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、部件都必須進行認真、嚴格的設(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、導線的規(guī)格和安裝必須符合標準。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)盡可能多選用標準件和成套組件,它們不僅可靠、廉價,而且能大大節(jié)省設(shè)計工作量。可以說,設(shè)計中使用標準件的多少是評價設(shè)計水平的重要標志。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。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,達標排放。
機械設(shè)計的基本要求
1、造型美觀、減少污染
2、滿足可靠性要求:盡量減少零件數(shù)目。
3、操作方便、工作操作系統(tǒng)簡便可靠,減輕操作人員的勞動強度。
4、實現(xiàn)預(yù)定的功能:在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的工作期限內(nèi)能正常運行。
5、滿足經(jīng)濟性要求:要求設(shè)計及制造成本低、機器生產(chǎn)率高、能源和材料耗費少、維護及管理費用低。
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)展出不同于標準型的變型產(chǎn)品。
機械設(shè)計包括內(nèi)容如下:
1、機械元件設(shè)計:機械元件設(shè)計涉及設(shè)計和繪制各種機械零部件,如軸、齒輪、聯(lián)軸器、軸承、彈簧等。這包括確定元件的幾何形狀、尺寸、材料和制造工藝等。
2、機械系統(tǒng)設(shè)計:機械系統(tǒng)設(shè)計關(guān)注整體機械系統(tǒng)的構(gòu)建和集成。這包括多個機械元件的組合、布局和連接,以滿足特定的功能和性能要求。
3、運動學和動力學分析:機械設(shè)計需要進行運動學和動力學分析,以研究和預(yù)測機械系統(tǒng)的運動特性、力學行為和性能。這包括關(guān)節(jié)運動、速度、加速度、力學平衡和能量轉(zhuǎn)換等方面的分析。
4、材料選擇和強度分析:在機械設(shè)計中,需要選擇合適的材料來滿足機械元件和系統(tǒng)的強度和剛度要求。這包括材料的力學性能評估、應(yīng)力和變形分析,以及確定適當?shù)囊蜃印?
5、制造工藝和制造圖紙:機械設(shè)計需要考慮適當?shù)闹圃旃に嚭头椒?。這包括制造工藝的選擇、加工工藝和裝配工藝的規(guī)劃,以及制造圖紙的制作,包括詳細的尺寸、公差和表面處理要求等。
6、CAD和模擬:機械設(shè)計常常借助計算機輔助設(shè)計工具進行建模、繪圖和分析。CAD軟件可以用于創(chuàng)建和修改機械設(shè)計的三維模型,進行裝配和運動仿真,并生成制造圖紙和技術(shù)文檔。