机械设计实践－kk匡的日記&學習筆記

1. 设计的意义

1.1 设计的必要性
制作新实物，对想制造物体的全部知识（信息、情报）必须预先做出。
作為設計對象的機械由以下部份組成：支承整體結構的結構體；產生動力的動力源；傳遽力的傳動機械；產生操作動作的工作端。
還包含接收信息數據的傳感器，以此為基礎進行判斷和記憶的信息處理單元。
將來預測會出現包含以上部份的「智能化機械」。
機電一體化：結構體、動力源、傳動機械、工作端、傳感器、信息處理單元、驅動器

1.2 設計的意義
將人們頭腦中思考的物體變成實際物體形式，為此而做出全部信息數據的工作就是設計。

設計的一般流程
設計計劃 -> 草案圖 -> 計劃圖 -> 零件圖 -> 裝配圖 -> 制造

設計中作成的圖像和文件
規劃書說明研究或產品開發的意思，內容，費用，期限
設計計劃書整體設計工作如何進行
規格書機械基本性能
草案圖最初構思圖紙
計劃圖描繪待制機械的全部信息
設計書如何考慮確定，考慮確定什麼
零件圖零件明細
裝配圖機械裝配
加工作業指導書機械制造加工的指導文件
檢驗規格書檢查和檢驗
使用說明書機械操作，維修保養

1.3 規劃和設計

研究計劃書
(1)研究項目名稱
(2)研究的學術和社會價值
(3)以往研究的狀況、研究經過
(4)已明確研究內容和殘留的問題點
(5)在殘留問題中，選取什麼範圍，怎樣的作法一步步地進行研究
(6)預期的結果和問題點
(7)實驗室所用裝置
(8)測定項目
(9)所用裝置細明
(10)制作費用
(11)制作期限
(12)制作組識

1.5 機械設計的基本觀點
機械設計
(1) 實現功能的機構
(2) 力作用線
(3) 平衍
(4) 強度
(5) 形狀的協調、美觀

2. 設計的基本流程

2.2 設計計劃階段
設計計劃階段應確定的內容
(1) 基本規格必要的基本性能有哪些？是否有多餘？技術上能實現？
(2) 日程裝配需多少天？此工作是否需要特殊設計附件。
(3) 任務分配本組成員和合作者工作能力如何？相關部門能力如何？
(4) 預算需要花費多少？有多少富裕？

規劃書（整體規劃）：粗略規格、估計費用、制造期限、整體組織
設計計劃（設計計劃書）：基本規格（基本規格書）、日程（日程表）、預算（預算表）、任務分配
草案圖

2.3 草案圖繪制階段

(1) 功能是否成為滿足規格的功能，將功能細分，考慮分解的功能組。
(2) 機構考慮滿足功能的機構組和其組成，盡可能地寫出方案。
(3) 傳動方式從電動機，液壓，氣壓，壓電元件等傳動部件選用哪一種。
(4) 動力傳動回轉軸式，連杆，液壓，氣壓。
(5) 靜強度
(6) 平衍和美觀
(7) 動態特性
(8) 檢測和控制

2.4 計劃圖階段
最終計劃圖必須包含想制造物體的全部信息。

大型裝置設備需進行以下分解
(1) 整體布置圖機器之間關係，廠房之間關係
(2) 多台機器的整體計劃圖
(3) 機器的部件計劃圖
(4) 動作計劃圖設計控制系統

草圖階段（基本構思）：機械安裝空間、可利用設備、從周圍受到的影響、標準法規制度
計劃圖階段（初期，中期，最終計劃圖）：調研內容：機械安裝空間、尺寸，材質、機械零件、加工方法、組裝分解、線路管理配置、運輸安裝、維修保養

消防法：對於使用或處理油、硫酸等危險物品的機械而制定的法律。
建築基準法：對於建築物的構造和強度等而制定的法律。
企業選地法：企業地帶環境而制定的法律。

向制造廠方同時確定：交貨期、價格、代銷店店名、電話號碼、負責人姓名、到達日期

2.4.2 計劃圖階段確定事項

(1) 機器安裝空間
(2) 尺寸公差
尺寸
公差
棱角處理
表面加工：表面粗糙、熱處理範圍、深度、硬度、電鍍種類、噴漆技術
加工精度：平面度、直線度、平行度、中心偏移
占有空間和相互連接關係：考慮與其他機械和零件部件的位置關係後確定空間的占有形狀
(3) 材質
(4) 加工工藝方法
(5) 組裝、拆卸、維修保養
(6) 使用可外購的機械零部件：軸承、齒輪、帶輪、減速器、液壓機、直線運動軸承、凸輪式分度頭
(7) 配線配管
公益設備用管線配置
電力配線
傳感器安裝
(8) 制造
(9) 公益設備

2.4.3 最終計劃圖確定後的工作

最好進行「多家成本估價」
估價單明確以下內容：交貨廠家、交貨期、估價範圍、供應品、廢次品、負責人、聯絡單位、估價單提出期限、付款條件。

2.5 制造指導文件（零件圖、裝配圖等）的做成階段
5.5.1 零件圖階段
繪制零件圖的目的，是為作成制造者制造零件所需的制造指導文件。

零件圖中以更項目給予明確：
(1) 各部份尺寸（尺寸、公差、配合、圓角倒角、表面加工、幾何精度）
計劃圖階段（最終計劃圖） => 制造指導文件作成階段
零件圖：個別待加工零件數據
裝配圖：以個別零件的數據為基準，在圖紙進行假想組裝
零件明細圖：個別零件制造和整體裝配所必要的數據
(2) 材質
(3) 加工方法、加工工序
(4) 加工數量或外購數量
(5) 零件外購時，生產廠家名稱，結構型式，基本規格，主要尺寸
(6) 毛坯尺寸、重量
(7) 總重量

2.5.2 裝配圖階段
裝配圖一定要標注以下尺寸：
(1) 總體尺寸：占有空間、配線配管空間、維修保養空間
(2) 主要尺寸：主要軸徑，沖程
(3) 接合關係：與其他機械的邊界，接合部分的尺寸公差配合，表面粗糙度，硬度，材質
(4) 安裝位置：安裝部位的尺寸、固定方法、基礎結構
(5) 與搬運工具的關係：重心位置，吊環螺栓位置、掛線位置，叉式起重車
(6) 回轉方向
(7) 加工工件的加工機械、與工從之間的位置關係
(8) 設計的性能，基本規格
(9) 噴漆技術條件
(10) 總重量

2.5.3 零件明細表
零件明細表目的
(1) 用於零件的加工，外購件的采購。
(2) 交貨期管理
(3) 備用件管理
(4) 材質的準備
(5) 檢查零件是否齊備
(6) 計算總重量

零件明細表項目
(1) 圖樣圖號：組件裝配圖、零件圖等圖號
(2) 零件號
(3) 零件名稱
(4) 材質
(5) 毛坯尺寸
(6) 件數
(7) 負責制造的部門或制造者
(8) 零件重量
(9) 備注欄記入外購件的廠家名、型號和工業標準
(10) 總重量

2.5.4 製造指導文件
製造指導文件目的
(1) 每個部門或每個制造者的作業範圍
(2) 詳細工序有助管理
(3) 加工順序
(4) 裝配方法
(5) 裝配順序
(6) 其他注意事項

制造指导文件作成阶段（零件图、装配图） =>
制造阶段零件加工、零件采购 --> 装配 =>
检验阶段检车，试车 =>
设计後期工作专利；综合评价、成果公布

使用说明书中要给出以下项目：
(1) 机器性能概要
(2) 基本规格
(3) 操作方法
(4) 公益设施的使用方法
(5) 维修检查方法
(6) 润滑管理方法
(7) 出现故障的处理方法
(8) 装配图
(9) 主要使用机器：外购件规格书
(10) 备用件列表
(11) 联系单位：设计者一方负责人姓名，电话号码

3. 设计的思考过程

3.1.1 设计的思考过程
功能 -> 机构 -> 结构

要求功能 ->
Do {
功能 -> 机构 -> 结构
} While (评价、回归)
从制图作业到制作

计划 =>
（功能领域）要求功能 => 功能构成 => 功能要素 =>
（机械、结构领域）机构要素 => 结构要素 => 整体结构

要求功能（分析）功能构成（分解）功能要素（映像）机构要素（展开）结构要素（综合）整体结构

3.1.2 与实际设计过程的对应关系
规划：价格、工厂组织、社会形势，股票汇兑，气氛，宣传，需求，时机，供给，功能，专利，制造者责任。
设计：分拆，维修保养，运输，成本，劳力，安全性，功能，机构，尺寸，材质，工艺，组装
要求功能和约束条件：静态特性、美观和平衍、动态特性，检测与控制，功能，结构，驱动，运动和传递
对设计内容的约束：标准法律规章、加工厂家、可利用的外购件、可利用的库存品和积压品、机械设置空间、可利用的公益设施、从周围受到的影响、对周围的影响
计划图块定的内容：装拆、机械零件、配线和配管、制造、公益设施、机械设置空间、容许空间、尺寸、材质、加工工艺