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机械设计的基本流程

  作为一个机械工作者,了解机械设计的基本流程是很重要的。在很多师兄的总结下,得出了一下机械设计的流程经验。明确系统需要完成的功能以及相关的性能指标(性能指标可以先参照已有的相关设备的性能指标以及生产实际中提出的要求,在后续的设计中可能要进行修正。

  主要内容

  1. 明确系统需要完成的功能以及相关的性能指标(性能指标可以先参照已有的相关设备的性能指标以及生产实际中提出的要求,在后续的设计中可能要进行修正。)

  性能指标包括:生产效率,产品的几何尺寸,设备的运行速度,定位精度等。

  2. 了解国内外相关设备的情况。包括性能,成本,实现方式(运动分解,机械结构,控制方法等),要了解这些设备哪些部分运行得比较好,哪些部分还存在问题。这样好的部分可以借鉴,不好的地方我们就可以另辟新途。

  3. 对现有设备中应用的各种典型的机械结构我们要搞清楚它的优缺点和使用场合。

  4. 综合现有设备的情况来规划动作流程。即要实现给定功能需要完成哪些动作。(遵循的原则是:1.分解出的动作尽可能少2.尽可能采用并行动作,提高效率,3.尽量使用已经比较成熟的方案)可以通过画时序图的方法。

  5. 然后再确定各个运动采用什么结构。(比如:直线运动可用滚珠丝杆,同步带,直线电机,或者气缸,绕轴转动可用电机,气动马达等,电机也有多种选择)。

  选择的依据主要有负载,速度,精度,柔性,功率,成本等。

  6. 零件的具体设计:一般从以下几个方面考虑:

  (1)尽量选用标准件和购买件,节省成本,保证质量,

  (2)几何结构和尺寸的确定:可以从产品的几何尺寸入手,逐步确定,关键部件要进行强度校核,或者刚度校核。还可以从工艺性,装配的可行性,维护的方便性,使用的方便性,安全性,加工成本等方面来考虑。

  (3)精度分配(可以通过机械设计手册查得常用的一些配合的精度以及常用机械加工能达到的精度,综合这两方面来考虑。

  (4)对于结构比较紧凑,动作比较复杂的机构,一定要注意在运动过程中不能有干涉现象。

  7. 电机,滚珠丝杆等的选型应该有计算依据(例如通过受力,速度,动作时间等来确定电机的扭矩,功率,转速,一般选择的电机需要留有一定的余量。)

  8. 对于要求可调的部分要设计调整机构。

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