摘要：機械工程的工作對象是動態(tài)的機械，機械是現(xiàn)代社會進行生產和服務的五大要素(即人、資金、能量、材料和機械)之一。機械是現(xiàn)代社會的一個基礎，任何現(xiàn)代產業(yè)和工程領域都需要應用機械。而機械設計（Machinedesign）是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。因此，對于機械設計來說，一部機器制造的是否成功，關鍵在于設計的成敗。所以機械設計的重要性無疑是非常重要的。
　　關鍵字：機械工程，機械設計，計劃階段，經濟指標
　　所謂的機械設計，是指根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式，各個零件的材料和形狀尺寸，潤滑方法等進行構思，分析和計算并將其轉化為具體的描述，以作為制造依據(jù)的工作過程。而機械設計方面包括：力學、機械制圖、機械制圖的相關軟件（CAD、ADAMS、CAD輔助設計）、機械設計、機械原理、互動性與技術測量、液氣壓傳動與控制以及機電一體化控制設計。下面所講的是機械設計其中的一個方面。
　　設計一部機器，其質量如何，關鍵在于其設計質量。機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。制造一部機器，在滿足預期功能的前提下，要求性能好、效率高、成本低、造型美觀，在預定使用期限內要安全可靠、操作方便，維修簡單。而設計及其任務是在當前技術發(fā)展所能達到的條件下，根據(jù)生產及生活的需要所提出來的。機械設計是一個創(chuàng)造性的工作過程，同時也是一個盡可能多地利用已有的成功經驗的工作。因此，要很好的把繼承與創(chuàng)新結合起來，才能設計出高質量的機器。
　　一般一部機器的設計程序有以下幾個階段：
　　一、計劃階段。在計劃階段中應對所需要設計的機器的要求情況做充分的調查研究和分析，使得透過分析，能夠進一步明確機器所應具有的功能，并為以后的決策提出由環(huán)境、經濟、加工以及時限等方面所確定的約束條件。
　　二、方案設計階段，此階段決定這設計的成敗，在此階段中，要處理好需要與可能、理想與現(xiàn)實、發(fā)展目標與當前目標等之間可能產生的矛盾問題。方案的設計所界定的不單單是產品的發(fā)展方向，更重要的是檢驗設計者對于產品的開發(fā)及認識，以及創(chuàng)新。初步設計的主要步驟是：確定工作原理和基本結構型式、運動設計、設計主要零部件，繪制初步總圖，初步設計審查。
　　三、技術設計階段，其目標是產生總裝配草圖及部件裝配草圖。根據(jù)總裝配草圖和部件裝配草圖對產品進行設計。在技術設計階段要根據(jù)審查意見修改設計、設計全部零部件，繪制新的總圖，技術設計總查。在接下來的工作設計階段，要根據(jù)審查意見修改設計，繪制全部工作圖和制定全部技術文件，而相對于批量或大量生產的產品，還要進行定型設計。
　　四、技術文件編制階段：其種類較多，常用的有計算機的設計計算說明書、使用說明書、標準件明細表等等。
　　五、計算機在機械設計中的應用，隨著計算機技術的發(fā)展，計算機在機械設計中得到了日益廣泛的使用，并出現(xiàn)了許多高效率的設計分析軟件，利用此類軟件可以在設計階段進行多方案的對比，以及可以對不同的方案其結構強度，剛度和動力特性進行精確的分析。因此，計算機在機械設計進程中起到不可估計的作用。
　　在機械設計之前，制定設計任務是設計的前期工作，其根據(jù)是用戶訂貨，市場需要和新的科研成果，設計部門應用各種技術和市場情報擬列可能方案，比較其利弊，與經營部門和用戶共同商議。制定合理的設計任務目標，對于新型設計極其重要。任務目標的失誤有可能造成經濟上的嚴重損失，甚至使得整個計劃面臨失敗。而與之相關的，就是要確定總體方案，即確定所要應用的工作原理和與之相應的結構型式。當總體方案確定后，要運用機構學的知識，選用合適的機構以得到所需要的運動方案。
　　在繪制零件圖的同時還需要進行兩項工作，其一、工藝性審核，使零件便于加工并降低制造成本。其二、標準審核，使零件結構要素、尺寸、公差配合，熱處理條件以及標準和通用零件等符合標準的規(guī)定。零件圖完成后開始圖紙核對，這是非常重要的工作，經過仔細校對的圖紙能保證加工后裝配順利，最可靠的校對方法是根據(jù)已繪制好的零件圖重繪出一張總裝配圖，所有的矛盾之處就會體現(xiàn)出來。
　　從上述所述來看，僅有以上的程序是遠遠不夠的，機械設計的目的是將設計思維上升為理性過程，從而使設計能循一定的邏輯進行，使更多的設計人員能做出好的設計。
　　而提高設計和制造經濟性指標的途徑有：①采用先進的現(xiàn)代設計方法（CAD），使設計參數(shù)最優(yōu)化，達到盡可能精確的計算結果，保證機器足夠的可靠性；②最大限度地采用標準化、系列化及通用化的零部件；③合理的組織和設計過程；④力求改善零件的結構工藝性，使其用料少，易加工，易裝配。
　　另外，機械設計的努力目標為，在各種限定的條件下設計出最好的機械，即做出優(yōu)化設計。然而優(yōu)化設計需要綜合地考慮諸多要求，其中包括：最好的工作性能、最低的制造成本、最小尺寸和需要、使用中的最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染，它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。而設計者的任務就是要按照具體情況權衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設計的機械有最優(yōu)的綜合技術經濟效果。而優(yōu)化設計的發(fā)展經歷了一個漫長的過程，以前的優(yōu)化設計主要是依靠設計者的知識、經驗和遠見，但隨著機械工程基礎理論和價值工程，系統(tǒng)分析等新學科的發(fā)展，制造和使用的技術經濟數(shù)據(jù)資料的積累，以及計算機的推廣使用，機械優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷從而依靠科學計算。
　　機械設計所依據(jù)的計算準則有：強度準則、剛度準則、耐熱性準則、震動穩(wěn)定性準則、壽命準則（磨損以及腐蝕在一般情況下是不可避免的，而所謂的壽命準則主要是指在保證機械零件在壽命范圍內，不要發(fā)生過度的磨損和腐蝕，通常在設計時采用潤滑劑減少磨損，采用抗腐蝕性材料減少腐蝕）、可靠性準則等等。
　　對于設計某一機器來說，所依據(jù)的方案評價原則是，經濟性（總費用最低）、技術上可行。在方案設計階段要處理好借鑒與創(chuàng)新的關系。同類機器成功的地方應當借鑒，但不足之處（不符合現(xiàn)有要求的）應當改進或摒除。做到“取其精華。去其糟粕”。

 1/2    1 2 下一頁 尾頁