《机械大作业》PPT课件
工程机械大作业
《工程机械》大作业题目：1，以某一具体型号（自选）的固定式塔式起重机为例，描述该机械的功能要求、适用条件和工作原理。
（5分）型号选择：QTZ63塔吊又叫TC5610塔式起重机。
功能要求：工作范围大，主要用于多层和高层建筑施工中材料的垂直运输和构件安装工作原理：塔式起重机是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机，通过动力臂提升和运送物体，并通过配重块来保持平衡。
2，说明该型号固定式塔式起重机的动力系统、传动系统、工作机构、行走系统和控制系统等5个部分的组成；（画出5个部分的原理图）（5分）动力系统：电动机传动系统：液压系统。
工作机构：起升机构，小车牵引机构，回转机构，回转机构等。
行走系统：无。
控制系统：控制系统设置在操纵室内。
通常由控制电路和联动操作台组成。
3，该型号固定式塔式起重机工作机构的结构型式、工作原理和适用条件（即技术参数的边界范围）；（画出原理图）（6分）起升机构：QTZ63塔式起重机采用YZTD225L2-4/8/32 三速带涡流制动电机，通过带制动轮的联轴器带动变速箱再驱动卷筒获得三种绳速，根据吊重再选择不同的滑轮倍率。
当选用2绳时，速度可达到10、40、80米/分三种;若选用4绳时，则速度达到5、20、40米/分三种。
这样对于不同的起吊重量有不同速度，以充分满足施工要求。
为达到启动和制动迅速又平稳，在电动机的另一端带有涡流制动器。
在变速箱的输入轴联轴器.上装有YWZ315/45型液压推杆制动器，起升机构不工作时，制动机构永远处在制动位置。
在卷筒轴另一端装有高度限位器，高度取位器可根据实际需要的高度进行调整。
回转机构：回转机构由两台YZR132M-6/2. 2kw电机驱动。
经液力偶合器带动小齿轮，从而带动塔机上部的起重臂、平衡臂等左右回转，其速度为0. 62rpm，由于采用液力偶合器联结，因此塔机在起动和制动中平稳无冲击。
内置式电磁停止器可对塔机起重臂作精确定位，使得物品就位准确。
回转支承采用徐州罗特回转支承厂生产的HSW. 40. 1435F1型滚珠轴承，大小齿轮传动比是i=134/17=7. 88，模数m=12小车牵引机构：小车牵引机构是载重小车变幅的驱动装置，由YDEJ132S-4/8二速电机驱动，经由液力推动制动器,摆线针轮减速器带动卷筒,通过钢丝绳(6X19-7.7-170-I-甲-镀-右交GB1102-74)使载重小车以20/40米/分的速度在臂架轨道上来回变幅运动。
大作业――一级直齿圆柱齿轮减速器设计PPT课件
副（齿轮、带或链）、每对轴承、每个联轴器的效率。 （p4）
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3）确定电动机转速
601000v
• 已知卷筒转速为nw（r/min） nw D
• 电动机转速的可选范围为 nd' i'nw(i1'i2 'i3 '...in ' )nw
• 对于闭式软齿面齿轮传动，通常z1在20～40之间选取。为 了使重合度较大，取z1＝20，则z2＝iz1。
② 模数m=d1/z1 • 标准模数应大于或等于上式计算出的模数。 ③ 分度圆直径d1 ④ 中心距a ⑤ 齿轮宽度b
• 大齿轮宽度 b2 dd1
• 小齿轮宽度 ⑥ 其他几何尺寸的计算（齿顶圆直径、齿根圆直径 ）
• 其中，i1'、i2'、i3'、 ...、in' 为各级传动的合理传动比
范围（p196，表14-2 ）。 • 常用转速有 750 r/min, 1000 r/min, 1500 r/min
37
• 根据选定的电动机类型、功率和转速， 由表12-1~表12-14查出电动机型号；
• 记录其型号、额定功率、满载转速、外 形尺寸、中心高、轴伸尺寸、键连接尺 寸、地脚尺寸等参数备用；
• 设计传动装置时，一般按工作机实际需
要的电动机输出功率Pd计算，转速则取
满载转速。
38
1 计算总传动比及分配各级传动比
• 传动装置的总传动比为：i n m
nw
• 式中，nm为电动机满载转速，r/min； nw 为工作机转速， r/min。
• 多级传动中，总传动比应为：ii1i2i3...in • 式中，i1、i2、i3、...、in为各级传动机构的传动
机械工程测试技术大作业
振动测试在机械设备的故障诊断、预防性维护和优化设计等方面具有广泛应用。
压力测试
压力测试是评估机械设备承受压力能 力的重要手段，主要用于气瓶、压力 容器、管道等高压系统的检测。
压力测试对于保障机械设备的安全运 行和防止事故发生具有重要意义。
质量满足要求。
对未来研究的建议
进一步研发先进的测试技术
随着机械工程领域的不断发展和技术的不断创新，需要进一步研发更高效、准确和智能的 测试技术，以满足更高的测试需求。
加强测试技术的标准化和规范化
为了提高测试结果的可靠性和可比性，需要加强测试技术的标准化和规范化工作，制定统 一的测试标准和方法。
加强测试技术在实践中的应用研究
通过测试技术对生产过程中的各个 环节进行监控和评估，可以及时发 现和解决生产过程中的瓶颈和问题， 从而提高生产效率。
降低成本
通过测试技术对产品进行早期检测 和评估，可以减少后期维修和返工 的成本，从而降低整体成本。
测试技术的发展历程
传统测试技术
未来测试技术
传统的测试技术主要依靠人工操作和 经验判断，测试精度和效率相对较低。
意义。
位置和速度测试
位置和速度测试是机械工程测 试中用于评估机械设备运动性 能的方法。
位置和速度测试采用传感器进 设备的运动 特性和精度。
位置和速度测试在机械设备的 运动控制、精度检测和故障诊 断等方面具有广泛应用。
04
测试技术在机械工程中的应用
发动机测试
测试技术的作用
测试技术在机械工程中发挥着至关重要的作用，它能够确保产品、设备或系统 的性能和质量满足设计要求，同时也能为改进和优化提供数据支持和反馈。
机械设计_大作业_V带传动设计
Ka ——包角修正系数， 由教材表 7.8 查得 Ka=0.97 由教材表 7.2 查得 KL=0.91 Δ P0——功率增量， 由式 7.19 计算功率增量Δ P0，
KL —— 长度系数，
Δ P0/kw= K b n1 (1
1 ) Ki
5
Kb ——弯曲影响系数， Ki——传动比系数， 故得
由教材表 7.4 得 Kb=0.7725×10
故 轴 TI = Td1i1 = 2.98 104 0.96 2 5.72 104 N mm
轴
TII = TI23i 2 = 5.72 104 0.97 0.98 5.93 32.24 104 N mm
卷筒轴 T卷 = TII34i3 = 32.24 104 0.98 0.99 1 31.28 104 N mm 3）运动参数汇表.1 轴名 电动机轴 轴 轴 卷筒轴 功率 P/kW 3 2.88 2.74 2.65 表 .1 各轴运动及动力参数 转矩 T/(N· m) 转 速 传动比 n/(r/min) i 29.8 960 57.2 533.3 322.4 90 312.8 90 效率
F0 = 500
Pd 2.5 K a ( ) mv 2 =500×3×﹙2.5-0.97﹚÷﹙5×5.03×0.97﹚ zv Ka
+0.1×5.032=96.6 N 十一 计算作用在轴上的压力
由教材式 7.25 得
Q/N=2zF0sin（α /2）=2×3×96.6×sin（166.4°/2）=575.5228 N 十二 带轮结构设计
轴
PII = PI23
其中 2 ——齿轮传动效率，由参考资料[1] 表 9.1 有： 2 =0.97；
机械设计课程大作业(螺旋千斤顶说明书)
机械设计课程作业设计说明书题目：螺旋传动设计班级：学号：姓名：目录1设计题目 (2)2、螺纹、螺杆、螺母设计 (2)3、耐磨性计算 (2)4、自锁性校核 (3)5、螺杆强度校核 (3)6、螺母螺纹牙强度校核 (3)7、螺杆的稳定性校核 (4)8、螺母外径及凸缘设计 (5)9、手柄设计 (5)10、............................................................................底座设计611、................................................ 其余各部分尺寸及参数（符号见参考书）612、.................................................................... 螺旋千斤顶的效率613、............................................................................参考资料71、设计题目螺旋千斤顶已知条件：起重量Q=37.5KN最大起重高度H=200mm手柄操作力P=200N2、螺纹、螺杆、螺母设计本千斤顶设计采用单头左旋梯形螺纹传动，单头螺纹相比多头螺纹具有较好的自锁性能，且便于加工，左旋符合操作习惯。
由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45 号钢，调质处理。
查参考文献得(T s=355MPa, d b=600MPa，S=4,[P] =20MPa=剖分式螺母不适用于此，所以选用整体式螺母。
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAI10Fe3 查参考文献得[]=35MPa[ ]b=50MPa托杯和底座均采用HT250材料3、耐磨性计算选用梯形螺纹。
由参考文献查得 1.2 ~ 2.5，取=2.0。
机械设计课程大作业(螺旋千斤顶说明书)
机械设计课程作业设计说明书题目：螺旋传动设计班级：学号：姓名：目录1、设计题目 (2)2、螺纹、螺杆、螺母设计 (2)3、耐磨性计算 (2)4、自锁性校核 (3)5、螺杆强度校核 (3)6、螺母螺纹牙强度校核 (4)7、螺杆的稳定性校核 (5)8、螺母外径及凸缘设计 (6)9、手柄设计 (6)10、底座设计 (7)11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (7)12、螺旋千斤顶的效率 (8)13、参考资料 (8)1、设计题目螺旋千斤顶已知条件：起重量Q=37.5KN ，最大起重高度H=200mm ，手柄操作力P=200N 。
2、螺纹、螺杆、螺母设计本千斤顶设计采用单头左旋梯形螺纹传动，单头螺纹相比多头螺纹具有较好的自锁性能，且便于加工，左旋符合操作习惯。
由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45号钢，调质处理。
查参考文献得σs=355MPa, σb =600MPa ，S=4，［P ］=20MPa 。
剖分式螺母不适用于此，所以选用整体式螺母。
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3。
查参考文献得［τ］=35MPa ，b δ［］=50MPa 。
托杯和底座均采用HT250材料。
3、耐磨性计算查参考文献得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa 。
按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。
由参考文献查得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2.0。
由耐磨性条件公式：[]20.8p Qd ≥ψ式中 2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ；ψ——引入系数，ψ=2.0 ;[p]——材料的许用压力，20MPa;代入数值后有224.5d mm ≥。
查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm ，螺距P=8mm ，中径d2=25.5mm ，小径d1=22.5mm ，内螺纹大径D4=28.5mm 。
机械原理大作业——牛头刨床
机械原理大作业——牛头刨床牛头刨床是一种常见的机械设备，广泛应用于木工加工行业。
它主要用于对木材进行刨削，以获得平整的表面和精确的尺寸。
本文将详细介绍牛头刨床的工作原理、结构组成、操作步骤以及相关注意事项。
一、工作原理牛头刨床的工作原理基于刨床刀具的旋转和木材的挪移。
刨床刀具通常由多个刀片组成，固定在刨床刀轴上。
当刨床启动时，刀轴开始旋转，刀片切入木材表面，并将其刨削。
同时，木材被放置在刨床工作台上，工作台会通过传动装置使木材沿水平方向挪移，从而实现对木材的刨削。
二、结构组成牛头刨床主要由以下几个部份组成：1. 床身：刨床的主体部份，通常由铸铁或者钢板制成，具有足够的强度和刚性。
2. 工作台：用于放置木材的平台，通常由铸铁制成，具有平整的表面和可调节的高度。
3. 刀轴：刨床刀具的旋转轴，通常由钢材制成，固定在床身上，并通过机电带动旋转。
4. 刀座：用于固定刨床刀具的部件，通常由铸铁制成，固定在刀轴上。
5. 传动装置：用于驱动工作台沿水平方向挪移的装置，通常由机电和传动皮带组成。
三、操作步骤1. 准备工作：确保牛头刨床的工作环境干净整洁，刨床刀具安装完好，工作台调整到适当的高度。
2. 放置木材：将待刨削的木材放置在工作台上，并确保其与刨床刀具没有干涉。
3. 启动刨床：按下启动按钮，刨床开始运转。
此时，刨床刀具开始旋转，木材开始被刨削。
4. 调整刨削深度：根据需要，通过旋转调节手柄或者调节杆，调整刨床刀具的刨削深度。
刨削深度的调整应逐渐进行，以避免过度刨削。
5. 挪移木材：通过操作传动装置，使工作台沿水平方向挪移，从而使木材被刨削的表面逐渐变化。
6. 检查刨削效果：定期住手刨床，检查刨削的木材表面，确保其平整度和尺寸精确度符合要求。
7. 完成工作：刨削完成后，关闭刨床，并将刨床刀具进行清洁和保养。
四、注意事项1. 操作人员应穿戴好防护设备，如安全眼镜和手套，以避免意外伤害。
2. 在操作过程中，应保持专注，避免分散注意力，以防止意外发生。
机械制图大作业[1]
![机械制图大作业[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6aea939e5901020207409ce3.png)
99
70
18 M12-6g
6. 编零件 号、填写 明细表、 标题栏和 技术要求
1:10 7. 检查、 描深
23
13
16 17
133 179
18 19 20
14 15 21 22 23
4
47J7/h8
47J7
35
74
210
37
32H7h6
20js6 16 38
24 25
30js6 62j7
62J7/h8 50
20js6 16 38
32H7h6
30js6 62j7
62J7/h8 50
233
35 4
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5. 标注尺寸
机械制图大作业[1]
济南大学机械工程学院工程图学中心
1 234 5 6 7 8 9
10
11 12
拆去透气塞等零件
70±0.06
80
160
24
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机械制图大作业[1]
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4. 画主要装配干线， 逐次向外扩张
(a）画出机体
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机械制图大作业[1]
(b）画出机盖
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机械制图大作业[1]
（c）画出齿轮及齿轮轴
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机械制图大作业[1]
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35 4
26 27 28 29 30
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78 104
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上午8时24分
10
反求工程（逆向工程）的应用领域
• 在美学设计特别重要的领域，例如汽车外型设计 广泛采用真实比例的木制或泥塑模型来评估设计 的美学效果，而不采用在计算机屏幕上缩小比例 的物体投视图的方法，此时需用反求工程的设计 方法。
• 修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等，此 时不需要对整个零件原型进行复制，而是借助反 求工程技术抽取零件原形的设计思想，指导新的 设计。这是由实物逆向推理出设计思想的一种渐 近过程。
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非接触式逆向工程测量方法
• 基于相位偏移测量原理的莫尔条纹法 这种测量方法将光栅条纹投射到被测物体表面，光栅条纹受物体表面形状的 调制，其条纹间的相位关系会发生变化，数字图像处理的方法解析出光栅条 纹图像的相位变化量来获取被测物体表面的三维信息。
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20
非接触式逆向工程测量方法
上午8时24分
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图标范例
• 背面组装件(工模、RP-原型、 母模)
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CNC工模加工件
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RP-原型加工
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CNC加工件
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45
感谢下 载
反求工程更强调集百家之长，在原有技术基础上 进行创新和开拓延伸，形成更高层次的新技术 或新产品。
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6
反求工程要求对引进技术进行消化、吸收和创新的深化开发，做到既能有 效地使用它，还能逐步掌握和发展它，实现由生产使用为主，向吸收、 开发为主的转变，最终形成自主的技术开发体系。
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上午8时24分
14
上午8时24分
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常用的测量方法
接触式测量方法 --坐标测量机
• 坐标测量机是一种大型精密的三坐标标测量仪器，可以 对具有复杂形状的工件的空间尺寸进行逆向工程测量。
• 坐标测量机一般采用触发式接触测量头，一次采样只能 获取一个点的三维坐标值。
• 九十年代初，英国Renishaw公司研制出一种三维力一位 移传感的扫描测量头，该测头可以在工件上滑动测量， 连续获取表面的坐标信息，扫描速度可达8米/秒，数字 化速度最高可达500点/秒，精度约为0.03mm。
形不同位置截面的内外轮廓数据，并将其组合起来获得零件的三维数据。 层析法的优点在于任意形状，任意结构零件的内外轮廓进行测量，但测量方式是
破坏性的。
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非接触式逆向工程测量方法
• 非接触式测量根据测量原理的不同，大致有光学测量、超声波测量、电磁测 量等方式。
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非接触式逆向工程测量方法
产的全过程。
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引进国外先进技术是世界各国加快技术发展的重要手段，是发展中国家追赶 发达国家的必然选择。
对国外先进技术的消化吸收与创新，在较短时间内使我国技术达到国际先进 水平，实现跨越式发展。
反求工程是消化吸收先进技术进行技术创新的高新技术，实施好反求工程是 实现跨越式发展的关键。
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机械创新设计
姓名：魏 清 志 学号：B08020321
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1
第7章 反求工程与创新设计
• 反求工程
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2
反求工程(Reverse Engineering,RE)
• 也称逆向工程、反向工程, • 是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建
模方法重构实物的CAD模型的过程 • 是一个从样品生成产品数字化信息模型,并在此基础上进行产品设计开发及生
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反求工程（逆向工程）四个阶段
第一步: 零件原形的数字化 通常采用三坐标测量机(CMM)或激光扫描仪等测量 装置来获取零件原形表面点的三维坐标值。
第二步: 从测量数据中提取零件原形的几何特征 按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何 特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的 设计与加工特征。
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激光线扫描原理图
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图中,ｉ—入射光, Ｌ—透镜,Ｎ—成 像屏,ｕ—透镜Ｌ 的物距,ｖ—透镜 Ｌ的像距,Ｏ—Ｌ 光轴与入射光线ｉ 的交点,Ａ—物面 上的光点,Ａ’,Ｏ’ 分别是Ａ、Ｏ的像 点,ｈ—物面上光 点相对于基准面的 Ｍ高度,α—入射 光线与光轴的夹角, Ｍ’—目标平面, Ｍ—参考平面。 38
7
• 据统计，百分之七十以上的技术源于国外，反求工程作为掌握技术的一种手 段，可使产品研制周期缩短百分之四十以上，极大提高了生产率。
• 研究反求工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重 大的意义。
上午8时24分
8
反求工程（逆向工程）的应用领域
在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，在对零件原 形进行测量的基础上形成零件的设计图纸或CAD模型，并以此为依据利用快速 成型技术复制出一个相同的零件原型。
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应用领域
工业领域
工业产品的检测与测量、产品及模具的逆向工程(汽 车，航空，家电工业) 零部件形状变形检测、形状测量、研究测量、工 业在线检测 工业产品造型中的逆向三维重构 设计物理模型转换到数字模型 工业产品及零部件的质量检测 工业品的解析与仿制 工业研究实验的检测工具 模具设计与检测领域
• 立体视觉测量面临的最大困难是空间特征点在多 幅数字图象中提取与匹配的精度与准确性等问题。
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22
应用领域
(1) (2) (3) 损坏或磨损零件的还原。 (4) 数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行 模型的比较。
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应用领域
民用领域
三维彩色数字摄影、三维型面检测 人体数字化、服装CAD、人体建模、人体数字雕塑、 三维面容识别 医学仿生、医学测量与模拟、整形美容及正畸的 模拟与评价 三维彩色数字化、数字博物馆、有形文物及档案 的管理、鉴定与复制 三维动画影片的制作、3D游戏建模、三维游戏中 三维模型的输入与建立 公安刑侦、脚印、工具痕迹、弹痕采集及数字化
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三角测量原理
• 三角测量法硬件由线激光发生器、ＣＣＤ摄像头、图像采集卡、相应的连接 线与电源以及微型计算机组成。如果采用两个参数完全相同的ＣＣＤ摄像头 对称放置,可以减少测量盲区,提高测量精度。三角测量法利用基准面、像点、 物距、像距等之间的关系计算物体的Ｚ坐标值(如图所示)。
上午8时24分
上午8时24分
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反求工程（逆向工程）的关键技术
• 反求工程（逆向工程）具有与传统设计制造过程截然不同的设计流程。 • 在反求工程中，按照现有的零件原形进行设计生产，零件所具有几何特征与
技术要求都包含在原形中； • 在传统的设计制造中，按照零件最终所要承担的功能以及各方面的影响因素，
进行从无到有的设计。
• 这种测头价格昂贵，目前尚未在坐标测量机上广泛采用。 坐标测量机主要优点是测量精度高，适应性强，但一般 接触式测头测量效率低，而且对一些软质表面无法进行
逆向工程测量。
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16
层析法
层析法是近年来发展的一种反求工程逆向工程技术 将研究的零件原形填充后，采用逐层铣削和逐层光扫描相结合的方法获取零件原
一些流行的CAD/CAM集成系统中也开始集成了类
似模块，Cimatron90中的
Reverse Engineering功能模块等。在我国，
有关反求工程的研究与开发工作也在不少单位
内展开，如浙江大学、华中理工大学、西安交
通大学、西北工业大学等，并取得一定的成果，
如浙江大学推出了Re-Soft软件系统。
所谓“逆向”，是针对通常的先有设计意图再制 造出实物的设计制造流程而言的。
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在机械制造领域应用多年的仿制技术，是反求工 程的发展基础。
反求工程不是传统意义上的“仿制”，而是基于 原型的再设计。
从应用目标来看，实物仿制的着眼点在于制造出 与实物相同的产品；而反求工程的着眼点则在 于对原始设计的还原与再设计，而后制造出和 原有实物“形似”而且“神似”的产品；
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反求工程（逆向工程）的应用领域
• 当要设计需要通过实验测试才能定型的工件模型 时，通常采用反求工程的方法。
• 如航天航空领域，为了满足产品对空气动力学等 要求，首先要求在初始设计模型的基础上经过各 种性能测试（如风洞实验等）建立符合要求的产 品模型，这类零件一般具有复杂的自由曲面外型， 最终的实验模型将成为设计这类零件及反求其模 具的依据。
• 基于光学三角型原理的逆向工程扫描法 这种测量方法根据光学三角型测量原理，以光作 为光源，其结构模式可以分为光点、单线条、多 光条等，将其投射到被测物体表面
• 采用光电敏感元件在另一位置接收激光的反射能 量
• 根据光点或光条在物体上成象的偏移，通过被测 物体基平面、象点、象距等之间的关系计算物体 的深度信息
上午8时24分
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某汽车模具厂现场扫描的实例
三维扫描仪对物体多方位多 角度进行拍摄
利用被测物体表面的特征 点或者标记点自动拼接后 获得的完整点云数据
经过对原始数据进Байду номын сангаас除 噪、取样后获得高质量 的点云数据
从点云数据中提取特征
线、边界线
上午8时24分
逆向软件中建成 模型
在逆向件中数模对比分析，
检验产品
上午8时24分
鞋底
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医学
• Hand bone
上午8时24分
Hand-
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Head
上午8时24分
Teeth
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反求工程常用软件
美国Imageware 公司产品Surfacer7.1、英国