機(jī)械設(shè)計(jì)(machine design),根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)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(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分,是機(jī)械生產(chǎn)的步,是決定機(jī)械性能的主要的因素。機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)算手段等)下設(shè)計(jì)出的機(jī)械,即做出優(yōu)化設(shè)計(jì)。
方案設(shè)計(jì)
根據(jù)不同的工作原理,可以擬定多種不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(zhuǎn)運(yùn)動而刀具作直線運(yùn)動來切削螺紋(如在普通車床上切削螺紋),也可以使工件不動而刀具作轉(zhuǎn)動和移動來切削螺紋(如用板牙加工螺紋)。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(jié)構(gòu)方案。
零件的工作能力設(shè)計(jì)。已知主要零件所受的公稱載荷的大小和特性,即可做零、部件的初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)所依據(jù)的工作能力準(zhǔn)則,須參照零、部件的一般失效情況、工作特性、環(huán)境條件等合理地?cái)M定,一般有強(qiáng)度、剛度、振動穩(wěn)定性、壽命等準(zhǔn)則。通過計(jì)算或類比,即可決定零、部件的基本尺寸。
在技術(shù)設(shè)計(jì)的各個步驟中,近三四十年來發(fā)展起來的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),越來越顯示出它可使結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇達(dá)到的能力。一些新的數(shù)值計(jì)算方法,如有限元法等,可使以前難以定量計(jì)算的問題獲得的近似定量計(jì)算的結(jié)果。對于少數(shù)非常重要、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價(jià)格昂貴的零件,在必要時還須用模型試驗(yàn)方法來進(jìn)行設(shè)計(jì),即按初步設(shè)計(jì)的圖紙制造出模型,通過試驗(yàn),找出結(jié)構(gòu)上的薄弱部位或多余的截面尺寸,據(jù)此進(jìn)行加強(qiáng)或減小來修改原設(shè)計(jì),后達(dá)到完善的程度。機(jī)械可靠性理論用于技術(shù)設(shè)計(jì)階段,可以按可靠性的觀點(diǎn)對所設(shè)計(jì)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(jià),提出改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議,從而進(jìn)一步提高機(jī)器的設(shè)計(jì)質(zhì)量。上述這些新的設(shè)計(jì)方法和概念,應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用與推廣,使之得到相應(yīng)的發(fā)展。