機械設計的一般過程及方法:
1、確定設計任務
需要提出設計任務書,其中包含提出任務、分析需求和確定任務三個步驟。
2、方案設計
根據(jù)制定的設計任務書進行方案設計,對設備的功能、用材、原理等提出可能的解決方案并反復確認,確認一個選定的方案。
3、技術設計
確定方案時,需要提供原理圖或者機械結構圖,亦或者機構運動簡圖。設計方案后,開始對機械部分進行技術設計,外形、結構、材料、標準件、圖紙等。
4、編寫技術文件
設備圖紙的加工、驗收、試運行和技術文件的編制。
機械設計可分為新型設計、繼承設計和變型設計3類。
1、新型設計。應用成熟的科學技術或經(jīng)過實驗證明是可行的新技術,設計過去沒有過的新型機械。
2、繼承設計。根據(jù)使用經(jīng)驗和技術發(fā)展對已有的機械進行設計更新,以提高其性能、降低其制造成本或減少其運用費用。
3、變型設計。為適應新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標準型的變型產(chǎn)品。
機械設計優(yōu)化要求: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(jīng)濟效果。
過去,設計的優(yōu)化主要依靠設計者的知識、經(jīng)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(jīng)濟數(shù)據(jù)資料的積累,以及計算機的推廣應用,優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。各產(chǎn)業(yè)機械的設計,特別是整體和整系統(tǒng)的機械設計,須依附于各有關的產(chǎn)業(yè)技術而難于形成獨立的學科。
機械設計包括內(nèi)容如下:
1、機械元件設計:機械元件設計涉及設計和繪制各種機械零部件,如軸、齒輪、聯(lián)軸器、軸承、彈簧等。這包括確定元件的幾何形狀、尺寸、材料和制造工藝等。
2、機械系統(tǒng)設計:機械系統(tǒng)設計關注整體機械系統(tǒng)的構建和集成。這包括多個機械元件的組合、布局和連接,以滿足特定的功能和性能要求。
3、運動學和動力學分析:機械設計需要進行運動學和動力學分析,以研究和預測機械系統(tǒng)的運動特性、力學行為和性能。這包括關節(jié)運動、速度、加速度、力學平衡和能量轉(zhuǎn)換等方面的分析。
4、材料選擇和強度分析:在機械設計中,需要選擇合適的材料來滿足機械元件和系統(tǒng)的強度和剛度要求。這包括材料的力學性能評估、應力和變形分析,以及確定適當?shù)囊蜃印?
5、制造工藝和制造圖紙:機械設計需要考慮適當?shù)闹圃旃に嚭头椒?。這包括制造工藝的選擇、加工工藝和裝配工藝的規(guī)劃,以及制造圖紙的制作,包括詳細的尺寸、公差和表面處理要求等。
6、CAD和模擬:機械設計常常借助計算機輔助設計工具進行建模、繪圖和分析。CAD軟件可以用于創(chuàng)建和修改機械設計的三維模型,進行裝配和運動仿真,并生成制造圖紙和技術文檔。