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。
計劃
在計劃階段中,應對所設(shè)計的機器的需求情況做充分的調(diào)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(jīng)濟、加工以及時限等各方面所確定的約束條件。在此基礎(chǔ)上,明確地寫出設(shè)計任務的要求及細節(jié),后形成設(shè)計任務書,作為本階段的總結(jié)。設(shè)計任務書大體上應包括:機器的功能,經(jīng)濟性及環(huán)保性的估計,制造要求方面的大致估計,基本使用要求,以及完成設(shè)計任務的預計期限等。此時,對這些要求及條件一般也只能給出一個合理的范圍,而不是準確的數(shù)字。例如可以用必須達到的要求、要求、希望達到的要求等方式予以確定。
討論機器的執(zhí)行部分時,首先是關(guān)于工作原理的選擇問題。例如,設(shè)計制造螺釘?shù)臋C器時,其工作原理既可采用在圓柱形毛坯上用車刀車削螺紋的辦法,也可采用在圓柱形毛坯上用滾絲模滾壓螺紋的辦法。這就提出了兩種不同的工作原理。工作原理不同,當然所設(shè)計出的機器就會根本不同。特別應當強調(diào)的是,必須不斷地研究和發(fā)展新的工作原理。這是設(shè)計技術(shù)發(fā)展的重要途徑。
在設(shè)計開始之前,先要制定設(shè)計任務。當設(shè)計任務比較復雜時,一般采用三階段設(shè)計,即初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和工作圖設(shè)計;當任務比較簡單,如簡單機械的新型設(shè)計、一般機械的繼承設(shè)計或變型設(shè)計,則一開始就將設(shè)計做到技術(shù)設(shè)計深度,經(jīng)審查、修改和批準后做工作圖設(shè)計,而成為兩階段設(shè)計。在三階段設(shè)計中的初步設(shè)計階段,設(shè)計的主要步驟是:確定工作原理和基本結(jié)構(gòu)型式,運動設(shè)計,設(shè)計主要零、部件、繪制初步總圖,初步設(shè)計審查。在技術(shù)設(shè)計階段,主要步驟是:根據(jù)審查意見修改設(shè)計,設(shè)計全部零、部件,繪制新的總圖,技術(shù)設(shè)計審查。在工作圖設(shè)計階段,根據(jù)審查意見修改設(shè)計,繪制全部工作圖和制定全部技術(shù)文件。對于批量或大量生產(chǎn)的產(chǎn)品,還要進行定型設(shè)計。