機械設(shè)計(machine design),根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。
機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分,是機械生產(chǎn)的步,是決定機械性能的主要的因素。機械設(shè)計的努力目標(biāo)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(shè)計出的機械,即做出優(yōu)化設(shè)計。
環(huán)境保護也是設(shè)計中必須認(rèn)真考慮的重要方面。對環(huán)境造成不良影響的技術(shù)方案,必須詳細地進行分析,并提出技術(shù)上成熟的解決辦法。
通過方案評價,后進行決策,確定一個據(jù)以進行下步技術(shù)設(shè)計的原理圖或機構(gòu)運動簡圖。
在方案設(shè)計階段,要正確地處理好借鑒與創(chuàng)新的關(guān)系。同類機器成功的先例應(yīng)當(dāng)借鑒,原先薄弱的環(huán)節(jié)及不符合現(xiàn)有任務(wù)要求的部分應(yīng)當(dāng)加以改進或者根本改變。既要積極創(chuàng)新,反對保守和照搬原有設(shè)計,也要反對一味求新而把合理的原有經(jīng)驗棄置不用這兩種錯誤傾向。
在技術(shù)設(shè)計的各個步驟中,近三四十年來發(fā)展起來的優(yōu)化設(shè)計技術(shù),越來越顯示出它可使結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇達到的能力。一些新的數(shù)值計算方法,如有限元法等,可使以前難以定量計算的問題獲得的近似定量計算的結(jié)果。對于少數(shù)非常重要、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價格昂貴的零件,在必要時還須用模型試驗方法來進行設(shè)計,即按初步設(shè)計的圖紙制造出模型,通過試驗,找出結(jié)構(gòu)上的薄弱部位或多余的截面尺寸,據(jù)此進行加強或減小來修改原設(shè)計,后達到完善的程度。機械可靠性理論用于技術(shù)設(shè)計階段,可以按可靠性的觀點對所設(shè)計的零、部件結(jié)構(gòu)及其參數(shù)做出是否滿足可靠性要求的評價,提出改進設(shè)計的建議,從而進一步提高機器的設(shè)計質(zhì)量。上述這些新的設(shè)計方法和概念,應(yīng)當(dāng)在設(shè)計中加以應(yīng)用與推廣,使之得到相應(yīng)的發(fā)展。
機器的功能分析,就是要對設(shè)計任務(wù)書提出的機器功能中必須達到的要求、要求及希望達到的要求進行綜合分析,即這些功能能否實現(xiàn),多項功能間有無矛盾,相互間能否替代等。后確定出功能參數(shù),作為進一步設(shè)計的依據(jù)。在這一步驟中,要恰當(dāng)處理需要與可能、理想與現(xiàn)實、發(fā)展目標(biāo)與當(dāng)前目標(biāo)等之間可能產(chǎn)生的矛盾問題。
確定出功能參數(shù)后,即可提出可能的解決辦法,亦即提出可能采用的方案。尋求方案時,可按原動部分、傳動部分及執(zhí)行部分分別進行討論。,較為常用的辦法是先從執(zhí)行部分開始討論。