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文檔簡介
1、Shigley的機(jī)械工程設(shè)計機(jī)械工程設(shè)計簡介基礎(chǔ)知識部分章節(jié)大綱1-1設(shè)計 41-2機(jī)械工程設(shè)計 51-3階段和設(shè)計過程的相互作用 51-4設(shè)計工具和資源 81-5設(shè)計工程師的職業(yè)責(zé)任 101-6標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 121-7經(jīng)濟(jì)學(xué) 121-8安全和產(chǎn)品責(zé)任 151-9應(yīng)力和強(qiáng)度 151-10不確定性 161-11設(shè)計因素和安全 171-12可靠性 181-13尺寸和公差 191-14單位 211-15計算和有效數(shù)字 221-16設(shè)計主題相互依賴 231-17輸電案例研究規(guī)格 24機(jī)械工程設(shè)計 機(jī)械設(shè)計是一個復(fù)雜的過程,需要很多技巧。廣泛復(fù)雜的關(guān)系需要被細(xì)分為一系列簡單的任務(wù)。復(fù)雜的設(shè)計過程在于要逐步
2、按一定的規(guī)則去展現(xiàn)。 我們一般首先解決設(shè)計的本質(zhì),然后在機(jī)械工程設(shè)計中尤為如此。設(shè)計是有許多交互階段的迭代過程。設(shè)計師需要許多資源的支持,包括許多來源豐富的信息和計算設(shè)計工具。設(shè)計師不僅要發(fā)展在自己領(lǐng)域的能力,他們也必須培養(yǎng)責(zé)任意識,并有專業(yè)的職業(yè)道德。 在設(shè)計過程中扮演比較重要角色規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)往往是經(jīng)濟(jì)性,安全性和產(chǎn)品責(zé)任的考慮。機(jī)械零件能否工作往往與應(yīng)力和強(qiáng)度有關(guān)。無論是一個確定性的或者統(tǒng)計性的形式,不確定的因素在工程設(shè)計中無法排除,通常由設(shè)計因素和安全系數(shù)處理。后者,統(tǒng)計方法,能處理與設(shè)計的可靠性問題并且需要良好的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 在機(jī)械設(shè)計,其他考慮因素包括尺寸和公差,單元和計算。該書由四部分
3、組成。第1部分,基礎(chǔ)知識,首先解釋一些差異和分析,并圍繞引入一些基本概念來寫的。它延續(xù)了3個章節(jié),審查材料特性,應(yīng)力分析,和剛度強(qiáng)度分析,對于這本書余下的部分這是必要的原理部分。 第2部分,預(yù)防失效,包括兩章關(guān)于預(yù)防機(jī)械部件故障和為什么機(jī)器零件會發(fā)生故障,以及如何可以避免設(shè)計中失效的問題,所以我們用兩章來回答這些問題,一是關(guān)于預(yù)防由于靜載荷而發(fā)生的疲勞失效,而另一種預(yù)防由于載荷隨時間變化和循環(huán)載荷的疲勞失效。 在第3部分,機(jī)械零件的設(shè)計,第1部分和第2部分的概念可用于分析,選擇特定的機(jī)械元件,例如軸的設(shè)計,緊固件,焊接件,彈簧,滾動軸承,油膜軸承,齒輪,傳動帶,鏈,和鋼絲繩。 第4部分,分析工
4、具,介紹兩個重要的方法來進(jìn)行機(jī)械設(shè)計,有限元分析和統(tǒng)計分析。可以用這兩種方法來選擇和研究材料,實(shí)例13說明了如何使用這些工具。 在書的最后有兩個附錄。附錄A包含了許多有用的表遍布整本書的引用。附錄B包括了怎樣選尾章的問題。1-1 設(shè)計 設(shè)計是為滿足某一指定的需要或解決問題制定一個計劃的具體問題。如果制定的計劃具有現(xiàn)實(shí)意義,那么該產(chǎn)品必須是功能齊全,安全,可靠,有競爭力,可用,可制造,有市場性的。 設(shè)計是一個創(chuàng)新的,高度迭代的過程。 它也是一個決策的處理。有時決策只需要少量的信息,偶爾只有正確的信息數(shù)量,或用過量的部分矛盾信息。決定有時會做出試探性地用正確的預(yù)留調(diào)整隨著越來越多的為人所知。有一點(diǎn)
5、是,工程設(shè)計人員必須親自參與決策,了解如何正確的解決問題。設(shè)計是一個通信密集型活動,其中既有文字和圖片的使用,又有書面和口頭形式使用。工程師們進(jìn)行有效的溝通并與許多學(xué)科的人工作。這些都是重要的技能,以及一個工程師的成功取決于它們。一個設(shè)計師的個人資源包括創(chuàng)造力、交際能力,和解決問題技能與知識的技術(shù)和第一原則。工程工具(如數(shù)學(xué),統(tǒng)計,計算機(jī),圖形和語言)被組合以產(chǎn)生一個計劃,當(dāng)進(jìn)行時,會產(chǎn)生一種產(chǎn)品,是功能性的,安全,可靠,有競爭力,可用,可制造和銷售,而不管是誰建造,或誰使用它。1-2機(jī)械工程設(shè)計機(jī)械工程師為能源生產(chǎn)和有關(guān)加工提供生產(chǎn)工具,使運(yùn)輸工具和技術(shù)自動化。技能和知識基礎(chǔ)是廣泛的。運(yùn)用的
6、基礎(chǔ)形態(tài)是固體和液體,質(zhì)量和動量運(yùn)輸,制造的力學(xué)過程,以及電氣和信息論。機(jī)械工程設(shè)計涉及機(jī)械工程的所有學(xué)科。真正的問題抵制條塊分割。一個簡單的滑動軸承涉及流體流動,傳熱,摩擦,能源運(yùn)輸,材料選擇,熱處理,統(tǒng)計描述,等等。建筑物的環(huán)保控制。加熱,通風(fēng)和空調(diào)的考慮是足夠的專門一些講供暖,通風(fēng)和空調(diào)的設(shè)計中,就好像它是獨(dú)立的與機(jī)械工程設(shè)計截然不同。同樣地,內(nèi)燃機(jī)設(shè)計,渦輪機(jī)的設(shè)計,和噴氣發(fā)動機(jī)的設(shè)計有時被認(rèn)為是離散實(shí)體。在這里,字設(shè)計前述字句的領(lǐng)先字符串僅僅是一個產(chǎn)品描述符。同樣,也有短語,如機(jī)械設(shè)計,機(jī)械元件設(shè)計,機(jī)器組件設(shè)計,系統(tǒng)設(shè)計和流體動力設(shè)計。所有的這些話是有點(diǎn)機(jī)械工程設(shè)計更有針對性的例子
7、。他們都吸取知識的同一機(jī)構(gòu),類似組織,并要求類似的技能。1-3階段和設(shè)計過程的相互作用什么是設(shè)計過程?它是如何開始的?請問工程師簡單地坐到用一張白紙一張桌子,并記下一些想法? 接下來發(fā)生什么? 什么因素影響或控制了必須做出的決定?最后,請問該怎么讓設(shè)計過程結(jié)束?完整的設(shè)計過程中,從開始到結(jié)束,常被概述如圖1-1。該過程開始于一個關(guān)于它的識別以及判定。許多次迭代之后,為滿足需要該方法用這些計劃的顯現(xiàn)結(jié)束。根據(jù)設(shè)計任務(wù)的性質(zhì),一些設(shè)計階段可以在整個產(chǎn)品生命周期中重復(fù),從開始到結(jié)束。在接下來的幾個小節(jié)中,我們將審查在設(shè)計這些步驟詳細(xì)過程。一般開始時需要一個鑒定的過程。認(rèn)識需要和措辭需要往往構(gòu)成一個具
8、有高度創(chuàng)造性的行為,因?yàn)檫@種需要可能只有一個模糊的不滿,一種不舒服的感覺,或者是感覺到了的東西是不正確的。通常情況下需要的是不明顯的,識別可以由特定的惡劣環(huán)境或一組隨機(jī)情況幾乎同時出由噪音水平,通過在包裝重量的變化,并通過輕微,但可察覺的變化現(xiàn)觸法。例如,要做些什么食品包裝機(jī)的需求可能會指示在包裝或包裹的質(zhì)量。圖1-1Identification of need 需要鑒定Definition of problem 問題定義Synthesis 合成Analysis and optimization 分析與優(yōu)化Evaluation 評估Presentation 介紹還有就是需要的聲明和定義之間有明
9、顯的區(qū)別的問題。的問題的定義是更具體的并且必須包括所有規(guī)格為對象,它是被設(shè)計。規(guī)格有輸入和輸出數(shù)量時,特征和對象必須占據(jù)的空間的尺寸,和所有這些量的限制。我們可以把被設(shè)計為對象在一個黑盒子。在這種情況下,我們必須指定框的輸入和輸出,他們的特點(diǎn)和局限性在一起。的規(guī)范定義了成本,在要制造號碼,預(yù)期壽命,的范圍內(nèi),操作溫度,以及的可靠性。規(guī)定特性可以包括速度,飼料,溫度限制最大范圍,在該變量預(yù)期的變化,尺寸和重量限制等。有跡象表明,導(dǎo)致無論是從設(shè)計師的特別是許多隱含的規(guī)格環(huán)境或從問題本身的性質(zhì)。制造可用,具有某些植物的設(shè)施一起的過程,構(gòu)成了上的設(shè)計師的自由的限制,并且因此是隱含的規(guī)格的一部分。它可以
10、是一個小的植物,例如,不擁有冷作機(jī)械。知道了這一點(diǎn),設(shè)計人員可能會選擇其他金屬加工的方法可以在植物中進(jìn)行??捎玫膭趧蛹寄芎透偁帒B(tài)勢也構(gòu)成隱含的限制。凡是限制了設(shè)計師的自由選擇的是一個制約因素。許多材料和尺寸都列在供應(yīng)商的產(chǎn)品目錄,例如,但這些都不是所有容易獲得和短缺頻頻發(fā)生。此外,庫存經(jīng)濟(jì)學(xué)要求制造商股票的最低的材料和尺寸數(shù)。一個規(guī)范的一個例子在二段中給出。 1-17。這個例子是用于呈現(xiàn)整個動力傳動的案例研究本文。連接可能的系統(tǒng)元素的方案的合成所謂的概念或概念設(shè)計的發(fā)明。這是第一個也是最重要的步驟中合成的任務(wù)。各種計劃必須提出,調(diào)查,并在建立metrics.1作為充實(shí)的計劃進(jìn)展來定量,分析必須
11、被執(zhí)行以評估系統(tǒng)的性能是否令人滿意,如果滿意,就如何它將執(zhí)行。系統(tǒng)方案不這樣做生存分析,修改,改進(jìn),或丟棄。這些潛在的優(yōu)化以確定哪個的方案能夠在最佳的性能。競爭機(jī)制進(jìn)行比較,以便導(dǎo)致最具有競爭力的產(chǎn)品的路徑可以被選擇。圖1-1顯示了綜合分析和優(yōu)化是密切相關(guān)的。我們已經(jīng)注意到,我們強(qiáng)調(diào),該設(shè)計是一個反復(fù)的過程,我們通過幾個步驟進(jìn)行,評估結(jié)果,然后返回到先前相的過程。因此,我們可以合成一個系統(tǒng)的幾個組件,分析和對其進(jìn)行優(yōu)化,并返回到合成看到這這個系統(tǒng)其余部分有什么作用,例如,一個系統(tǒng)傳輸功率的設(shè)計需要注意個別組件(例如,齒輪,軸承,軸)的設(shè)計和選擇。然而,這是常有的設(shè)計的情況,這些部件不是獨(dú)立的。
12、為了設(shè)計偏轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力,有必要知道施加的力。如果力通過齒輪傳遞,有必要知道齒輪規(guī)格為了將確定的力傳送到軸,但齒輪都具有一定的軸徑,需要必要的軸徑的知識。顯然,粗略估計將需要了解實(shí)際的過程,煉油和迭代,直到最終的設(shè)計獲得了對于每個令人滿意單個組件以及用于整體設(shè)計規(guī)格。在整個文字,我們將詳細(xì)闡述這一過程中產(chǎn)生的電力傳輸設(shè)計的案例研究。無論分析和優(yōu)化要求我們建造或設(shè)計的抽象模型該系統(tǒng)會承認(rèn)某種形式的數(shù)學(xué)分析的。我們把這些車型數(shù)學(xué)模型。在創(chuàng)建他們來說,這是我們的希望,我們可以找到一個會模擬真實(shí)物理系統(tǒng)非常好。如圖8中所示。 1-1,評價是總的設(shè)計過程的顯著相。評估是一個成功的最終證明設(shè)計并通常涉及在實(shí)驗(yàn)
13、室樣機(jī)的測試。在這里,我們希望發(fā)現(xiàn)是否在設(shè)計確實(shí)滿足了需求。它是可靠的?這將與同類產(chǎn)品爭奪成功?是經(jīng)濟(jì)的制造和使用?是嗎易于維護(hù)和調(diào)整?可獲利從其銷售或使用,制成?的可能性有多大它是導(dǎo)致產(chǎn)品責(zé)任訴訟?而且是保險容易和便宜獲得?它是可能的召回將需要更換有缺陷的部件或系統(tǒng)?該項(xiàng)目的設(shè)計師或設(shè)計團(tuán)隊(duì)將需要解決工程無數(shù)和非工程的問題。傳達(dá)設(shè)計給他人是在設(shè)計的最后,是重要的介紹步驟處理。毫無疑問,許多偉大的設(shè)計,發(fā)明和創(chuàng)意作品已經(jīng)失去了后人僅僅是因?yàn)閯?chuàng)始人是無法或不愿好好解釋一下自己的成就他人。演講是一個銷售的工作。工程師,呈現(xiàn)當(dāng)新的解決方案的行政,管理或監(jiān)督人員,正試圖出售或向他們證明,他們的解決方案
14、是一個更好的。除非能成功完成,花在獲取解決方案的時間和精力已經(jīng)在很大程度上浪費(fèi)了。 什么時候設(shè)計師賣一個新的想法,他們也賣自己。如果他們在多次中標(biāo)銷售理念,設(shè)計和新的解決方案來管理,就開始收到工資增加和促銷活動;其實(shí),這是任何人如何成功地在他或她的職業(yè)。1這個主題一個很好的參考是由Stuart Pugh,總設(shè)計集成的方法介紹成功的產(chǎn)品工程,Addison-Wesley出版社,1991還提供了方Stuart Pugh法的說明在11.2節(jié)。 8,大衛(wèi)G.烏爾曼,機(jī)械設(shè)計流程,第三版,麥格勞 - 希爾,2003。設(shè)計注意事項(xiàng)有時在一個系統(tǒng)的元件的所需的強(qiáng)度是一個重要的因素,在幾何的測定和元件的尺寸。
15、在這樣的情況我們說的力量是一個重要的設(shè)計考慮。當(dāng)我們使用表達(dá)式設(shè)計考慮,我們指的是影響一些設(shè)計特點(diǎn)的元件,或者也許是整個系統(tǒng)。通常相當(dāng)多的這種特性必須考慮和在給定的設(shè)計情況的優(yōu)先級。許多的重要的是如下(不一定按重要性排序):1功能 14噪聲2強(qiáng)度/壓力 15造型3失真/變形/剛度 16形狀4磨損 17尺寸5腐蝕控制 18控制6安全 19熱性能7可靠性 20面積8可生產(chǎn) 21潤滑9輔助 22市場化10成本 23維修11 摩擦 24體積12重量 25責(zé)任13資源 26再制造/資源回收某些類似的特征有直接與尺寸,材質(zhì),做處理,并且該系統(tǒng)的元件的接合。一些特性可能相互關(guān)聯(lián),這影響整個系統(tǒng)的配置。1-4
16、設(shè)計工具和資源如今,工程師有種類繁多的可用于協(xié)助的工具和資源設(shè)計問題的解決方案。廉價微型計算機(jī)和強(qiáng)大的計算機(jī)軟件包提供巨大能力的工具的設(shè)計,分析和模擬的機(jī)械部件。除了這些工具,工程師總是需要技術(shù)信息,無論是在基礎(chǔ)科學(xué)/工程行為或形式具體現(xiàn)成的,現(xiàn)成的組件的特性。在這里,資源的范圍可以從科學(xué)/工程教科書制造商的說明書或目錄。這里也一樣,在電腦可以起到收集信息的主要角色。計算工具計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)軟件允許三維發(fā)展(3-D)設(shè)計從該帶自動常規(guī)二維正交視圖尺寸可以制造。制造工具的路徑可從生成3-D模型,并且在某些情況下,部件可以直接從一個三維數(shù)據(jù)庫通過使用創(chuàng)建的一個快速原型制造方法。三維數(shù)據(jù)庫的
17、另一個優(yōu)點(diǎn)是,它允許快速和準(zhǔn)確的計算質(zhì)量屬性如質(zhì)量,重心的位置,并且質(zhì)量矩慣性。其他幾何性質(zhì)如點(diǎn)之間的區(qū)域和距離同樣地容易地得到。有可用許多CAD軟件包,如Aries, AutoCAD, CadKey, I-Deas, Unigraphics, Solid Works, and ProEngineer,僅舉幾例。計算機(jī)輔助工程(CAE)的術(shù)語通常適用于所有的計算機(jī)工程應(yīng)用。有了這個定義,計算機(jī)輔助設(shè)計可以被看作是一個子集CAE。一些計算機(jī)軟件包進(jìn)行具體的工程分析和/或模擬任務(wù),協(xié)助設(shè)計師,但他們不認(rèn)為是一個工具計算機(jī)輔助設(shè)計的設(shè)計。這樣的軟件可以分為兩類:工程與非具體工程?;诠こ痰能浖?shí)例機(jī)
18、械工程應(yīng)用軟件,也可以集成在一個計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng),包括有限元分析程序,分析應(yīng)力和偏轉(zhuǎn)(見19章),振動,熱傳遞(例如,ALGOR、ANSYS和MSCNASTRAN);計算流體動力學(xué)(CFD)流體流動分析程序與模擬(例如,CFD + +,F(xiàn)IDAP,);和仿真程序動力和運(yùn)動機(jī)制(例如,ADAMS, DADS, and Working Model)。非工程專用計算機(jī)輔助應(yīng)用的例子包括軟件用于文字處理,電子表格軟件。(例如,Excel, Lotus, and Quattro-Pro),和數(shù)學(xué)計算器(例如,Maple, MathCad, MATLAB,3 Mathematica, and TKsol
19、ver)。你的導(dǎo)師可能是提供有關(guān)方案的最佳來源,用導(dǎo)師推薦的方案來完成特定的任務(wù)。但需要注意的是計算機(jī)軟件是人類的思維過程是無可替代的。你是司機(jī),計算機(jī)知識你旅途中的車輛。計算機(jī)輸出的數(shù)字可能與現(xiàn)實(shí)相差很大,如果您輸入不正確的輸入,如果你誤解應(yīng)用程序或程序的輸出,如果程序中包含缺陷等,這是您的責(zé)任,保證結(jié)果的有效性,所以要小心檢查應(yīng)用程序和結(jié)果仔細(xì),提交已知問題的解決方案進(jìn)行基準(zhǔn)測試,和監(jiān)控軟件公司和用戶組的簡報。獲取技術(shù)信息我們目前居住在什么被稱為信息化時代,其中產(chǎn)生的信息速度是驚人的。這是很難的,但極其重要的,及時了解過去和當(dāng)前發(fā)展學(xué)習(xí)和職業(yè)之一的領(lǐng)域。在腳注參考提供信息資源的一個很好的描
20、述可利用和高度推薦閱讀了嚴(yán)重的設(shè)計工程師。一些信息的來源是:庫(社區(qū),大學(xué)和私人)。工程字典和百科全書,教材,專著,手冊,索引和抽象服務(wù),期刊,翻譯,技術(shù)報告,專利和商務(wù)人士/說明書/目錄。政府的消息來源。國防部,商務(wù)部,能源和交通等部門;NASA;政府印刷局;美國專利和商標(biāo)局; 國民技術(shù)信息服務(wù);和國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所。專業(yè)協(xié)會。機(jī)械工程師學(xué)會,協(xié)會制造工程師,汽車工程師協(xié)會,美國社會測試和材料,以及美國焊接學(xué)會。商業(yè)供應(yīng)商。產(chǎn)品目錄,技術(shù)資料,試驗(yàn)數(shù)據(jù),樣品和成本信息。 互聯(lián)網(wǎng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)與大多數(shù)上面列出的相關(guān)類別網(wǎng)站。這份名單是不完整的。讀者呼吁探索的各種來源知識的定期和信息保留記錄
21、獲得的。1-5設(shè)計工程師的職業(yè)責(zé)任在一般情況下,設(shè)計工程師需要滿足客戶的需求(管理,客戶,消費(fèi)者等),并有望在一個稱職的,負(fù)責(zé)任的話,倫理和專業(yè)的方式。大部分工程課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐的經(jīng)歷主要在能力,而是什么時候首先你開發(fā)工程責(zé)任心和敬業(yè)精神?要啟動成功的道路上,你應(yīng)該開始在你的教育計劃早制定這些特點(diǎn)。你需要培養(yǎng)你的專業(yè)的職業(yè)道德和操作技能畢業(yè)前,當(dāng)你開始你的正式的工程職業(yè)生涯中,你將準(zhǔn)備迎接挑戰(zhàn)。對一些學(xué)生來說,這不是很明顯,但在這里交流技能發(fā)揮了很大的作用它是一個聰明的學(xué)生誰不斷地工作,以提高這些技能,即使它不是課程作業(yè)的直接要求!工程(成果,晉升,加薪等)可能在很大程度上是由于能力,但如果你不
22、能清晰、簡明地傳達(dá)你的想法,對你的技術(shù)水平可能是損害。你可以開始發(fā)展你的溝通技巧,保持一個整潔和清晰你的活動日記/日志條目,進(jìn)入預(yù)約頻繁。(許多公司要求他們的工程師將專利和責(zé)任關(guān)注的雜志分開。)期刊應(yīng)用于每個設(shè)計項(xiàng)目(或課程主題)。開始時,項(xiàng)目或問題,在定義階段,使日記條目相當(dāng)頻繁。 其他,還有你自己,以后可能會質(zhì)疑為什么你取得了一定的決策。按時間順序排列好記錄將使其更容易在以后的日子解釋你的決定。許多工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后就看作為練習(xí)工程師設(shè)計,開發(fā),分析產(chǎn)品和過程,并考慮需要良好的溝通能力,無論是口頭或書面,作為輔助。這是遠(yuǎn)離真相。大多數(shù)執(zhí)業(yè)工程師花費(fèi)大量的時間一個很好的協(xié)議與人溝通,撰寫提
23、案和技術(shù)報告,并給予介紹和與之交互工程和非工程支持人員。你有時間,現(xiàn)在磨礪你的溝通技巧。當(dāng)給轉(zhuǎn)讓寫或作出任何陳述,技術(shù)和非技術(shù),接受它增色不少,并提高你的工作溝通技巧。這將是用得其所,現(xiàn)在學(xué)技能,而不是在工作上。當(dāng)你的工作是一個設(shè)計問題,重要的是你發(fā)展系統(tǒng)方法。注意以下操作步驟將有助于你組織和解決你的技術(shù)處理問題。了解的問題。問題的定義可能是在最顯著一步工程設(shè)計過程。仔細(xì)閱讀,理解和細(xì)化問題陳述。確定的已知,。從細(xì)化問題的陳述,描述簡潔什么信息是已知的和相關(guān)的。識別未知和制定解決方案的策略。什么形態(tài)必須確定,在什么樣的順序,以便在一個解決問題的辦法到達(dá)。畫出組件或受調(diào)查系統(tǒng),識別已知和未知的參
24、數(shù)。創(chuàng)建的要達(dá)到的最終溶液的步驟的流程圖。這些步驟可以需要使用的自由體圖;從表中的材料特性;從與已知的和未知的首要原則,教科書或手冊公式參數(shù);實(shí)驗(yàn)或基于數(shù)字海圖;具體的計算工具在二段討論。 統(tǒng)計所有的假設(shè)和決定。實(shí)際設(shè)計問題通常不具有獨(dú)特的,理想的,封閉形式的解決方案。選擇,如材料的選擇,以及熱處理,需要決定。分析要求相關(guān)的假設(shè)真正的部件或系統(tǒng)的建模。所有的假設(shè)和決定應(yīng)識別和記錄。分析問題。與你的決定結(jié)合使用您的解決方案策略和假設(shè),執(zhí)行問題的分析。所有參考的來源公式,表格,圖表,軟件結(jié)果等檢查結(jié)果的可信度。檢查的幅度,維,趨勢,標(biāo)志等的順序。評估你的解決方案。評估每個步驟中的溶液,并指出在策略
25、如何變化,決定,假設(shè)和執(zhí)行可能改變的結(jié)果,在正或負(fù)方式。只要有可能,納入您的最終解決方案的積極變化。出示您的解決方案。這里是你的溝通技巧是很重要的。在這一點(diǎn)上,你賣的是自己和自己的技術(shù)能力。如果不能熟練說明你做了什么,部分或全部工作可能被誤解和不被接受。了解你的聽眾。如前所述,所有的設(shè)計過程是互動的,迭代的。因此,它可能是必要的,若不滿意,重復(fù)以上步驟,得到滿意的結(jié)果。為了有效,所有專業(yè)人員必須保持努力在當(dāng)前在他們的領(lǐng)域。計工程師可通過多種方式滿足該:作為一個靈活地專業(yè)學(xué)會,如機(jī)械的美國社會的成員工程師學(xué)會(ASME),美國汽車工程師學(xué)會(SAE),以及制造工程師學(xué)會(SME);出席的會議,和
26、研討會社會,制造商,大學(xué)等;采取具體的研究生課程或計劃大學(xué);經(jīng)常閱讀技術(shù)和專業(yè)期刊;等等。一個工程師教育不能在畢業(yè)而結(jié)束。設(shè)計工程師的職業(yè)義務(wù)包括在開展的活動,合乎道德的方式。轉(zhuǎn)載這里是國家協(xié)會專業(yè)工程師們的信條。作為一個專業(yè)的工程師,我把我的專業(yè)知識和技能奉獻(xiàn)給了進(jìn)步和人類福利。我發(fā)誓:給予最大的表現(xiàn);參加一個沒有誠信的企業(yè);根據(jù)人的法律和專業(yè)的最高標(biāo)準(zhǔn)來生活和工作;把服務(wù)放在利潤之前,把榮譽(yù)和行業(yè)地位排在個人利益之前,以及公眾利益高于一切其他的考慮。在謙卑和對神圣的指導(dǎo),我作出這個承諾。由專業(yè)工程師的國家紅會,1954年六月通過的“工程師信條?!鞭D(zhuǎn)載由專業(yè)工程師國家協(xié)會的許可。 NSPE也
27、出版了更為廣泛對于實(shí)踐和職業(yè)義務(wù)的規(guī)則工程師道德規(guī)范。對于當(dāng)前的修訂,2007年7月(在這本書的印刷時間),詳見網(wǎng)站/Ethics/CodeofEthics/index.html。1-6標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是一套規(guī)范為的是實(shí)現(xiàn)在零部件,材料或工藝,均勻性,效率,達(dá)到一個規(guī)定的質(zhì)量。其中一個重要一個標(biāo)準(zhǔn)的是限制變化,可以從任意的產(chǎn)生的大量的一部分,材料或工藝。代碼是一組用于分析、設(shè)計、制造和施工的規(guī)范某物。一個規(guī)范的目的是實(shí)現(xiàn)一個指定的安全度,效率,性能或質(zhì)量。重要的是要觀察到安全規(guī)范不意味著絕對安全。事實(shí)上,絕對的安全是不可能獲得的。有時這個意外事件真的發(fā)生了。設(shè)計一個建筑,
28、以承受120英里/小時風(fēng)并不意味著設(shè)計師認(rèn)為140英里/小時的風(fēng)是不可能的,它只是意味著他們認(rèn)為這是極不可能的。下面列出的所有組織和社會都建立了規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)和安全設(shè)計規(guī)范。該組織的名稱提供了一個線索的性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)或代碼。一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以及地址,可以在大多數(shù)技術(shù)庫或互聯(lián)網(wǎng)上獲得。組織令機(jī)械工程師感興趣:鋁協(xié)會(機(jī)管局)美國軸承制造商協(xié)會(ABMA)美國齒輪制造商協(xié)會(AGMA)美國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(AISC)美國鋼鐵協(xié)會(AISI)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)美國采暖、制冷及空調(diào)工程師協(xié)會(ASHRAE)美國機(jī)械工程師協(xié)會(ASME)美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(ASTM)美國焊接協(xié)會(AWS)ASM國際英國標(biāo)準(zhǔn)
29、協(xié)會(BSI)工業(yè)緊固件協(xié)會(IFI)交通工程師協(xié)會(ITE)機(jī)械工程師學(xué)會(英國)國際計量局(BIPM)國際機(jī)器人聯(lián)合會(IFR)國際標(biāo)準(zhǔn)組織(國際標(biāo)準(zhǔn)組織)國家電力工程師協(xié)會(項(xiàng))國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)汽車工程師協(xié)會(SAE)1-7經(jīng)濟(jì)學(xué)對成本的考慮在設(shè)計決策過程中發(fā)揮著重要的作用我們可以很容易地把時間花在研究成本因素的研究中設(shè)計的整個主題。在這里我們介紹的只是一些一般的概念和簡單規(guī)則。首先,觀察,沒有什么可以是絕對的在涉及成本問題上。原材料和勞動力通常顯示出逐年增加的成本。但加工的材料的成本可以預(yù)期表現(xiàn)出下降的趨勢,因?yàn)槭褂米詣踊瘷C(jī)床和機(jī)器人。制造單的成本產(chǎn)品會有所不同,從城市
30、到城市,從一個工廠到另一個,因?yàn)殚_銷,勞動,稅收和運(yùn)費(fèi)差異的必然輕微制造變化。標(biāo)準(zhǔn)尺寸使用標(biāo)準(zhǔn)或常用大小是降低成本的第一原則。一位工程師指定一個AISI 1020條熱軋鋼53毫米見方的增加了產(chǎn)品的成本,提供了一個酒吧50或60平方米,這兩者都是首選的大小,將做同樣的好。53毫米的大小可以通過特殊的順序或滾動或加工一個60平方毫米,但這些方法增加成本的產(chǎn)品。要保證標(biāo)準(zhǔn)或首選的大小,設(shè)計人員必須有訪問他們雇用的材料的常用名單。一個進(jìn)一步的字謹(jǐn)慎選擇的首選尺寸是必要的。雖然有很大的很多尺寸通常是在目錄中列出的,他們并不都是現(xiàn)成的。一些大小是不經(jīng)常使用的,他們沒有庫存。匆忙訂購這樣的大小可能會增加費(fèi)用
31、和延遲。因此,你也應(yīng)該有訪問列表如表1-7,首選的英寸和毫米大小。有很多購買的零件,如電機(jī),泵,軸承和緊固件,由設(shè)計師指定。在這些情況下,你應(yīng)該做一個特別的努力指定容易獲得的部分。制造和銷售的零件數(shù)量通常成本有點(diǎn)小于奇數(shù)大小。滾動軸承的成本,例如,軸承的尺寸更多地依賴于生產(chǎn)的軸承制造商。大尺寸公差在設(shè)計規(guī)格對成本的影響,公差也許是最重要的。公差,制造工藝和表面光潔度是相互關(guān)聯(lián)的從多方面影響最終產(chǎn)品的可生產(chǎn)性。接近公差在處理和檢驗(yàn)中,需要額外的步驟,甚至完全將部分經(jīng)濟(jì)上不實(shí)用。公差包括尺寸變化和表面粗糙度范圍內(nèi),并在機(jī)械性能的變化導(dǎo)致從熱處理和其他處理操作。因?yàn)橛写蟮墓畹牧慵?,通??梢杂脵C(jī)器制
32、造生產(chǎn)速度更高,成本將明顯變小。同樣,較少的這樣的部分在檢查過程中被拒絕,他們通常更容易組裝。情節(jié)成本與公差/機(jī)械加工工藝如圖1 - 2,說明了隨著更精細(xì)的加工,制造成本的急劇增加,應(yīng)該做公差減小處理。盈虧平衡點(diǎn)有時會發(fā)生這樣的情況,當(dāng)2個或更多的設(shè)計方法相比,成本,兩者之間的選擇取決于一組條件,如生產(chǎn)數(shù)量,裝配線的速度,或其他條件。然后發(fā)生了等于成本對應(yīng)的點(diǎn),稱為盈虧平衡點(diǎn)。圖1-2成本與公差/加工過程。(摘自戴維·烏爾曼,該第三版,麥格勞 - 希爾,新紐約,2003年)圖1-3一個平衡點(diǎn)作為一個例子,考慮一個特定的部分可以制造的情況每小時25個部件的速度在一個自動螺絲機(jī)或每小時1
33、0個零件上手動螺桿機(jī)。讓我們假設(shè),對于自動的設(shè)置時間是3小時和這兩臺機(jī)器的人工成本是每小時20美元,包括開銷。圖1- 3是雙方法成本與生產(chǎn)圖。這個盈虧平衡點(diǎn)實(shí)例對應(yīng)50個部分。如果所需的產(chǎn)量大于50部分,則自動機(jī)器使用。成本測算有很多方法獲得相對成本的數(shù)字,使2個或更多的設(shè)計可以大致比較。有些判斷可能需要一定量的實(shí)例。例如,我們可以比較兩個汽車的相對價值比較每磅重的美元成本。另一種比較成本的方法一種設(shè)計與另一個是簡單地計算的數(shù)量的零件。設(shè)計有較小的零件數(shù)量可能會花費(fèi)更少的成本。許多其他成本估計可以使用時,根據(jù)不同的應(yīng)用,如面積,體積,馬力,扭矩,容量,速度和各種性能比。1-8安全及產(chǎn)品責(zé)任嚴(yán)格
34、責(zé)任概念及產(chǎn)品責(zé)任普遍在美國盛行。這一概念指出,一篇文章的制造企業(yè)對任何損害或損害承擔(dān)責(zé)任這一結(jié)果是因?yàn)槿毕?。而這并不重要,制造商是否知道關(guān)于這個缺陷,甚至可以知道它。例如,假設(shè)一篇文章制造,說,10年前。并且假設(shè)在那個時候這篇文章不能被認(rèn)為有缺陷的基礎(chǔ)上,所有的技術(shù)知識,然后可用。十年后,根據(jù)嚴(yán)格責(zé)任的概念,制造商仍然承擔(dān)責(zé)任。因此,根據(jù)這一理念,原告只需證明該物品是缺陷和缺陷造成的損害或損害。制造商的疏忽不需要證明。預(yù)防產(chǎn)品責(zé)任的最佳途徑是良好的工程分析設(shè)計,質(zhì)量控制,綜合測試程序。廣告管理者經(jīng)常會在保證產(chǎn)品的質(zhì)量和銷售方面做出承諾。這些陳述應(yīng)該由工程人員認(rèn)真審核,以消除過多的承諾,并插入適當(dāng)?shù)木婧褪褂谜f明
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