Hvis du har utført mekanisk design i flere år eller mer enn ti år, så les denne artikkelen nøye, erfaringssammendraget du vil skrive er allerede her.
Mekanisk design (maskindesign), i henhold til brukskravene, unnfanger, analyserer og beregner arbeidsprinsippet, strukturen, bevegelsesmodusen, kraft- og energioverføringsmodus, materiale, form og størrelse på hver del, smøremetode osv. maskin og konverterer dem til En spesifikk beskrivelse brukes som produksjonsgrunnlag for arbeidsprosessen.
Mekanisk design er en viktig del av maskinteknikk, det første trinnet i mekanisk produksjon, og den viktigste faktoren som bestemmer mekanisk ytelse.
Målet med mekanisk design er å designe det beste maskineriet under ulike begrensede forhold (som materialer, prosesseringsevner, teoretisk kunnskap og beregningsmetoder, etc.), det vil si å lage optimale design.
Optimal design må ta en omfattende vurdering av mange krav, generelt inkludert: den beste arbeidsytelsen, den laveste produksjonskostnaden, den minste størrelsen og vekten, den mest pålitelige i bruk, det laveste forbruket og minst miljøforurensning. Disse kravene er ofte motstridende, og deres relative betydning varierer med typen og bruken av maskineriet. Konstruktørens oppgave er å veie viktigheten i forhold til den spesifikke situasjonen og lage overordnede planer slik at det konstruerte maskineriet har best omfattende teknisk og økonomisk effekt.
Tidligere var optimeringen av designet hovedsakelig avhengig av designerens kunnskap, erfaring og framsyn. Med utviklingen av nye disipliner som grunnleggende teori for maskinteknikk, verditeknikk og systemanalyse, akkumulering av tekniske og økonomiske data for produksjon og bruk, og popularisering og anvendelse av datamaskiner, forlater optimalisering gradvis subjektive vurderinger og er avhengig av vitenskapelige beregninger. (Redaktørens merknad: "Gamle" ingeniører bør være oppmerksomme, hvis de ikke gjør fremskritt, vil de bli eliminert)
Utformingen av ulike industrielle maskineri, spesielt den mekaniske utformingen av hele og hele systemet, må knyttes til ulike relaterte industrielle teknologier og det er vanskelig å danne en uavhengig disiplin. Derfor har det dukket opp profesjonelle underdisipliner for mekanisk design som landbruksmaskindesign, gruvemaskindesign, pumpedesign, kompressordesign, dampturbindesign, forbrenningsmotordesign og maskinverktøydesign. (Redaktørens merknad: Det gamle ordtaket sier at "sammenfletting er som et fjell", men nå "går det sammen som et fjell". Det er også en mekanisk design. Du er en ekspert på dette feltet. Hvis du bytter til et annet felt. , du kan være en lekmann)
1
Designklassifisering
Mekanisk design kan deles inn i tre kategorier: ny design, arvet design og variantdesign.
1. Nytt design
Bruk moden vitenskap og teknologi eller ny teknologi som har vist seg å være gjennomførbar gjennom eksperimenter for å designe nye typer maskiner som aldri har vært sett før.
2. Arvedesign
I henhold til brukserfaring og teknologisk utvikling er det eksisterende maskineriet designet og oppdatert for å forbedre ytelsen, redusere produksjonskostnadene eller redusere driftskostnadene.
3. Variant design
For å møte de nye behovene, er det gjort noen modifikasjoner eller tillegg og slettinger av eksisterende maskineri for å utvikle varianter som er forskjellige fra standardtypen.
2
hovedprosessen
1. Formulere designoppgaver i henhold til kundebehov, markedsbehov og nye vitenskapelige forskningsresultater.
2. Foreløpig design. Inkludert å bestemme arbeidsprinsippet og den grunnleggende strukturelle formen til maskinen, utføre bevegelsesdesign, strukturell design og tegne en foreløpig generell tegning og foreløpig gjennomgang.
3. Teknisk design. Inkludert endring av designet (i henhold til vurderingen fra den første gjennomgangen), tegning av alle deler og nye generelle tegninger og den andre gjennomgangen.
4. Arbeidstegningsdesign. Inkludert den endelige modifikasjonen (i henhold til meningene fra den andre gjennomgangen), tegning av alle arbeidstegninger (som deletegninger, komponentmonteringstegninger og generelle monteringstegninger, etc.), og formulering av alle tekniske dokumenter (som deleliste, liste av slitedeler, bruksanvisning osv.).
5. Fullfør designet. Maskiner for batch- eller masseproduksjon. For mekanisk prosjektering med relativt enkle prosjekteringsoppgaver (som ny design av enkelt maskineri, arvedesign eller variantdesign av generell maskinpark etc.) kan den foreløpige prosjekteringsprosedyren utelates.
3
designfasen
Kvaliteten på en maskin avhenger i utgangspunktet av designkvaliteten. Rollen som spilles av produksjonsprosessen for kvaliteten på maskinen er i hovedsak å oppnå den kvaliteten som er spesifisert på designtidspunktet. Derfor er designstadiet til maskinen nøkkelen til å avgjøre om maskinen er god eller dårlig.
Designprosessen som diskuteres refererer kun til den tekniske designprosessen i snever forstand. Det er en kreativ arbeidsprosess, men også et arbeid som i størst mulig grad bruker den eksisterende suksessopplevelsen. Bare ved å kombinere arv og innovasjon godt kan vi designe maskiner av høy kvalitet. Som en komplett maskin er det et komplekst system. For å forbedre designkvaliteten må det være en vitenskapelig designprosedyre. Selv om det er umulig å liste opp et unikt program som er effektivt i enhver situasjon, basert på folks langsiktige erfaring med å designe maskiner, kan designprogrammet til en maskin i utgangspunktet være som vist i tabellen.
bilde
Hvert trinn er kort beskrevet nedenfor.
(1) Planlegging
I planleggingsstadiet bør tilstrekkelig undersøkelse, forskning og analyse gjøres på etterspørselen til den konstruerte maskinen (Redaktørens merknad: for eksempel å studere kundens etterspørsel nøye og gi relevant informasjon, gjentatte ganger kommunisere med kunden for å klargjøre kundens ideer og intensjoner, etc.), gjennom Analyse, for ytterligere å klargjøre funksjonene som maskinen skal ha, og legge frem begrensningene bestemt av miljø, økonomi, prosessering og tidsbegrensning for fremtidig beslutningstaking. På dette grunnlaget, skriv tydelig ut de generelle kravene og detaljene for designoppgaven, og lag til slutt en designoppgavebok som et sammendrag av dette stadiet.
Designoppgaveboken bør generelt inneholde: maskinens funksjon, estimering av økonomi og miljøvern, grovberegning av produksjonskrav, grunnleggende brukskrav, og forventet tidsfrist for å fullføre designoppgaven osv. På dette tidspunktet , vanligvis bare et rimelig område kan gis for disse kravene og betingelsene, i stedet for nøyaktige tall. For eksempel kan det bestemmes av kravene som må oppfylles, minimumskravene og kravene som forventes oppnådd.
(2) Plandesign
I henhold til ulike arbeidsprinsipper kan det utarbeides en rekke spesifikke ordninger for gjennomføringsorganer. For eksempel, når det gjelder gjengeskjæring, kan arbeidsstykket bare roteres og verktøyet kan flyttes lineært for å kutte tråden (som å kutte tråden på en vanlig dreiebenk), eller arbeidsstykket kan holdes i ro mens verktøyet roterer og beveger seg for å kutte tråden (for eksempel å behandle tråder med matriser). Det vil si at selv for samme arbeidsprinsipp kan det være flere ulike strukturelle løsninger.
Opplegget til primus motordelen (red.anm. kraftdel) kan selvsagt også ha mange valg. På grunn av universaliteten til strømforsyning og utviklingen av elektrisk drivteknologi, kan det sies at det store flertallet av stasjonære maskiner nå foretrekker den elektriske motoren som drivkraft. Termiske drivmotorer brukes hovedsakelig i transportfly, anleggsmaskiner eller landbruksmaskiner. Selv om motoren brukes som drivkraft, finnes det også alternativer for AC og DC, høy hastighet og lav hastighet, etc.
Opplegget for overføringsdelen er mer komplekst og mangfoldig. For samme overføringsoppgave kan den fullføres med en rekke mekanismer og kombinasjoner av forskjellige mekanismer. Derfor, hvis IV brukes til å representere antall mulige løsninger for drivmotordelen, og N2 og N3 representerer mulige antall løsninger for henholdsvis transmisjonsdelen og utførelsesdelen, så er antallet mulige løsninger IV for maskinen som en helhet er Ni×N2×N3. (Redaktørens merknad: Effektive løsninger er bare funksjonelt gjennomførbare, og deretter screenet fra tekniske og økonomiske perspektiver)
Ovennevnte er kun omtalt i forhold til de tre hoveddelene som utgjør maskinen. Noen ganger er det nødvendig å vurdere konfigurasjonen av hjelpesystemer.
Blant så mange løsninger er det bare noen få som er teknisk gjennomførbare. Disse flere gjennomførbare ordningene bør evalueres omfattende fra aspektene teknologi, økonomi og miljøvern. Det er mange evalueringsmetoder, og den økonomiske evalueringen er tatt som eksempel for å illustrere kort.
Når du vurderer med tanke på økonomi, er det nødvendig å vurdere ikke bare økonomien ved design og produksjon, men også bruksøkonomien. Hvis strukturskjemaet til maskinen er mer komplisert, vil design- og produksjonskostnadene øke relativt, men funksjonene vil være mer komplette, og produktiviteten vil være høyere, så bruksøkonomien er også bedre. Omvendt, for en maskin med en relativt enkel struktur og utilstrekkelige funksjoner, selv om design- og produksjonskostnadene er lave, vil driftskostnadene øke. Når man evaluerer design- og produksjonsøkonomien til strukturelle ordninger, kan den også uttrykkes ved kostnadene for enhetseffektivitet. For eksempel kostnaden per enhet utgangseffekt, kostnaden for et enkelt produkt, etc.
Ved evaluering av maskinen er det nødvendig å analysere påliteligheten til maskinen, og ta påliteligheten som en evalueringsindeks. Fra et pålitelighetssynspunkt er det ofte uklokt å blindt forfølge komplekse strukturer. Generelt sett, jo mer komplekst systemet er, desto lavere er påliteligheten til systemet. For å forbedre påliteligheten til det komplekse systemet, er det nødvendig å øke det parallelle sikkerhetskopieringssystemet, noe som uunngåelig vil øke kostnadene for maskinen.
Miljøvern er også et viktig aspekt som må vurderes nøye i utformingen. Tekniske løsninger som har uheldige effekter på miljøet skal analyseres i detalj og teknisk modne løsninger skal foreslås.
Gjennom programevalueringen tas den endelige beslutningen om å bestemme et skjematisk diagram eller et skjematisk diagram av mekanismens bevegelse for neste trinn i teknisk design.
I plandesignstadiet må forholdet mellom referanse og innovasjon håndteres riktig. De vellykkede presedensene til lignende maskiner bør brukes som referanse, og de originale svake leddene og delene som ikke oppfyller kravene til eksisterende oppgaver, bør forbedres eller endres fundamentalt. Det er nødvendig å aktivt innovere og motsette seg konservatisme og kopiering av det originale designet, og også motsette seg de to feilaktige tendensene til blindt å forfølge innovasjon og forkaste rimelige originale erfaringer. (Redaktørens merknad: Nøkkelen til å lære av er å finne ut manglene ved den opprinnelige beregningen)
(3) Teknisk design
Målet med den tekniske prosjekteringsfasen er å produsere en generell monteringsskisse og en komponentmonteringsskisse. Bestem formen og grunnstørrelsen til hver komponent og dens deler gjennom skissedesign, inkludert forbindelsen mellom deler, formen og grunnstørrelsen til deler og komponenter. Tegn til slutt arbeidstegningene, komponentmontasjetegningene og generelle monteringstegninger av delene.
For å bestemme den grunnleggende størrelsen på hoveddelene, må følgende arbeid utføres:
(1) Kinematisk design av maskinen.
I henhold til det bestemte strukturelle skjemaet, bestemme parametrene til den opprinnelige bevegelige delen (kraft, rotasjonshastighet, lineær hastighet, etc.). Gjør deretter kinematiske beregninger for å bestemme bevegelsesparametrene (hastighet, hastighet, akselerasjon osv.) for hver bevegelige komponent.
(2) Dynamisk beregning av maskinen.
Kombinert med struktur- og bevegelsesparametrene til hver del, beregnes størrelsen og egenskapene til belastningen på hver hoveddel. Lasten oppnådd på dette tidspunktet er bare den nominelle (eller nominelle) lasten som virker på delen fordi delen ikke er designet.
(3) Utformingen av arbeidskapasiteten til delene.
Den foreløpige utformingen av deler og komponenter kan gjøres hvis størrelsen og egenskapene til den nominelle belastningen på hoveddelene er kjent. Kriteriene for arbeidskapasitet som bygger på design må være rimelig utarbeidet med henvisning til de generelle feilforholdene, arbeidskarakteristikker og miljøforhold for deler og komponenter. Generelt er det kriterier som styrke, stivhet, vibrasjonsstabilitet og levetid. Ved beregning eller analogi kan de grunnleggende dimensjonene til deler og komponenter bestemmes.
(4) Utforming av komponentmonteringsskisser og generelle monteringsskisser.
I henhold til grunndimensjonene til hoveddelene og komponentene som er bestemt, utformes komponentmonteringsskissen og generell monteringsskisse. Omrisset og dimensjonene til alle deler må være strukturelt utformet på skissen. I dette trinnet er det nødvendig å koordinere strukturen og størrelsen til hver del godt, og fullt ut vurdere den strukturelle produksjonsevnen til de utformede delene og komponentene, slik at alle deler har den mest fornuftige konfigurasjonen.
(5) Kontroll av hoveddeler.
For noen deler, i trinn (3) ovenfor, på grunn av den uavgjorte spesifikke strukturen, er det vanskelig å utføre detaljerte beregninger av arbeidskapasitet, så bare foreløpig beregning og design kan gjøres. Etter at komponentmonteringsskissen og generell monteringsskisse er tegnet, er strukturen og størrelsen på alle delene kjent, og forholdet mellom tilstøtende deler er også kjent. Først på dette tidspunktet kan belastningen som virker på delen bestemmes mer nøyaktig, og forskjellige detaljerte faktorer som påvirker arbeidsevnen til delen kan bestemmes. Bare under denne betingelsen er det mulig og nødvendig å utføre nøyaktige kontrollberegninger for noen viktige deler eller deler med komplekse former og spenningsforhold. I henhold til resultatene av kontrollen, endres strukturen og størrelsen på delene gjentatte ganger til de er fornøyde.
I hvert trinn av teknisk design har optimaliseringsdesignteknologien utviklet i løpet av de siste 30 til 40 årene i økende grad vist sin evne til å optimalisere utvalget av strukturelle parametere. Noen nye numeriske beregningsmetoder, for eksempel endelig elementmetode, kan oppnå utmerkede omtrentlige kvantitative beregningsresultater for problemer som tidligere var vanskelige å beregne kvantitativt. For et lite antall svært viktige, komplekse og kostbare deler må modelltestmetoden brukes til å designe når det er nødvendig, det vil si at modellen er produsert i henhold til de foreløpige designtegningene, og de strukturelle svake delene eller overflødige seksjoner finnes gjennom tester. Størrelse, i henhold til å styrke eller redusere for å endre den opprinnelige designen, og til slutt nå nivået av perfeksjon. Den mekaniske pålitelighetsteorien brukes i det tekniske designstadiet. Fra et pålitelighetsperspektiv kan den evaluere om de utformede delene og komponentstrukturene og deres parametere oppfyller pålitelighetskravene, og komme med forslag for å forbedre designet, og dermed forbedre designkvaliteten til maskinen ytterligere. . De ovennevnte nye designmetodene og konseptene bør brukes og fremmes i designet, slik at de kan utvikles deretter.
Etter at skissedesignet er ferdig, kan arbeidstegningen av delen utformes i henhold til grunnstørrelsen på delen som er bestemt i skissen. På dette tidspunktet er det fortsatt et stort antall strukturelle detaljer om delene som skal foredles og bestemmes. Ved utforming av arbeidstegninger er det nødvendig å fullt ut vurdere bearbeidings- og monteringsprosessen av deler, inspeksjonskravene og implementeringsmetoder for deler under og etter bearbeiding. Hvis noen detaljerte arrangementer har en verdig innvirkning på delenes arbeidsevne, er det nødvendig å gå tilbake for å kontrollere arbeidsevnen på nytt. Til slutt tegner du arbeidstegningene for alle deler unntatt standarddeler.
Tegn på nytt komponentmontasjetegningen og generell monteringstegning i henhold til strukturen og størrelsen på den ferdige delarbeidstegningen. Gjennom dette arbeidet kan dimensjons- og konstruksjonsfeil som kan være skjult i delarbeidstegningen sjekkes ut. Folk kaller dette arbeidet i daglig tale forsamling på papir. (Redaktørens merknad: Når du bruker 3D-programvaredesign, er det veldig praktisk å modifisere, så trinnene for teknisk design kan krysses, men det er uunnværlig. Selvfølgelig kan noen kontroller bruke programvarens egne funksjoner.)
(4) Sammenstilling av tekniske dokumenter
Det finnes mange typer tekniske dokumenter, og de ofte brukte inkluderer maskindesign og beregningsinstruksjoner, bruksanvisninger og standard deleliste (BOM).
Ved sammenstilling av designberegningsspesifikasjonen skal den inkludere alt avgjørende innhold av skjemavalg og teknisk utforming.
Ved kompilering av maskinens bruksanvisning for brukere, bør spekteret av ytelsesparametere, operasjonsmetoder, daglig vedlikehold og enkle reparasjonsmetoder, katalog over reservedeler osv. for maskinen introduseres for brukerne.
Andre tekniske dokumenter, som kontrollsertifikat, liste over innkjøpte deler, og akseptbetingelser etc. skal utarbeides separat etter behov.
(5) Anvendelse av datamaskin i mekanisk design
Med utviklingen av datateknologi har datamaskiner blitt mye brukt i mekanisk design, og mange høyeffektive design- og analyseprogramvare har dukket opp. Disse programvarene kan brukes til å sammenligne flere skjemaer i designstadiet, og kan nøyaktig analysere den strukturelle styrken, stivheten og de dynamiske egenskapene til forskjellige skjemaer, inkludert store og komplekse skjemaer. Samtidig er det også mulig å bygge en virtuell prototype på datamaskinen, og bruke den virtuelle prototypesimuleringen for å verifisere designet, slik at man fullt ut kan evaluere gjennomførbarheten av designet i designstadiet. Det kan sies at promotering og bruk av datateknologi i mekanisk design har og endrer prosessen med mekanisk design, og dens fordeler med å forbedre designkvalitet og effektivitet er vanskelig å forutsi.
Ovenstående introduserer kort designprosedyren til maskinen. Stort sett er det i produksjonsprosessen til maskinen mulig å endre designet på grunn av prosessårsaker når som helst. Hvis modifikasjon er nødvendig, bør visse godkjenningsprosedyrer følges (redaktørens merknad: Engineering Change, Engineering Chan
ge, EC). Etter at maskinen forlater fabrikken, bør oppfølgingsundersøkelser gjennomføres på en planlagt måte; i tillegg vil brukere også rapportere problemer til produksjons- eller designavdelingen under bruk. Basert på denne informasjonen kan designavdelingen endre eller til og med ombygge det opprinnelige designet etter analyse. Disse oppgavene, selv om de stort sett er en del av designprosessen, er et annet problemnivå. Som designer bør man ha en sterk følelse av sosialt ansvar, utvide sin visjon om arbeidet til hele prosessen med produksjon, bruk og til og med skroting, og forbedre designet gjentatte ganger, for å kontinuerlig forbedre kvaliteten på maskinen og møte bedre. produksjonens og livets behov.
scenebeskrivelse
(1) Planleggingsstadiet
Etter at prosjektoppgavene er utstedt, er planleggingsstadiet kun en forberedende fase. På dette tidspunktet er det bare en vag idé om maskinen som skal designes.
(2) Plandesignstadiet
Dette stadiet spiller en nøkkelrolle i suksessen eller fiaskoen til designet. På dette stadiet demonstrerer det også fullt ut egenskapene til flere løsninger (skjemaer) i designarbeidet.
Funksjonsanalysen til maskinen er å utføre en omfattende analyse av kravene, minimumskravene og forventede kravene til maskinfunksjonene som er foreslått i designoppgaveboken, det vil si om disse funksjonene kan realiseres, om det er motsetninger mellom flere funksjoner, og om de kan erstattes av hverandre. Til slutt bestemmes funksjonsparametrene som grunnlag for videre design. I dette trinnet bør mulige konflikter mellom behov og muligheter, idealer og virkelighet, utviklingsmål og nåværende mål håndteres forsvarlig.
Etter at funksjonsparametrene er bestemt, kan mulige løsninger foreslås, det vil si mulige løsninger kan foreslås. Når man leter etter en løsning kan det diskuteres separat etter kjøredel, girdel og utførelsesdel. Det er mer vanlig å starte diskusjonen med den operative delen først.
Når man diskuterer utførelsesdelen av maskinen, handler det først om valg av arbeidsprinsipp (red.anm.: det vil si metoden for implementering). For eksempel, når du designer en maskin for produksjon av skruer, kan arbeidsprinsippet enten være metoden for å dreie gjenger med et dreieverktøy på et sylindrisk emne, eller metoden for å rulle gjenger med en rulledyse på et sylindrisk emne. Dette presenterer to forskjellige driftsprinsipper. Arbeidsprinsippene er forskjellige, og selvfølgelig vil maskinene som er designet være fundamentalt forskjellige. Spesielt bør det understrekes at nye arbeidsprinsipper kontinuerlig må forskes på og utvikles. Dette er en viktig måte å designe teknologiutvikling på.
4
designtrinn
Før prosjekteringen starter, formuleres designoppgavene.
Når designoppgaven er mer komplisert, blir tre-trinns design generelt tatt i bruk, nemlig foreløpig design, teknisk design og arbeidstegningsdesign; når oppgaven er relativt enkel, slik som ny design av enkle maskineri, arvedesign eller variantdesign av generell maskineri, vil designet designes til dybden av teknisk design i begynnelsen, og arbeidstegningsdesignet vil bli utført etter gjennomgang, modifikasjon og godkjenning, som blir en to-trinns design.
I det foreløpige designstadiet av tre-trinns design er hovedtrinnene i designen: å bestemme arbeidsprinsippet og den grunnleggende strukturelle typen, bevegelsesdesign, designe hoveddeler og komponenter, tegne en foreløpig generell tegning og gjennomgå den foreløpige designen.
I det tekniske designstadiet er hovedtrinnene: modifisere designet i henhold til vurderingens vurderinger, designe alle deler og komponenter, tegne en ny generell tegning og gjennomgå den tekniske designen.
I stadiet med arbeidstegningsdesign, modifiser designet i henhold til vurderingens meninger, tegn alle arbeidstegninger og formuler alle tekniske dokumenter. For batch- eller masseproduserte produkter kreves også ferdig design.
I hvert trinn av designet er det mulig å finne at noen avgjørelser i de foregående trinnene er urimelige, noe som krever at man vender tilbake til forrige trinn, reviderer de urimelige avgjørelsene og gjør det påfølgende designarbeidet på nytt.
(1) Formuler designoppgaver
Dette er det foreløpige arbeidet med designet. Designoppgaver er basert på brukerordrer, markedsbehov og nye vitenskapelige forskningsresultater. Designavdelingen bruker ulike teknologier og markedsintelligens, legger opp mulige planer, sammenligner deres fordeler og ulemper, diskuterer med forretningsavdelingen og brukerne og formulerer fornuftige designoppgavemål. Dette er spesielt viktig for nye design. Feil i oppdragsmålene vil resultere i alvorlige økonomiske tap og til og med total fiasko.
(2) Bestem arbeidsprinsippet og grunnleggende strukturtype
Hvis designoppgaven ikke er klart definert, er det første trinnet i designet å bestemme den overordnede planen, det vil si å bestemme arbeidsprinsippet som skal brukes og den tilsvarende konstruksjonstypen.
For å designe en marin dieselmotor med høy effekt, er det først nødvendig å bestemme om det skal brukes en totakts, dobbeltvirkende, krysshode, lavhastighets dieselmotor eller en firetakts, enkeltvirkende, middels -hastighets dieselmotor.
Et annet eksempel er knusemaskineriet designet for grovknusing av stein. Først må det avgjøres om det skal brukes en kjeve- eller rotorknuser med ekstrudering og bøying som hovedknusing, eller en slagknuser med én rotor eller dobbeltrotor med slag som hovedaksjon.
(3) Bevegelsesdesign
Etter at den overordnede planen for designet er bestemt, er det nødvendig å bruke kunnskapen om mekanismen for å velge riktig mekanisme for å oppnå den nødvendige bevegelsesplanen. Den ovenfor nevnte kjeveknuseren er avhengig av svingingen av dens bevegelige kjeve for å knuse steinen som kommer inn i knusehulen ved å klemme, bøye og splitte, mens svingingen av den bevegelige kjeven kan være en enkel svinging av en dobbel vippemekanisme eller en kompleks svingning av en enkelt vippemekanisme. I nye design kan det være nødvendig å syntetisere en ny mekanisme for å oppnå det nødvendige bevegelsesskjemaet, som ofte er en vanskelig oppgave. Derfor prøver designere generelt å bruke bevegelsesskjemaene foreslått av eksisterende og modne mekanismer.
(4) Konstruksjonsdesign og foreløpig generaltegning
Etter bevegelsesdesignet starter designeren den strukturelle designen, beregner kraften, styrken, formen, størrelsen og vekten til hoveddelene av maskinen, og tegner skisser av hoveddelene og komponentene. På dette tidspunktet, hvis det viser seg at den opprinnelig valgte strukturen ikke er gjennomførbar, må strukturen justeres eller modifiseres. Det bør også tas hensyn til muligheten for overoppheting, overdreven slitasje eller vibrasjoner.
I dette trinnet vil designeren finne motsetninger i form, størrelse, proporsjoner osv. av hver del ved å tegne en skisse. Å styrke eller forbedre ett aspekt kan svekke eller forverre et annet. På dette tidspunktet er det nødvendig å veie viktigheten og koordinere for å oppnå den beste helhetlige effekten. (Redaktørens merknad: Essensen av design er prosessen med å hele tiden veie valg). Etter at skissen er revidert gjentatte ganger og anses i utgangspunktet tilfredsstillende, kan foreløpig hovedtegning og estimert kostnad (kostnadsoverslag) tegnes. Den foreløpige generelle tegningen er tegnet strengt i målestokk, og tilstrekkelige visninger og snitt er valgt.
(5) Foreløpig gjennomgang
Etter at den foreløpige generelle tegningen er tegnet, er det nødvendig å invitere erfarne design-, produksjons- og brukerpersonell av denne typen maskiner, samt representanter for brukeren eller betrodd designenhet til å gjennomføre en foreløpig gjennomgang. Hvis gjennomgangsresultatene indikerer at designet ikke er anvendelig (som for mye vekt og volum, for høye kostnader, tvil om påliteligheten til strukturen osv.), må bevegelsesdesignet redesignes, eller til og med erstattes med andre arbeidsprinsipper og grunnleggende strukturelle typer. I de fleste tilfeller er det gjort noen forbedringer i designet.
(6) Teknisk design
I følge de foreløpige vurderingskommentarene er designet modifisert og alle deler og monteringstegninger er tegnet. Utfør nøyaktig spenningsanalyse på hoveddelene og komponentene, korriger formen, størrelsen og andre detaljer på delene i henhold til analyseresultatene, og spesifiser materialet og varmebehandlingen. Bestem maskineringsnøyaktigheten til deler og monteringsbetingelsene for komponenter og sluttmonteringer. Komplett smøredesign, elektrisk design (drift og kontroll). Den generelle tegningen er tegnet på nytt, og noen viktige og masseproduserte maskiner må noen ganger lage modeller. Send inn det ferdige tekniske designet for en ny gjennomgang.
(7) Tegn arbeidsdiagram
de
Etter at den endelige modifikasjonen er gjort i henhold til meningene fra den andre gjennomgangen, kan formelle deltegninger, komponentmonteringstegninger og generelle monteringstegninger tegnes, og tekniske dokumenter som deleliste, liste over sårbare deler og brukerveiledning kan utarbeides. Personen som er ansvarlig for konstruksjonen bør være oppmerksom på å koordinere dimensjonene mellom delene, kontrollere toleransetilpasningen mellom koblingsdelene og gjennomgå styrken og stivheten til enkelte deler.
Etter at deltegningen er ferdig, startes tegningssjekken, som er en svært viktig jobb. Nøye korrekturlese tegninger kan sikre jevn montering etter bearbeiding. Den mest pålitelige korrekturmetoden er å tegne en generalforsamlingstegning på nytt basert på den tegnede deltegningen (red.anm.: tegn de designede delene i datamaskinen i henhold til monteringskoblingsmetoden for å tegne generalforsamlingen igjen), og alle motsetninger vil vises.
To oppgaver må utføres mens du tegner deltegningen: den ene er den tekniske gjennomgangen for å gjøre delene enkle å behandle og redusere produksjonskostnadene; den andre er standardgjennomgangen for å få strukturelle elementer, dimensjoner, toleransetilpasning, varmebehandlingstekniske forhold, standarder og generelle deler av delene til å oppfylle kravene i standarden.
(8) Prøveproduksjon og ferdig design
For enkelt- eller liten-batch produksjon av maskiner, kan designtegningene ferdigstilt gjennom trinnene ovenfor settes i formell produksjon. For maskiner produsert i partier eller i store mengder skal prototyper prøveproduseres før formell produksjon, og funksjonstester og taksering skal utføres. Etter bestått vil batchprøveproduksjon utføres i henhold til masseproduksjonsprosessen. Problemer som oppstår under batchprøveproduksjon kan kreve tilsvarende modifikasjoner av designet før det kan bli et ferdig design som kan brukes i formell produksjon.
5
Begrensninger (designkriterier)
Utformingen av mekaniske deler har mange begrensninger, og designkriteriene er begrensningene som designet skal oppfylle.
(1) Tekniske ytelseskriterier
Teknisk ytelse inkluderer all ytelse inkludert produktfunksjon, produksjon og driftsforhold, og refererer til både statisk ytelse og dynamisk ytelse. For eksempel kraft, effektivitet, levetid, styrke, stivhet, friksjonsmotstand, slitestyrke, vibrasjonsstabilitet og termiske egenskaper som produktet kan overføre.
Det tekniske ytelseskriteriet innebærer at den aktuelle tekniske ytelsen skal oppfylle de spesifiserte kravene. For eksempel vil vibrasjoner generere ytterligere dynamisk belastning og variabel belastning, spesielt når frekvensen er nær den naturlige frekvensen til det mekaniske systemet eller delene, vil det oppstå resonans, og amplituden vil øke kraftig, noe som kan føre til rask skade på deler eller deler. til og med hele systemet. Vibrasjonsstabilitetskriteriet er å begrense de relevante vibrasjonsparametrene til det mekaniske systemet eller delene, slik som egenfrekvens, amplitude, støy, etc., innenfor det spesifiserte tillatte området. Et annet eksempel er varmen som genereres når maskinen jobber, som kan forårsake termisk stress, termisk belastning og til og med termisk skade. Kriteriet for termiske egenskaper er å begrense ulike relaterte termiske parametere (som termisk spenning, termisk belastning, temperaturøkning osv.) innenfor det spesifiserte området.
(2) Standardiseringskriterier
Hovedstandardene knyttet til design av mekaniske produkter er omtrent som følger:
Konseptstandardisering: termer, symboler, måleenheter osv. involvert i designprosessen skal oppfylle standardene;
Standardisering av fysisk form: Den strukturelle formen, størrelsen, ytelsen osv. til deler, råvarer, utstyr og energikilder bør velges i henhold til enhetlige forskrifter.
Metodestandardisering: operasjonsmetoder, målemetoder, testmetoder osv. bør implementeres i samsvar med tilsvarende forskrifter.
Standardiseringskriteriet innebærer at all atferd i hele designprosessen må oppfylle de ovennevnte standardiseringskravene. De publiserte standardene knyttet til design av mekaniske deler kan deles inn i tre nivåer: nasjonale standarder, industristandarder og bedriftsstandarder når det gjelder anvendelsesomfang. Når det gjelder obligatorisk bruk, kan den deles inn i obligatorisk og anbefalt.
(3) Pålitelighetskriterier
Pålitelighet: Sannsynligheten for at et produkt eller en komponent kan fullføre den angitte funksjonen innenfor forventet levetid under spesifiserte bruksforhold. Pålitelighetskriteriet innebærer at det konstruerte produktet, komponenten eller delen skal oppfylle spesifiserte pålitelighetskrav.
(4) Sikkerhetsretningslinjer
Maskinsikkerhet inkluderer:
Delesikkerhet: refererer til det faktum at delene ikke oppstår som brudd, overdreven deformasjon, overdreven slitasje og tap av stabilitet under spesifisert ytre belastning og innenfor spesifisert tid.
Sikkerheten til hele maskinen: refererer til kravet om at maskinen garanterer at det ikke vil oppstå feil under de angitte forholdene og at de generelle funksjonene kan realiseres normalt.
Arbeidssikkerhet: refererer til beskyttelse av operatører, sikring av personlig sikkerhet og fysisk og mental helse, etc.
Miljøsikkerhet: refererer til ikke-forurensning og skade på miljøet og mennesker rundt maskinen.
6
designmetodikk
Hensikten med designmetodikk er å løfte designtenkning til en rasjonell prosess, slik at design kan utføres etter en viss logikk, slik at flere designere kan lage gode design. Det inkluderer vanligvis følgende innhold:
(1) Del designstadiene i veldig fine trinn, og gjør hvert trinn til en tankeaktivitet med regler å følge og bevis å følge.
(2) Lagre vellykkede eller gode design og etablere en designdatabase for referanse eller bruk i fremtidige design.
(3) Introduser konseptet og metoden for verditeknikk i prosjekteringsarbeidet, og balanser funksjonen og kostnadene til motsigelsen i designet for å oppnå en god brukseffekt.
(4) Bruk kunnskapen om nye disipliner som tribologi, vibrasjon, bruddmekanikk, endelig elementmetode, pålitelighetsdesign, optimaliseringsdesign, systemteknikk og ergonomi i designet for å forbedre den vitenskapelige karakteren til designet og redusere blindhet.
(5) Utvide omfanget av designarbeidet, utvide frem til markedsprognose og bakover til ettersalgsservice.
(6) Bruk datastøttet design for å redusere designarbeid, forbedre designhastighet og designkvalitet.
7
Outlook
I fremtiden vil mekanisk design trenge inn i bransjer som halvlederproduksjon, bioteknologi, nanoteknologi og robotikk. Mens den gir bidrag til sosial utvikling, vil den fortsette å forbedre seg selv og innovere teorien ytterligere.
(1) Å realisere systematisering ytterligere
Det vil si at fra et systemsynspunkt betraktes det mekaniske produktet som et system eller en helhet, og er avhengig av datateknologi for å realisere koordineringen mellom menneske, maskin og miljø. Spesifikt dekomponerer det det totale systemet i flere delsystemer, tar i bruk ulike moderne designteorier og metoder, og forfølger systemoptimalisering som målet for å koordinere design og matching av hvert delsystem.
(2) Utdype intelligent design
Med fremskritt og utvikling av vitenskap og teknologi, bør flere og flere intelligensfaktorer vurderes i design. En stor mengde designinnhold kan beskrives ved å etablere modeller for å beskrive oppførselen til ulike arbeidsforhold til mekaniske produkter, og løsning av modellene kan forutsi ytelsen til produktet, rasjonaliteten og optimaliteten til designet. For eksempel har intelligente beslutningssystemer for ulike kjøretøyytelsesevalueringer, girkassedesignekspertsystemer og feildiagnosesystemer blitt brukt i utviklingen og designen av nye kjøretøy.
(3) Vær mer oppmerksom på grønn tenkning
Grønn designteknologi er en teknologi for å designe produkter i deres livssyklus i henhold til kravene til miljøvern, høyeste ressursutnyttelse og laveste energiforbruk. Designere er pålagt å vurdere miljøegenskapene og grunnleggende egenskaper til produkter fra hele syklusen, og alltid basere sine design på folks fysiske og mentale helse og miljøvern. Samtidig kreves det at de designet produktene er resirkulerbare og forårsaker minimal skade på miljøet.
8
moderne designmetode
1. Profesjonelt og moderne
Dataprogramvare utviklet i fellesskap av mekanisk design og datafagfolk kan reflektere og beskrive ulike skade-, feil- og ødeleggelsesmekanismer for mekaniske produkter under faktiske arbeidsforhold. Den kan kvantitativt analysere og beregne den dynamiske oppførselen til mekaniske deler og maskineri, og danne et fast designprogram. Dette er en profesjonell moderne designmetode, som vibrasjonsanalyse og design, tribologidesign, termodynamisk varmeoverføringsdesign, styrke, stivhetsdesign, temperaturfeltanalyse osv. Disse programvarene er alle utviklet på grunnlag av tradisjonelle designmetoder og ved hjelp av datateknologi . For eksempel: bruk av Pro/M-programvare for å analysere de dynamiske egenskapene til mekaniske enheter, og bruk av ANSYS-programvare for å analysere stress er gode eksempler i denne forbindelse, og legger grunnlaget for nøyaktig å bedømme enhetens pålitelighet og velge designparametere.
2. Universal Modern
For å møte de høye kravene til mekanisk produktytelse, er datateknologi mye brukt i mekanisk design for støttet design og systemanalyse, som er en vanlig moderne designmetode. Vanlige metoder inkluderer optimalisering, finite element, pålitelighet, simulering, ekspertsystemer og CAD. Disse metodene er ikke bare for forskning på mekaniske produkter, men har også sine egne vitenskapelige teorier og metoder.
1) Optimalisert design
Mekanisk optimaliseringsdesign er transplantasjon og anvendelse av optimaliseringsteknologi innen mekanisk design. Dens grunnleggende idé er basert på teorien om mekanisk design.
