淺談機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

1、<p>　　淺談機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題</p><p>　　【摘要】本文分析了機(jī)械設(shè)計(jì)常見問題，并對(duì)提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平的措施方法進(jìn)行探討，以供參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)；問題；措施 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TH122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b>

2、;</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的專業(yè)性和技術(shù)性，面對(duì)當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，做好機(jī)械設(shè)計(jì)就必須要通過對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析，并采取措施提高設(shè)計(jì)水平。 </p><p>　　二、機(jī)械設(shè)計(jì)加工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題與原因分析 </p><p>　　1、零件強(qiáng)度設(shè)計(jì)不合理 </p><p>　　（1）零件材料的選取 </p>&l

3、t;p>　　在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)與制造的過程中，機(jī)械零件的材料選擇對(duì)零件的的整體性能和使用壽命有著重要的影響。在實(shí)際的機(jī)械零件制造的過程中，很多機(jī)械工程師常常辦把機(jī)械零件的選材看成一項(xiàng)比較簡(jiǎn)單的任務(wù)。在零件選材的時(shí)候往往根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的選材標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇使用的材料，對(duì)材料的性能、質(zhì)量和成本沒有進(jìn)行充分的考慮，材料過差不能滿足使用要求；過好會(huì)增加成本。 </p><p>　?。?）零件強(qiáng)度安全系數(shù)選擇 <

4、;/p><p>　　在進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要根據(jù)零件的使用部位、使用時(shí)間和使用要求對(duì)零件的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計(jì)算，要根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度安全系數(shù)。若不經(jīng)過認(rèn)真的計(jì)算，選用過高的強(qiáng)度安全系數(shù)會(huì)增大零部件體積和重量，不僅增加了零件的成本，還會(huì)影響零件的使用壽命；選用過低的強(qiáng)度安全系數(shù)在零件使用的過程中會(huì)過早損壞，不能滿足使用的要求。 </p><p>　　2、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理 </

5、p><p>　?。?）零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要便于加工。 </p><p>　　在對(duì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的過程中要進(jìn)行多方面的考慮，首先要從機(jī)械零件的加工方面進(jìn)行考慮，在設(shè)計(jì)的過程中盡量減少加工的程序和復(fù)雜性，這樣能保證機(jī)械零件在加工過程中提高精度。若設(shè)計(jì)的零件不能很順利的加工，不僅會(huì)增加零件的加工成本，零件的加工精度也會(huì)降低。 </p><p>　?。?）零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要便于

6、安裝 </p><p>　　機(jī)械零件的便于安裝也是機(jī)械零件在設(shè)計(jì)過程中一個(gè)需要考慮的方面，設(shè)計(jì)完成的零件在機(jī)械設(shè)備安裝的過程中要便于安裝，一方面避免機(jī)械零件在安裝的過程中出現(xiàn)損壞，另一個(gè)方面還能保證零件在安裝過程中的精度，提高零件的使用壽命。 </p><p>　　3、產(chǎn)品性價(jià)比不是最高 </p><p>　　由于在機(jī)械設(shè)計(jì)加工過程中沒有綜合考慮各方面的影響因素而導(dǎo)

7、致產(chǎn)品的各項(xiàng)成本過高，性價(jià)比不能保證最優(yōu)，從而使所生產(chǎn)的產(chǎn)品在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中不具備絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而不能及時(shí)搶占市場(chǎng)機(jī)遇。 </p><p>　　三、提高機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品水平的措施 </p><p>　　1、科學(xué)選擇機(jī)械零件材料 </p><p>　　（1）機(jī)械零件材料要保證滿足設(shè)計(jì)要求。確定為機(jī)械零件加工材料應(yīng)當(dāng)滿足使用性能、工藝性能以及經(jīng)濟(jì)性能要求。在使用性能方面，要

8、依據(jù)零件使用要求選擇材料，依據(jù)零件對(duì)強(qiáng)度、耐磨性等方面性能指數(shù)進(jìn)行研究，確定與此相吻合的性能材料；在工藝性能方面，要結(jié)合加工工藝需求，采用熱加工工藝的材料要具有符合標(biāo)準(zhǔn)的鑄造、鍛造、焊接以及熱處理方面的性能，符合加工條件，運(yùn)用切削加工工藝的材料要具有較好的切削性；在經(jīng)濟(jì)性能方面，要盡可能在保障質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低采購成本，發(fā)揮可利用率高的材料作用，以普通、性能相似的材料取代稀缺或者進(jìn)口材料，提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 </p><

9、p>　?。?）機(jī)械零件材料選擇的主要方法。機(jī)械零件材料的選擇對(duì)于產(chǎn)品周期成本方面影響較大，有些產(chǎn)品零件在選擇材料時(shí)候，保證性能的前提下選用相對(duì)廉價(jià)的材料，但是使用周期縮短，有些材料成本較高，但是質(zhì)量更優(yōu)，使用周期長(zhǎng)、維修費(fèi)用低、節(jié)能效果更好，經(jīng)濟(jì)性反而提高。因此，在材料的選擇上要結(jié)合具體情況綜合考慮，選取性價(jià)比最高的材料，壓降成本。在機(jī)械零件材料選擇方面，還要兼顧到制造與生產(chǎn)工藝，結(jié)合加工生產(chǎn)方式進(jìn)行綜合考慮，既要核算不同材料加工

10、成本，還要考慮到與此相關(guān)聯(lián)的全部工序成本，選取最為科學(xué)的材料。 </p><p>　　2、有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平 </p><p>　　在機(jī)械設(shè)計(jì)加工中，標(biāo)準(zhǔn)化是當(dāng)前發(fā)展的重要趨勢(shì)，標(biāo)準(zhǔn)化主要通過設(shè)置共同標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范機(jī)械零件尺寸、性能與結(jié)構(gòu)等，為提高生產(chǎn)質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本奠定基礎(chǔ)。要從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就著手提高標(biāo)準(zhǔn)化水平，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化手段把好產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)口，對(duì)使用較多的零件實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，生產(chǎn)中對(duì)性

11、能指標(biāo)以及原材料等方面進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，所生產(chǎn)的零部件要在尺寸、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行規(guī)范，進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，降低成本，提高質(zhì)量，提升機(jī)械產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。 </p><p>　　3.設(shè)計(jì)要符合人機(jī)工程 </p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)中所講的人機(jī)工程主要是指設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要便于操作、使用安全可靠。使人的作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個(gè)方面的特性得以提高。人機(jī)工程的核心就是以人為本。在做機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候

12、，必須要對(duì)使用人群做一下研究，不同的人群有不同的習(xí)慣、不同的體質(zhì)、甚至不同的審美觀，由此設(shè)計(jì)產(chǎn)品也要相應(yīng)的改變。所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮人機(jī)工程的目的就是，讓設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品易于操作，提高效率，且考慮美觀。 </p><p>　　四、設(shè)計(jì)時(shí)注重新技術(shù)的運(yùn)用 </p><p>　　1、注重新的設(shè)計(jì)方法 </p><p>　　現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用離不開強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)。三維造型軟件越

13、來越多,較為常用的是solidworks,Pro/e,uG,CAD等,這樣設(shè)計(jì)的模型,我們可以直觀的看出設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,并且整體的模型裝配可以在三維軟件中模擬完成,能及時(shí)修改因?yàn)樵O(shè)計(jì)考慮不周引起的裝配干涉等因素,這也為后續(xù)的分析提供基礎(chǔ)?，F(xiàn)如今,計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值分析的運(yùn)用在機(jī)械設(shè)計(jì)方面發(fā)揮了重要作用。MATLAB在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中得到了較大的運(yùn)用,尤其是在優(yōu)化設(shè)計(jì)中。通過遺傳算法,最優(yōu)求解等求得最合適的參數(shù),運(yùn)算過程快而且可靠?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)輔助

14、工程(CAE)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用較廣,比如ANSYS的機(jī)械結(jié)構(gòu)分析,對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械進(jìn)行模擬仿真可以得出局部的容易受損的部位,在尺寸設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行額外的考慮。有對(duì)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析的Adams仿真,分析整體機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析。同樣還有一些反求設(shè)計(jì),柔性設(shè)計(jì)等先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　2、注重新科技的應(yīng)用 </p><p>　　多年來，以數(shù)控機(jī)床為加工載體，發(fā)展了快刀伺服技術(shù)、慢刀伺服技

15、術(shù)、飛刀加工技術(shù)、超精密拋光技術(shù)等。然而，無論哪種加工技術(shù)對(duì)自由曲面加工機(jī)床的精度都有著很高的要求。這就需要提高機(jī)床自身的精度。曾經(jīng)通過使用高質(zhì)量的部件、高性能的潤(rùn)滑隔振系統(tǒng)、高標(biāo)準(zhǔn)的廠房來提高機(jī)床精度，但這些措施經(jīng)濟(jì)性差、工程性弱。制造工程的先驅(qū)和大師、已故密歇根大學(xué)機(jī)械工程系教授吳賢銘提出了“不用精密設(shè)備的精密加工”的理念，該理念利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)試技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線測(cè)量、系統(tǒng)建模，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與補(bǔ)償，降低了生產(chǎn)

16、成本，提高了制造精度，為現(xiàn)代工業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同樣，在光學(xué)自由曲面加工領(lǐng)域，對(duì)機(jī)床實(shí)施誤差補(bǔ)償已成為提高光學(xué)自由曲面制造精度的重要手段。所以，在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，要時(shí)時(shí)關(guān)注新的設(shè)計(jì)理念，不斷的學(xué)習(xí)，并緊跟時(shí)代步伐，更新自己的設(shè)計(jì)理念。 </p><p>　　目前，線導(dǎo)軌已廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，圍繞其動(dòng)態(tài)參數(shù)建模，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量的有益工作，其研究方法概括起來有三種。 </p><p&

17、gt;　　（一）試驗(yàn)測(cè)試法。該方法主要通過錘擊試驗(yàn)分別測(cè)定導(dǎo)軌豎直方向和 </p><p>　　水平方向的傳遞函數(shù)，再根據(jù)模態(tài)理論識(shí)別出兩個(gè)方向的剛度、阻尼系數(shù)，從而獲得直線導(dǎo)軌結(jié)合部的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。也有學(xué)者將直線導(dǎo)軌整體結(jié)構(gòu)離散為若干個(gè)子結(jié)構(gòu)或子系統(tǒng)，通過試驗(yàn)測(cè)試的方法得到各個(gè)子系統(tǒng)的剛度矩陣和阻尼矩陣，再將各個(gè)子結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程綜合起來，從而得到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程和動(dòng)力學(xué)特性。 </p><p

18、>　?。ǘ├碚撚?jì)算法。該方法主要以結(jié)合部的基本特性參數(shù)為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)化結(jié)合部模型，求得結(jié)合部各處的剛度和阻尼，或者通過有限元分析方法，得到導(dǎo)軌結(jié)合部的特性參數(shù)。 </p><p>　?。ㄈ┰囼?yàn)測(cè)試與理論計(jì)算相結(jié)合方法。該方法首先通過試驗(yàn)方法測(cè)試導(dǎo)軌結(jié)合部的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，然后再用有限元方法求解，為機(jī)床的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供一種有效的方法。 </p><p>　　對(duì)于這類逐漸成熟的新技術(shù)，在做機(jī)械

19、設(shè)計(jì)時(shí)要大膽利用，勇于嘗試，這樣可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，提高工作效率。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所述，提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，就要通過有效措施對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行解決，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，勇于嘗試，不斷創(chuàng)新。較高的設(shè)計(jì)水平才能保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，并為機(jī)械質(zhì)量提供保障。 </p><p><b>　　參考

20、文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]李敏，機(jī)械加工設(shè)計(jì)常見問題分析[J]機(jī)械管理與技術(shù)，2011 </p><p>　　[2]王艷化，談機(jī)械加工的技術(shù)應(yīng)用[J]現(xiàn)代科技，2013 </p><p>　　[3] 索春英,馮哲.淺析如何提高機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度[J]. 價(jià)值工程. 2011(06) </p><p>　　[4]