机械设计是机械工程师必修的进阶应用课程,内容主要是分析各机械元件在静止运动并承受负载状态下,机械元件内部的应力分布与应变(strain)。以及估计机械元件的几何形状、尺寸大小与其使用寿命,并做优化处理以增加机械效率。机械设计所需的基础必修课程包括:微积分工程数学机械制图机械材料静力学动力学材料力学热力学流体力学以及机构学(机件原理)[1]

设计过程

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计划阶段

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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、加工和时限等各方面所确定的约束条件。在此基础上,明确写出设计任务的全面要求和细节,最后形成设计任务书[2]

方案设计阶段

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根据设计任务书提出的机器所必须达到的要求、最低要求、以及希望达到的要求进行综合分析,即这些功能能否实现,多项功能间有无矛盾,相互之间能否替代等。最后确定设计功能参数,作为下一步设计的依据。

确定功能参数后,提出可能采取的方案。对于机械设计,可按原动机部分、传动部分及执行部分进行分别讨论,较为常用的办法是先从执行部分开始讨论。还需要考虑配置辅助系统。最后对可行方案从技术、经济及环保等方面进行综合评价[2]

技术设计阶段

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技术设计阶段的目标是绘制总装配草图和部件装配草图。同个各草图确定各部件及其零件的外形及基本尺寸,包括各部件之间的连接,零、部件的外形及基本尺寸。最后绘制零件图、部件装配图和总装配图。该阶段可分为机器的运动学和动力学分析、零件工作能力及尺寸的计算、部件和总装配草图设计、主要零件的校核四个主要阶段[2]

技术文件编制阶段

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技术文件种类较多,主要包括设计说明书、使用说明书、标准件明细表等[2]

机械设计主要部件

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参考文献

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  1. ^ 静力学、动力学、材料力学、热力学、流体力学,为大学机械(工程)系重点必修五大力学
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 濮良贵,陈国定,吴立言,等. 机械设计 第九版. 北京: 高等教育出版社.