機械設(shè)計的一般步驟是1.充分了解客戶需要解決什么樣的問題或?qū)崿F(xiàn)什么樣的功能;2.制定設(shè)計方案;3.制作模型或輸出圖紙;4.模擬、評估、及優(yōu)化;5.設(shè)計的實現(xiàn),及按設(shè)計方案或圖紙實現(xiàn)產(chǎn)品制作;6.產(chǎn)品測試,是否滿足客戶需求;7.產(chǎn)品交付。
設(shè)計機械應(yīng)滿足的基本要求是:
(1)良好的使用性能 實現(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”,因為“多功能”會增加成本,降低可靠性。
(2) 許多重大事故出自機械故障。密封件泄露導(dǎo)致“挑戰(zhàn)者號”航天飛機失事,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”更暴露機械設(shè)計不良造成的隱患。機械設(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、部件都必須進行認(rèn)真、嚴(yán)格的設(shè)計計算或校核計算,不能憑經(jīng)驗或以“類比”代替。
計算說明書應(yīng)妥善保留,以備核查。暴露的運動構(gòu)件要配以防護網(wǎng)。易造成人身傷害的部位必須有連鎖裝置或?qū)嵤┻h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,為了保護設(shè)備,還應(yīng)設(shè)置保險銷、閥等過載保護裝置以及紅燈、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)常停機影響生產(chǎn)。但是,也不宜過分強調(diào)“耐用”?,F(xiàn)代化生產(chǎn)推行定期更新和預(yù)期強制報廢,個別零、部件的“長壽”對整機并無實際意義。因追逐“耐用”而濫用貴重材料突然增加成本。
(4)經(jīng)濟 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??梢哉f,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,力求減少加工費用。良好的經(jīng)濟性不僅體現(xiàn)在制造成本低廉,更應(yīng)體現(xiàn)在機器使用中的率、低效能。
(5)符合環(huán)保要求 機器噪聲不超標(biāo)。不采用石棉等禁用的原材料。確保機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,達標(biāo)排放。
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(yīng)用成熟的科學(xué)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)型的變型產(chǎn)品。
機械設(shè)計的主要程序為:①根據(jù)用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設(shè)計任務(wù)。②初步設(shè)計。包括確定機械的工作原理和基本結(jié)構(gòu)形式,進行運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制初步總圖以及初步審查。③技術(shù)設(shè)計。包括修改設(shè)計(根據(jù)初審意見)、繪制全部零部件和新的總圖以及第二次審查。④工作圖設(shè)計。包括后的修改(根據(jù)二審意見)、繪制全部工作圖(如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等)、制定全部技術(shù)文件(如零件表、易損件清單、使用說明等)。⑤定型設(shè)計。用于成批或大量生產(chǎn)的機械。對于某些設(shè)計任務(wù)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)計等)的機械設(shè)計可省去初步設(shè)計程序。