設(shè)計機(jī)械應(yīng)滿足的基本要求是:
(1)良好的使用性能 實現(xiàn)預(yù)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(jī)械故障。密封件泄露導(dǎo)致“挑戰(zhàn)者號”航天飛機(jī)失事,起落架故障引發(fā)空難,剎車失靈釀成車禍,頻繁出現(xiàn)的汽車“召回”更暴露機(jī)械設(shè)計不良造成的隱患。機(jī)械設(shè)計必須以人為本。凡關(guān)系到人身或重大設(shè)備事故的零、部件都必須進(jìn)行認(rèn)真、嚴(yán)格的設(shè)計計算或校核計算,不能憑經(jīng)驗或以“類比”代替。
計算說明書應(yīng)妥善保留,以備核查。暴露的運動構(gòu)件要配以防護(hù)網(wǎng)。易造成人身傷害的部位必須有連鎖裝置或?qū)嵤┻h(yuǎn)距離操縱。電氣元件、導(dǎo)線的規(guī)格和安裝必須符合標(biāo)準(zhǔn)。初次之外,為了保護(hù)設(shè)備,還應(yīng)設(shè)置保險銷、閥等過載保護(hù)裝置以及紅燈、警鈴等警示裝置。
(3)可靠、耐用 在預(yù)定的使用期限內(nèi)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(jīng)常停機(jī)影響生產(chǎn)。但是,也不宜過分強(qiáng)調(diào)“耐用”。現(xiàn)代化生產(chǎn)推行定期更新和預(yù)期強(qiáng)制報廢,個別零、部件的“長壽”對整機(jī)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(jīng)濟(jì) 設(shè)計中應(yīng)盡可能多選用標(biāo)準(zhǔn)件和成套組件,它們不僅可靠、廉價,而且能大大節(jié)省設(shè)計工作量??梢哉f,設(shè)計中使用標(biāo)準(zhǔn)件的多少是評價設(shè)計水平的重要標(biāo)志。要重視節(jié)約貴重原材料,降低成本。零件設(shè)計必須關(guān)注加工工藝性,力求減少加工費用。良好的經(jīng)濟(jì)性不僅體現(xiàn)在制造成本低廉,更應(yīng)體現(xiàn)在機(jī)器使用中的率、低效能。
(5)符合環(huán)保要求 機(jī)器噪聲不超標(biāo)。不采用石棉等禁用的原材料。確保機(jī)械使用過程中不會泄漏水、油、粉塵和煙霧。生產(chǎn)中的廢水、廢氣必須經(jīng)過治理,達(dá)標(biāo)排放。
機(jī)械設(shè)計可分為新型設(shè)計、繼承設(shè)計和變型設(shè)計3類。
1、新型設(shè)計
應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過實驗證明是可行的新技術(shù),設(shè)計過去沒有過的新型機(jī)械。
2、繼承設(shè)計
根據(jù)使用經(jīng)驗和技術(shù)發(fā)展對已有的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計更新,以提高其性能、降低其制造成本或減少其運用費用。
3、變型設(shè)計
為適應(yīng)新的需要對已有的機(jī)械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標(biāo)準(zhǔn)型的變型產(chǎn)品。
機(jī)械設(shè)計的特點
1、多學(xué)科綜合:機(jī)械設(shè)計是一個多學(xué)科綜合的領(lǐng)域,涉及到多個工程學(xué)科的知識和技術(shù),包括力學(xué)、材料科學(xué)、動力學(xué)、熱學(xué)等。
2、基于工程實踐:機(jī)械設(shè)計是以實踐為基礎(chǔ)的工程學(xué)科,設(shè)計師需要考慮到實際的工程應(yīng)用和需求。
3、剛性和精度要求:機(jī)械設(shè)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(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范性:機(jī)械設(shè)計涉及到許多標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如尺寸標(biāo)準(zhǔn)、公差規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等。
5、CAD輔助設(shè)計:計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。CAD軟件可以提供強(qiáng)大的建模、繪圖和分析工具,加快設(shè)計過程,提高設(shè)計的精度和效率。
機(jī)械設(shè)計與機(jī)械原理的區(qū)別是什么?
一、性質(zhì)不同
1、機(jī)械原理:研究機(jī)構(gòu)和機(jī)器的學(xué)科。其主要組成部分為機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)械動力學(xué)。
2、機(jī)械設(shè)計:根據(jù)使用要求對機(jī)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(jìn)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。
二、研究對象不同
1、機(jī)械原理:機(jī)器中的各種常用機(jī)構(gòu),如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和間歇運動機(jī)構(gòu)(如棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等)以及組合機(jī)構(gòu)等。
2、機(jī)械設(shè)計: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(jī)械,即做出優(yōu)化設(shè)計。