在計劃階段中，應對所設計的機器的需求情況做充分的調查研究和分析。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、經濟、加工以及時限等各方面所確定的約束條件。在此基礎上，明確地寫出設計任務的要求及細節(jié)，后形成設計任務書，作為本階段的總結。設計任務書大體上應包括：機器的功能，經濟性及環(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。

隨著計算機技術的發(fā)展，計算機在機械設計中得到了日益廣泛的使用，并出現(xiàn)了許多率的設計、分析軟件。利用這些軟件可以在設計階段進行多方案的對比，可以對不同的包括大型的和很復雜的方案的結構強度、剛度和動力學特性進行的分析。同時，還可以在計算機上構建虛擬樣機，利用虛擬樣機仿真對設計進行驗證，從而實現(xiàn)在設計階段充分地評估設計的可行性?？梢哉f，計算機技術在機械設計中的推廣使用已經并正在改變機械設計的進程，它在提高設計質量和效率方面的優(yōu)勢是難以預估的。

以上簡要地介紹了機器的設計程序。廣義地講，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查；另外，用戶在使用過程中也會給制造或設計部門反饋出現(xiàn)的問題。設計部門根據這些信息，經過分析，也有可能對原設計進行修改，甚至改型。這些工作，雖然廣義上也屬設計程序的組成部分，但是屬于另一個層次的問題，本書不再討論其具體的內容。但是作為設計工作者，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，反復不斷地改進設計，才能使機器的質量繼續(xù)不斷地提高，更好地滿足生產及生活的需要。

階段分別說明

（一）計劃階段

在根據生產或生活的需要提出所要設計的新機器后，計劃階段只是一個預備階段。此時，對所要設計的機器僅有一個模糊的概念。

（二）方案設計階段

本階段對設計的成敗起關鍵的作用。在這一階段中也充分地表現(xiàn)出設計工作有多個解（方案）的特點。

機器的功能分析，就是要對設計任務書提出的機器功能中必須達到的要求、要求及希望達到的要求進行綜合分析，即這些功能能否實現(xiàn)，多項功能間有無矛盾，相互間能否替代等。后確定出功能參數(shù)，作為進一步設計的依據。在這一步驟中，要恰當處理需要與可能、理想與現(xiàn)實、發(fā)展目標與當前目標等之間可能產生的矛盾問題。

確定出功能參數(shù)后，即可提出可能的解決辦法，亦即提出可能采用的方案。尋求方案時，可按原動部分、傳動部分及執(zhí)行部分分別進行討論。，較為常用的辦法是先從執(zhí)行部分開始討論。

討論機器的執(zhí)行部分時，首先是關于工作原理的選擇問題。例如，設計制造螺釘?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，當然所設計出的機器就會根本不同。特別應當強調的是，必須不斷地研究和發(fā)展新的工作原理。這是設計技術發(fā)展的重要途徑。

步驟

在設計開始之前，先要制定設計任務。當設計任務比較復雜時，一般采用三階段設計，即初步設計、技術設計和工作圖設計；當任務比較簡單，如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計，則一開始就將設計做到技術設計深度，經審查、修改和批準后做工作圖設計，而成為兩階段設計。在三階段設計中的初步設計階段，設計的主要步驟是：確定工作原理和基本結構型式，運動設計，設計主要零、部件、繪制初步總圖,初步設計審查。在技術設計階段,主要步驟是：根據審查意見修改設計，設計全部零、部件，繪制新的總圖，技術設計審查。在工作圖設計階段，根據審查意見修改設計，繪制全部工作圖和制定全部技術文件。對于批量或大量生產的產品，還要進行定型設計。

在設計的每個步驟中，都可能發(fā)現(xiàn)前面步驟中某些決定不合理，這就需要折回到前面那個步驟，修改不合理的決定，重做隨后的設計工作。

1、制定設計任務 這是設計的前期工作。設計任務的根據是用戶訂貨、市場需要和新的科研成果。設計部門應用各種技術和市場情報，擬列可能方案，比較其利弊，與經營部門和用戶共同商議，制定合理的設計任務目標。這對新型設計特別重要。任務目標的失誤將造成經濟上的嚴重損失，甚至遭到失敗。

2、確定工作原理和基本結構型式 如設計任務未作明確規(guī)定,設計的個步驟就是確定總體方案,即確定所要應用的工作原理和與之相應的結構型式。例如設計大功率船用柴油機，首先要確定是用二沖程、雙作用、十字頭、低速柴油機，還是用四沖程、單作用、中速柴油機。又例如設計用以粗碎巖石的破碎機械，首先要確定是采用以擠壓和彎折為主要破碎作用的顎式或旋回式破碎機，或者采用以沖擊為主要作用的單轉子或雙轉子沖擊式破碎機。

3、運動設計 設計的總體方案確定之后，接著需要運用機構學的知識，選用合適的機構以得到所需的運動方案。上面提到的顎式破碎機依靠其動顎板的擺動使進入破碎腔的巖石受到擠壓、彎折和劈裂作用而破碎，而動顎板的擺動則可以采用雙肘板機構的簡單擺動，或者采用單肘板機構的復雜擺動。在新型設計中，可能會需要綜合一個新的機構以得到所要求的運動方案，這常是一個困難的工作。因此，設計者一般盡量應用已有的和成熟的機構所提供的運動方案。

4、結構設計和繪制初步總圖 運動設計之后，設計者開始進行結構設計，計算機械各主要零件的受力、強度、形狀、尺寸和重量等，并繪制主要零、部件草圖。這時如發(fā)現(xiàn)原來選用的結構不可行，就必須調整或修改結構。同時還應考慮有無可能產生過熱、過度磨損或振動的部位。

在這一步驟中，設計者通過繪制草圖會發(fā)現(xiàn)各部分的形狀、尺寸、比例等方面的矛盾。為了加強或改進某一方面，可能會削弱或惡化另一方面。這時必須權衡輕重，進行協(xié)調，以達到綜合效果。草圖經反復修改認為初步滿意后，便可繪制初步總圖和估算造價。初步總圖嚴格按比例繪制，選取足夠的視圖和切面圖。

5、初步審查 初步總圖繪制后，需要請對該類機械有經驗的設計、制造和使用人員以及用戶或委托設計單位的代表進行初步審查。審查結果如認為設計不適用(如重量、體積太大,造價太高,對結構的可靠性有懷疑等),則須重新進行運動設計，甚至改用別的工作原理和基本結構型式。多數(shù)情況是對設計采取某些改善措施。

6、技術設計 根據初步審查意見,對設計進行修改,并繪制所有的零件和部件圖。對主要的零件和部件進行的應力分析，按分析結果修正零件的形狀、尺寸等細節(jié)，并規(guī)定材質和熱處理。確定零件加工精度以及部件和總裝的裝配條件。完成潤滑設計、電氣設計（驅動和控制）。重繪總圖，某些重要的和批量生產的機械有時還要制作出模型。將完成的技術設計提交第二次審查。

7、繪制工作圖 根據第二次審查的意見作后的修改后，就可以繪制正式的零件圖、部件裝配圖和總裝配圖，編寫零件表、易損零件清單、使用指南等技術文件。設計負責人應注意協(xié)調零件間的尺寸，核對耦合件間的公差配合，復核某些零件的強度和剛度。零件圖完成后開始圖紙核對，這是非常重要的工作。經過仔細校對的圖紙能保證加工后裝配順利。可靠的校對方法是根據已繪制好的零件圖重繪出一張總裝配圖，所有矛盾之處就會表現(xiàn)出來。在繪制零件圖的同時還需要進行兩項工作：一是工藝性審核,使零件便于加工并降低制造成本;二是標準審核，使零件結構要素、尺寸、公差配合、熱處理技術條件以及標準和通用零件等符合標準的規(guī)定。

8、試生產和定型設計 對于單件或小批生產的機械,經過上述步驟完成的設計圖紙可以投入正式生產。對于成批或大量生產的機械,在正式生產前要先試制樣機,進行功能試驗和鑒定，通過后，再按批量生產工藝進行批量試生產。在批量試生產中所出現(xiàn)的問題還可能需要對設計作相應的修改，方成為可供正式生產使用的定型設計。

性準則

機器的性包括：

零件性：指在規(guī)定外載荷和規(guī)定時間內零件不發(fā)生如斷裂、過度變形、過度磨損和不喪失穩(wěn)定性等等。

整機性：指機器保證在規(guī)定條件下不出故障，能正常實現(xiàn)總功能的要求。

工作性：指對操作人員的保護，保證人身和身心健康等等。

環(huán)境性：指對機器周圍的環(huán)境和人不造成污染和危害。