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机械设计的一般知识

        一、什么是机械设计
        机械设计是指对机械装置和机械系统的设计。机械设计需要利用数学、材料学和工程力学、电学、热学等各方面的知识。
        机械设计首先要能胜任对它提出的工作职能。在这个前提下,还应满足使用上、经济上、安全上、外观上等各项要求。
        二、机械设计方法和设计程序
        (一)机械设计方法
        1.内插式设计:内播式设计是一般机器常用的设计方法。这种方法有成功的经验可以借鉴,只要设计精心,认真作一些技术改进工作,通过少量试验研究,就能设计出成功的产品。
        2.外推式设计:这种设计和内插式不同,虽也有部分经验可以借鉴,但外推部分处于未知领域。若某些运行参数超过通常设计方法所允许的范围,就有可能产生意想不到的后果。因此,外推式设计必须慎重对待,对外推领域要做好技术开发研究,进行理论探讨和科学实验工作。
        3,开发性设计:应用新反理、新技术,设计新型技术装备的工作,称为开发性设计。开发性设计分为功能设计和结构设计。功能设汁时要运用理论力学、机械原理、流体力学、热力学、摩擦学等墓础理论知识。结构设计时要应用机械零件、金属材料及热处理、机械制造工艺、公差配合等知识和生产实践经验。
        (二)机械设计的程序
        机械设计的程序如图1-1所示。开始设计时要有明确的目的和要求以及为此而采取的某些相应措施。对提出的这些措施多次比较以后设计工作将以提出能满足需要的方案而结束
        1,明确设计要求:对设计对象提出的设计要求应全面。设计要求包括输入参量、输出参量、特性、设计对象所占空间大小以及所有这些参量的制约因素。这些设计要求将决定设计对象的生产成本、产量、预期寿命、最大工作范围、变量的预期变化以及尺寸和质量的限制。同时在设计时还要考虑到本单位的加工能力,配件供应、市场因素等情况。
        2.综合、分析、优化:明确了一系列设计要求以后,就需要进一步综合,选择最优方案。祥机试制完成以后,应进行全面技术经济评价,以决定设计方案是否可用或需要修改。即使是可用的方案,一般也应作适当修改,以便使设计达到最佳方案,需要修改的方案,应检查数学、物理模型是否符合实际,必要时,改进后重新进行设计。
        三、机械设计要求
        (一)设计因素
        将影响零件设计或者整个系统设计的某种特性称之为设计因素。通常,在任一给定的设计任务中,有许多设计因紊需要考虑。例如强度、可靠性、热因素、腐蚀、磨损、摩擦、利用率、成本、安全性、质量、噪声、形状、柔度、控制、刚度、表面粗糙度、润滑、维修、体积等。在一定情况下,设计方案只考虑重要的设计因素.当其中某一主要的设计因素满足要求后,就可以不必考虑其他因素。
        上述某些因紊与系统中零件的尺寸,材料、加工工艺等有关,另一些因素则影响整个系统的结构。
        (二)贯彻国家标准
        设计要遵循有关的规范和采用标准化的原则二我国有关部门制订了许多标准和规范。在设计产品或零部件时,必须严格遵守标准和规范中的各项规定。例如,绘制图样必须符合国家制图标准。
        在不同类型、不同规格的各种机器中,有相当多的零部件是相同的。将这些零部件加以标准化,并按尺寸不同加以系列化,则设计者不用重复设计,可直接查阅有关资料。
        例如在螺纹联接中采用标准件是很方使的,不必重新进行设计。
        采用标准化的尺寸是降低产品成本的一种重要措施。材料的选择应尽量经济、实用、一些不常使用或价格昂贵、市场供应困难等材料最好不选。应当优先选用材料目录中推荐的品种。外购的零部件,如电动机、泵、轴承和紧固件等,应尽量选用容易采购到的。
        设计中,还要使用法定计量单位,贯彻计量法。
        (三)设计时要注意产品的经济性
        在设计决策过程中。成本因家起着非常重婴的作用,为了降低产品成本,必须从以下四个方面着手。
        (1)进一步简化设计,减少零件数目,提高标准化、通用化程度。
        (2)采用廉价材料。
        (3)改善毛坯、零件加工、装配等工艺性、合理选择精度、公差与配合以及其他技术要求。
        (4)改善生产、经营管理制度。
        以上四个方面中,简化设计最为重要。

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