機(jī)械工程機(jī)械設(shè)計(jì)院機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月29日，我在機(jī)械設(shè)計(jì)院擔(dān)任機(jī)械設(shè)計(jì)助理，參與3款新型齒輪傳動(dòng)裝置的方案設(shè)計(jì)。核心工作成果包括完成1套行星齒輪減速器傳動(dòng)比計(jì)算（傳動(dòng)比范圍3.5:1至10:1），繪制12張關(guān)鍵零件三維模型（精度達(dá)±0.02mm），優(yōu)化2處軸承座結(jié)構(gòu)以提升承載能力30%。專業(yè)技能應(yīng)用方面，熟練運(yùn)用SolidWorks進(jìn)行參數(shù)化建模，通過有限元分析軟件ANSYS確定最優(yōu)材料配比（45號鋼+表面淬火處理），并將模塊化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于齒輪模塊標(biāo)準(zhǔn)化，累計(jì)節(jié)省設(shè)計(jì)周期約15%。提煉出“邊界條件動(dòng)態(tài)調(diào)整”與“多方案對比仿真”的可復(fù)用方法論，有效縮短了結(jié)構(gòu)驗(yàn)證周期。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程

實(shí)習(xí)目的主要是把學(xué)校學(xué)的機(jī)械原理、材料力學(xué)這些知識(shí)用到實(shí)際工作里，看看真實(shí)項(xiàng)目是怎么運(yùn)作的，順便提升動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。

實(shí)習(xí)單位嘛，就是一家做重型機(jī)械部件設(shè)計(jì)的公司，團(tuán)隊(duì)不大但挺專注，主要搞些礦山機(jī)械和工程機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，技術(shù)積累挺深。我在那里做機(jī)械設(shè)計(jì)助理，跟著師傅參與了一個(gè)新式挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支承的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

實(shí)習(xí)內(nèi)容挺具體的。剛開始是熟悉圖紙，把之前老項(xiàng)目的幾千張圖紙理順，找出可以模塊化的零件，我花了兩天時(shí)間，整理出78個(gè)常用零件的規(guī)格書，師傅說這能省不少事。然后就是參與新設(shè)計(jì)，主要是行星齒輪架和軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。我負(fù)責(zé)行星齒輪架的方案優(yōu)化，根據(jù)負(fù)載工況計(jì)算了五種不同齒形參數(shù)的接觸應(yīng)力，用SolidWorks建模，再導(dǎo)入ANSYSWorkbench跑有限元分析。通過調(diào)整齒廓曲線和齒寬，最終把齒根彎曲應(yīng)力從280MPa降到了205MPa，滿足疲勞壽命要求。期間還遇到了軸承座散熱問題，原設(shè)計(jì)是自然風(fēng)冷，夏天測試時(shí)溫度高達(dá)85攝氏度，超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍。我建議增加散熱筋，調(diào)整了筋的尺寸和分布角度，重新做了CFD模擬，結(jié)果顯示表面溫度降到了68攝氏度，邊緣區(qū)域也穩(wěn)定在70攝氏度以下。這個(gè)過程中，師傅教了我怎么看懂設(shè)備手冊里的負(fù)載譜，怎么根據(jù)工況選擇合適的材料牌號，還讓我用Pro/E做了幾版三維模型，雖然我自己做的模型精度沒師傅那么高，但能理解參數(shù)化設(shè)計(jì)的思路。

項(xiàng)目里最挑戰(zhàn)的部分是公差配合的確定。挖掘機(jī)工況惡劣，對精度要求高，但又不能太嚴(yán)苛導(dǎo)致成本翻倍。我負(fù)責(zé)的行星架和太陽輪配合處，一開始選的是H7/f7的配合，但加工時(shí)師傅說太松了，容易錯(cuò)位。后來改成H6/f6，并且增加了定位銷，加工后檢測尺寸合格率達(dá)到了98%，之前試過那種配合只有92%。這讓我明白，設(shè)計(jì)不能只看理論數(shù)據(jù)，得結(jié)合實(shí)際加工能力。

實(shí)習(xí)成果的話，我獨(dú)立完成了行星齒輪架的三維建模和工程圖繪制，得到了6張被項(xiàng)目組采納的圖紙，還參與編寫了2個(gè)零件的工藝文件。通過做這些事，我對機(jī)械設(shè)計(jì)的完整流程有了更直觀的認(rèn)識(shí)，從需求分析到方案設(shè)計(jì)，再到結(jié)構(gòu)優(yōu)化和圖紙輸出，每一步都關(guān)聯(lián)緊密。最大的收獲是學(xué)會(huì)了怎么用有限元分析解決實(shí)際問題，以前只在課上做過簡單案例，這次深入?yún)⑴c項(xiàng)目，才知道怎么設(shè)置邊界條件和加載工況，怎么解讀結(jié)果。

遇到的困難主要是初期對項(xiàng)目背景不熟，有些術(shù)語和標(biāo)準(zhǔn)不清晰，比如怎么根據(jù)ISO6395標(biāo)準(zhǔn)選軸承，一開始有點(diǎn)懵。還有一次做有限元模型時(shí)，邊界條件設(shè)置不對，導(dǎo)致應(yīng)力分布異常，折騰了半天才找到問題，原來是沒考慮到軸承的局部接觸特性。為了解決這些問題，我主動(dòng)去翻了公司圖書館的技術(shù)手冊，還跟師傅和資深工程師多交流，他們很耐心，會(huì)給我看他們以前做項(xiàng)目的案例，告訴我哪些地方容易出錯(cuò)。漸漸地，我對設(shè)計(jì)規(guī)范的引用和軟件操作都熟練了。

這段經(jīng)歷讓我意識(shí)到，做機(jī)械設(shè)計(jì)光靠課本知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還得懂材料、工藝、制造，甚至要了解成本控制。我發(fā)現(xiàn)自己動(dòng)手能力還可以，但理論深度還不夠，比如對接觸應(yīng)力和疲勞壽命的理解還停留在表面，需要繼續(xù)學(xué)習(xí)。職業(yè)規(guī)劃上，我更想往傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向發(fā)展，以后想深入鉆研齒輪技術(shù)，這8周實(shí)習(xí)讓我對行業(yè)有了更具體的想法。

實(shí)習(xí)單位管理上，感覺人手有點(diǎn)緊，有時(shí)候任務(wù)分配不太合理，導(dǎo)致我這邊工作量大的時(shí)候沒人能搭把手。另外，培訓(xùn)機(jī)制可以更系統(tǒng)一些，比如新人入職時(shí)可以給一套標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)流程培訓(xùn)材料，現(xiàn)在主要是靠師傅帶，效率不太一樣。崗位匹配度上，我的工作內(nèi)容主要是繪圖和輔助分析，接觸到核心設(shè)計(jì)思路的機(jī)會(huì)還不多，如果能有更多參與方案討論的機(jī)會(huì)就好了。建議他們可以搞點(diǎn)實(shí)習(xí)生技術(shù)分享會(huì)，或者給個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的項(xiàng)目案例讓我們練手，這樣能更快上手。

三、總結(jié)與體會(huì)

這8周，從2023年7月到8月，在機(jī)械設(shè)計(jì)院的經(jīng)歷，讓我感覺像是從書本里走了出來，真正踩在了行業(yè)的土地上。實(shí)習(xí)的價(jià)值，對我個(gè)人來說，就是完成了一次從理論到實(shí)踐的閉環(huán)。以前學(xué)《機(jī)械原理》時(shí)，覺得行星齒輪傳動(dòng)原理挺有意思，但光看公式和動(dòng)畫總覺得隔層紗。現(xiàn)在親手參與設(shè)計(jì)一款挖掘機(jī)用的行星齒輪架，從參數(shù)選擇、三維建模，到用ANSYS分析應(yīng)力分布，每一步都跟理論知識(shí)對應(yīng)上。我算過，這次做的方案，通過優(yōu)化齒廓參數(shù)，把齒根彎曲應(yīng)力降低了大概27%，這個(gè)數(shù)字不是老師講課的時(shí)候能體會(huì)到的，是實(shí)實(shí)在在通過建模、仿真、再調(diào)整得出來的。這種“做出來”的感覺，比單純記住公式要有用得多。

實(shí)習(xí)也讓我對未來的職業(yè)規(guī)劃更清晰了。我之前有點(diǎn)迷茫，想搞設(shè)計(jì)的又有點(diǎn)怕太理論，怕到頭來還是做不了實(shí)事。這次跟著師傅們，看他們怎么根據(jù)客戶需求快速出方案，怎么在成本和性能之間做權(quán)衡，怎么跟加工部門溝通圖紙細(xì)節(jié)，我才明白，機(jī)械設(shè)計(jì)不是閉門造車，而是要懂整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。我現(xiàn)在想學(xué)的更具體了，比如想深入研究齒輪嚙合的動(dòng)力學(xué)行為，或者學(xué)習(xí)怎么用更高階的有限元軟件做非線性分析。這幾個(gè)月積累的SolidWorks和ANSYS經(jīng)驗(yàn)，肯定會(huì)讓我以后找工作或者考研復(fù)試更有底氣。我打算接下來把材料力學(xué)再系統(tǒng)看一遍，順便準(zhǔn)備一下英語六級，希望能有機(jī)會(huì)去國外交換學(xué)習(xí)一年，看看更前沿的設(shè)計(jì)理念。

對行業(yè)的觀察，也讓我有些想法?，F(xiàn)在大家都在提智能制造，我實(shí)習(xí)期間參與的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支承項(xiàng)目，就大量用到了參數(shù)化設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)，這確實(shí)能大大縮短開發(fā)周期。我感覺未來的機(jī)械工程師，光會(huì)畫圖紙肯定不行，還得懂?dāng)?shù)據(jù)分析、懂智能算法。我們院也在用一些新的三維建模軟件，界面和操作邏輯跟學(xué)校教的版本不太一樣，這說明行業(yè)在快速迭代。我體會(huì)到，學(xué)校教的基礎(chǔ)知識(shí)是根本，但必須保持持續(xù)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，才能不被淘汰。比如我這次就發(fā)現(xiàn)，自己之前對軸承壽命計(jì)算的理解太淺，實(shí)際工程中還要考慮安裝應(yīng)力、潤滑條件這些復(fù)雜因素，這些只能在實(shí)踐中慢慢積累。

心態(tài)的轉(zhuǎn)變也挺明顯的。以前做課程設(shè)計(jì)，遇到問題可以翻翻書，或者直接問老師，覺得沒什么大不了。但實(shí)習(xí)后，感覺肩上的責(zé)任重了。比如有一次我畫的軸承座圖紙，尺寸標(biāo)注漏了地方，師傅直接跟我說，這種細(xì)節(jié)在工廠里可能導(dǎo)致整批零件報(bào)廢，語氣很重，但我當(dāng)時(shí)就知道問題嚴(yán)重了，趕緊補(bǔ)充修改。這種經(jīng)歷讓我體會(huì)到，工程師的每一個(gè)決策，都可能影響最終產(chǎn)品的性能和安全性?？箟耗芰σ插憻捔?，連續(xù)加班一周改方案，晚上回去自己還繼續(xù)演算，雖然累，但感覺挺充實(shí)的。這種經(jīng)歷，我覺得比單純在學(xué)校拿高分更有價(jià)值。未來不管做什么，這種認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度肯定要繼續(xù)保持。