机械设计：从构思到制造的工作内容

机械设计的目的是：按照已经决定的设计规划中设计对象提出的要求，由设计人员构思、设计出整体的机械及电控系统，最后制造出符合要求的实物。设计不是指绘制零件图和装配图的纸面画图的简单工作，它要求设计人员拿出经安装、调试、验收合格后的真实机电整体系统。

现代工业机械都是机⁃电一体化的产品，不仅包括机械的机构，还包括传动动力源、信息发送、信息处理、控制及显示的一体化设备，机械仅是整个工业设备的一个重要组成部分。

在工业设备组成部分的机械设计工作中，必须对规划所要求的设备功能进行分解，然后进行如下构思：采用哪些机构能实现这些功能？这些机构如何组合、配置成整体结构？设备的各部分、各构件、零件的形状结构、尺寸、公差配合、材料、热处理、强度、刚度如何？零件的装配、拆卸是否可能？零件能否制造？采用何种制造工艺方法才能既达到要求又节省经费？整机如何安装、调试、检测？是否能搬运？上述各个环节中只要有一个环节出现差错，都可能导致整个设计工作的重大修改或彻底失败。

另一方面，设计人员还需深入考虑采用何种动力源，采用什么传动方式，用什么样的传感器？信息如何处理？虽然许多动力源、传感器、信息处理装置不需要设计人员自行设计，但其性能是否适用，技术参数是否符合机械的要求，能否安装连接及如何安装连接，都必须进行认真的考虑和计算。如果选择或计算有错，可能造成整个系统的性能、规格达不到设计要求，甚至可能不能使用，其后果与机械设计失败同样严重，必须重视。例如：选择动力源时，如果用交流异步电动机传动，就要计算出传动机械所需的输入转矩和输入转速，选择合适的减速器和电动机，如果选择同步或异步伺服电动机和减速器作为动力源，除必须计算所需的转矩、转速，还要计算传动机械及减速器的转动惯量及转动惯性矩，以便选择伺服电动机的输出力矩及转速范围；选择减速器时，要考虑传动方向、减速比、与电动机及传动机构的连接方式及安装尺寸等；选择传感器时，要考虑传感器的作用距离、灵敏度（响应时间）、传感器的种类及安装、调整方式等；选择控制方式时，需考虑设备各部分的动作配合要求和程序、信息反馈的环节、显示方式和操作方式等要求。(www.xing528.com)

因此，作为机械设计人员，不仅要熟练掌握机械的原理，机构的功能、结构特点，力学知识，材料的强度、刚度等知识，还应具备电、液、气传动，信息处理和控制等方面的知识，否则无法与电气专业人员进行沟通、无法设计出优化的现代工业机械。

总之，机械设计包括机械机构与结构的构思、制图、制造、装配、安装调试以及电传动、控制等一系列的工作内容，确保其中每个内容的正确设计，是设计人员的职责，不能等闲视之。