控制编程装配和调试技术。由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC（可编程控制器）传感器等多种技术，给学员提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识综合训练和相互提升。因此该套装置非常适合对在校学生和初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。系统的实体图如图1-1所示图1-1

机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)..

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 5180936 9 10111=???==--N N σσN M P a 3.324105.210 518094 69 20112=???==--N N σσN M P a 0.22710 2.610518095 6 9 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260 (C 0 12σσσΦσ-= - σ Φσσ+= ∴-121 M P a 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,2 33.283(D ' ，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260 (C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=???? ??-+=q σσσσββεK ()()() 35 .267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r = 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= σΦσK σS σσca （2）C σ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 ()()()() 81 .1203035.220 2.035.2170m a m 1-=+??-+=+-+= σσσσca σσK σΦK σS

组件及模块化机械设计在自动化中的运用

组件及模块化机械设计在自动化中的运用发表时间：2017-08-24T17:27:28.347Z 来源：《基层建设》2017年第11期作者：郑殿华 [导读] 摘要：自动化技术在不断的进步和发展，组建及木块机械设计在自动化技术中得到了广泛的推广和应用，使行业能够充分的实现自动化控制功能沈阳广筑建设工程有限公司辽宁沈阳 110000 摘要：自动化技术在不断的进步和发展，组建及木块机械设计在自动化技术中得到了广泛的推广和应用，使行业能够充分的实现自动化控制功能，本篇文章通过对自动化技术中组件及模块化机械设计的意义进行阐述，并对组件技术和自动化技术进行讨论，通过对组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际运用进行分析，充分的体现了组件及模块化机械设计的应用价值，希望可以为相关的技术人员提供参考和借鉴。关键词：组件；模块化；机械设计；运用引言：自动化技术包括多种多样的学科专业和知识，是对学科专业融合的综合体技术。在自动化技术中，计算机技术和信息化技术具有着重要的影响作用。现阶段，计算机技术和网络得到了充分的普及，这促进了自动化技术的发展，并且与机械设计技术进行融合，这就促使传统的机械设计技术有了很好的发展和进步，是机械设计制造水平得到明显提高。目前，各个行业已经不仅仅应用传统的机械设计技术，为此，对于自动化技术中对组建和模块化机械设计的应用在不断加强，这可以充分满足各个行业的需求，以便更加有效的推动自动化技术的不断发展。一、组建及模块化机械设计在自动化中应用的意义在自动化技术中，对于组件和模块化机械设计在不断的应用，这是具有重要的意义的。经过组建和模块化机械设计，能够使客户进行自动化控制系统的开放性需要。在现实的工作中，利用自动化控制系统，在不同的总线平台中对于数据进行处理和交换。这样一来，一些不具备较强互通性的设备就会慢慢下线，更多的用户将会选择统一控制模式系统，并对其进行良好的应用，所以，在自动化控制系统中，对于组件及模块化机械设计的应用可以有效提高控制系统的开放性，可以使用户对自动化控制系统有更好的认识和应用，不断的提高工程的经济效益。自动化系统可以通过对组建及模块化机械设计的运用实现向标准化、模块化的发展。在组合运行工艺流程时，要对于数据的传递方式进行调整，对于物理接口进行协调。不同的系统之间，进行通信协议转化的要求不具备合适的模块，就会大大增强系统的工作量。经过组件及模块化机械设计的应用，可以进行自动化系统模块化数据的简单交换，可以拥有即插即用的系统，大大提高系统的应用效率。二、组件技术与自动化技术 1、积木模式的实现进行组件技术的应用过程中，可以运用其组合性特点，对用户长期进行重复动作的应用软件应用需求加以实现。这种模式就是积木模式。在自动化控制系统当中，积木模式有着十分广泛的应用，并且发挥着十分重要的作用。在不同的组件供应商之间，为了实现数据自由交换，所制定的信息通信协议，必须确保良好的开放性特征。这种模块应用十分简单，只要连接合适的电源，即可实现其作用。 2、系统集成的实现在运用组件技术的过程中，应当利用标准化总线技术加以实现，从而在组件之间，能够更加灵活地进行通信配置。基于组件技术，能够极大地扩充自动化的设备控制，并且在生产过程的基础上，实现多进程和多设备的控制模式。这种集成工作属于横向集成的一种，在其具体实现当中，不需要对编程进行应用。同时，利用TIA系统结构，对纵向集成加以实现，从而更加高效地构建高速网络系统。在构建网络的过程当中，系统采用路由作为交互节点，能够交互工艺以太网数据、现场控制总线，提升系统最大速度。另外，管理节点能够对产生和采集的信号进行直接接收，在现场接受管理层指令，也能够利用网络实现。因此，通过实现纵向集成，能够实现海量信息传递需求管理模式，从而实现一体化管控。三、组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际运用 1、在设计文件方面的运用通常来说，机械设计需要大量数据资源的支持与文件的支持才能够进行。基于这一点，相关的设计人员就需要在展开机械设计的之前，准备好相关的文件和数据，并且对文件和数据进行协调配置，从而可以使得文件和数据可以更好的被收入到机械设计工作中，然而就现阶段的情况来说，很多的设计工作者只注意到了产品在开发中所存在的问题，却没有留意到组件设计以及模块设计相协调的问题。这样就使得组件在设计上有了一定的局限性，而模块在应用上也并没有发挥出其应有的效应。要想使得模块与组件可以得到优化配置，并且将两者有效的融合到自动化技术中，就需要针对设计进行模块的划分，针对每一个模块都要进行接口的设置，将接口与模块构建为一个整体，这样就可以使得相关的设计工作者能够利用组件来对各个模块进行汇总整理。另外，组件及模块化机械设计在自动化技术中进行实际运用的时候，要想使得模块化的应用效果可以得到提高，就需要针对传统理念进行详尽的分析，并在此基础上使得相关的设计工作者可以更好的对模块化进行创新和改进，这样有利于保障设计工作在开展的过程中，可以有效的将内容与实践顺利的结合在一起。设计人员在工作中，工作经验的总结通常都会通过设计文件来表示，因此，针对设计文件展开模块化改进和创新，就能够使得设计工作者能够将自身的经验水平进行提高，从而为以后设计工作奠定扎实的基础。针对设计文件进行模块化设计，从本质上说就是将设计组件进行有效的整合，从而在需要的时候，可以随时进行提取。 2、模块化的步骤模块化机械设计在自动化技术中进行实际运用的过程中，需要严格的遵照相应的原则，并制定出具体的运用步骤，这样才能够使得模块化机械设计的运用效果得到最大限度的凸显。而具体的模块化步骤如下：第一，设计工作者要严格的依照高层模块对于地层模块所具有的依赖性进行详尽的了解，并通过抽象层对具体层的依赖进行深一层的了解，在明确相关的思路和意图的基础上，展开对模块化的设计。然而，在设计的时候，还需要注意依据设计整体思路来对模块进行划分，合理的应用相关的组件，使得模块可以与接口之间形成一个整体，然后在对所有的连接整体进行整合，从而构成一个大的组合。第二，针对模块进行有效的划分之后，就需要严格的依照模块划分的形式来展开各种设计工作，并在模块划分的基础上，针对设计工作进行有效的调整，而调整的过程一定要充分的考虑到产品能够使用的周期