關于機械設計的概述關于機械設計的概述

【摘要】機械設計通常是指，按照客戶使用的需求對機械的潤滑方法、能量傳遞、工作原理、零件尺寸材料以及運動方式等進行分析和計算，作為以此制作的參考依據的工作流程。設計是為了能夠將現有的條件進行整合，考慮各方面的因素，通過制造最終形成產品，為人類效勞。本文針對機械設計展開研究和分析。

【關鍵詞】機械設計；設計過程；運動方案

0.引言

機械設計的最終的目的是運用各種現有條件，設計出最優秀的機械，或者稱為優化設計。機械設計通常需要綜合多方面的因素進行考慮，通常的要求有：環境污染小、尺寸和重量小、總做性能良好、耗損率低、制造本錢地等等。但是這些需求洪有一些是相互矛盾的，且機械的需求和用途也是不同的。因此，設計者在進行設計的過程中，需要綜合考慮多方面的因素，盡量滿足用戶的需求。歷史上的機械設計通常是根據自己的經驗以及理論知識進行的，目前我國科學技術開展較為迅速，設計者可根據計算機的統計數據。機械的相關材料以及用戶的需求等進行設計。

1.機械設計概念的論述

機械設計通常是指，按照客戶使用的需求對機械的潤滑方法、能量傳遞、工作原理、零件尺寸材料以及運動方式等進行分析和計算，作為以此制作的參考依據的工作流程。設計是為了能夠將現有的條件進行整合，考慮各方面的因素，通過制造最終形成產品，為人類效勞。

1.1機械設計的根本要求

機械設計的根本要求通常有以下幾點：環保方面的要求、機器用途方面的要求、經濟適用性要求以及造型方面的要求【1】。機械設計應當在原有設計的根底上對機械進行重新設計或者對機械的局部進行改造。運用當前較為先進的技術，采用的新的設計理念進行設計。對于機械零件的要求通常是在降低本錢的情況下保證零件的工作能力。零件的工作能力通常是指在工作環境特定的情況下的承載力。在對機械零件進行設計時，需要保證材料運用合理，降低材料的本錢費用。還需對零件的工藝性做出保證，有效的減制造的費用。除此之外，還需盡量將設計過程簡化，節約工作時間。

1.2機械設計的分類

機械設計通常可分為變形設計、開發性設計以及適應性設計。

變形性設計通常是在保證工作原理不改變的條件小，對于現有的產品的尺寸以及配置進行優化，或者增加一些型號【2】。擴大機械的工作范圍，滿足更多工作的需求。

開發性通常是指對原有機械的設計方案以及工作原理進行重新改革。

適應性設計通常是指在機械的原理方案保持不變的情況下，對于機械的局部進行重新設計或者更換新的部件，是機械產品更加符合工作的需求。

1.3機械設計過程

機械的設計過程通常是指從確定設計任務到編制技術的文件之間運用的工作流程。機械設計的過程通常可分為以下四個階段：決策、評估以及改良；產品的規劃；技術方案的設計以及原理方案的設計。

決策、評估以及改良主要包括機械采用的調試、加工以及安裝制造出的樣本機器，然后對樣本機器試運行或在生產現場進行使用，發現問題及時調整。

產品的規劃主要包括機械設計的任務以及提出相應設計任務書。

技術方案的設計主要包括將設計的而結果用工程圖或者方案書的形式進行展現。

原理方案的設計通常包括確定機械的工作原理以及機械運動的方案，畫出關于機械運動的簡圖。

1.4機械設計零件的設計

對于機械零件的設計通?？筛鶕ぷ餍枨罄L制出較為完整零件工作圖，并且制定相關的技術要求，將計算說明書以及相關的技術文件及時的編制出來。還需對零件的參數的選擇，選定最為適宜的材料，按照計算的準那么將零件的主要尺寸及進行確定，要綜合各方面的因素進行考慮【3】。根據機器的具體運轉情況以及簡單的計算方案將零件的載荷進行確定。然后對零件的結構進行設計，在工作的過程中，對零件的工作情況進行分析，對于零件失效的形式進行判斷，找出正確的計算準那么，對零件進行調整。在設計的過程中，這個極端是不能防止的且需要反復進行才能夠得到最正確的效果。需注意的是，在對零件進行設計的過程中，設計時間通常要根據工作情況進行簡化，因此計算的條件都會具有一定的假定性，需要根據實際的應用情況對零件進行調整。

零件材料的選擇通常包括復合性材料、非金屬性材料、黑色金屬以及有色金屬等；黑色金屬通常包括鑄鋼、鋼、以及鑄鐵；非金屬材料包括橡膠、塑料以及陶瓷。有色金屬通常包括銅合金以及鋁合金。

除了對設計方面的問題進行及時的糾正外，對于零件失效的問題也要進行關注。零件失效通常是指在特定的工作條件下，機械零件失去了正常的工作能力。零件的失效形式通常可分為：可靠性失效、噪聲失效、磨損失效、強度失效、精度失效以及剛度失效等等。零件出現失效的情況可能是由于震動或大或者共振、零件發生斷裂或者零件變形過大導致的。因此在設計以及實驗的過程中，一定要注意零件的尺寸、磨損度以及載荷力。

2.機械系統運動方案的設計

機械運動系統方案通常是從運動學的角度入手，機械的系統的根本工程通常是機械運動的變化、生成以及傳遞等。在機械系統中，動力系統能夠生成原始的機械運動，經過傳動系統的傳遞，通過執行系統后才能夠實現目標輸出【4】。在日常工作中，機械設計產品通常是較為復雜的，不可能直接滿足總功能方案的需求，因此，需要按照系統分解的原理進行功能的分解，將總體的功能分為多種功能單位，對這些較為簡單的功能單位進行就求解，充分運用組合的方式，由此形成多個總功能求解的功能原理方案。可通過以下幾種手段進行，即功能合成、確定總功能以及功能分解。

功能合成主要是將分功能與根本功能相結合，形成較為明確的功能結構，更方面操作。確定總功能主要是根據設計任務的需求，通過對機械系統運動的形式合理的設定，表達出本質功能。功能分解是指將總功能分為一個個獨立的單位，將一局部解至不可再分解的根本功能。機械系統設計的根本原那么通常有以下幾種形式：即保證機械平安運轉、合理安排機械效率、采用精簡的運動鏈、合理分配轉動比等等，再設計的過程中，需要嚴格遵照這幾項原那么對機械系統進行調整，保證機械設計的順利進行。

3.結語

現代機械設計將傳統設計中的類比法以及經驗提升至系統的、邏輯嚴密的以及理性設計形式，在靜態分析的根底上，增加了動態多變量的最優化【5】?，F代機械設計將設計對象看做是系統的，同時綜合考慮到了各方面的因素，將機械系統進行調整，到達最正確狀態，更好的為生產效勞。

【參考文獻】

【1】袁祖強，倪受東，齊新丹.“機械設計〞、“機械設計根底〞課程設計標準體系的研究[J].中國科技信息，2021：12-15.

【2】郟維強，馮毅雄，譚建榮，安相華，趙鑫.面向維修的復雜裝備模塊智能聚類與優化求解技術[J].計算機集成制造系統，2021：06-09.

【3】楊琨林，李彥熊，熊艷立，李文強.基于設計流與知識流交互的產品創新求解模型研究與實現[J].計算機集成制造系統，2021：19-22.

【4