各种机器用途不同,要求各异,故其设计步骤不尽一致。总的来说,机械设计过程一般包括4 个阶段,即计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段及技术文件编制阶段。各阶段的主要工作简要说明如下:
(1)计划阶段
主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
阶段的目标:形成设计任务书。设计任务书大体上应包括机器的用途、主要性能参数范围、工作环境条件、特殊要求、生产批量、预期成本、完成期限、承制单位等内容。它一般是由主管单位、用户提出的。此时,对这些要求及条件一般也只能给出一个合理的范围,而不是准确的数字。例如,可用必须达到的要求、最低要求、希望达到的要求等方式予以确定。
(2)方案设计阶段
设计部门和设计人员首先要认真研究任务书,在全面明确上述要求后,在调查研究、分析资料的基础上,拟订设计计划,按照下述的步骤进行设计:机器工作原理选择→机器的运动设计→机器的动力设计。
阶段的目标:提出原理性的设计方案——原理图或机构运动简图。
(3)技术设计阶段
在总体方案设计的基础上,确定机器各部分的结构和尺寸,绘制总装配图、部件装配图和零件图。为此,必须对所有零件(标准件除外)进行结构设计,并对主要零件的工作能力进行计算,完成机械零件设计。
阶段的目标:总体设计草图及部件装配草图,并绘制出零件图、装配图及总装图。
机械零件设计是本课程研究的主要内容之一。其设计步骤如下:
①根据零件的使用要求,选择零件的类型和结构。为此,必须对各种零件的不同类型、优缺点、特性与使用范围等,进行综合对比并正确选用。(www.xing528.com)
②根据机器的工作要求,计算作用在零件上的载荷。
③根据零件的类型、结构和所受载荷,分析零件可能的失效形式,从而确定零件的设计准则。
④根据零件的工作条件及对零件的特殊要求(如高温或在腐蚀性介质中工作等),选择适当的材料。
⑤根据设计准则进行有关的计算,确定出零件的基本尺寸。
⑥根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计。
⑦细节设计完成后,必要时进行详细的校核计算,以判定结构的合理性。
⑧画出零件的工作图,并写出计算说明书。
在进行设计时,对于数值的计算除少数与几何尺寸精度要求有关者外,一般以两位或3位有效数字的计算精度为宜。必须再度强调指出,结构设计是机械零件的重要设计内容之一,在有些情况下,它占了设计工作量中一个较大的比例,一定要给予足够的重视。绘制的零件工作图应完全符合制图标准,并满足加工的要求。写出的设计说明书要条理清晰,语言简明,数字正确,格式统一,并附有必要的结构草图和计算草图。重要的引用数据,一般要注明来源出处。对于重要的计算结果,要写出简短的结论。
(4)技术文件编制阶段
技术文件的种类较多,常用的有机器的设计计算说明书、机器使用说明书、标准件明细表等。其他技术文件,如检验合格单、外购明细表、验收条件等,视需要另行编制。
实际工作中,上述阶段是相互交错、反复进行的。一个完整的设计过程不仅包含以上4个阶段,还包括制造、装配、试车及生产等所有环节,对图纸和技术文件进行完善和修改,直到定型投入正式生产的全过程。
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