機(jī)械設(shè)計離不開力學(xué)知識,強度、剛度、穩(wěn)定性是關(guān)鍵考量。以起重機(jī)設(shè)計為例,起吊重物時,金屬結(jié)構(gòu)承受巨大拉力、壓力與彎矩,鋼梁尺寸需依據(jù)材料力學(xué)計算,確保強度足夠不發(fā)生斷裂;同時,為防止起重臂過度變形影響精度,要核算剛度。動力學(xué)方面,電機(jī)驅(qū)動的設(shè)備要計算啟動、制動扭矩,避免沖擊過大損壞機(jī)械部件,合理匹配電機(jī)功率與機(jī)械傳動比,保障設(shè)備平穩(wěn)運行。
機(jī)械設(shè)備設(shè)計傳動方式
常見傳動方式有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動。齒輪傳動精度高、傳遞功率大,常用于機(jī)床主軸箱,多級齒輪組實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速輸出,但潤滑要求高、噪音大;帶傳動柔性好、能緩沖吸振,像家用跑步機(jī)多采用,不過傳動效率相對低、易打滑;鏈傳動適用于較大中心距、惡劣環(huán)境,如摩托車的傳動鏈,但高速時動載荷大,磨損快,設(shè)計時依轉(zhuǎn)速、扭矩、空間布局等因素權(quán)衡選用。
機(jī)械設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計
在系列化泵產(chǎn)品設(shè)計中運用標(biāo)準(zhǔn)化。泵體、葉輪等關(guān)鍵部件設(shè)計通用模塊,不同流量揚程需求通過模塊組合、尺寸參數(shù)調(diào)整實現(xiàn),減少設(shè)計開發(fā)周期;連接尺寸、安裝接口遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),方便用戶維護(hù)替換;標(biāo)準(zhǔn)化零部件批量采購降低成本,提高質(zhì)量穩(wěn)定性,利于企業(yè)規(guī)?;a(chǎn)與市場競爭。
機(jī)械設(shè)備設(shè)計可靠性設(shè)計
航空發(fā)動機(jī)設(shè)計對可靠性要求。設(shè)計階段引入故障模式影響分析(FMEA),提前識別潛在故障,針對關(guān)鍵部件冗余設(shè)計,如多組燃油噴嘴,一組故障不影響整機(jī)運行;開展加速壽命試驗?zāi)M極端工況,收集數(shù)據(jù)優(yōu)化設(shè)計,確保發(fā)動機(jī)在復(fù)雜飛行環(huán)境下穩(wěn)定可靠,保障飛行,可靠性指標(biāo)貫穿研發(fā)、制造、維護(hù)全流程。