機械設(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
應用成熟的科學技術(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)展對已有的機械進行設(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。
技術(shù)設(shè)計階段的目標是產(chǎn)生總裝配草圖及部件裝配草圖。通過草圖設(shè)計確定出各部件及其零件的外形及基本尺寸,包括各部件之間的連接,零、部件的外形及基本尺寸。后繪制零件的工作圖、部件裝配圖和總裝圖。
為了確定主要零件的基本尺寸,必須做以下工作:
機器的運動學設(shè)計。根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案,確定原動件的參數(shù)(功率、轉(zhuǎn)速、線速度等)。然后做運動學計算,從而確定各運動構(gòu)件的運動參數(shù)(轉(zhuǎn)速、速度、加速度等)。
機器的動力學計算。結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)及運動參數(shù),計算各主要零件所受載荷的大小及特性。此時求出的載荷,由于零件尚未設(shè)計出來,因而只是作用于零件上的公稱(或名義)載荷。
近三四十年來發(fā)展起來的優(yōu)化設(shè)計技術(shù),越來越顯示出它可使結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇達到的能力。一些新的數(shù)值計算方法,如有限元法等,可使以前難以定量計算的問題獲得的近似定量計算的結(jié)果。對于少數(shù)非常重要、結(jié)構(gòu)復雜且價格昂貴的零件,在必要時還須用模型試驗方法來進行設(shè)計,即按初步設(shè)計的圖紙制造出模型,通過試驗,找出結(jié)構(gòu)上的薄弱部位或多余的截面尺寸,據(jù)此進行加強或減小來修改原設(shè)計,后達到完善的程度。機械可靠性理論用于技術(shù)設(shè)計階段,可以按可靠性的觀點對所設(shè)計的零、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,提出改進設(shè)計的建議,從而進一步提高機器的設(shè)計質(zhì)量。上述這些新的設(shè)計方法和概念,應當在設(shè)計中加以應用與推廣,使之得到相應的發(fā)展。
在機器的制造過程中,隨時都有可能出現(xiàn)由于工藝原因而修改設(shè)計的情況。如需修改時,則應遵循一定的審批程序。機器出廠后,應該有計劃地進行跟蹤調(diào)查;另外,用戶在使用過程中也會給制造或設(shè)計部門反饋出現(xiàn)的問題。設(shè)計部門根據(jù)這些信息,經(jīng)過分析,也有可能對原設(shè)計進行修改,甚至改型。這些工作,雖然廣義上也屬設(shè)計程序的組成部分,但是屬于另一個層次的問題,本書不再討論其具體的內(nèi)容。但是作為設(shè)計工作者,應當有強烈的社會責任感,要把自己工作的視野延伸到制造、使用乃至報廢利用的全過程中去,反復不斷地改進設(shè)計,才能使機器的質(zhì)量繼續(xù)不斷地提高,更好地滿足生產(chǎn)及生活的需要。