皇冠手机管理端:你真的了解机械设计吗？一文了解机械设计要素与趋势

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机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。

机械设计的努力目标是：在各种限定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。

优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。

过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。

01

设计分类

机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。

1、新型设计

应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械。

2、继承设计

根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。

3、变型设计

为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。

02

主要流程

1、根据客户需求、市场需要和新科研成果制定设计任务。

2、初步设计。包括确定机械的工作原理和基本结构形式，进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。

3、技术设计。包括修改设计（根据初审意见）、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。

4、工作图设计。包括最后的修改（根据二审意见）、绘制全部工作图（如零件图、部件装配图和总装配图等）、制定全部技术文件（如零件表、易损件清单、使用说明等）。

5、定型设计。用于成批或大量生产的机械。对于某些设计任务比较简单（如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计等）的机械设计可省去初步设计程序。

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机械设备设计要素

机械设备的设计要素任何一种产品都要有一定的价值和使用价值。作为机械设备也不例外。在装备制造机械工业中的大多数设备是单件小批量生产和制造的。和通用机械设备和汽车工业相对比有着很大的区别。所以在装备制造机械工业的产品的设计工作就显得要特殊和重要。要体现出一种产品的价值和使用价值必须从产品的设计阶段开始来保证产品的功能、参数和质量。对大多数机械产品的设计从本质上来讲重点为以下几个方面：

1、设备的基本功能和主要功能的实现方法，满足功能要求；

2、设备的主要参数的实现，满足某种功能下的量化的参数要求；

3、设备的主体机构的构成或组成，满足机构需要的运动，位移，动力，温度，流量或压力的要求；

4、设备主体结构的构成和组成，满足强度、刚度等的要求；

5、设备的运行的安全性能和环保性能，减少对人身或人体的危害；

6、设备的可靠性，设备的耐用性和持久性；

7、设备的外观设计和设备的造型，从美学和美观的角度出发；

8、设备的制造成本和运营成本，减少制造成本和降低设备价格，减少运营成本降低使用者的使用成本；

9、 设备的制造工艺性，制造的方式方法和手段，同制造工艺联系起来改进和提高设计；

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10、设备的使用寿命，设备的耐用性和持久性；

11、必要的设计计算手段，如高精度的计算方法；

12、必要的实验和试验手段，为产品的试制和试验建立第一手数据；

13、操作和使用符合人体工程学的要求 ；

14、设备设计完成后的调试、试运转，产品设计完成后的总结和提高；

15、严格的设计综合质量控制和管理，规范的运作过程；

16、设计过程严格的检验审查过程；

17、必要和正常的设计周期和时间；

18、经常进行设计队伍的技术培训和合理的设计队伍的构成。

通常以上各个方面基本包括的设计工作的主要方面和主要内容。这些内容虽然列举起来内容并不多，但在实际工作中的内容是巨大的和极其烦琐的。

04

机械设备外观设计的基本要求

机械设备外观设计应满足产品的功能要求，充分体现功能合理性、舒适性、环境适应性和精致形式的物质和精神功能要求。设计时应综合考虑形式的结构、材料、工艺等条件在此基础上，设计出一款具有时代感的好产品。那么，机械设备外观设计的基本要求包括哪几个方面呢？

安全性要求：机械设备的设计必须保证其安全性，包括防止误操作、防止过度使用、防止产生负面影响等方面的要求。

有效性要求：机械设备的设计必须确保其有效性，包括设计合理、材料可靠、制造工艺精良、临床效果显著等方面的要求。

合法性要求：机械设备的设计必须符合相关法律法规的要求，包括医疗器械的安全性、有效性、合法性等方面的要求。

可靠性要求：机械设备的设计必须保证其可靠性，包括结构设计合理、材料选择可靠、制造工艺精良、使用寿命长等方面的要求。

美观性要求：机械设备的设计必须符合美观性的要求，包括外观设计美观、色彩搭配合理、材料选择环保等方面的要求。

总之，机械设备外观设计的基本要求是确保机械设备的安全性、有效性和合法性，同时符合美观性的要求。

05

展望

将来机械设计学必将渗透到半导体制造、生物工程、纳米技术和机器人等行业中去，在对社会发展做出贡献的同时，不断完善自己，使理论进一步创新。

（1）进一步实现系统性。

即从系统观点入手，把机械产品看作一个系统或整体，依赖计算机技术，实现人、机、环境和相互协调。具体来说，是把总系统分解为若干个子系统，采用各种现代设计理论和方法，追求系统优化为目标协调各子系统的设计和匹配。

（2）深化智能化设计。

随着科技的进步和发展，设计要越来越多地考虑智能的因素。大量设计内容都可通过建立模型，来描述机械产品的各种工况行为，对模型求解可预测产品的性能、设计的合理性和最优性。例如，各类车辆性能评价的智能决策系统，齿轮箱设计专家系统，故障诊断系统等已应用在新车的开发设计中。

（3）更加注重绿色思想。

绿色设计技术是对产品在其生命周期中，按符合环境保护、资源利用率最高、能源消耗最低的要求进行设计的技术。要求设计者从全周期考虑产品的环境属性和基本属性，在设计时始终立足于人的身心健康、环境保护等，同时要求所设计的产品具有可回收利用性，对环境的损害最小。

最后

机械设计的工作是一项十分艰苦有细致的工作，每一笔蓝图的线条和数据与产品的功能、性能和产品商务联系在一起，它不同于普通的教学和科研，来不得半点的差错。如果完成一项优秀的产品设计既要有合理的设计组织，也必须有个人的勤奋，扎实的技术知识和基础理论，以及丰富的制造和现场的实践经验。

机械产品的设计过程是一个循序渐进的过程，也是一个不断完善的过程。通过一个又一个设计而不断地提高设计质量和设计水平，使之达到更加完美的设计。

来源：海象工业设计，机械设计资源分享，机械社区

注：文章内的所有配图皆为网络转载图片，侵权即删！

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