机械结构设计的基本要求
(1)功能设计。
产品需要满足主要的机械功能要求,然后满足人们的应用要求。在功能上,不仅要表现出创新性,还要设计出符合相关机械工作原理,满足机械产品稳定性、工艺力学、材料力学、装配性能等相关因素要求的产品。
(2)质量设计。
需要考虑构成机械产品质量体系的相关因素,包括产品精度、产品刚度、产品结构力学要求等。,进而通过控制相关因素来提高机械产品的质量特性和性价比。此外,还应考虑机械产品的其他特性,如操作方便性、产品外观、安全特性、节能环保等。产品的质量不仅需要在机械加工工艺和材料上加以控制,还应该在机械设计阶段加以考虑。
(3)优化设计和创新设计。机械结构创新设计是利用结构设计变量系统地构建最优设计空间,将创造性思维或其他学科的技术引入产品中。优化设计和创新设计在机械产品结构设计中的应用,可以有效提高机械技术产品开发的竞争力。结构优化设计的前提是构造大量可能的优化方案,即构造大量的优化解空间,这也是结构设计中最具创造性的部分。目前结构设计的优化和创新仅仅表现在数学模型运算上?;挡返奶匦裕缂庸すひ铡⒉牧?、连接方式、尺寸和形状等。,没有得到全面的考虑,而机械结构的设计论证方法也应该以这些因素为基础。
机械结构设计准则和创新设计的基本方法
为了保证产品结构设计方案的稳定性,机械结构设计应满足力学、工艺、材料、装配、支撑等准则。,从而促进机械产品满足科学要求。例子如下:
满足机械要求的设计标准
在机械产品的结构设计过程中,需要考虑材料力学、弹性力学、疲劳力学等相关力学规律,根据机械产品的使用位置计算出相应的机械强度,从而设计出更加合格的机械产品。比如疲劳力学,直接关系到轴承、齿轮、轴的使用寿命。在设计过程中,需要根据不同机械零件的载荷变化进行相应的力学计算,优化产品结构,进而设计机械产品的生命周期。如图1所示,虚线为等强度轴轮廓,实线为实际轮廓。零件截面尺寸的变化适应其内应力的变化,使各截面强度相等。按照等强度原则设计的结构,可以充分利用材料,提高经济效益。
考虑加工技术的设计标准
在设计机械产品的结构时,往往需要考虑加工工艺规程的制定,进而考虑相关的结构设计是否能满足加工工艺的要求。比如某些机械结构需要特殊的成型方式,就要考虑相应的机械结构是否有利于加工。如图2所示,图中所示的机械结构主要是铸件。只有改变(a) \ (c)中相应的零件结构,才能保证机械产品的质量特性。
用变量法创新机械结构设计
现在的机械结构创新设计是指采用机械结构设计的变量方法,改变机械结构设计的相关因素,从而获得机械结构的创新。但创新结构需要满足应用要求,在性能和经济性上优于原设计结构。变量法的研究内容主要包括:数量变量、形状变量、材料变量、位置变量、装配和连接变量等。很多机械结构设计方案往往可以通过变量获得。作为设计人员,需要根据数学模型对机械结构性能进行计算和测试,并综合考虑其他因素,从而选择最优的机械结构设计。
事实上,机械结构的创新设计不仅需要改变其结构、空间结构、材料等相关因素,而且机械结构产品的创新性评价也是一项重要的工程。如今,随着计算机技术的不断发展,机械制图和建模软件的功能开发,机械结构的设计变得更加容易。通过制作2D图纸和三维建模,并进行仿真处理,可以发现机械结构设计中的相关问题,有利于设计人员完善机械结构设计方案。因此,对于现代机械结构设计来说,往往采用变量法修改三维模型中的数据,可以通过三维模型优化机械结构设计,从而体现机械产品设计的创新性。
摘要
综上所述,对于机械产品设计的研发来说,创新设计在机械结构设计中的应用具有一定的价值意义。本文主要探讨了机械结构设计的基本要求和相关准则,并进一步阐述了机械结构设计的创新途径。结合三维建模技术的发展,为机械结构设计的优化和创新提供了一定的技术支持。




