趙雪 劉柱軍

摘 要：文章就機械設(shè)計的流程以及設(shè)計中應(yīng)注意的若干問題進行了說明，并對設(shè)計人員在處理這些問題時提出了具體要求。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；設(shè)計；流程

引言

現(xiàn)今，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，科技水平的提高，原來的一些機械設(shè)備已經(jīng)不能達到加工生產(chǎn)的需要了，這就需要我們開發(fā)新的機械設(shè)備。機械設(shè)備無論是在加工制造行業(yè)，或是科研生產(chǎn)都是十分重要的，因此新的機械設(shè)備的設(shè)計開發(fā)工作十分重要，文章將就設(shè)備研發(fā)中的一些問題進行闡述。

1 計劃階段

在計劃階段中，應(yīng)對所設(shè)計的機器需求情況做充分的調(diào)查研究和分析，通過分析，進一步明確機器所應(yīng)具有的功能，并提出所具有的約束條件，明確設(shè)計任務(wù)的全面要求和細節(jié)，做出設(shè)計任務(wù)書。設(shè)計任務(wù)書大體上應(yīng)該包括：機器的功能，經(jīng)濟性及環(huán)保性的估計，制造要求方面的大致估計，基本使用要求，以及完成設(shè)計任務(wù)的預計期限等。

2 方案設(shè)計階段

這一階段對設(shè)計的成敗其關(guān)鍵的作用。首先要進行機器功能的分析，就是要對設(shè)計任務(wù)書提出的機器功能中必須達到的要求、最低要求及希望達到的要求進行綜合分析，即這些功能能否實現(xiàn)、功能之間是否有矛盾，相互間能否替代等。最后確定出功能參數(shù)，作為進一步設(shè)計的依據(jù)。確定出功能參數(shù)后，即可提出可能的解決辦法，亦即提出可能采用的方案。尋求方案時，常用的辦法是先從執(zhí)行部分開始討論。討論設(shè)備的執(zhí)行部分時，首先是關(guān)于工作原理的選擇問題（必須不斷研究和發(fā)展新的工作原理）。根據(jù)不同的工作原理，可以擬定多種不同的執(zhí)行機構(gòu)的具體方案。原動機部分的方案當然也可以有多種選擇?，F(xiàn)在大部分的機械都優(yōu)先選用電動機作為原動機。傳動部分的方案就復雜多樣了，在如此眾多的方案中，技術(shù)上可行的僅用幾個，對這幾個可行的方案，要從技術(shù)方面和經(jīng)濟環(huán)保等方面進行綜合評價，從經(jīng)濟性進行評價時，既要考慮到設(shè)計及制造時的經(jīng)濟性，也要考慮到使用時的經(jīng)濟性。進行機器評價時，還必須對設(shè)備的可靠性進行分析，要把可靠性作為一項評價的指標。從可靠性的觀點來看，盲目的追求復雜的結(jié)構(gòu)往往是不明智的，設(shè)備越復雜，發(fā)生故障的可能性就越高。環(huán)境保護也是設(shè)計中必須認真考慮的重要方面。通過方案評價，最后進行決策，確定一個據(jù)以進行下步技術(shù)設(shè)計的原理圖或機構(gòu)運動簡圖。在方案設(shè)計階段，要正確處理好借鑒和創(chuàng)新的關(guān)系。同類機器成功的先例應(yīng)當借鑒，原先薄弱的環(huán)節(jié)及不符合現(xiàn)用任務(wù)要求的部分應(yīng)當加以改進或根本改變。應(yīng)當把握好積極創(chuàng)新和對原先合理經(jīng)驗的平衡。

3 技術(shù)設(shè)計階段

技術(shù)設(shè)計階段的目標是產(chǎn)生總裝配草圖及部件裝配草圖。通過草圖設(shè)計確定出各部件及零件的外形和基本尺寸，包括各部件之間的連接，零部件的外形及基本尺寸。最后繪制零件的工作圖，部件裝配圖和總裝圖。

為了確定主要零件的基本尺寸，必須做以下工作：

（1）設(shè)備的運動學設(shè)計。根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案，確定原動件的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）。然后做運動學計算，從而確定個運動構(gòu)件的運動參數(shù)（轉(zhuǎn)速、速度、加速度等）。

（2）設(shè)備的動力學設(shè)計，結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)及運動參數(shù)，計算各組要零件所受載荷的大小及特性。

（3）零件的工作能力設(shè)計。已知主要零件所受的公稱載荷的大小和特性，即可做零部件的初步設(shè)計。設(shè)計所依據(jù)的工作能力準則，須參照零部件的一般失效情況、工作特性、環(huán)境條件等合理的擬定，一般有強度、剛度、壽命準則等。通過計算或類比，即可決定零部件的基本尺寸。

（4）部件裝配草圖及總裝配草圖的設(shè)計。根據(jù)已定出的主要零部件的基本尺寸，設(shè)計出部件裝配草圖及總裝配草圖。草圖上需對所有的零件的外形及尺寸進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計。

（5）主要零件的校核。有一些零件在上述第（3）步中由于具體的結(jié)構(gòu)未定，難于進行詳細的工作能力計算，所以只能做初步計算及設(shè)計。在繪出部件裝配草圖及總裝配草圖后，所有零件的結(jié)構(gòu)及尺寸均為已知，相互鄰接的零件之間的冠以也為已知。只有在此時，才可以較為精確定出作用在零件上的載荷，決定影響零件工作能力的各個細節(jié)因素。只有在此條下，才有可能并且必須對一些重要的外形及受力情況復雜的零件進行精確的校核計算。并根據(jù)校核結(jié)果反復修改零件的結(jié)構(gòu)及尺寸。知道滿意為止。

4 加工、安裝和調(diào)試

當技術(shù)設(shè)計階段完成后，就進入了零件的加工制造環(huán)節(jié)，在進入加工前，要與加工企業(yè)做技術(shù)交底，對一些存在的問題進行討論，確保加工制造要按照設(shè)計意圖來執(zhí)行，加工出合適的零部件。

4.1 零件加工

在將設(shè)計圖紙送交給加工企業(yè)并就圖紙進行了技術(shù)交底后，設(shè)計人員要經(jīng)常與加工企業(yè)進行保持聯(lián)系，就加工進度保持關(guān)注同時注意解決加工中出現(xiàn)的一些問題，同時對這些問題做好詳細記錄，以備以后使用。

4.2 設(shè)備組裝調(diào)試

在零部件加工完成后，就計入了組裝環(huán)節(jié)，設(shè)計人員應(yīng)到現(xiàn)場指導按照，使其能夠按照設(shè)計的意圖安裝，保證安裝環(huán)節(jié)不出現(xiàn)問題。安裝完成后，就進入了調(diào)試階段，調(diào)試是看設(shè)備安裝是否到位，看機器是否正常運轉(zhuǎn)，同時對機器進行最優(yōu)化調(diào)整，使其能夠在穩(wěn)定、高效的狀態(tài)下工作。

4.3 機械設(shè)備的驗收

在機器設(shè)備安裝調(diào)試完成后，應(yīng)組織相關(guān)人員對機器進行驗收，看機械設(shè)備是否能達到設(shè)計的設(shè)計性能。

4.4 設(shè)備的試生產(chǎn)

在機械設(shè)備安裝、調(diào)試完成后，應(yīng)該及時組織人員進行試生產(chǎn)，看看功能和產(chǎn)量是否能夠達到設(shè)計預期，如果達到了預期，就可以投入使用，如果未達到預期，應(yīng)該原因進行查找，找到原因后，找出解決辦法，同時就設(shè)計不合理的地方進行調(diào)整，調(diào)整后繼續(xù)進行試生產(chǎn)，指導設(shè)備能夠滿足要求。

4.5 設(shè)備投入使用

設(shè)備經(jīng)過試生產(chǎn)合格后，設(shè)計人員就設(shè)備的械設(shè)備操作、工藝、維護的相關(guān)資料和圖紙整理成冊，而后將其交付給使用部門，同時應(yīng)對設(shè)備的操作人員進行必要的培訓，使其能夠按照使用手冊來規(guī)范的操作設(shè)備，此后，機械設(shè)備方能投入使用。

5 對設(shè)計研發(fā)過程中需要注意的問題進行分析

5.1 研制階段需要注意的問題

在這個階段，設(shè)備加工制造的好壞，直接關(guān)系到設(shè)備的性能是否達到設(shè)計的預期。在這個階段，設(shè)計者應(yīng)時常與加工單位進行溝通，確定合理的加工工藝，保證能夠按照圖紙設(shè)計要求來加工制造，同時要與加工人員進行討論，取得加工單位的加工能力，有了問題及時調(diào)整，確保加工順利進行。

5.2 安裝調(diào)試階段需要注意的問題

在前期設(shè)計、加工制造完成后，設(shè)備的安裝調(diào)試是影響設(shè)備性能的最后環(huán)節(jié)，這個階段的好與壞也是十分重要的。在這個階段，設(shè)計人員要來到現(xiàn)場對設(shè)備的安裝進行指導，對于安裝過程中出現(xiàn)的問題及時解決，同時及時記錄這些問題進行分析，從中查找改進的方法，確保下回設(shè)計中不會出現(xiàn)類似的問題。在安裝、調(diào)試階段完成后，將進行試生產(chǎn)，看看功能和產(chǎn)量是否能夠達到設(shè)計預期，如果達到了預期，就可以投入使用，如果未達到預期，應(yīng)該原因進行查找，找到原因后，找出解決辦法，同時就設(shè)計不合理的地方進行調(diào)整，調(diào)整后繼續(xù)進行試生產(chǎn)，指導設(shè)備能夠滿足要求。設(shè)備經(jīng)過試生產(chǎn)合格后，設(shè)計人員就設(shè)備的械設(shè)備操作、工藝、維護的相關(guān)資料和圖紙整理成冊，而后將其交付給使用部門，同時應(yīng)對設(shè)備的操作人員進行必要的培訓，使其能夠按照使用手冊來規(guī)范的操作設(shè)備，此后，機械設(shè)備方能投入使用。

6 結(jié)束語

文章機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的流程進行了說明，并就整個流程中應(yīng)該注意的一些問題進行了闡述。設(shè)計過程中應(yīng)注意這些問題，設(shè)計出更好的機械設(shè)備。

參考文獻

[1]濮良貴.機械設(shè)計[M].高等教育出版社，2010.