機械零件的設(shè)計方法、步驟及注意事項

一、機械零件的常規(guī)設(shè)計方法

1、理論設(shè)計

理論設(shè)計是根據(jù)設(shè)計理論和實驗數(shù)據(jù)所進行的設(shè)計。它又可分為設(shè)計計算和校核計算兩類。設(shè)計計算是根據(jù)零件的工作情況，選定計算準(zhǔn)則，按其所規(guī)定的要求計算出零件的主要幾何尺寸和參數(shù)。校核計算是先按其他辦法初步擬定出零件的主要尺寸和參數(shù)，然后根據(jù)計算準(zhǔn)則所規(guī)定的要求校校零件是否安全。由于校核計算時，已知零件的有關(guān)尺寸，因此能計入影響強度的結(jié)構(gòu)因素和尺寸因素，計算結(jié)果比較精確。

2、經(jīng)驗設(shè)計

經(jīng)驗設(shè)計是根據(jù)已有的經(jīng)驗公式或設(shè)計者本人的工作經(jīng)驗，或借助類比方法所進行的設(shè)計。這主要適用于使用要求不大變動而結(jié)構(gòu)形狀已典型化的零件，如箱體、機架、傳動零件的結(jié)構(gòu)要素等。

3、模型實驗設(shè)計

這種設(shè)計是對一些尺寸巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的重要零件，根據(jù)初步設(shè)計的結(jié)果，按比例制成小尺寸的模型，經(jīng)過實驗手段對其各方面的特性進行檢驗，再根據(jù)實驗結(jié)果對原設(shè)計進行逐步修改，從而達(dá)到完善的設(shè)計。模型實驗設(shè)計是在設(shè)計理論還不成熟，已有的經(jīng)驗又不足以解決設(shè)計問題時，為積累新經(jīng)驗、發(fā)展新理論和獲得好結(jié)果而采用的一種設(shè)計方法。但這種設(shè)計方法費時、耗資，一般只用于特別重要的設(shè)計中。

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二、機械零件設(shè)計的一般步驟

1、選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。這要根據(jù)零件的使用要求，在熟悉各種零件的類型、特點及應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)上進行。

2、分析和計算載荷。分析和計算載荷，是根據(jù)機器的工作情況，來確定作用在零件上的載荷。

3、選擇合適的材料。要根據(jù)零件的使用要求、工藝要求和經(jīng)濟性要求來選擇合適的材料。

4、確定零件的主要尺寸和參數(shù)。根據(jù)對零件的失效分析和所確定的計算準(zhǔn)則進行計算，便可確定零件的主要尺寸和參數(shù)。

5、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。應(yīng)根據(jù)功能要求、工藝要求、標(biāo)準(zhǔn)化要求，確定零件合理的形狀和結(jié)構(gòu)尺寸。

6、校核計算。只是對重要的零件且有必要時才進行這種校核計算，以確定零件工作時的安全程度。

7、繪制零件的工作圖。

8、編寫設(shè)計計算說明書。

三、機械零件的設(shè)計計算

機械零件的主要尺寸常常需要通過理論計算確定。理論設(shè)計計算是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點和工作情況，將它合理簡化成一定的物理模型，運用理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)、摩擦學(xué)、熱力學(xué)、機械振動學(xué)等理論或利用這些理論推導(dǎo)出設(shè)計公式、實驗數(shù)據(jù)來進行設(shè)計。理論設(shè)計計算可分為設(shè)計計算和校核計算兩種。

1、設(shè)計計算。按設(shè)計公式直接求得零件的有關(guān)主要尺寸。

2、校核計算。已知零件各部分的尺寸，用設(shè)計公式校核它是否滿足有關(guān)的設(shè)計計算準(zhǔn)則。

為了使設(shè)計計算的結(jié)果更符合實際，應(yīng)該多方面參考過去成功的設(shè)計和實踐積累的經(jīng)驗關(guān)系式、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。對于一些大型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的重要零件，必要時還可以進行模型實驗或?qū)嵨飳嶒灐?/p>

四、機械零件設(shè)計的注意事項：

產(chǎn)品設(shè)計過程是智力活動過程，它體現(xiàn)了設(shè)計人員的創(chuàng)新思維活動，設(shè)計過程是逐步逼近解決方案并逐步完善的過程。設(shè)計過程中還應(yīng)注意以下幾點：

1、設(shè)計過程要有全局觀點，不能只考慮設(shè)計對象本身的問題，而要把設(shè)計對象看作一個系統(tǒng)，處理“人—機—環(huán)境”之間的關(guān)系。

2、善于運用創(chuàng)造性思維和方法，注意考慮多種方案的解，避免解決問題的局限性。

3、設(shè)計的各階段應(yīng)有明確的目標(biāo)，注意各階段的評價和優(yōu)選，以求出既滿足功能要求又有最大實現(xiàn)可能的方案。

4、要注意反饋及必要的工作循環(huán)。解決問題要由抽象到具體，由局部到全面，由不確定到確定。