機(jī)械設(shè)計的基本要求包括以下幾點(diǎn):
實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能,并能在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的工作期限內(nèi)正常運(yùn)行。這是機(jī)械設(shè)計的首要目標(biāo),機(jī)械產(chǎn)品必須能夠完成預(yù)定的功能,并保證在規(guī)定的工作條件和期限下正常運(yùn)行。
滿足可靠性要求。機(jī)械系統(tǒng)的可靠性與其零部件數(shù)量直接相關(guān),因此在設(shè)計中應(yīng)盡量減少零件數(shù)目。但目前對機(jī)械產(chǎn)品的可靠度難以提出統(tǒng)一的指標(biāo),因此需要在設(shè)計中綜合考慮各種因素,以確保機(jī)械系統(tǒng)的可靠性。
滿足經(jīng)濟(jì)性要求。機(jī)械設(shè)計應(yīng)當(dāng)盡量降低制造成本,提高機(jī)械生產(chǎn)率,減少能源和材料的耗費(fèi),同時降低維護(hù)及管理費(fèi)用。
操作方便、工作。機(jī)械產(chǎn)品的操作系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)簡單可靠,有利于減輕操作人員的勞動強(qiáng)度。此外,應(yīng)當(dāng)配備各種保險裝置以消除由于誤操作而引起的危險,避免人身及設(shè)備事故的發(fā)生。
造型美觀、減少污染。機(jī)械產(chǎn)品的造型直接影響到產(chǎn)品的銷售和競爭力,在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計中是一個不容忽視的環(huán)節(jié)。同時,噪音也是反映機(jī)械質(zhì)量的一個重要標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)當(dāng)在設(shè)計時盡量減少噪音污染。
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堋睍黾映杀荆档涂煽啃浴?
(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”?,F(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??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(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)計的一般過程及方法:
1、確定設(shè)計任務(wù)
需要提出設(shè)計任務(wù)書,其中包含提出任務(wù)、分析需求和確定任務(wù)三個步驟。
2、方案設(shè)計
根據(jù)制定的設(shè)計任務(wù)書進(jìn)行方案設(shè)計,對設(shè)備的功能、用材、原理等提出可能的解決方案并反復(fù)確認(rèn),確認(rèn)一個選定的方案。
3、技術(shù)設(shè)計
確定方案時,需要提供原理圖或者機(jī)械結(jié)構(gòu)圖,亦或者機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。設(shè)計方案后,開始對機(jī)械部分進(jìn)行技術(shù)設(shè)計,外形、結(jié)構(gòu)、材料、標(biāo)準(zhǔn)件、圖紙等。
4、編寫技術(shù)文件
設(shè)備圖紙的加工、驗(yàn)收、試運(yùn)行和技術(shù)文件的編制。