機(jī)械設(shè)計的一般步驟如下:
一、需求分析:任何一個設(shè)計項目都需要從需求出發(fā),機(jī)械設(shè)備設(shè)計也不例外。在這一階段,設(shè)計師需要與客戶進(jìn)行充分的溝通,了解客戶的需求和期望。同時,還要考慮到設(shè)備的使用環(huán)境、功能要求、技術(shù)指標(biāo)等因素,為后續(xù)的設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。
二、概念設(shè)計:在需求分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計師需要進(jìn)行概念設(shè)計。這一階段的目標(biāo)是形成初步的設(shè)計方案,包括設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)、功能布局、工作原理等。設(shè)計師可以通過手繪草圖、CAD繪圖等方式,將概念設(shè)計的想法具象化,以便于后續(xù)的討論和改進(jìn)。
三、詳細(xì)設(shè)計:在概念設(shè)計確定之后,設(shè)計師需要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。這一階段的任務(wù)是對設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件設(shè)計、工藝設(shè)計等,以滿足設(shè)備的功能和性能要求。設(shè)計師需要進(jìn)行多方位的考慮,包括材料選擇、工藝流程、性能等,確保設(shè)計的可行性和可靠性。
四、制造與組裝:詳細(xì)設(shè)計完成后,就進(jìn)入了制造與組裝階段。這一階段需要將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為實際的零部件和組裝結(jié)構(gòu),涉及到加工、裝配、調(diào)試等工藝過程。設(shè)計師需要與制造人員密切合作,確保設(shè)計的準(zhǔn)確性和實用性。
五、試驗與驗證:在機(jī)械設(shè)備設(shè)計完成后,需要進(jìn)行試驗與驗證。這一階段的目的是檢驗設(shè)計的合理性和性能是否滿足要求。設(shè)計師需要進(jìn)行各項試驗和測試,如強(qiáng)度測試、功能測試、可靠性測試等,以確保設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。
六、優(yōu)化改進(jìn):試驗與驗證階段可能會發(fā)現(xiàn)一些問題和不足之處,設(shè)計師需要及時進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。這一階段需要對設(shè)計進(jìn)行反思和調(diào)整,以解決問題和提升性能。通過不斷的優(yōu)化改進(jìn),使得設(shè)備設(shè)計更加完善和優(yōu)越。
機(jī)械設(shè)計的基本要求包括以下幾點:
實現(xiàn)預(yù)定的功能,并能在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的工作期限內(nèi)正常運行。這是機(jī)械設(shè)計的首要目標(biāo),機(jī)械產(chǎn)品必須能夠完成預(yù)定的功能,并保證在規(guī)定的工作條件和期限下正常運行。
滿足可靠性要求。機(jī)械系統(tǒng)的可靠性與其零部件數(shù)量直接相關(guān),因此在設(shè)計中應(yīng)盡量減少零件數(shù)目。但目前對機(jī)械產(chǎn)品的可靠度難以提出統(tǒng)一的指標(biāo),因此需要在設(shè)計中綜合考慮各種因素,以確保機(jī)械系統(tǒng)的可靠性。
滿足經(jīng)濟(jì)性要求。機(jī)械設(shè)計應(yīng)當(dāng)盡量降低制造成本,提高機(jī)械生產(chǎn)率,減少能源和材料的耗費,同時降低維護(hù)及管理費用。
操作方便、工作。機(jī)械產(chǎn)品的操作系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)簡單可靠,有利于減輕操作人員的勞動強(qiáng)度。此外,應(yīng)當(dāng)配備各種保險裝置以消除由于誤操作而引起的危險,避免人身及設(shè)備事故的發(fā)生。
造型美觀、減少污染。機(jī)械產(chǎn)品的造型直接影響到產(chǎn)品的銷售和競爭力,在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計中是一個不容忽視的環(huán)節(jié)。同時,噪音也是反映機(jī)械質(zhì)量的一個重要標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)當(dāng)在設(shè)計時盡量減少噪音污染。
機(jī)械設(shè)計優(yōu)化要求:優(yōu)化設(shè)計需要綜合地考慮許多要求,一般有:工作性能、制造成本、小尺寸和重量、使用中可靠性、消耗和少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的,而且它們之間的相對重要性因機(jī)械種類和用途的不同而異。設(shè)計者的任務(wù)是按具體情況權(quán)衡輕重,統(tǒng)籌兼顧,使設(shè)計的機(jī)械有的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
過去,設(shè)計的優(yōu)化主要依靠設(shè)計者的知識、經(jīng)驗和遠(yuǎn)見。隨著機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展,制造和使用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資料的積累,以及計算機(jī)的推廣應(yīng)用,優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學(xué)計算。各產(chǎn)業(yè)機(jī)械的設(shè)計,特別是整體和整系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計,須依附于各有關(guān)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)而難于形成獨立的學(xué)科。
機(jī)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(xué)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(jī)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(jī)械進(jìn)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(jī)械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標(biāo)準(zhǔn)型的變型產(chǎn)品。