Якщо ви займаєтеся механічним проектуванням кілька років або більше десяти років, то уважно прочитайте цю статтю, підсумок досвіду, який ви хочете написати, вже тут.
Механічний дизайн (конструкція машини), відповідно до вимог використання, задумує, аналізує та розраховує принцип роботи, структуру, режим руху, режим передачі сили та енергії, матеріал, форму та розмір кожної частини, метод змащування тощо машині та перетворює їх у Конкретний опис використовується як виробнича основа для робочого процесу.
Механічне проектування є важливою частиною машинобудування, першим кроком у механічному виробництві та найважливішим фактором, що визначає механічні характеристики.
Метою механічного проектування є проектування найкращого обладнання за різних обмежених умов (таких як матеріали, можливості обробки, теоретичні знання та методи розрахунку тощо), тобто створення оптимальних конструкцій.
Оптимальна конструкція повинна комплексно враховувати багато вимог, як правило, включаючи: найкращу робочу продуктивність, найнижчу вартість виробництва, найменший розмір і вагу, найнадійнішу у використанні, найменше споживання та найменше забруднення навколишнього середовища. Ці вимоги часто є суперечливими, і їх відносна важливість змінюється залежно від типу та застосування машини. Завдання проектувальника полягає в тому, щоб зважити важливість відповідно до конкретної ситуації і скласти загальні плани, щоб проектована техніка мала найкращий комплексний техніко-економічний ефект.
У минулому оптимізація дизайну в основному покладалася на знання, досвід і передбачення дизайнера. З розвитком нових дисциплін, таких як базова теорія машинобудування, розробка вартості та системний аналіз, накопичення технічних та економічних даних для виробництва та використання, а також популяризація та застосування комп’ютерів, оптимізація поступово відмовляється від суб’єктивних суджень і покладається на наукові розрахунки. (Примітка редактора: "старі" інженери повинні звернути увагу, якщо вони не досягнуть прогресу, їх буде усунено)
Проектування різноманітних промислових машин, особливо механічне проектування цілого та всієї системи, має бути приєднане до різних суміжних промислових технологій, і важко сформувати незалежну дисципліну. Тому з’явилися професійні піддисципліни механічного проектування, такі як проектування сільськогосподарських машин, проектування гірничих машин, проектування насосів, проектування компресорів, проектування парових турбін, проектування двигунів внутрішнього згоряння та проектування верстатів. (Примітка редактора: старе прислів’я говорить, що «переплетення — це як гора», але тепер воно «збирається, як гора». Це також механічний дизайн. Ви експерт у цій галузі. Якщо ви перейдете на іншу сферу , ти може бути профан)
1
Класифікація дизайну
Механічний дизайн можна розділити на три категорії: новий дизайн, успадкований дизайн і варіант дизайну.
1. Новий дизайн
Застосовуйте зрілу науку та технології або нові технології, які були доведені експериментально, щоб розробити нові типи машин, яких ніколи раніше не бачили.
2. Дизайн успадкування
Згідно з досвідом використання та технологічним розвитком, існуюче обладнання розроблено та оновлено для покращення його продуктивності, зниження витрат на виробництво або зниження його експлуатаційних витрат.
3. Варіант оформлення
Щоб задовольнити нові потреби, до існуючого обладнання вносяться деякі модифікації або доповнення та видалення для розробки варіантів продуктів, відмінних від стандартного типу.
2
основний процес
1. Сформулювати проектні завдання відповідно до потреб замовника, потреб ринку та результатів нових наукових досліджень.
2. Ескізний проект. У тому числі визначення принципу роботи та основної конструктивної форми машини, виконання проектування руху, конструктивного проектування та креслення попереднього загального креслення та попереднього огляду.
3. Технічний дизайн. Включно з модифікацією конструкції (відповідно до висновку першого огляду), креслення всіх частин і нових загальних креслень і другого огляду.
4. Оформлення креслення роботи. Включаючи остаточну модифікацію (відповідно до висновків другого перегляду), креслення всіх робочих креслень (таких як креслення деталей, складальні креслення компонентів і загальні складальні креслення тощо), а також формулювання всіх технічних документів (таких як список деталей, список деталей, що зношуються, інструкції з використання тощо).
5. Доопрацюйте дизайн. Машини для серійного або масового виробництва. Для механічного проектування з відносно простими проектними завданнями (такими як нова конструкція простого обладнання, успадковане проектування або варіантне проектування загального обладнання тощо) процедуру попереднього проектування можна опустити.
3
етап проектування
Якість машини в основному залежить від якості конструкції. Роль, яку відіграє виробничий процес на якість машини, полягає в основному в досягненні якості, визначеної під час проектування. Тому етап проектування машини є ключовим для визначення того, хороша машина чи погана.
Обговорюваний процес проектування відноситься лише до процесу технічного проектування у вузькому сенсі. Це творчий процес роботи, а також робота, яка максимально використовує наявний успішний досвід. Тільки добре поєднуючи успадкованість та інновації, ми можемо створювати високоякісні машини. Як повна машина, це складна система. Щоб покращити якість проектування, має бути наукова процедура проектування. Хоча неможливо перерахувати унікальну програму, ефективну в кожній ситуації, на основі багаторічного досвіду людей у проектуванні машин, програма проектування машини в основному може бути такою, як показано в таблиці.
картина
Кожен етап коротко описано нижче.
(1) Планування
На етапі планування слід провести адекватне дослідження, дослідження та аналіз вимог розробленої машини (примітка редактора: наприклад, уважне вивчення попиту клієнта та надання відповідної інформації, неодноразове спілкування з клієнтом для з’ясування ідей та намірів клієнта, тощо), за допомогою аналізу, щоб додатково уточнити функції, які має мати машина, і висунути обмеження, визначені навколишнім середовищем, економікою, обробкою та часовими обмеженнями для майбутнього прийняття рішень. На цій основі чітко випишіть загальні вимоги та деталі завдання на проектування та, нарешті, сформуйте зошит завдань на проектування як підсумок цього етапу.
Завдання на проектування, як правило, має містити: функцію машини, оцінку економічності та захисту навколишнього середовища, приблизну оцінку виробничих вимог, основні вимоги до використання та очікуваний ліміт часу для виконання завдання на проектування тощо. , як правило, для цих вимог і умов можна надати лише розумний діапазон, а не точні цифри. Наприклад, він може визначатися вимогами, які повинні бути виконані, мінімальними вимогами та вимогами, які, як очікується, будуть досягнуті.
(2) Розробка схеми
Відповідно до різних принципів роботи можна скласти різноманітні конкретні схеми для установ-виконавців. Наприклад, з точки зору нарізання різьби, деталь можна лише обертати, а інструмент можна переміщати лінійно, щоб нарізати різьбу (наприклад, нарізати різьбу на звичайному токарному верстаті), або деталь можна тримати нерухомою, поки інструмент обертається, і рухається, щоб нарізати різьбу (наприклад, обробка різьби за допомогою матриць). Тобто навіть для одного принципу роботи може бути кілька різних конструктивних рішень.
Схема частини основного двигуна (примітка редактора: силова частина), звичайно, також може мати багато варіантів. Завдяки універсальності джерела живлення та розвитку технології електроприводу можна сказати, що переважна більшість стаціонарного обладнання зараз віддає перевагу електродвигуну як головному двигуну. Теплові двигуни в основному використовуються в транспортних літаках, будівельній техніці або сільськогосподарській техніці. Навіть якщо двигун використовується як основний двигун, також є варіанти для змінного та постійного струму, високої та низької швидкості тощо.
Схема трансмісійної частини більш складна і різноманітна. Для однієї і тієї ж задачі трансмісії вона може бути виконана різними механізмами та комбінаціями різних механізмів. Отже, якщо IV використовується для представлення кількості можливих рішень частини основного двигуна, а N2 і N3 представляють можливу кількість рішень частини передачі та частини виконання відповідно, то кількість можливих рішень IV машини як ціле Ni×N2×N3. (Примітка редактора: ефективні рішення є лише функціонально можливими, а потім перевіряються з технічної та економічної точки зору)
Сказане вище обговорюється лише з точки зору трьох основних частин, які складають машину. Іноді необхідно враховувати конфігурацію допоміжних систем.
Серед багатьох рішень лише деякі є технічно здійсненними. Ці кілька здійсненних схем слід всебічно оцінити з точки зору технології, економіки та захисту навколишнього середовища. Існує багато методів оцінки, і економічна оцінка взята як приклад для короткої ілюстрації.
Оцінюючи з точки зору економічності, необхідно враховувати не тільки економічність проектування та виготовлення, а й економічність використання. Якщо структурна схема машини складніша, її конструкція та вартість виробництва будуть відносно збільшені, але її функції будуть більш повними, а її продуктивність буде вищою, тому економія використання також буде кращою. І навпаки, для машини з відносно простою структурою та недостатніми функціями, хоча витрати на проектування та виробництво низькі, експлуатаційні витрати зростуть. При оцінці економічності проектування та виробництва структурних схем її також можна виразити вартістю одиничної ефективності. Наприклад, вартість одиниці вихідної потужності, вартість окремого виробу тощо.
Оцінюючи машину, необхідно проаналізувати надійність машини, і прийняти надійність як показник оцінки. З точки зору надійності, часто нерозумно сліпо шукати складні структури. Взагалі кажучи, чим складніша система, тим нижча надійність системи. Щоб підвищити надійність складної системи, необхідно збільшити паралельну резервну систему, що неминуче призведе до подорожчання машини.
Захист навколишнього середовища також є важливим аспектом, який необхідно ретельно враховувати при проектуванні. Технічні рішення, які мають негативний вплив на навколишнє середовище, повинні бути детально проаналізовані та запропоновані технічно зрілі рішення.
Через оцінку програми приймається остаточне рішення щодо визначення принципової схеми або принципової схеми руху механізму для наступного етапу технічного проектування.
На етапі проектування схеми зв'язок між посиланням і інновацією має бути належним чином оброблений. Успішні прецеденти подібних машин повинні бути використані для довідки, а оригінальні слабкі ланки та частини, які не відповідають вимогам існуючих завдань, повинні бути вдосконалені або принципово змінені. Необхідно активно впроваджувати інновації та протистояти консерватизму та копіюванню оригінального дизайну, а також протистояти двом неправильним тенденціям сліпого прагнення до інновацій та відкидання розумного оригінального досвіду. (Примітка редактора: ключ до навчання — це виявити недоліки початкового розрахунку)
(3) Технічний дизайн
Метою етапу технічного проектування є створення ескізу загального складання та ескізу складання компонентів. Визначте форму та основний розмір кожного компонента та його частин за допомогою ескізного проектування, включаючи з’єднання між частинами, форму та основний розмір деталей та компонентів. Нарешті, намалюйте робочі креслення, складальні креслення деталей і загальні складальні креслення деталей.
Щоб визначити базовий розмір основних деталей, необхідно виконати наступні роботи:
(1) Кінематична конструкція машини.
За визначеною структурною схемою визначити параметри вихідної рухомої частини (потужність, частоту обертання, лінійну швидкість тощо). Потім виконайте кінематичні розрахунки, щоб визначити параметри руху (швидкість, швидкість, прискорення тощо) кожного рухомого компонента.
(2) Динамічний розрахунок машини.
У поєднанні з структурою та параметрами руху кожної частини розраховуються величина та характеристики навантаження на кожну основну частину. Навантаження, отримане в цей момент, є лише номінальним (або номінальним) навантаженням, що діє на деталь, оскільки деталь не була спроектована.
(3) Конструкція робочої здатності деталей.
Ескізний проект деталей і вузлів можна виконати, якщо відомі величина і характеристики номінального навантаження на основні деталі. Критерії працездатності, на яких базується проект, повинні бути обґрунтовано складені з посиланням на загальні умови відмови, робочі характеристики та умови навколишнього середовища частин і компонентів. Як правило, існують такі критерії, як міцність, жорсткість, вібростійкість і термін служби. Розрахунком або аналогією можна визначити основні розміри деталей і вузлів.
(4) Розробка ескізів складання компонентів і ескізів загального складання.
Відповідно до визначених основних розмірів основних деталей і вузлів розробляють складальний ескіз вузла і загальний складальний ескіз. Контури та розміри всіх деталей необхідно конструктивно оформити на ескізі. На цьому кроці необхідно добре узгодити структуру та розмір кожної деталі та повністю врахувати структурну технологічність розроблених деталей та компонентів, щоб усі деталі мали найбільш прийнятну конфігурацію.
(5) Перевірка основних частин.
Для деяких частин, на етапі (3) вище, через невизначену конкретну структуру важко виконати детальний розрахунок працездатності, тому можна зробити лише попередній розрахунок і проект. Після того, як складений ескіз компонента та ескіз загального складання, відомі структура та розміри всіх деталей, а також зв’язок між суміжними частинами. Тільки в цей час можна більш точно визначити навантаження, що діє на деталь, і визначити різні детальні фактори, які впливають на працездатність деталі. Тільки за цієї умови можливо і необхідно проводити точні перевірочні розрахунки для деяких важливих деталей або деталей зі складною формою і умовами напруження. За результатами перевірки структура і розміри деталей неодноразово змінюються, поки вони не будуть задоволені.
На кожному етапі технічного проектування технологія оптимізаційного проектування, розроблена за останні 30-40 років, все більше демонструє свою здатність оптимізувати вибір структурних параметрів. Деякі нові чисельні методи розрахунку, такі як метод скінченних елементів, можуть отримати відмінні наближені кількісні результати розрахунку для задач, які раніше було важко кількісно обчислити. Для невеликої кількості дуже важливих, складних і дорогих деталей метод випробування моделі повинен використовуватися для проектування, коли це необхідно, тобто модель виготовляється відповідно до попередніх проектних креслень, а конструктивні слабкі частини або зайві секції знаходяться через тести. Розмір, відповідно до якого можна посилити або зменшити, щоб змінити оригінальний дизайн і, нарешті, досягти рівня досконалості. Теорія механічної надійності використовується на етапі технічного проектування. З точки зору надійності він може оцінити, чи відповідають спроектовані частини та конструкції компонентів та їхні параметри вимогам надійності, і висунути пропозиції щодо вдосконалення конструкції, тим самим покращуючи якість конструкції машини. . Вищезазначені нові методи та концепції дизайну слід застосовувати та пропагувати в дизайні, щоб їх можна було розробити відповідно.
Після завершення ескізного проектування робоче креслення деталі може бути розроблено відповідно до базового розміру деталі, визначеного в ескізі. На даний момент ще є велика кількість структурних деталей деталей, які потрібно уточнити та визначити. При проектуванні робочих креслень необхідно повністю враховувати процес обробки та складання деталей, вимоги до контролю та методи виконання деталей під час і після обробки. Якщо деякі детальні механізми суттєво впливають на працездатність деталей, необхідно повернутися до повторної перевірки працездатності. Нарешті, намалюйте робочі креслення всіх деталей, крім стандартних.
Перемалюйте складальне креслення компонента та загальне складальне креслення відповідно до структури та розміру на завершеному робочому кресленні деталі. Завдяки цій роботі можна перевірити розмірні та конструктивні помилки, які можуть бути приховані на робочому кресленні деталі. У народі цю роботу просторічно називають збіркою на папері. (Примітка редактора: тепер, використовуючи 3D-дизайн програмного забезпечення, його дуже зручно модифікувати, тому етапи технічного проектування можна перетинати, але це необхідно. Звичайно, деякі перевірки можуть використовувати власні функції програмного забезпечення.)
(4) Складання технічної документації
Існує багато типів технічної документації, серед яких зазвичай використовуються інструкції з проектування та розрахунку машини, інструкції з експлуатації та перелік стандартних деталей (BOM).
При складанні розрахункового завдання на проектування в нього повинні бути включені всі остаточні відомості про вибір схеми та технічний проект.
При складанні інструкції з експлуатації машини для користувачів необхідно ознайомити користувачів з діапазоном робочих параметрів, способами експлуатації, методами щоденного технічного обслуговування та простого ремонту, каталогом запасних частин тощо машини.
Інші технічні документи, такі як сертифікат перевірки, перелік закуплених частин, умови приймання тощо, за потреби готуються окремо.
(5) Застосування комп'ютера в механічному проектуванні
З розвитком комп’ютерних технологій комп’ютери широко використовувалися в механічному проектуванні, і з’явилося багато високоефективного програмного забезпечення для проектування та аналізу. Ці програмні засоби можна використовувати для порівняння кількох схем на етапі проектування та можуть точно аналізувати структурну міцність, жорсткість і динамічні характеристики різних схем, включаючи великі та складні схеми. У той же час також можна побудувати віртуальний прототип на комп’ютері та використовувати симуляцію віртуального прототипу для перевірки конструкції, щоб повністю оцінити здійсненність конструкції на етапі проектування. Можна сказати, що просування та використання комп’ютерних технологій у механічному проектуванні змінює процес механічного проектування, а його переваги у покращенні якості та ефективності проектування важко передбачити.
Наведене вище коротко представляє процедуру проектування машини. Загалом кажучи, у процесі виробництва машини можна в будь-який час змінити конструкцію через технологічні причини. Якщо потрібна модифікація, слід дотримуватися певних процедур затвердження (Примітка редактора: Інженерні зміни, Інженерний Chan
ge, EC). Після того, як машина покине завод, необхідно планово провести подальші дослідження; Крім того, під час використання користувачі також повідомлятимуть про проблеми у виробничий або дизайнерський відділ. На основі цієї інформації відділ дизайну може змінити або навіть переробити оригінальний дизайн після аналізу. Хоча ці завдання є частиною процесу проектування, вони є ще одним рівнем проблеми. Як дизайнер, людина повинна мати сильне почуття соціальної відповідальності, поширювати своє бачення роботи на весь процес виробництва, використання та навіть утилізації та постійно вдосконалювати дизайн, щоб постійно покращувати якість машини та краще відповідати потреб виробництва і побуту.
опис стадії
(1) Стадія планування
Після видачі проектних завдань стадія планування є лише підготовчою. На даний момент існує лише нечітке уявлення про машину, яку потрібно спроектувати.
(2) Етап проектування схеми
Цей етап відіграє ключову роль в успіху чи невдачі дизайну. На цьому етапі він також повністю демонструє характеристики множинних рішень (схем) у проектній роботі.
Функціональний аналіз машини полягає у проведенні всебічного аналізу вимог, мінімальних вимог та очікуваних вимог до функцій машини, запропонованих у проектному зошиті, тобто чи можна реалізувати ці функції, чи є суперечності між кількома функціями, і чи можна їх замінити один одним. Нарешті, визначаються функціональні параметри як основа для подальшого проектування. На цьому етапі слід належним чином врегулювати можливі конфлікти між потребами та можливостями, ідеалами та реальністю, цілями розвитку та поточними цілями.
Після визначення функціональних параметрів можна запропонувати можливі рішення, тобто запропонувати можливі рішення. Шукаючи рішення, його можна обговорювати окремо відповідно до частини приводу, частини трансмісії та частини виконання. Найчастіше розмову починають спочатку з резолютивної частини.
Говорячи про виконавчу частину машини, мова йде перш за все про вибір принципу роботи (прим. ред.: тобто метод реалізації). Наприклад, при проектуванні верстата для виготовлення гвинтів принципом його роботи може бути або спосіб наточування різьблення токарним інструментом на циліндричній заготовці, або спосіб накочування різьби за допомогою матриці на циліндричній заготовці. Це представляє два різні принципи роботи. Принципи роботи різні, і, звичайно, розроблені машини будуть принципово іншими. Зокрема, слід підкреслити, що нові принципи роботи необхідно постійно досліджувати та розвивати. Це важливий спосіб розвитку технології проектування.
4
етапи проектування
Перед початком проектування формулюються завдання на проектування.
Коли завдання на проектування є більш складним, зазвичай приймається триетапне проектування, а саме ескізний проект, технічний проект і проект робочого креслення; коли завдання є відносно простим, наприклад, нова конструкція простих машин, успадкована конструкція або варіантна конструкція загальної машини, проект буде розроблено до глибини технічного дизайну на початку, а проект робочого креслення буде виконано після розгляд, модифікація та затвердження, що стає двоетапним проектуванням.
На стадії попереднього проектування тристадійного проектування основними етапами проектування є: визначення принципу роботи та основного структурного типу, проектування руху, проектування основних частин і компонентів, складання попереднього загального креслення та перегляд попереднього проекту.
На етапі технічного проектування основними етапами є: модифікація конструкції відповідно до висновків огляду, проектування всіх частин і компонентів, створення нового загального креслення та перегляд технічного проекту.
На етапі розробки робочого креслення внесіть зміни в проект відповідно до висновків огляду, намалюйте всі робочі креслення та сформулюйте всю технічну документацію. Для продукції, що випускається серійно або масово, також потрібен остаточний дизайн.
На кожному кроці проектування можна виявити, що деякі рішення на попередніх кроках є необґрунтованими, що вимагає повернення до попереднього кроку, перегляду необґрунтованих рішень і повторного виконання наступної роботи над проектуванням.
(1) Сформулюйте проектні завдання
Це попередня робота над дизайном. Проектні завдання базуються на замовленнях користувачів, потребах ринку та результатах нових наукових досліджень. Відділ дизайну використовує різні технології та аналіз ринку, складає можливі плани, порівнює їхні плюси та мінуси, обговорює з бізнес-відділом та користувачами та формулює розумні цілі проектних завдань. Це особливо важливо для нових конструкцій. Помилки в цілях місії призведуть до серйозних економічних втрат і навіть повного провалу.
(2) Визначте принцип роботи та тип основної конструкції
Якщо завдання проектування не визначено чітко, першим кроком у проектуванні є визначення загального плану, тобто визначення принципу роботи, який буде застосований, і відповідного конструктивного типу.
Наприклад, щоб розробити потужний судновий дизельний двигун, спочатку необхідно визначити, чи використовувати двотактний низькошвидкісний дизельний двигун подвійної дії з крейцкопфом або чотиритактний середньої дії одинарної дії. -швидкісний дизельний двигун.
Іншим прикладом є дробильна техніка, призначена для грубого дроблення гірських порід. По-перше, необхідно визначити, чи використовувати щелепову або гіраційну дробарку з екструзією та згинанням як основною дією дроблення, або однороторну чи двороторну ударну дробарку з ударною дією як основною дією.
(3) Дизайн руху
Після того, як загальний план конструкції визначено, необхідно використати знання про механізм, щоб вибрати відповідний механізм, щоб отримати необхідний план руху. Вищезазначена щекова дробарка покладається на коливання своєї рухомої щелепи, щоб подрібнити породу, що надходить у порожнину дроблення, шляхом стискання, згинання та розколювання, тоді як коливання рухомої щелепи може бути простим гойданням подвійного перекидного механізму або складним гойданням єдиного перекидного механізму. У нових конструкціях може знадобитися синтезувати новий механізм для отримання необхідної схеми руху, що часто є складним завданням. Тому дизайнери зазвичай намагаються застосувати схеми руху, запропоновані існуючими та зрілими механізмами.
(4) Проект конструкції та попередній генеральний креслення
Після проектування руху конструктор починає проектування конструкції, розраховує силу, міцність, форму, розмір і вагу основних частин машини та малює ескізи основних частин і компонентів. У цей час, якщо буде виявлено, що початково вибрана структура неможлива, структуру необхідно відкоригувати або змінити. Слід також звернути увагу на можливість перегріву, надмірного зносу або вібрації.
На цьому кроці дизайнер знайде протиріччя у формі, розмірі, пропорціях тощо кожної частини, намалювавши ескіз. Зміцнення або покращення одного аспекту може послабити або погіршити інший. У цей час необхідно зважити важливість і скоординувати для досягнення найкращого комплексного ефекту. (Примітка редактора: суть дизайну полягає в процесі постійного зважування вибору). Після неодноразового перегляду ескізу та визнання його початково задовільним можна скласти попередній генеральний креслення та орієнтовну вартість (кошторис). Попередній генеральний креслення складається строго в масштабі, вибираються достатні види і розрізи.
(5) Попередній огляд
Після складання попереднього генерального креслення необхідно запросити досвідченого персоналу з проектування, виробництва та експлуатації даного типу машин, а також представників користувача або довіреного проектного підрозділу для проведення попереднього огляду. Якщо результати перевірки показують, що конструкція непридатна (наприклад, занадто велика вага та об’єм, занадто висока вартість, сумніви щодо надійності конструкції тощо), конструкцію руху необхідно переробити або навіть замінити іншою. принципи роботи та основні структурні типи. У більшості випадків в конструкцію вносяться деякі поліпшення.
(6) Технічний дизайн
Відповідно до коментарів попереднього огляду, проект змінено, всі деталі та складальні креслення намальовані. Виконайте точний аналіз напруги на основних частинах і компонентах, виправте форму, розмір та інші деталі деталей відповідно до результатів аналізу, а також вкажіть матеріал і термічну обробку. Визначати точність обробки деталей і умови складання вузлів і кінцевих вузлів. Повна конструкція змащення, електрична конструкція (привід і управління). Загальний малюнок перемальовується, і деякі важливі та серійні машини іноді доводиться виготовляти моделі. Надати готовий технічний проект на повторну перевірку.
(7) Намалюйте робочу схему
в
Після внесення остаточної модифікації відповідно до висновків другого перегляду можна намалювати формальні креслення частин, складальні креслення компонентів і загальні складальні креслення, а також підготувати технічні документи, такі як список деталей, список уразливих частин і посібник користувача. Особа, відповідальна за проектування, повинна звернути увагу на узгодження розмірів між деталями, перевірку допуску на посадку між деталями муфти та перевірку міцності та жорсткості деяких частин.
Після завершення креслення деталі починається перевірка креслення, що є дуже важливою роботою. Ретельно перевірені креслення можуть забезпечити безперебійне складання після обробки. Найнадійніший спосіб вичитки — перемалювати загальне складальне креслення на основі кресленика кресленої частини (прим. ред.: накресліть спроектовані деталі в комп’ютері відповідно до методу з’єднання збірки, щоб знову намалювати загальну збірку), і всі протиріччя будуть відображені.
Під час малювання креслення деталі необхідно виконати два завдання: одне — технічний огляд, щоб полегшити обробку деталей і зменшити вартість виробництва; інший - перевірка стандарту на відповідність конструктивних елементів, розмірів, допусків посадки, технічних умов термічної обробки, стандартів і загальних частин деталей вимогам стандарту.
(8) Пробне виробництво та остаточний дизайн
Для одиничного або дрібносерійного виробництва машин креслення проекту, виконані за допомогою вищезазначених кроків, можуть бути запущені в офіційне виробництво. Для машин, що виробляються партіями або у великих кількостях, прототипи повинні бути виготовлені в пробному режимі перед офіційним виробництвом, а також повинні бути проведені функціональні випробування та оцінка. Після проходження буде проведено серійне пробне виробництво відповідно до процесу масового виробництва. Проблеми, які виникають під час серійного пробного виробництва, можуть вимагати відповідних модифікацій конструкції, перш ніж вона стане завершеною конструкцією, яку можна буде використовувати в офіційному виробництві.
5
Обмеження (критерії проектування)
Конструкція механічних частин має багато обмежень, а критерії проектування — це обмеження, яким має відповідати конструкція.
(1) Критерії технічної ефективності
Технічні характеристики охоплюють усі характеристики, включаючи функцію продукту, умови виробництва та експлуатації, і стосуються як статичної, так і динамічної продуктивності. Наприклад, потужність, ефективність, термін служби, міцність, жорсткість, стійкість до тертя, зносостійкість, стійкість до вібрації та теплові характеристики, які може передати продукт.
Критерій технічного виконання означає, що відповідне технічне виконання має відповідати встановленим вимогам. Наприклад, вібрація створить додаткове динамічне навантаження та змінну напругу, особливо коли її частота близька до власної частоти механічної системи або деталей, виникне резонанс, і амплітуда різко збільшиться, що може призвести до швидкого пошкодження деталей або навіть всю систему. Критерій вібраційної стійкості полягає в обмеженні відповідних параметрів вібрації механічної системи або частин, таких як власна частота, амплітуда, шум тощо, у межах зазначеного допустимого діапазону. Іншим прикладом є тепло, яке виділяється під час роботи машини, що може спричинити термічний стрес, термічне напруження та навіть термічне пошкодження. Критерій теплових характеристик полягає в обмеженні різних пов’язаних теплових параметрів (таких як термічне напруження, термічна деформація, підвищення температури тощо) у вказаному діапазоні.
(2) Критерії стандартизації
Основні стандарти, пов'язані з проектуванням механічних виробів, приблизно такі:
Стандартизація концепції: терміни, символи, одиниці вимірювання тощо, які беруть участь у процесі проектування, повинні відповідати стандартам;
Стандартизація фізичної форми: структурна форма, розмір, продуктивність тощо частин, сировини, обладнання та джерел енергії повинні вибиратися відповідно до єдиних правил.
Стандартизація методів: методи роботи, методи вимірювання, методи випробувань тощо мають бути впроваджені відповідно до відповідних нормативних документів.
Критерій стандартизації означає, що всі дії в усьому процесі проектування повинні відповідати вищезазначеним вимогам стандартизації. Опубліковані стандарти, що стосуються проектування механічних частин, можна розділити на три рівні: національні стандарти, галузеві стандарти та корпоративні стандарти з точки зору сфери застосування. За обов'язковістю використання його можна поділити на обов'язковий і рекомендований.
(3) Критерії надійності
Надійність: ймовірність того, що продукт або компонент зможе виконати визначену функцію протягом очікуваного терміну служби за певних умов використання. Критерій надійності означає, що розроблений продукт, компонент або частина повинні відповідати встановленим вимогам надійності.
(4) Правила безпеки
Безпека машини включає:
Безпека деталей: стосується того факту, що деталі не руйнуються, надмірно деформуються, надмірно зношуються та втрачають стабільність під певним зовнішнім навантаженням і протягом зазначеного часу.
Безпека всієї машини: відноситься до вимоги, згідно з якою машина гарантує, що за вказаних умов не буде жодних збоїв і що загальні функції можуть бути реалізовані нормально.
Безпека роботи: стосується захисту операторів, забезпечення особистої безпеки, фізичного та психічного здоров’я тощо.
Екологічна безпека: стосується незабруднення та шкоди навколишньому середовищу та людям навколо машини.
6
методологія проектування
Мета методології дизайну полягає в тому, щоб підняти дизайнерське мислення до раціонального процесу, щоб дизайн можна було виконувати відповідно до певної логіки, щоб більше дизайнерів могли створювати хороші проекти. Зазвичай він містить наступний вміст:
(1) Розділіть етапи проектування на дуже тонкі кроки, зробивши кожен етап розумовою діяльністю з правилами, яких слід дотримуватися, і доказами, яких слід дотримуватися.
(2) Зберігайте успішні чи хороші проекти та створюйте базу даних дизайну для довідки чи використання в майбутніх дизайнах.
(3) Запровадити концепцію та метод інженерії цінності в проектній роботі та збалансувати функцію та вартість протиріччя в дизайні, щоб отримати ефективний ефект використання.
(4) Використовуйте знання нових дисциплін, таких як трибологія, вібрація, механіка руйнування, метод кінцевих елементів, проектування надійності, оптимізаційне проектування, системна інженерія та ергономіка в проектуванні, щоб покращити науковий характер дизайну та зменшити сліпоту.
(5) Розширте обсяг проектних робіт, поширюючись на прогноз ринку та назад на післяпродажне обслуговування.
(6) Використовуйте автоматизоване проектування, щоб зменшити трудомісткість проектування, покращити швидкість проектування та якість дизайну.
7
світогляд
У майбутньому механічний дизайн проникне в такі галузі, як виробництво напівпровідників, біоінженерія, нанотехнології та робототехніка. Роблячи внесок у соціальний розвиток, він продовжуватиме самовдосконалюватися та вдосконалювати свою теорію.
(1) Подальша систематизація
Тобто, починаючи з системної точки зору, механічний продукт розглядається як система або ціле, спираючись на комп’ютерні технології для реалізації координації між людиною, машиною та навколишнім середовищем. Зокрема, він розбиває всю систему на кілька підсистем, використовує різні сучасні теорії та методи проектування та переслідує оптимізацію системи як мету для координації дизайну та узгодження кожної підсистеми.
(2) Поглибити інтелектуальний дизайн
З поступом і розвитком науки і техніки все більше факторів інтелекту слід враховувати при проектуванні. Велику кількість проектного змісту можна описати шляхом створення моделей для опису поведінки різних робочих умов механічних виробів, а розв’язання моделей може передбачити продуктивність продукту, раціональність і оптимальність конструкції. Наприклад, інтелектуальні системи прийняття рішень для різних оцінок ефективності транспортних засобів, експертні системи дизайну коробки передач і системи діагностики несправностей були застосовані при розробці та проектуванні нових транспортних засобів.
(3) Приділяйте більше уваги екологічному мисленню
Технологія «зеленого» дизайну – це технологія проектування продуктів протягом їхнього життєвого циклу відповідно до вимог захисту навколишнього середовища, максимального використання ресурсів та найменшого споживання енергії. Дизайнери зобов’язані враховувати екологічні та основні властивості продуктів із усього циклу та завжди базувати свої проекти на фізичному та психічному здоров’ї людей та захисті навколишнього середовища. У той же час розроблені продукти повинні підлягати переробці та завдавати мінімальної шкоди навколишньому середовищу.
8
сучасний метод проектування
1. Професійно та сучасно
Комп’ютерне програмне забезпечення, спільно розроблене фахівцями з механічного дизайну та комп’ютерними професіоналами, може відображати й описувати різні механізми пошкодження, відмови та руйнування механічних виробів у реальних робочих умовах. Він може кількісно аналізувати та розраховувати динамічну поведінку механічних частин і машин, а також формувати фіксовану програму проектування. Це професійний сучасний метод проектування, наприклад аналіз і проектування вібрації, трибологічне проектування, термодинамічний проект теплообміну, міцність, жорсткість, аналіз температурного поля тощо. Усі ці програми розроблені на основі традиційних методів проектування та з використанням комп’ютерних технологій. . Наприклад: використання програмного забезпечення Pro/M для аналізу динамічних характеристик механічних пристроїв і використання програмного забезпечення ANSYS для аналізу напруги є гарними прикладами в цьому відношенні, закладаючи основу для точної оцінки надійності пристрою та вибору параметрів конструкції.
2. Універсальний модерн
Щоб задовольнити високі вимоги до механічних характеристик виробів, комп’ютерна технологія широко використовується в механічному проектуванні для автоматизованого проектування та системного аналізу, що є поширеним сучасним методом проектування. Загальні методи включають оптимізацію, кінцеві елементи, надійність, моделювання, експертні системи та САПР. Ці методи призначені не тільки для дослідження механічних виробів, але також мають власні наукові теорії та методи.
1) Оптимізований дизайн
Проектування механічної оптимізації - це трансплантація та застосування технології оптимізації в області механічного проектування. Його основна ідея базується на теорії механічного дизайну.
