各產(chǎn)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì),特別是整體和整系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì),須依附于各有關(guān)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)而難于形成獨(dú)立的學(xué)科。因此出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)、礦山機(jī)械設(shè)計(jì)、泵設(shè)計(jì)、壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)、機(jī)床設(shè)計(jì)等專業(yè)性的機(jī)械設(shè)計(jì)分支學(xué)科。
機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案,確定原動(dòng)件的參數(shù)(功率、轉(zhuǎn)速、線速度等)。然后做運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算,從而確定各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(轉(zhuǎn)速、速度、加速度等)。
機(jī)器的動(dòng)力學(xué)計(jì)算。結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)參數(shù),計(jì)算各主要零件所受載荷的大小及特性。此時(shí)求出的載荷,由于零件尚未設(shè)計(jì)出來(lái),因而只是作用于零件上的公稱(或名義)載荷。
在技術(shù)設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟中,近三四十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),越來(lái)越顯示出它可使結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇達(dá)到的能力。一些新的數(shù)值計(jì)算方法,如有限元法等,可使以前難以定量計(jì)算的問(wèn)題獲得的近似定量計(jì)算的結(jié)果。對(duì)于少數(shù)非常重要、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價(jià)格昂貴的零件,在必要時(shí)還須用模型試驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì),即按初步設(shè)計(jì)的圖紙制造出模型,通過(guò)試驗(yàn),找出結(jié)構(gòu)上的薄弱部位或多余的截面尺寸,據(jù)此進(jìn)行加強(qiáng)或減小來(lái)修改原設(shè)計(jì),后達(dá)到完善的程度。機(jī)械可靠性理論用于技術(shù)設(shè)計(jì)階段,可以按可靠性的觀點(diǎn)對(duì)所設(shè)計(jì)的零、部件結(jié)構(gòu)及其參數(shù)做出是否滿足可靠性要求的評(píng)價(jià),提出改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議,從而進(jìn)一步提高機(jī)器的設(shè)計(jì)質(zhì)量。上述這些新的設(shè)計(jì)方法和概念,應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用與推廣,使之得到相應(yīng)的發(fā)展。
計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)中得到了日益廣泛的使用,并出現(xiàn)了許多率的設(shè)計(jì)、分析軟件。利用這些軟件可以在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行多方案的對(duì)比,可以對(duì)不同的包括大型的和很復(fù)雜的方案的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行的分析。同時(shí),還可以在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建虛擬樣機(jī),利用虛擬樣機(jī)仿真對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證,從而實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段充分地評(píng)估設(shè)計(jì)的可行性??梢哉f(shuō),計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的推廣使用已經(jīng)并正在改變機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)程,它在提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率方面的優(yōu)勢(shì)是難以預(yù)估的。