浅谈科学进行机械零部件的设计及可靠性方法
樊一宁
(黑龙江科技学院机械设计制造及其自动化专业黑龙江哈尔滨150027)
摘要: 文章描述了机械零部件的设计思想及进行科学机械零部件设计, 提出了可靠性的设计方法。
关键词: 机械零部件; 设计; 可靠性方法
一、机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计, 要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力, 利用最新科技成果, 在现代设计理论和方法的指导下, 设计出更具有生命力的产品。
1.运用创造思维设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现, 它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能
力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心, 它是将观察、记忆所得信息有
控制地进行加工变换, 创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实
践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事, 而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动, 掌握必要创新方法, 加强学习和锻炼, 自觉开
发创造力, 成为一个符合现代设计需要的创新人才。
2.运用发散思维发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以
欲解决的问题为中心, 思维者打破常规, 从不同方向, 多角度、多层次
地考虑问题, 求出多种答案的思维方式。例如, 若提出“将两零部件联
结在一起”的问题, 常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等, 但运
用发散思维思考, 可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷
冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一, 在技术创新和方
案设计中具有重要的意义。
3.运用创新思维创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动, 它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界
信息激励下, 将各种信息重新综合集成, 产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者
应打破常规思维的惯例, 追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等, 在求异和突破中体现创新。
二、科学机械零部件设计
1. 把握机械零部件设计的主要内容机械零部件设计是机械设计的重要组成部分, 机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设
计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图, 同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括: 根据运动方案设
计和总体设计的要求, 明确零部件的工作要求、性能、参数等, 选择零部件的结构构形、材料、精度等, 进行失效分析和工作能力计算, 画出
零部件图和部件装配图。
2. 严格计算机械零部件的失效形式机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效, 其失效形式很多, 主要有断裂、表面压碎、表面
点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零
部件能正常工作, 在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析, 预
估失效的可能性。在机械设计时应采取措施, 力求提高零部件的耐磨
性。
3. 正确选择机械零部件表面粗糙度表面粗糙度是反映零部件
表面微观几何形状误差的一个重要技术指标, 是检验零部件表面质量的主要依据; 它选择的合理与否, 直接关系到产品的质量、使用寿命和
生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3 种, 即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中, 应用最普通的是类比法, 此法
简便、迅速、有效。在设计工作中, 表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发, 全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性, 才能作出
合理的选择。
4. 全面优化机械零部件设计方法要充分运用机械学理论和方法, 包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展, 对设计的关键技术问题能作出很好的处理, 一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD) 是把计算机技术引入设计过程, 利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD 技术促成机械零部件设计发生
巨大的变化, 并成为现代机械设计的重要组成部分
