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机械设计课程研究的对象是

时间:2019-11-14

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  机械设计(machine design),根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

  机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。

  机械产品的生产,包括:生产设施的规划和实现;生产计划的制订和生产调度;编制和贯彻制造工艺;设计和制造工具、模具;确定劳动定额和材料定额;组织加工、装配、试车和包装发运;对产品质量进行有效的控制。

  机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批,也有中批、大批,直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下,可能出现很大的波动。

  因此,机械制造企业的管理和经营特别复杂,企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。

  机械产品的应用这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备,以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。

  一部机器的质量基本上决定于设计质量。制造过程对机器质量所起的作用,本质上就在于实现设计时所规定的质量。因此,机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。

  所讨论的设计过程仅指狭义的技术性的设计过程。它是一个创造性的工作过程,同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。要很好地把继承与创新结合起来,才能设计出高质量的机器。

  在计划阶段中,应对所设计的机器的需求情况做充分的调查研究和分析。通过分析,进一步明确机器所应具有的功能,并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等各方面所确定的约束条件。

  在此基础上,明确地写出设计任务的全面要求及细节,最后形成设计任务书,作为本阶段的总结。设计任务书大体上应包括:机器的功能,经济性及环保性的估计,制造要求方面的大致估计,基本使用要求,以及完成设计任务的预计期限等。

  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。例如可以用必须达到的要求、最低要求、希望达到的要求等方式予以确定。

  在设计的每个步骤中,都可能发现前面步骤中某些决定不合理,这就需要折回到前面那个步骤,修改不合理的决定,重做随后的设计工作。

  设计部门应用各种技术和市场情报,拟列可能方案,比较其利弊,与经营部门和用户共同商议,制定合理的设计任务目标。这对新型设计特别重要。任务目标的失误将造成经济上的严重损失,甚至遭到全面失败。

  如设计任务未作明确规定,设计的第一个步骤就是确定总体方案,即确定所要应用的工作原理和与之相应的结构型式。

  例如设计大功率船用柴油机,首先要确定是用二冲程、双作用、十字头、低速柴油机,还是用四冲程、单作用、中速柴油机。又例如设计用以粗碎岩石的破碎机械,首先要确定是采用以挤压和弯折为主要破碎作用的颚式或旋回式破碎机,或者采用以冲击为主要作用的单转子或双转子冲击式破碎机。

  设计的总体方案确定之后,接着需要运用机构学的知识,选用合适的机构以得到所需的运动方案。上面提到的颚式破碎机依靠其动颚板的摆动使进入破碎腔的岩石受到挤压、弯折和劈裂作用而破碎,而动颚板的摆动则可以采用双肘板机构的简单摆动,或者采用单肘板机构的复杂摆动。

  在新型设计中,可能会需要综合一个新的机构以得到所要求的运动方案,这常是一个困难的工作。因此,设计者一般尽量应用已有的和成熟的机构所提给的运动方案。

  运动设计之后,设计者开始进行结构设计,计算机械各主要零件的受力、强度、形状、尺寸和重量等,并绘制主要零、部件草图。这时如发现原来选用的结构不可行,就必须调整或修改结构。同时还应考虑有无可能产生过热、过度磨损或振动的部位。▲●◆◁•▲●…△▲★-●●▼▼▽●▽●▼▲•☆■▲○▲△▪️▲□△☆△◆▲■