02.29 機械結構設計過程中應重點考慮哪些方面?

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機械設計是機械工程的重要組成部分,是機械生產的第一步,是決定機械性能的最主要的因素。機械結構設計更是機械產品設計工作的重中之重。而不同類型的機械結構設計中,通常是確定完成既定功能零部件的形狀、尺寸和佈局。機械結構設計的過程是從內到外、從重要到次要、從局部到總體、從粗略到精細,權衡利弊,反覆檢查,逐步改進。那麼,做好機械結構設計需要考慮哪些問題呢?

1、理清主次、統籌兼顧。明確待設計結構件的主要任務和限制,將實現其目的的功能分解成幾個功能。然後從實現機器主要功能(指機器中對實現能量或物料轉換起關鍵作用的基本功能)的零部件入手,通常先從實現功能的結構表面開始,考慮與其他相關零件的相互位置、聯結關係,逐漸同其它表面一起連接成一個零件,再將這個零件與其它零件聯結成部件,最終組合成實現主要功能的機器。再確定次要的、補充或支持主要部件的部件,如:密封、潤滑及維護保養等。

機械結構設計

2、在分析確定結構的同時,粗略估算結構件的主要尺寸並按一定的比例,通過繪製草圖,初定零部件的結構。圖中應表示出零部件的基本形狀,主要尺寸,運動構件的極限位置,空間限制,安裝尺寸等。同時結構設計中要充分注意標準件、常用件和通用件的應用,以減少設計與製造的工作量。

3、對初定的結構進行綜合分析,確定最後的結構方案。綜合過程是指找出實現功能 目的各種可供選擇的結構的所有工作。分析過程則是評價、比較並最終確定結構的工作。可通過改變工作面的大小、方位、數量及構件材料、表面特性、連接方式,系統地產生新方案。另外,綜合分析的思維特點更多的是以直覺方式進行的,即不是以系統的方式進行的。人的感覺和直覺不是無道理的,多年在生活、生產中積累的經驗不自覺地產生了各種各樣的判斷能力,這種感覺和直覺在設計中起著較大的作用。

4、機械結構設計的計算與改進。對承載零部件的結構進行載荷分析,必要時計算其承載 強度、剛度、耐磨性等內容。並通過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求,對結構進行改進。在實際的機械結構設計中,設計者應對設計內容進行想象和模擬,頭腦中要從各種角度考慮問題,想象可能發生的問題,這種假象的深度和廣度對結構設計的質量起著十分重要的作用。

5、機械結構設計的完善。按技術、經濟和社會指標不斷完善,尋找所選方案中的缺陷和薄弱環節,對照各種要求和限制,反覆改進。考慮零部件的通用化、標準化,減少零部件的品種,降低生產成本。在結構草圖中注出標準件和外購件。重視安全與勞保(即勞動條件:操作、觀察、調整是否方便省力、發生故障時是否易於排查、噪音等),對結構進行完善。

6、形狀的平衡與美觀。要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時造成材 料或機構的浪費。出現慣性力時會失去平衡,很小的外部干擾力作用就可能失穩,抗應力集中和疲勞的性能也弱。


小亮1576


機械設計與製造是機械工程的重要組成部分,是機械生產的第一步,是決定機械性能的最主要的因素。機械設計的努力目標是:在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出最好的機械,即做出優化設計。

優化設計需要綜合地考慮許多要求,一般有:最好工作性能、最低製造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環境汙染。這些要求常是互相矛盾的,而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。

設計者的任務是按具體情況權衡輕重,統籌兼顧,使設計的機械有最優的綜合技術經濟效果。過去,設計的優化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統分析等新學科的發展,製造和使用的技術經濟數據資料的積累,以及計算機的推廣應用,優化逐漸捨棄主觀判斷而依靠科學計算。

機械設計製造及其自動化專業涉及機械行業中的設計製造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等諸多的方向,是社會需求很大的一個行業。具體研究的內容有,開發低公害汽車發動機、提供機械性能的鋁合金和形狀記憶合金的新材料、研究提高汽車渦輪增壓發動機性能與開發減震降噪的機械等許多課題。隨著我國現代化建設的需要,在航天、造船、採礦等工業領域的發展,機械製造和自動化更加需要長足的發展,並且存在極大的發展空間。


專業設計箱包拉鍊


1. 首先,題主提出的問題不夠具體,應針對機械工程行業應用:

例如

1.1 研發類產品結構設計(鑄件、模具、機架類結構件);

1.2 非標類機械結構設計(線體、動力機構、機械夾具);

1.3 鈑金類產品結構設計 (電腦主機箱體、數控機床、機構切割機外殼);

1.4 電子、3C產品 (數碼相機外殼結構、手錶結構設計);

1.5 複雜動力學設備 (飛機流線設計、汽車框架、底盤設計);

2. 本人從事機械方面設計研發工作,以下針對機械設計方面的結構進行回答

2.1 機械類設計工程師負責機械加工類、家電類、工具類產品的結構設計;

2.2 外部、內部結構及工裝設計,使產品符合可靠性、可生產性、可維修性和成本的要求;

2.3 根據市場、生產的需要,對產品的設計提出改進方案並及時執行;

3. 機械結構設計的任務

 機械結構設計的任務是在總體設計的基礎上,根據所確定的原理方案,確定並繪出具體的結構圖,以體現所要求的功能。是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件,具體內容為在確定結構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面狀況的同時,還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關係等問題。所以,結構設計的直接產物雖是技術圖紙,但結構設計工作不是簡單的機械製圖,圖紙只是表達設計方案的語言,綜合技術的具體化是結構設計的基本內容。

4. 機械結構設計特點

 機械結構設計的主要特點有:(1)它是集思考、繪圖、計算(有時進行必要的實驗)於一體的設計過程,是機械設計中涉及的問題最多、最具體、工作量最大的工作階段,在整個機械設計過程中,平均約80%的時間用於結構設計,對機械設計的成敗起著舉足輕重的作用。(2)機械結構設計問題的多解性,即滿足同一設計要求的機械結構並不是唯一的。(3)機械結構設計階段是一個很活躍的設計環節,常常需反覆交叉的進行。為此,在進行機械結構設計時,必須瞭解從機器的整體出發對機械結構的基本要求

三 機械結構件的結構要素和設計方法

5.結構件的幾何要素

機械結構的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關係實現的。零部件的幾何形狀由它的表面所構成,一個零件通常有多個表面,在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸,把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯結部分稱為聯接表面。 

零件的功能表面是決定機械功能的重要因素,功能表面的設計是零部件結構設計的核心問題。描述功能表面的主要幾何參數有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數量、位置、順序等。通過對功能表面的變異設計,可以得到為實現同一技術功能的多種結構方案。

6.結構件之間的聯接

在機器或機械中,任何零件都不是孤立存在的。因此在結構設計中除了研究零件本身的功能和其它特徵外,還必須研究零件之間的相互關係。 


蝸牛先森e


機械結構設計,按字面意思區分為機械結構和機械設計,機械設計包含設計方案ID(與機械結構交叉),設計選材,設計繪圖,設計尺寸及公差等,機械結構包含結構ID,結構方案,結構力學,結構性能,DFEM等等,機械機構設計大體上需要統籌兼顧,既要考慮設計方案,又要平衡結構方案,同時也需要理清主次關係,由內到外,局部設計到整體設計方案,在機械結構設計中重點關注以下幾個方面:第一 理清設計思路,明確設計需求,統籌兼顧具體設計方案與結構方案;第二 平衡設計與結構,結構方案確認情況下,分析結構件尺寸、公差、材料、加工工藝等等;第三 前期設計評估,需考慮可裝配性和可製造性(DFEM),結合降本設計需求(DFC),分析設計結構,優化設計結構;第四 結合第三點,利用CAE仿真,進行結構設計方案進一步優化,總體機械結構設計注意的幾點也就是這些~





機械小男孩


各行各業的機械設備不管是通用機械設備還是專用機械設備。在結構設計中基本都是考慮以下幾個重點:

1,產品的可靠性

設計的可靠性,這是決定產品質量的關鍵。使產品在一定的時間內,在一定的條件下無故障的執行指定功能。通俗的說,讓設備工作,它就得工作。不能有時工作,有時不工作。可靠性越高 也正是用戶需求。

滿足設計的可靠性要從原材料,零部件的選用,製造工藝考慮。

舉個例子:某零件受交變應力載荷,需要有較高的抗疲勞強度。工件毛坯可採用鍛造工藝和熱處理工藝,提高其綜合機械性能。

又如:密封裝置:為提高可靠性。可採用組合密封裝置。

2,產品的安全性

一個是設備自身運行安全:

設備在工作時,要受到外力作用。有時會發生過載。故,零部件要有足夠的強度。設計計算要留有安全係數。電動機要有過載保護。帶壓力的系統要有安全閥。

另一個是設備要保護人身安全:

這是機械結構設計中重點的重點!如果人身安全得不到保障。人沒法操作也不能叫設備了。

如:設備上的旋轉零件不能外露應進行防護。設備拋出的加工飛濺物要屏蔽。

採用各種安全裝置確保人員不受到傷害。如,紅外光電系統。當人手碰觸到危險部件,能自動停機。如,衝床。當人手碰觸衝頭時,設備不能啟動。

3,產品的成本控制

產品設計要採用價值工程來評價。在確保良好性能的基礎上,要降低成本。這樣產品就有競爭力了。

例如:二級減速機成本高。一級減速機成本低。在情況允許下把總傳動比重新分配。用一級減速機+鏈傳動來實現可把成本降下來。

4,產品的可操作性,維護性。

要操作簡單,維修方便。在短時間內可更換好磨損的零件。


劍雨1358


1、理清主次、統籌兼顧。明確待設計結構件的主要任務和限制,將實現其目的的功能分解成幾個功能。然後從實現機器主要功能(指機器中對實現能量或物料轉換起關鍵作用的基本功能)的零部件入手,通常先從實現功能的結構表面開始,考慮與其他相關零件的相互位置、聯結關係,逐漸同其它表面一起連接成一個零件,再將這個零件與其它零件聯結成部件,最終組合成實現主要功能的機器。再確定次要的、補充或支持主要部件的部件,如:密封、潤滑及維護保養等。

2、在分析確定結構的同時,粗略估算結構件的主要尺寸並按一定的比例,通過繪製草圖,初定零部件的結構。圖中應表示出零部件的基本形狀,主要尺寸,運動構件的極限位置,空間限制,安裝尺寸等。同時結構設計中要充分注意標準件、常用件和通用件的應用,以減少設計與製造的工作量。 

3、對初定的結構進行綜合分析,確定最後的結構方案。綜合過程是指找出實現功能 目的各種可供選擇的結構的所有工作。分析過程則是評價、比較並最終確定結構的工作。可通過改變工作面的大小、方位、數量及構件材料、表面特性、連接方式,系統地產生新方案。另外,綜合分析的思維特點更多的是以直覺方式進行的,即不是以系統的方式進行的。人的感覺和直覺不是無道理的,多年在生活、生產中積累的經驗不自覺地產生了各種各樣的判斷能力,這種感覺和直覺在設計中起著較大的作用。

4、機械結構設計的計算與改進。對承載零部件的結構進行載荷分析,必要時計算其承載 強度、剛度、耐磨性等內容。並通過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求,對結構進行改進。在實際的機械結構設計中,設計者應對設計內容進行想象和模擬,頭腦中要從各種角度考慮問題,想象可能發生的問題,這種假象的深度和廣度對結構設計的質量起著十分重要的作用。

5、機械結構設計的完善。按技術、經濟和社會指標不斷完善,尋找所選方案中的缺陷和薄弱環節,對照各種要求和限制,反覆改進。考慮零部件的通用化、標準化,減少零部件的品種,降低生產成本。在結構草圖中注出標準件和外購件。重視安全與勞保(即勞動條件:操作、觀察、調整是否方便省力、發生故障時是否易於排查、噪音等),對結構進行完善。

6、形狀的平衡與美觀。要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時造成材 料或機構的浪費。出現慣性力時會失去平衡,很小的外部干擾力作用就可能失穩,抗應力集中和疲勞的性能也弱。


1997hx


機械設計(machine design),根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算並將其轉化為具體的描述以作為製造依據的工作過程。

  機械設計是機械工程的重要組成部分,是決定機械性能的最主要因素。由於各產業對機械的性能要求不同而有許多專業性的機械設計,如紡織機械設計、礦山機械設計、農業機械設計、船舶設計、汽車設計、機床設計、壓縮機設計、內燃機設計、汽輪機設計、泵設計等專業性的機械設計分支學科。

  機械設計大體可分為 :

  ①新型設計(開發性設計)。應用成熟的科學技術或經過實驗證明可行的新技術,設計未曾有過的新型機械,主要包括功能設計和結構設計。

  ②繼承設計。根據使用經驗和技術發展對已有的機械設計更新,以提高性能、降低製造成本或減少運行費用。

  ③變型設計。為適應新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪,從而發展出不同於標準型的變型產品。

  機械設計的主要程序為:

  ①根據用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設計任務。

  ②初步設計。包括確定機械的工作原理和基本結構形式,進行運動設計、結構設計並繪製初步總圖以及初步審查。

  ③技術設計。包括修改設計(根據初審意見)、繪製全部零部件和新的總圖以及第二次審查。

  ④工作圖設計。包括最後的修改(根據二審意見)、繪製全部工作圖(如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等)、制定全部技術文件(如零件表、易損件清單、使用說明等)。

  ⑤定型設計。用於成批或大量生產的機械。對於某些設計任務比較簡單(如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計等)的機械設計可省去初步設計程序。

設計機床:先設計系統精度,設計精度以後,按工作範圍找主要部件,先要設計精度,會整個環節的精度計算,震動對精度的影響到底有多大,還要會結構設計,這和一般的設備結構設計部同,非常嚴格,主要考慮的是剛度問題,是一個系統的剛度,這非常複雜,還要處理低速問題,怎麼用輔助力克服‘爬行’,如果進行低速驅動,如何進行超高速驅動,如何處理多次方的震動問題,

行低速驅動,如何進行超高速驅動,如何處理多次方的震動問題。


七零最後79


你好,很高興能回答這個問題,談談我的觀點

機械設計是機械工程的重要組成部分,是機械生產的第一步,是決定機械性能的最主要的因素。機械結構設計更是機械產品設計工作的重中之重。而不同類型的機械結構設計中,通常是確定完成既定功能零部件的形狀、尺寸和佈局。機械結構設計的過程是從內到外、從重要到次要、從局部到總體、從粗略到精細,權衡利弊,反覆檢查,逐步改進。那麼,做好機械結構設計需要考慮哪些問題呢?

1、理清主次、統籌兼顧。明確待設計結構件的主要任務和限制,將實現其目的的功能分解成幾個功能。然後從實現機器主要功能(指機器中對實現能量或物料轉換起關鍵作用的基本功能)的零部件入手,通常先從實現功能的結構表面開始,考慮與其他相關零件的相互位置、聯結關係,逐漸同其它表面一起連接成一個零件,再將這個零件與其它零件聯結成部件,最終組合成實現主要功能的機器。再確定次要的、補充或支持主要部件的部件,如:密封、潤滑及維護保養等。

2、在分析確定結構的同時,粗略估算結構件的主要尺寸並按一定的比例,通過繪製草圖,初定零部件的結構。圖中應表示出零部件的基本形狀,主要尺寸,運動構件的極限位置,空間限制,安裝尺寸等。同時結構設計中要充分注意標準件、常用件和通用件的應用,以減少設計與製造的工作量。 

3、對初定的結構進行綜合分析,確定最後的結構方案。綜合過程是指找出實現功能 目的各種可供選擇的結構的所有工作。分析過程則是評價、比較並最終確定結構的工作。可通過改變工作面的大小、方位、數量及構件材料、表面特性、連接方式,系統地產生新方案。另外,綜合分析的思維特點更多的是以直覺方式進行的,即不是以系統的方式進行的。人的感覺和直覺不是無道理的,多年在生活、生產中積累的經驗不自覺地產生了各種各樣的判斷能力,這種感覺和直覺在設計中起著較大的作用。

4、機械結構設計的計算與改進。對承載零部件的結構進行載荷分析,必要時計算其承載 強度、剛度、耐磨性等內容。並通過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求,對結構進行改進。在實際的機械結構設計中,設計者應對設計內容進行想象和模擬,頭腦中要從各種角度考慮問題,想象可能發生的問題,這種假象的深度和廣度對結構設計的質量起著十分重要的作用。

5、機械結構設計的完善。按技術、經濟和社會指標不斷完善,尋找所選方案中的缺陷和薄弱環節,對照各種要求和限制,反覆改進。考慮零部件的通用化、標準化,減少零部件的品種,降低生產成本。在結構草圖中注出標準件和外購件。重視安全與勞保(即勞動條件:操作、觀察、調整是否方便省力、發生故障時是否易於排查、噪音等),對結構進行完善。

6、形狀的平衡與美觀。要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時造成材 料或機構的浪費。出現慣性力時會失去平衡,很小的外部干擾力作用就可能失穩,抗應力集中和疲勞的性能也弱。



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1.題主這個問題比較廣泛,那就看具體做什麼產品的結構設計,從事不同的產品結構涉及,其重點是不同的。比如飛機結構設計,重點是飛機的氣動性能和強度可靠性。軍用電子產品結構設計,則重點考慮的環境適應性、產品功能性能配置情況、熱設計與分析、振動、衝擊、加速度等強度計算等。工業產品結構設計重點考慮人機交互的合理性、視覺衝擊效果和工業設計等。機床設備的結構設計重點是床身、主軸箱、傳動機構等設計的合理性等。

2.其實還有很多方面,所以題主的問題比較廣泛,不能夠具體回答結構設計的重點是什麼。

3.我本人是從事電子通信產品的結構設計,電子通信產品又分為機載電子產品、艦載電子產品、車載電子產品。

電子產品結構設計主要是能夠滿足機載、車載、艦載帶來的振動、衝擊、加速度、高溫、低溫、溫度衝擊、溼熱、黴菌、鹽霧環境,機載還要滿足低氣壓、溫度-溼度-高度試驗。因此結構重點是在滿足振動、衝擊、加速度等多種環境下的工作可靠性。同時滿足重量輕、強度高、可靠性高等特點。

4.同時結構設計的重點是優化設計,任何一個產品從研製任務書開始到方案詳細設計,不可能一次性設計的很完美,肯定在設計過程中有很多不滿意的地方,比如強度安全係數、固有頻率和激振源頻率接近問題、結構失穩、載荷考慮不周全、重量超重、材料選擇困難、工藝成型困難等多種問題,因此在結構設計過程中,設計優化是重點,不斷優化方案。





Daniern


我們需要清楚設計一臺機械的全過程是很複雜的。設計師必須具備諸如靜力學、動力學以及材料力學領域的良好基礎理論,此外,還應該熟悉所加工的材料以及工藝方法。設計師必須能夠收集所有合適的論據及事實,能夠分析計算、擬草圖最終繪製成圖紙。



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