《机械零部件的创新设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械零部件的创新设计.doc（6页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、机械零部件的创新设计分析【摘要】现代机械设计与机械制造业作为国民经济的支柱,是衡量我国国民经济发展的重要指标之一,其发展更离不开创新思维和创新人才的支撑。本文就对机械零件进行创新设计，挖掘创新性思维，进行了分析。【关键词】机械设计；创新设计；创新思维现代机械设计与制造业作为国民经济的支柱,是衡量我国国民经济发展的重要指标之一,其发展更离不开创新思维和创新人才的支撑.。对于我们来说，就要培养创新意识，锻炼创新的思维。对机械零件进行创新设计，挖掘创新性思维，就显得尤为重要。本文就针对机械零部件的创新设计进行分析。1机械零部件传统的设计局限通常机械零部件设计的特点是以长期的经验积累为制作基础,通过力
2、学、数学建模或者是试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据,来确定其结构和尺寸,但是这样的设计不免会带来一些局限性的问题。比如腐蚀、磨损、疲劳断裂、拆后重装失准、加工费时费料、不够人性化等，即使运用了一些新材料、新的热处理、新的表面处理技术，但疲劳断裂、加工费时费料、不够人性化等问题也避免不了，要解决这些问题，这就要求对机械零部件设计进行大胆创新。机械零部件的创新设计思想现代化的机械零部件设计强调创新，要求在设计中更充分地发挥设计者的想象力和创造力，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，从而做到结构创新（采用新的技术手段和技术原理）和工艺创新（采用先
3、进的生产工艺）。运用类比思维类比思维就是基于某一个相同点或者相似点，将外观、性质、用途不完全相同的事物进行比较，从而找出能够达到目的的最佳方案。如飞机与鸟类、飞机与蜻蜓，由鸟的飞行运动制成了飞机；机械手爪就是与人手类比而设计出来的。如果考虑采用这种思维模式或许可以设计出新零件。运用联想思维联想思维是指通过对两种以上事物之间所存在的关联性与可比性，去扩展人脑中固有的思维，从而获得更多的设想、预见和推测。联想思维在机械零件设计中是不可缺的重要运用，是决定设计创作成功与否的重要因素之一。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。运
4、用发散思维发散性思维的特征是:个人的思想沿着众多不同方向扩展,发散到各个与其相关的方面, 多思路、多方面地去思考问题,具有流畅性、变通性和独特性的特点。应用发散性思维分析问题、解决问题,要充分利用已有的思维定势,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，可以想到利用电磁力、摩擦力、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。合理有效地进行机械零部件设计科学地进行机械零件疲劳强度设计随着我国建设和生产的快速发展，对各种机械设备的需求量及质量要求也在快速增加。疲劳失效的问题也越来越突出越严重。
5、因此掌握疲劳强度设计的基本原理和方法，并在机械设计、制造等各个环节中予以应用，就会防止或大大减少设备疲劳断裂事故的发生。从而收到巨大的经济效益和社会效益。1）机械强度设计先以静强度计算确定零部件的初步尺寸，然后进行疲劳强度的校核计算。2）有限寿命设计为了充分利用材料的承载能力,减小零部件或构件的截面积,减轻重量,在确保零部件使用寿命的前提下,采用超过疲劳极限的工作应力来进行疲劳设计,以避免发生疲劳破坏。3）常规疲劳设计用标准试样疲劳试验先得到材料的疲劳极限及疲劳极限图等，在考虑零部件由于尺寸、表面状况等影响因素而进行疲劳设计。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环节之一，
6、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，同时机械零部件设计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。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计和性能所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。这些要求往往互相牵制，需全面综合
7、考虑。准确地进行零部件表面粗糙度的选择表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷表面不平整，是检验零部件表面质量的主要依据。通常表面粗糙度大小会影响零件的耐磨性、配合性质的稳定性、零件的疲劳强度、零件的抗腐蚀性、零件的密封性、零件的接触刚度以及零件的测量精度。表面粗糙度大小选择合理与否，直接关系到产品的质量、性能、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。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际应用出发，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。正确进行机械零部件的失效计算机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效
8、形式很多，主要有断裂、过量变形、表面失效、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，采取相应措施，进行有关计算：强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求；刚度要求零部件在载荷作用下的弹性变形必须在允许的承受范围之内；振动稳定性要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开；耐磨性则要求相互接触并运动零部件的工作表面具有抵抗磨损的能力。优化机械零部件设计机械零部件的优化设计是把优化技术应用到机械零件设计中，通过对机械零部件的优化设计，确定出它们的最佳参数和结构尺寸，从而提高各种机械产品及技术装备的设计水平。在机械设计中采用优
9、化设计方法，在保证零部件机械性能的前提下降低成本，这将为企业带来巨大的经济效益。机械零件设计中包含了许多优化问题，例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。比如对机械零件形状设计，在常规设计完成后，再对零件的局部形状进行形状优化设计，可以使沿边界应力分布发生变化，并趋向于均布，零件的应力现象得到缓减。随着cad/cam的技术的提高，任何表示边界形状曲线的可加工性都将成为可能。【参考文献】王启，等常用机械零部件可靠性设计m北京：机械工业出版社，1996隋明阳机械设计基础m北京：机械工业出版社，2002赵冬梅机械设计基础m西安：西安电子科技大学出版社，2004郭仁生机械设计基础m北京：清华大学出版社，2001许尚贤机械零部件现代设计方法m北京:高等教育出版社,1996责任编辑：王静
