机械零件设计方法及策略

随着科学技术的不断发展，机械零件设计理论和方法也迅速地发展，同时也伴随着机械零件设计的要求不断提高，机械零件设计需要创新设计方案，发挥设计者的创造力，运用更先进的技术，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更有生命力的产品，使设计的产品在经济市场中站有一席之位。【关键词】机械零件 ；产品设计 ；制造当今社会发展日新月异，市场需求不段变化，各种各样的新产品层出不穷。作为机械产品研发、设计人员，应考虑甚至遵循一些因素去指引产品设计，从而少走弯路。对于每一个机械产品的生产，需要按照一定的流程去进行，在确定其生产产品的同时，做好设计准备需要制定详细的计划书，这样才能生产出高质量的产品，每一个环节和功能结构要严格要求技术达标。以下从设计装配图开始进行设计，创造力的开发从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻要保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，开发创造力，符合现代设计需要，生产创新产品，提高产品的竞争力，实现经济效益。机械零部件设计是机械设计的重要部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括 ：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，绘制出零部件图和部件装配图。机械产品整体应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为 ：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等 ；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便 ；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等方面。这些要求往往互相牵制，需要全面多角度综合考虑。一、设计部件装配图是根据部件功能以该部件关键零件或者称为中心零件进行设计的，其它零件都是围绕着它而进行设计的，中心零件是主要完成该部件功能的主要零件，这种零件可能是一个或者多个。设计这种零件，首先要进行严格的理论结构设计，就是要按照机械原理进行理论原理设计，设计机械零件时应满足的基本要求 ：避免在预定寿命期内失效的要求，应保证零件有足够的强度、刚度、寿命 ；结构工艺性的要求，设计的结构应便于加工和装配 ；经济性要求，零件应有合理的生产加工和使用维护的成本 ；质量小的要求，质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便，降低成本 ；可靠性要求，应该降低零件发生故障的可能性，降低风险性。机械零件设计要对所设计的零件进行零件设计计算，设计零件时确定其设计准则以及相应的设计计算方法。一般来讲有强度准则，确保零件不发生断裂破坏表面脱落或过大的塑性变形，这是最基本的设计准则 ；刚度准则，确保零件不发生过大的弹性变形；寿命准则，通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀等因素相关 ；振动稳定性准则，高速运转机械零件的设计应注重此项准则。简化结构计算要仿真，机械零件设计多数按强度进行计算，有的按刚度进行计算，有的按疲劳强度进行计算，有的甚至要进行试验按试验设计，设计要求多样化。机械零件设计计算确定中心零件主要尺寸后，其它结构以功能为主，由制造结构设计确定各处形状结构，细微结构与其它相关零件交叉确立，全面衡量机械零部件的功能性和工艺性，作出合理的设计。二、机械部件中其它零件的设计机械零件在设计其它零件之前，首先要确定的是设置该零件对实现部件功能有没有功能性的帮助，或者说它能不能在部件功能中分摊到相应的分功能，有的话进行相应的设计计算，反之这部分零件就可以不用计算，根据功能和几何空间容度配置，按制造结构和使用性能进行设计。之后，统计外购件、标准件，完成零部件的初步设计。在分解零件时发现部件设计错误及时改正。拆画绘制零件，也就是零件设计，在这里是要以部件装配图内表达的零件结构为主，并以零件在部件中分摊的功能设计绘制零件图，通常先从中心主要零件开始，然后再对其它零件逐一进行，每个零件都有一张零件图，必须要明确的是零件功能是用零件结构来体现，而结构定形和定量又是由力学性能和制造工艺及功能来确定的，从而设计出相应机械零件。所以设计机械零件确定其结构，要从理论结构设计和制造结构设计两个方面考虑，机械零件设计的结果是用一张零件图进行表达，表达的内容是 ：用一组视图清晰的表达出机械零件的结构形状；用一组尺寸、符号，完整清晰、合理的标注出零件的各个参数、精度及粗糙度 ；注明制造该零件的技术条件，如热处理要求、参照的相应技术标准等 ；按机械制图标准绘制出标题栏，填写零件名称、数量、材料。机械零件要按照零件绘制的工程图纸制造这个零件，设计零件必须表达清楚生产制造的各个要素，这对于零件设计尤为重要。三、制造结构设计的内容根据零件的结构和使用性能，按不同的制造方法制造出不同的结构的机械零件。材料、毛坯的选择，按材料的价值进行选取，要充分利用材料的性能，含热处理和热处理结构，要利用代用材料，例如选用外购件、标准件、借用件、外购毛坯等。毛坯制造工艺，降低制造难度，防止减少因设计结构增加毛坯缺陷和废品。机械加工的方法，在同样制造出零件的方法中选择费用相对较为经济的方法。设计的结构要便于装夹、定位便于工业加工生产，适用标准刀具、量具、标注尺寸要便于工艺基准选择。易于装配，方便维修，防止装得上而拆不下。可以看出制造结构是有关实际生产，包罗万象的机械制造工艺知识，实践经验与理论知识相结合的工艺制造过程。四、结束语通过本文的论述，对于机械零件的设计方法有了深入的了解，明确机械零件设计中的要点和重要性，掌握机械零件设计技巧和理论，机械零件产品设计对机械行业的发展起着巨大的推动作用，做好机械零件设计，扎扎实实做好基础设计工作，加速发展，提高能力，对机械零件的设计有着很大的重要性。【参考文献】[1] 郭仁生 . 机械设计基础 [M]. 清华大学出版社 .2001[2] 纪名刚 . 机械设计 [M]. 高等教育出版社 .1995[3] 涂发越 . 机械零件制造结构设计手册 [M]. 广西科技出版社 .2002机械零件设计方法及策略邱纪龙  哈尔滨一汽变速箱股份有限公司  黑龙江哈尔滨  150070