机械设计的基本流程【机械设计流程】

1、机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。

2、机械设计的努力目标是、在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。

3、优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有、最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。

4、这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。

5、设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。

6、过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。

7、随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。

8、机械设计的主要流程、根据用户订货、市场需要和新科研成果制定设计任务。

9、初步设计。

10、包括确定机械的工作原理和基本结构形式，进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。

11、技术设计。

12、包括修改设计(根据初审意见)、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。

13、工作图设计。

14、包括最后的修改(根据二审意见)、绘制全部工作图(如零件图、部件装配图和总装配图等)、制定全部技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)。

15、定型设计。

16、用于成批或大量生产的机械。

17、对于某些设计任务比较简单(如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计等)的机械设计可省去初步设计程序。

1、机械设计的羡瞎竖一般流程、根据用户订货、市场需要和新科研成果制定设计任务。

2、初步设计、包括确定机械的工作原理和基神稿本结构形式，进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。

3、技术设计、包括修改设计、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。

4、工作图设计、包括最后的修改、绘制全部工作图，如零件图、部件装配图和总装配图等，制定全部技术文件。

5、定型设计、用于成批或大量生产的机械，对于某些设计任务比较简单如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计兄大等的机械设计可省去初步设计程序。

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：分解出的动作尽可能少尽可能采用并行动作，提高效率，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： 。

7、（1）尽量选用标准件和购买件，节省成本，保证质量，。

8、（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。。

9、（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。）。

10、（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。 。

11、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。） 。

12、对于要求可调的部分要设计调整机构。 。

1、机械零件的常规设计方法有以下几种。

2、理论设计。

3、所谓理论设计，就是根据设计理论和实验数据所进行的设计。

4、它又可分为设计计算和校核计算两类。

5、设计计算是根据零件的工作情况，选定计算准则，按其所规定的要求计算出零件的主要几何尺寸和参数。

6、校核计算是先按其他方法初步拟定出零件的主要尺寸和参数，然后根据计算准则所规定的要求校核零件是否安全。

7、由于校核计算时已知零件的有关尺寸，因此能计入影响强度的结构因素和尺寸因素，计算结果比较精确。

8、经验设计。

9、经验设计是指根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验，或借助类比方法所进行的设计。

10、它主要适用于使用要求变动不大而结构形状已典型化的零件，如箱体、机架、传动零件的结构要素等。

11、模型实验设计。

12、这种设计主要是针对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件，根据初步设计的结果，按比例制成小尺寸的模型，采取实验手段对其各方面的特性进行检验，再根据实验结果对原设计进行逐步修改，从而达到完善的设计。

13、模型实验设计是在设计理论还不成熟，已有的经验又不足以解决设计问题时，为积累新经验、发展新理论和获得好结果而采用的一种设计方法。

14、但这种设计方法费时、耗资，一般只用于特别重要的设计中。

15、机械零件设计的一般步骤、(1)选择零件的类型和结构要根据零件的使用要求，在熟悉各种零件的类型、特点及应用范围的基础上进行。

16、(2)分析和计算载荷。

17、根据机器的工作情况，确定作用在零件上的载荷。

18、(3)选择合适的材料。

19、根据零件的使用要求、工艺要求和经济性要求选择合适的材料。

20、(4)确定零件的主要尺寸和参数。

21、根据对零件的失效分析和所确定的计算准则进行计算，确定零件的主要尺寸和参数。

22、(5)零件的结构设计。

23、应根据功能要求、工艺要求、标准化要求，确定零件合理的形状和结构尺寸。

24、(6)校核计算。

25、只对重要的零件且有必要时才进行这种校核计算，以确定零件工作时的安全程度。

26、(7)绘制零件的工作图。

27、(8)编写设计计算说明书。

28、机械零件设计是从机器的工作原理、承载能力、构造和维护等方面研究通用机械零件的设计问题，其中包括如何合理确定零件的形状和尺寸、如何合理选择零件的材料以及如何使零件具有良好的工艺性等。

1、机械零件的常规设计方法有以下几种。

1、机械设计为机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。

2、机械设计的努力目标是、在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。

3、优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有、最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。

4、这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。

5、主要流程根据用户订货、市场需要和新科研成果制定设计任务。

6、初步设计。

7、包括确定机械的工作原理和基本结构形式，进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。

8、技术设计。

9、包括修改设计(根据初审意见)、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。

10、工作图设计。

11、包括最后的修改(根据二审意见)、绘制全部工作图(如零件图、部件装配图和总装配图等)、制定全部技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)。

12、以上内容参考百度百科——机械设计。

1、机械设计为机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。

1、机械设计是一个创造性的工作过程，同时也是一份尽可能多地利用已有成功经验的工作。

2、只有很好地把继承和创新结合起来，才能设计出高质量的产品，作为产品的设计，要求对产品的工作原理、功能、结构、零部件设计，甚至加工制造和装配方法都确定下来。

3、因此，不同的设计者可能有不同的设计方法和设计步骤。

4、但是，人们根据设计的长期经验，将机械设计分为五大步骤、动向预测、方案设计、技术设计、施工设计、试生产。

5、(1)动向预测。

6、根据实际需要提出所要设计的新产品后，动向预测只是一个计划和预备阶段，此时所要设计的产品仅是一个模糊的概念。

7、在这阶段中，应对所设计的产品作全面的调查研究和分析。

8、一件机械产品的发展过程，与任何有生命的个体一样，假使希望所生产的产品，能够不断地推广，不断地更新，则在产品发展过程中，就需要考虑发展哪种产品，何时投产等问题，而且必须慎重考虑，周密策划，严格执行，使其能在万无一失的情况下投入市场，并在上市后仍能不断地获取购买者的反映，作为将来改善产品的参考。

9、即在产品生产前，必须对产品的功能、规格、用途、销售市场，及竞争者产品的特性，作系统的调查和分析。

10、从市场的观点来看，产品必须具备比它的材料及加工成本更高的交换价值，否则它将无法在市场上立足。

11、因此在设计前，必须进行情报调研和动向预测，如图4-16所示。

12、在进行非完全新型产品的设计时，调研和预测一般选择一些知名品牌的同类产品作为调研对象，调研项目包括产品功能、市场销售、顾客购买动机等方面。

13、经过产品调研后，明确了本设计产品的优点和不足，然后清点外购件和原材料，收集各零部件的工时定额、材料消耗定额等，计算出各零、部件的目前成本，并初步摸清产品的实际成本。

14、预测改进后的产品投入市场后的竞争能力，做出决策，并写出技术建议。

15、根据技术建议的分析来确定合理地制定产品文件的技术论证和技术经济论证，最后签发设计任务书。

16、在设计任务书中，要说明设计对象的用途和特点，从而规定生产率、可靠性和寿命、重量、外廓尺寸、驱动能量、成本等指标。

17、图4-16　设计调查(2)方案设计。

18、方案设计阶段对设计的成败起关键作用。

19、这个阶段充分地体现出设计工作有多个方案的特点。

20、根据设计任务书提出的对所设计机器的工作要求，首先对能满足工作要求的多种设计原理方案加以分析比较。

21、由于任何工作原理都必须通过一定的运动形式来实现，所以这一步骤也是确定设计所需运动的方案。

22、确定设计原理方案时，可把设计对象当作完整的系统，并将它分成具有各种分功能的机构及零件为子系统和元素，进行系统分析，最后选择最优方案，如图4-17所示。

23、在这一阶段，要按选择最优方案所需的技术——经济论证来制定产品总体和主要部件方案，同时要确定关于工作原理、可靠性和强度的问题范围，这些问题必须加以研究，有些要得到实验验证。

24、对设计目标影响不大的结构要素可以作近似计算。

25、如果现在有接近于设计对象的实际样机，就可以不经过计算而拟定各个结构要素。

26、但在方案设计中，为了进行与选择最优设计方案有关的技术—经济计算，必须充分精确地估计对最终结果有影响的参数。

27、图4-17　设计师在进行方案设计在确定设计原理方案时，还必须体现机械工业的技术发展政策。

28、根据机械的实际工作情况，尽量采用微电子技术和新型材料，设计机电液一体化产品。

29、(3)技术设计。

30、在技术设计中，要拟定设计对象的总体和部件，具体确定零件的结构。

31、对所设计的机械产品提出的要求是、制造和维护经济、操纵方便而安全、可靠性高和使用寿命长。

32、为了能达到这些要求，零件应满足一些准则，其中最重要的准则是、强度、刚度、抗震性、耐磨性、耐热性、工艺性等。

33、标准化对所设计产品的制造成本和运行经济有很大意义。

34、实现了标准化，可使机械产品的成本有所降低，设计周期有所缩短，可靠性则有所提高。

35、设计人员按照他所绘制的初步设计总图，如图4-18所示，简单计算或估算机械的各主要零件的受力、强度、形状、尺寸和重量等，如发现原来所选的结构不可行或不实际，则要对结构进行调整或修改，此外还要考虑有没有发生过热、过度磨损及过早发生疲劳破坏的危险部位，并采取措施解决。

36、在技术设计阶段，设想中的产品初步成形了，设计人员通过初步设计总图的绘制，会发现各部分的形状、尺寸和比例等有许多矛盾，当需要加强或改进某一方面时，可能会削弱或恶化另一方面，此时必须权衡取舍，在各方面保持平衡以达到最佳综合效果。

37、这时，设计人员的经验起着重要作用。

38、在修改初步设计的总图的过程中，还需对初步设计进行技术—经济分析，一般原则是、先将那些结构复杂、质量大、尺寸大、材料贵、性能差、技术水平低的，以及批量大、工艺复杂、原材料消耗高、成品率低的那些零件进行分析，并据此修改设计，以期得到技术—经济指标高的初步设计总图。

39、图4-18　产品工程图初步设计总图经过反复修改满意后，按比例绘制，凡可能发生干扰碰撞之处要特别注意，必须有足够的各方向视图和剖面，以暴露各方面可能发生的矛盾等。

40、初步设计总图完成后，初估它的制造成本(供审查和报价)，进行初步评审。

41、从初步设计总图到技术设计装配图，需注意、①尽量采用标准件、通用件或过去已经设计制造的零部件，以节省生产费用。

42、②确定毛坯材料，以及毛坯是由外厂供应还是本厂生产。

43、③改进加工和安装工艺，例如，采用成组加工工艺和平行装配操作等以降低制造成本，在设计中使采用先进工艺成为可能。

44、④按照造型设计原则改进结构。

45、⑤考虑安全设计要求。

46、⑥进行技术—经济分析。

47、最后，综合上述工作，调整零件尺寸比例，画出技术设计总装图，对于高速运动机械，还需进行系统的动力学验算，内容包括整个结构的固有频率和振型，确定结构承受的外载荷，计算在动载荷作用下的动应力，并采取措施避免共振和减少动应力等。

48、按照初步评审意见进行修改得到技术设计总装配图，画出每一零件的结构。

49、由于此时零件的尺寸已知，便可较准确地计算出零件承受的载荷，再用零件设计专用程序，计算出零件受载后的应力分布状况，找出其危险点，进行结构改进以降低危险点的峰值应力或对零件的某几个主要尺寸作优化设计。

50、再考虑选用材料、加工和装配要求，确定零件的尺寸，对零件的危险点求出在工作载荷谱下的应力响应，计算疲劳强度和寿命，按寿命要求再修改零件设计。

51、完成润滑设计和电气设计(驱动和控制)等，最后画出技术设计总装配图，进行第二次评审。

52、第二次评审仍应请各方面的专家和使用人员代表共同审核，若此时改变设计，其代价将是很高的，但是若有必须改变之处则一定要改。

53、避免重新绘图的最好方法，是在设计过程中与使用人员、制造工艺人员和其他有关专家多商量，某些重要的和批量生产的机械，有时要制造一个模型。

54、第二次评审通过后，正式画出技术设计总体装配图和部件图(分装配图)。

55、(4)施工设计。

56、根据技术设计总体装配图进行零部件设计。

57、绘出零件图，无遗漏地定出零件上的每一个尺寸，定出公差配合，凡是有标准的地方在绘图时都必须符合国家标准。

58、再按实际的零件尺寸画出施工设计总体装配图。

59、接着，开始校对图样。

60、首先校对零件图的尺寸，检查每张图的尺寸有无遗漏或矛盾，尺寸标注有无错误，每张图与它左邻右舍的图有无矛盾，对照总图检查发生干涉或碰撞的可能性等。

61、再对图样进行工艺性审核，要有熟练的工艺人员将每张图都看过，检查每一个零件是否便于制造，易于安装，对难于或甚至无法加工之处进行修改。

62、一部机器的零件、尺寸、配合等都有标准，设计人员虽然也熟悉标准，但最好要有专人进行标准审核。

63、此外，还需对图样进行润滑审核，研究润滑方法和润滑剂品种等。

64、最后，编出零件清单及说明书等各种技术文件。

65、(5)试生产。

66、根据施工设计的图样和各种技术文件试制样机，对样机进行功能试验，并对各项费用进行成本核算，向前反馈，改进设计。

67、对样机进行审批手续，再进行小批量试生产，改进后正式投入小批量生产。

68、小批量生产的产品投放市场后，如用户对产品的“试售率”和“再售率”都很高，表明产品受用户欢迎，可以批准大批量投产。

69、如“试售率”低，“再售率”高，表明用户对产品不了解，应加强广告宣传，然后再大批量投产。

70、如“试售率”高，“再售率”低，或两者都低，表明产品质量存在问题，应修改设计，提高质量，降低成本。

71、当产品可以批量生产时，还要研究适合批量生产的工艺并按照此工艺进行批量试生产。

72、批量试生产中，可能发现在工艺性审核中考虑欠周到之处，使批量生产出现困难，难以稳定地保证质量，以及消耗大、成本高等，而且不能单是通过改进加工工艺来解决问题，这就需要对设计作某些相应的修改，以提高机械设计的工艺性，然后才可以开始正式批量或大量生产。

73、当大批产品投入使用后，还要及时从用户那里收集使用和维护的信息，如有必要则对设计作改进修改。

1、根据用户订货、市场需要和新科研成果制定设计任务。

2、初步设计。

3、包括确定机械的工作原理和基本结构形式，进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。

4、技术设计。

5、包括修改设计(根据初审意见)、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。

6、工作图设计。

7、包括最后的修改(根据二审意见)、绘制全部工作图(如零件图、部件装配图和总装配图等)、制定全部技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)。

8、定型设计。

9、用于成批或大量生产的机械。

10、对于某些设计任务比较简单(如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计等)的机械设计可省去初步设计程序。

11、扩展资料、机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。

12、新型设计应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械。

13、继承设计根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。

14、变型设计为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。

15、参考资料来源、百度百科-机械设计。

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