機械設計的一般步驟是1.充分了解客戶需要解決什么樣的問題或實現什么樣的功能;2.制定設計方案;3.制作模型或輸出圖紙;4.模擬、評估、及優(yōu)化;5.設計的實現,及按設計方案或圖紙實現產品制作;6.產品測試,是否滿足客戶需求;7.產品交付。
設計機械應滿足的基本要求是:
(1)良好的使用性能 實現預期功能,滿足使用要求。操作容易,保養(yǎng)簡單,維修方便。不必追求“多功能”,因為“多功能”會增加成本,降低可靠性。
(2) 許多重大事故出自機械故障。密封件泄露導致“挑戰(zhàn)者號”航天飛機失事,起落架故障引發(fā)空難,剎車失靈釀成車禍,頻繁出現的汽車“召回”更暴露機械設計不良造成的隱患。機械設計必須以人為本。凡關系到人身或重大設備事故的零、部件都必須進行認真、嚴格的設計計算或校核計算,不能憑經驗或以“類比”代替。
計算說明書應妥善保留,以備核查。暴露的運動構件要配以防護網。易造成人身傷害的部位必須有連鎖裝置或實施遠距離操縱。電氣元件、導線的規(guī)格和安裝必須符合標準。初次之外,為了保護設備,還應設置保險銷、閥等過載保護裝置以及紅燈、警鈴等警示裝置。
(3)可靠、耐用 在預定的使用期限內不發(fā)生或極少發(fā)生故障。大修或更換易損件的周期不宜太短,以免經常停機影響生產。但是,也不宜過分強調“耐用”?,F代化生產推行定期更新和預期強制報廢,個別零、部件的“長壽”對整機并無實際意義。因追逐“耐用”而濫用貴重材料突然增加成本。
(4)經濟 設計中應盡可能多選用標準件和成套組件,它們不僅可靠、廉價,而且能大大節(jié)省設計工作量??梢哉f,設計中使用標準件的多少是評價設計水平的重要標志。要重視節(jié)約貴重原材料,降低成本。零件設計必須關注加工工藝性,力求減少加工費用。良好的經濟性不僅體現在制造成本低廉,更應體現在機器使用中的率、低效能。
(5)符合環(huán)保要求 機器噪聲不超標。不采用石棉等禁用的原材料。確保機械使用過程中不會泄漏水、油、粉塵和煙霧。生產中的廢水、廢氣必須經過治理,達標排放。
機械設計基礎和機械設計區(qū)別如下:
區(qū)別是機械設計是更專業(yè),更深層次的知識。機械設計基礎顧名思義,就是機械設計類的基礎知識。
機械設計基礎是機械工程的重要組成部分。
機械設計基礎是機械生產的步,是決定機械性能的主要的因素。機械設計的努力目標是在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出的機械,即做出優(yōu)化設計。
優(yōu)化設計需要綜合地考慮許多要求,一般有工作性能、制造成本、小尺寸和重量、使用中可靠性、消耗和少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的,而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。
設計者的任務是按具體情況權衡輕重,統(tǒng)籌兼顧,使設計的機械有的綜合技術經濟效果。過去,設計的優(yōu)化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學科的發(fā)展,制造和使用的技術經濟數據資料的積累,逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。
機械設計階段:
在計劃階段中,應對所設計的機器的需求情況做充分的調查研究和分析。通過分析,進一步明確機器所應具有的功能,并為以后的決策提出由環(huán)境、經濟、加工以及時限等各方面所確定的約束條件。
根據不同的工作原理,可以擬定多種不同的執(zhí)行機構的具體方案。例如僅以切削螺紋來說,既可以采用工件只作旋轉運動而刀具作直線運動來切削螺紋,也可以使工件不動而刀具作轉動和移動來切削螺紋。這就是說,即使對于同一種工作原理,也可能有幾種不同的結構方案。
原動機部分的方案當然也可以有多種選擇。由于電力供應的普遍性和電力拖動技術的發(fā)展,現在可以說絕大多數的固定機械都優(yōu)先選擇電動機作為原動機部分。熱力原動機主要用于運輸機、工程機械或農業(yè)機械。即使是用電動機作為原動機,也還有交流和直流的選擇,高轉速和低轉速的選擇等。
機械設計的特點
1、多學科綜合:機械設計是一個多學科綜合的領域,涉及到多個工程學科的知識和技術,包括力學、材料科學、動力學、熱學等。
2、基于工程實踐:機械設計是以實踐為基礎的工程學科,設計師需要考慮到實際的工程應用和需求。
3、剛性和精度要求:機械設計中的零部件和系統(tǒng)通常需要具備一定的剛性和精度要求。
4、標準化和規(guī)范性:機械設計涉及到許多標準和規(guī)范,如尺寸標準、公差規(guī)范、標準等。
5、CAD輔助設計:計算機輔助設計(CAD)技術在機械設計中得到廣泛應用。CAD軟件可以提供強大的建模、繪圖和分析工具,加快設計過程,提高設計的精度和效率。