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學(xué)習機械設計，你必須了解哪些基本要求和基礎知識？
2023-09-17
機械設計是指規劃和設計實(shí)現預期功能的設備，或改進(jìn)原有設備的機械性能。
01 機械設計的基本要求
機械設計應滿(mǎn)足的基本要求是：
第一，良好的使用性，實(shí)現預期功能，滿(mǎn)足使用要求，操作簡(jiǎn)易，保養簡(jiǎn)單，維修方便，不必追求多功能，因為多功能會(huì )增加成本，降低可靠性。
第二點(diǎn)是安全，許多重大事故出自機械故障，起落架故障引發(fā)空難，剎車(chē)失靈釀成車(chē)禍，密封件泄露導致挑戰者號航天飛機失事。頻繁出現的汽車(chē)召回事件更暴露機械設計不良造成的安全隱患。
機械設計必須以人為本，凡關(guān)系到人身安全或重大設備事故的零、部件，都必須進(jìn)行認真嚴格的設計計算或校核計算，不能憑經(jīng)驗或以類(lèi)比的方式代替，計算說(shuō)明書(shū)應妥善保管，以備核查。
暴露的運動(dòng)構件要配置防護網(wǎng)，容易造成人身傷害的部位必須有安全連鎖裝置或實(shí)施遠距離操控，電器元件導線(xiàn)的規格和安裝必須符合安全標準，除此之外，為了保護設備，還應設置保險銷(xiāo)，安全閥等過(guò)載保護裝置以及紅燈、警鈴等警示裝置。
第三個(gè)可靠性和耐用性，在預定的使用期限內不發(fā)生或極少發(fā)生故障，大修或更換易損件的周期，不宜太短，以免經(jīng)常停機影響生產(chǎn)。但是也不宜過(guò)分強調耐用，現代化生產(chǎn)推行定期更新，和預期強制報廢，個(gè)別零件、部件的長(cháng)壽對整機并無(wú)實(shí)際意義，因追求耐用而濫用貴重材料會(huì )徒增設備制造的成本。
第四個(gè)是經(jīng)濟，設計中應盡可能多選用標準件和成套組件，不僅可靠，廉價(jià)，而且能大大節省設計工作量，零件設計必須關(guān)注加工工藝性，力求減少加工費用，良好的經(jīng)濟性不僅體現在制造成本上，更應體現在機器使用中的高效率，低能耗。
第五個(gè)是符合環(huán)保要求，機器噪音不超標，不采用石棉等禁用的原材料，確保機器在使用過(guò)程中不漏水、漏油、出現粉塵和煙霧，在生產(chǎn)中出現的廢水，廢氣必須經(jīng)過(guò)處理，達到排放標準。除此之外，設備想要有較高的市場(chǎng)競爭力，機械設計師還應與工藝美術(shù)人員密切配合，力求設備造型美觀(guān)。
一部機器的誕生，從需求萌生，到有了必要的設計念頭，明確設計要求，開(kāi)始經(jīng)過(guò)設計，制造，鑒定，到設備最終定型，是一個(gè)復雜細致的過(guò)程，為了便于理解，可將機械設計的一般過(guò)程分成六個(gè)階段：第一是明確設計要求；第二是提出可行性方案；第三，定型總體設計結構；第四是結構設計計算與校核、評估；第五，試產(chǎn)鑒定、驗證功能；第六，設備定型，量產(chǎn)。
設計人員要善于把設計構想和設計方案用語(yǔ)言、文字、圖形的方式傳遞給其他參與者，以獲得他們從各自領(lǐng)域技術(shù)上的支持，除此之外，設計人員還應該確保設計是否確實(shí)為人們所需要，是否有可替代性？是否市場(chǎng)上已有相似功能的設備？維修保養是否方便？
設計人員要富有創(chuàng )造精神，又要從實(shí)際出發(fā)，善于調研，廣泛聽(tīng)取用戶(hù)和工藝人員的意見(jiàn)，在設計，加工，安裝，調試過(guò)程中及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，取得最佳成效，并從中積累設計經(jīng)驗。
02 學(xué)機械設計，你究竟需要什么樣的知識儲備？
需要把握的基礎知識有以下幾個(gè)方面：
機械制圖：設計職員應該把握的最基礎的東西，做到圖面美觀(guān)清楚，嚴格按照國家尺度和企業(yè)標準制圖，完全清晰圖紙上所標的尺寸與符號的含義。
機械制造基礎：清晰零部件的大體加工工藝，設計職員學(xué)習的工藝知識不是很系統，需要多與工藝職員打交道，多請教，多下車(chē)間了解現場(chǎng)出產(chǎn)情況，然后自己總結出設計中常常碰到的工藝題目，樣成長(cháng)的更快。
機械精度設計：圖上各種尺寸公差、形位公差和粗拙度的標注。要弄清晰這些標注的含義，和按照要求如何標，標多少，這個(gè)一方面和技術(shù)白叟學(xué)習，一方面和工藝職員學(xué)習。
機械原理：一些原理性的東西要有概念，就是要知道有這個(gè)東西，詳細需要你設計的時(shí)候找手冊，按照步驟一步步設計，認識整個(gè)設計過(guò)程。
工程材料：要知道常用的材料的表示方法，表示含義，材料的一些基本機能，什么要求該用什么材料。
材料力學(xué)：這個(gè)比較重要，做結構的時(shí)候必需要考慮材料的受力情況，還可以校核簡(jiǎn)樸結構的應力以及壓桿不亂性。材料力學(xué)里的知識可以匡助你設計受力較好的結構，必需要把握。
理論力學(xué)：這個(gè)研究外部受力，做總體方案時(shí)需要計算一些大部件的受力，可以簡(jiǎn)化成理論力學(xué)可以解決的模型，要學(xué)會(huì )列受力平衡方程，求解支反力以及二力桿上的受力。
液壓傳動(dòng)：有的產(chǎn)品可能不接觸液壓，但現代產(chǎn)品無(wú)外乎結構+液壓+電氣，學(xué)基本的液壓傳動(dòng)原理，熟悉一些液壓元件是有必要的。
電氣：大學(xué)里會(huì )學(xué)一些電氣的知識，對于產(chǎn)品的電氣傳動(dòng)也要有了解，這樣以結構為主，了解液壓和電氣這樣對整機就能有個(gè)很好的掌握。
機械設計方法學(xué)：我以為這是大學(xué)里少開(kāi)的一門(mén)課，這本書(shū)教你整個(gè)的設計開(kāi)發(fā)流程，不同企業(yè)也都是大同小異，對設計過(guò)程有個(gè)整體掌握是前期應該學(xué)習的。整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的大致過(guò)程為：前期調研——項目建議開(kāi)發(fā)——確定開(kāi)發(fā)——寫(xiě)設計任務(wù) 書(shū)——總體方案——具體設計——輸出圖紙——工藝設計——車(chē)間出產(chǎn)裝配——出產(chǎn)裝配跟蹤——完成廠(chǎng)內試驗——完成出廠(chǎng)試驗——設計改進(jìn)——形成銷(xiāo)售
造型設計：這個(gè)我不是很專(zhuān)業(yè)，但設計師應該抽時(shí)間了解一些關(guān)于造型的知識，做產(chǎn)品方案的時(shí)候這個(gè)也應該在考慮之列。
剛工作的就扎實(shí)學(xué)本事，前幾年別太看重待遇，本事得手，別人不會(huì )小瞧和虧待你。上學(xué)的學(xué)生把基礎課程學(xué)好，占用不了太多時(shí)間，別畢業(yè)了對于機械啥都不懂，欠的知識你遲早要還的，剛畢業(yè)你有一定的機械基礎是很大的上風(fēng)。
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