機(jī)械設(shè)計(machinedesign),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。
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(shí)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?yàn)椤岸喙δ堋睍黾映杀?,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(yàn)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(yùn)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(shí)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。可以說,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(fèi)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)計基礎(chǔ)和機(jī)械設(shè)計區(qū)別如下:
區(qū)別是機(jī)械設(shè)計是更專業(yè),更深層次的知識。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)顧名思義,就是機(jī)械設(shè)計類的基礎(chǔ)知識。
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是機(jī)械工程的重要組成部分。
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)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(jī)械,即做出優(yōu)化設(shè)計。
優(yōu)化設(shè)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(jī)械種類和用途的不同而異。
設(shè)計者的任務(wù)是按具體情況權(quán)衡輕重,統(tǒng)籌兼顧,使設(shè)計的機(jī)械有的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。過去,設(shè)計的優(yōu)化主要依靠設(shè)計者的知識、經(jīng)驗(yàn)和遠(yuǎn)見。隨著機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展,制造和使用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資料的積累,逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學(xué)計算。
機(jī)械設(shè)計階段:
在計劃階段中,應(yīng)對所設(shè)計的機(jī)器的需求情況做充分的調(diào)查研究和分析。通過分析,進(jìn)一步明確機(jī)器所應(yīng)具有的功能,并為以后的決策提出由環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、加工以及時限等各方面所確定的約束條件。
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,也可以使工件不動而刀具作轉(zhuǎn)動和移動來切削螺紋。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。
原動機(jī)部分的方案當(dāng)然也可以有多種選擇。由于電力供應(yīng)的普遍性和電力拖動技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在可以說絕大多數(shù)的固定機(jī)械都優(yōu)先選擇電動機(jī)作為原動機(jī)部分。熱力原動機(jī)主要用于運(yùn)輸機(jī)、工程機(jī)械或農(nóng)業(yè)機(jī)械。即使是用電動機(jī)作為原動機(jī),也還有交流和直流的選擇,高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速的選擇等。
機(jī)械設(shè)計工程師負(fù)責(zé)機(jī)械加工類、家電類、工具類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計等。
機(jī)械設(shè)計工程師負(fù)責(zé)機(jī)械加工類、家電類、工具類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括外部、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工裝設(shè)計,使產(chǎn)品符合可靠性、可生產(chǎn)性、可維修性和成本的要求。機(jī)械類設(shè)計工程師是機(jī)械類專業(yè),要求熟悉電子產(chǎn)品生產(chǎn)通用設(shè)備及工藝流程、熟悉PCB板設(shè)計軟件及熟練使用AutoCAD等機(jī)械設(shè)計軟件、熟悉PLC等編程控制技術(shù)。
機(jī)械類設(shè)計工程師是機(jī)械類專業(yè),要求熟悉電子產(chǎn)品生產(chǎn)通用設(shè)備及工藝流程 、熟悉PCB板設(shè)計軟件及熟練使用AutoCAD等機(jī)械設(shè)計軟件、熟悉PLC等編程控制技術(shù)。