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深圳机械设计——方案计划设阶段

时间:2017-05-09  来源:管理员

    一部机器的质量基本上决定于设计质量。制造过程对机器质量所起的作用,本质上就在于实现设计时所规定的质量。因此,深圳机器设计阶段是决定机器好坏的关键。

    所讨论的设计过程仅指狭义的技术性的设计过程。它是一个创造性的工作过程,同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。要很好地把继承与创新结合起来,才能设计出高质量的机器。作为一部完整的机器,它是一个复杂的系统。要提高设计质量,必须有一个科学的设计程序。虽然不可能列出一个在任何情况下都有效的惟一程序,但是,根据人们设计机器的长期经验。以下对各阶段分别加以简要说明。

 

   一、深圳机械设计计划阶段

     在根据生产或生活的需要提出所要设计的新机器后,计划阶段只是一个预备阶段。此时,对所要设计的机器仅有一个模糊的概念。

    在计划阶段中,应对所设计的机器的需求情况做充分的调查研究和分析。通过分析,进一步明确机器所应具有的功能,并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等各方面所确定的约束条件。在此基础上,明确地写出设计任务的全面要求及细节,最后形成设计任务书,作为本阶段的总结。设计任务书大体上应包括:机器的功能,经济性及环保性的估计,制造要求方面的大致估计,基本使用要求,以及完成设计任务的预计期限等。此时,对这些要求及条件一般也只能给出一个合理的范围,而不是准确的数字。例如可以用必须达到的要求、最低要求、希望达到的要求等方式予以确定。

 

     二、深圳机械设计方案设计阶段

    本阶段对设计的成败起关键的作用。在这一阶段中也充分地表现出设计工作有多个解(方案)的特点。

    机器的功能分析,就是要对设计任务书提出的机器功能中必须达到的要求、最低要求及希望达到的要求进行综合分析,即这些功能能否实现,多项功能间有无矛盾,相互间能否替代等。最后确定出功能参数,作为进一步设计的依据。在这一步骤中,要恰当处理需要与可能、理想与现实、发展目标与当前目标等之间可能产生的矛盾问题。确定出功能参数后,即可提出可能的解决办法,亦即提出可能采用的方案。寻求方案时,可按原动部分、传动部分及执行部分分别进行讨论。,较为常用的办法是先从执行部分开始讨论。

   讨论机器的执行部分时,首先是关于工作原理的选择问题。例如,设计制造螺钉的机器时,其工作原理既可采用在圆柱形毛坯上用车刀车削螺纹的办法,也可采用在圆柱形毛坯上用滚丝模滚压螺纹的办法。这就提出了两种不同的工作原理。工作原理不同,当然所设计出的机器就会根本不同。特别应当强调的是,必须不断地研究和发展新的工作原理。这是设计技术发展的重要途径。

 

     根据不同的工作原理,可以拟定多种不同的执行机构的具体方案。例如仅以切削螺纹来说,既可以采用工件只作旋转运动而刀具作直线运动来切削螺纹(如在普通车床上切削螺纹),也可以使工件不动而刀具作转动和移动来切削螺纹(如用板牙加工螺纹)。这就是说,即使对于同一种工作原理,也可能有几种不同的结构方案。

    原动机部分的方案当然也可以有多种选择。由于电力供应的普遍性和电力拖动技术的发展,现在可以说绝大多数的固定机械都优先选择电动机作为原动机部分。热力原动机主要用于运输机、工程机械或农业机械。即使是用电动机作为原动机,也还有交流和直流的选择,高转速和低转速的选择等。

    传动部分的方案就更为复杂多样了。对于同一传动任务,可以由多种机构及不同机构的组合来完成。因此,如果用Ⅳ,表示原动机部分的可能方案数,N2和N3分别代表传动部分和执行部分的可能方案数,则机器总体的可能方案数Ⅳ为Ni×N2×N3个。

 

    以上仅是就组成机器的三个主要部分讨论的。有时,还须考虑到配置辅助系统,对此,本书不再讨论。

    在如此众多的方案中,技术上可行的仅有几个。对这几个可行的方案,要从技术方面和经济及环保等方面进行综合评价。评价的方法很多,现以经济性评价为例略做说明。根据经济性进行评价时,既要考虑到设计及制造时的经济性,也要费用考虑到使用时的经济性。如果机器的结构方案比较复杂,则其设计制造成本就要相对地增大,可是其功能将更为齐全,生产率也较高,故使用经济性也较好。反过来,结构较为简单、功能不够齐全的机器,设计及制造费用虽少,但使用费用却会增多。评价结构方案的设计制造经济性时,还可以用单位功效的成本来表示。例如单位输出功率的成本、单件产品的成本等。

 

    进行机器评价时,还必须对机器的可靠性进行分析,把可靠性作为一项评价的指标。从可靠性的观点来看,盲目地追求复杂的结构往往是不明智的。一般地讲,系统越复杂,则系统的可靠性就越低。为了提高复杂系统的可靠性,就必须

增加并联备用系统,而这不可避免地会提高机器的成本。

    环境保护也是设计中必须认真考虑的重要方面。对环境造成不良影响的技术方案,必须详细地进行分析,并提出技术上成熟的解决办法。通过方案评价,最后进行决策,确定一个据以进行下步技术设计的原理图或机构运动简图。在方案设计阶段,要正确地处理好借鉴与创新的关系。同类机器成功的先例应当借鉴,原先薄弱的环节及不符合现有任务要求的部分应当加以改进或者根本改变。既要积极创新,反对保守和照搬原有设计,也要反对一味求新而把合理的原有经验弃置不用这两种错误倾向。



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