第八章 机械设计概论VIP免费

第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共8页第八章机械设计概论§8.1机械设计的重要性90年代末，美国提出了“为竞争的优势而设计”(DesigningforCompetitiveAdvantage)的口号，也有人说“21世纪将是设计的世纪”。面对国际市场的竞争，一个企业、国家参与竞争的力量就是“设计”，就必须依靠产品的创新设计技术。20世纪后期所形成的全球经济一体化格局，预示着21世纪在世界范围内的经济和技术竞争将会更加激烈。对于包括机械制造在内的制造业来说，这种竞争就具体体现在产品上，即要求：产品上市快（T）、质量高（Q）、成本低（C）、服务好（Ｓ），从而才能占领市场。而这些要求在很大程度上就取决于产品的设计质量和效率。对于机械设计来说就是适应市场的需求，以最短的设计周期，拿出功能强、经济性好、便于使用于维护的产品。机械设计在机器制造业起着十分重要的作用，往往机械产品的技术经济性能和竞争力就在于设计质量的好坏。据统计分析，虽然机械产品成本中的约80％是制造费用，设计成本只占5％左右，而就是这5％的设计活动决定着70～80％的产品成本。而机械制造业是一个国家自立于世界的标志，是国家财政收入的主要创造者，其产值占到国民产值得80%左右。所以，作为机电专业的学生必须努力学习，掌握机械设计的基本原理、方法和技能只有这样才能成为有用之才。§8.2机械设计一般过程机械设计过程一般包括四个阶段，即：1）明确任务阶段；2）方案设计阶段；3）技术设计阶段；4）施工设计阶段。1）明确任务阶段在实际工作中，我们知道有各种各样的、用途各不相同的机器。但是，所有这些机器的设计过程都有一个共同的特点，即都是从提出设计任务开始的。而设计任务的提出主要是依据工作和生产的需要。设计任务一般是以任务书的形式下达的，其中明确规定有：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、完成第2页共8页第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共8页期限、承制单位等内容。一般是由主管单位、用户提出。任务书的要求决定了设计工作的内容、质量和水平。例如，批量和用途直接决定加工手段、成本等内容，同时也必须考虑承制单位的加工能力。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：（1）机器工作原理选择工作原理是实现预期职能的基本依据。我们听说过“条条道路通罗马”的话，由于实现同样的预期职能，可以采用不同的工作原理、方法和途径。所以，在研制新机器时，应结合具体情况提出多种不同的工作原理，通过全面分析比较，从中选择最满意的一种。这属于专业机械设计的范围。例如采煤，可以使用风镐，也可以使用高压水柱冲击煤层开采，也可以采用割煤机进行开采等。（2）机器的运动设计就是根据上一步确定的机器工作原理，确定机器执行部分的运动规律。例如牛头刨床，要求工作行程要慢、而返回行程要快。这一步主要依据我们前面所述的机械原理知识来完成。这里，必须同时考虑选择适当的原动机，妥善考虑和设计机械的传动部分实现方法，并考虑运动参数调整的必要性于可能性。（3）机器的动力设计根据机器的工作原理和运动设计结果，按照机器的总体性能要求，根据其运动特性工作阻力、速度、传动效率等，计算机器所需的驱动功率，进行运动机的选择。同时也要考虑调节于控制的必要性于可能性，也可以利用机械原理和电工学知识来完成。3）技术设计阶段主要是依据原动机的特性和运转特性或根据零部件的工作载荷进行设计，一般采用前一种方法，选择设计出各零部件。在工作原理确定之后的工作，就是将前面选定的设计方案通过必要的分析计算和结构设计，用图面（装配图、零件图等）及技术文件的形式来加以具体表示。包括：运动设计、动力分析、整体布局、零件结构、材料、尺寸、精度和其它参数的确定以及必要的强度和刚度计算等。反映在实际工作的成果——图纸上，大体可以分为四个阶段：（一）总体设计阶段：根据工作原理绘制机器的机构运动...