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淺析機械零部件的創新設計

作者:admin 更新時間:2019年03月19日 16:46:54

  摘要:傳統機械機械零部件設計的特點是以長期經驗積累為基礎,通過力學、數學建模及試驗等所形成的經驗公式、圖表、標準及規范作為依據,運用條件性計算或類比等方法進行設計。文章針對傳統機械零部件的設計局限性,提出了現代產設計思想。


  關鍵詞:機械制造零部件設計創新


  一、機械零部件傳統的設計局限傳統機械零部件的設計帶來了運用中出現的許多問題:零部件容易腐蝕損壞;零部件容易疲勞損壞,斷裂、表面剝落等;零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現,都是機械零部件傳統的設計局限性所產生的。目前在大多數情況下仍然是有效的設計方法,但是它有很多局限:在方案設計時憑借設計者有限的直接經驗或間接經驗,通過計算、類比分析等,以收斂思維方式,過早地確定方案。這種方案設計既不充分又不系統,不強調創新,因此很難得到最優方案;在機械零部件設計中,僅對重要的零部件根據簡化的力學模型或經驗公式進行靜態的或近似的設計計算,其他零部件只作類比設計,與實際工況有時相差較遠,難免造成失誤;傳統設計偏重于考慮產品自身的功能的實現,忽略人?機?環境之間關系的重要性;傳統設計采用手工計算、繪圖,設計的準確性差、工作周期長、效率低。二、創新思維機械零部件的設計思想機械零部件設計的本質是創造和革新。現代機械機械零部件設計強調創新設計,要求在設計中更充分地發揮設計者的創造力,利用最新科技成果,在現代設計理論和方法的指導下,設計出更具有生命力的產品。1、運用創造思維設計者的創造力是多種能力、個性和心理特征的綜合表現,它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達能力、自控能力、文化修養、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創造力的核心,它是將觀察、記憶所得信息有控制地進行加工變換,創造表達出新成果的整個創造活動的中心。


  2、運用發散思維發散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心,思維者打破常規,從不同方向,多角度、多層次地考慮問題,求出多種答案的思維方式。例如,若提出“將兩零部件聯結在一起”的問題,常規的辦法有螺紋聯結、焊接、膠接、鉚接等,但運用發散思維思考,可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發散思維是創造性思維的主要形式之一,在技術創新和方案設計中具有重要的意義。3、運用創新思維創造力的核心是創新思維。創新思維是一種最高層次的思維活動,它是建立在各類常規思維基礎上的。人腦在外界信息激勵下,將各種信息重新綜合集成,產生新的結果的思維活動過程就是創新思維。機械機械零部件設計的過程是創新的過程。設計者應打破常規思維的慣例,追求新的功能原理、新方案、新結構、新造型、新材料、新工藝等,在求異和突破中體現創新。三、科學的進行機械零部件設計1、把握機械零部件設計的主要內容機械零部件設計是機械設計的重要組成部分,機械運動方案中的機構和構件只有通過零部件設計才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖,同時它也是機械總體設計的基礎。


  2、嚴格計算機械零部件的失效形式機械零部件由于各種原因不能正常工作而失效,其失效形式很多,主要有斷裂、表面壓碎、表面點蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。


  3、正確選擇機械零部件表面粗糙度表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術指標,是檢驗零部件表面質量的主要依據;它選擇的合理與否,直接關系到產品的質量、使用壽命和生產成本。機械零部件表面粗糙度的選擇方法有3種,即計算法、試驗法和類比法。在機械零部件設計工作中,應用最普通的是類比法,此法簡便、迅速、有效。應用類比法需要有充足的參考資料,現有的各種機械設計手冊中都提供了較全面的資料和文獻。


  4、全面優化機械零部件設計方法要充分運用機械學理論和方法,包括機構學、機械動力學、摩擦學、機械結構強度學、傳動機械學等及計算機輔助分析的不斷發展,對設計的關鍵技術問題能作出很好的處理,一系列新型的設計準則和方法正在形成。計算機輔助設計(CAD)是把計算機技術引入設計過程,利用計算機完成選型、計算、繪圖及其他作業的現代設計方法。CAD技術促成機械零部件設計發生巨大的變化,并成為現代機械設計的重要組成部分。目前,CAD技術向更深更廣的方向發展,主要表現為以下基于專家系統的智能CAD;CAD系統集成化,CAD與CAM(計算機輔助制造)的集成系統(CAD/CAM);動態三維造型技術;基于并行工程,面向制造的設計技術(DFM);分布式網絡CAD系統。

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