机械设计常见方案
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目录
CATALOGUE
02.
结构方案设计
04.
材料选择策略
05.
优化与验证方法
01.
03.
动力系统配置
06.
制造与维护规范
设计基础理论
01
设计基础理论
PART
机械原理与设计流程
机械原理
研究机械运动、力传递和能量转换的学科，包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
01
设计流程
需求分析、概念设计、技术设计、详细设计、制图和制造等阶段。
02
典型载荷与应力分析
01
载荷类型
拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。
02
应力分析
计算零件在受力状态下的应力分布，评估其强度和刚度。
制定统一的标准，使零件、部件和系统实现互换和通用。
标准化
将系统分解为独立的模块，便于组装、维修和升级。
模块化
提高效率、降低成本、便于维护和升级。
模块化设计优点
标准化与模块化应用
02
结构方案设计
PART
具有高强度、抗震性好、施工速度快等优点，广泛应用于大型机械和建筑物中。
具有轻便、耐腐蚀、良好的可塑性和强度，适用于航空航天、汽车、电子设备等领域。
铸铁具有良好的铸造性能和吸震性能，常用于制造重载、振动的机械部件。
采用碳纤维、玻璃纤维等复合材料制成，具有优异的力学性能、耐腐蚀性和轻量化特性。
框架式结构类型
钢结构框架
铝合金框架
铸铁框架
复合材料框架
根据机械的使用环境和功能需求，设计合理的壳体结构，确保机械整体的强度和刚度。
壳体结构设计
合理布置散热孔、散热片、风扇等散热元件，确保机械在工作过程中能够及时散热，避免温度过高。
箱体散热设计
采用密封垫片、密封胶条等材料和技术，确保箱体的密封性能，防止灰尘、水分等杂物进入。
箱体密封性
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03
02
壳体与箱体设计
采用喷涂、电镀、阳极氧化等表面处理技术，提高箱体的耐腐蚀性和美观度。
箱体表面处理
04
螺栓连接
适用于需要拆卸的部件之间，具有连接可靠、强度高、通用性好等优点。
销连接
适用于传递较大载荷的部件之间，如轴与轮毂的连接，具有结构简单、装拆方便的特点。
铆接
适用于不需要拆卸的部件之间，连接牢固可靠，但不可拆卸，适用于永久性连接。
焊接
适用于要求连接强度高、密封性好的部件之间，如箱体、框架等结构件的连接。
连接件选型规范
03
动力系统配置
PART
传动装置匹配原则
合理性
传动装置的选择应与设备的工作特点和使用要求相匹配，确保动力传递的合理性。
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高效性
传动装置的效率要高，以减少能量损失，提高设备的整体效率。
02
可靠性
传动装置应具有良好的可靠性和耐久性，以保证设备的长期稳定运行。
03
维修性
传动装置的结构应简单、易于维修和调整，以降低维护成本。
04
液压与气动系统设计
液压系统
应根据设备的负载特性和运动要求，合理设计液压系统，包括液压泵、液压阀、液压缸等元件的选型与配置。
气动系统
液压与气动系统的协调
气动系统应确保气源的稳定和清洁，合理配置气动元件，如气缸、气阀等，以实现设备的自动化控制。
在设计中应充分考虑液压与气动系统的相互影响，实现两者的协调与配合，提高设备的整体性能。
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3
电机与控制单元选型
电机选型
根据设备的功率需求和工作特性，选择合适的电机类型，如直流电机、交流电机、步进电机等。
01
根据设备的控制要求，选择合适的控制单元，如PLC、单片机等，以实现设备的自动化控制。
02
电机与控制单元的匹配
电机的性能参数应与控制单元相匹配，以确保控制精度和稳定性。
03
控制单元选型
04
材料选择策略
PART
根据机械设计的需要，对比不同材料的抗拉强度、屈服强度和硬度等指标，选择符合要求的材料。
评估材料的韧性，包括冲击韧性、断裂韧性和疲劳强度等，确保材料在受力时不易断裂或变形。
根据机械工作环境，选择耐腐蚀性能符合要求的材料，包括耐大气腐蚀、耐水腐蚀、耐酸碱腐蚀等。
对于需要长时间摩擦或磨损的部件，需选择耐磨性较好的材料，以提高使用寿命。
材料性能参数对比
强度
韧性
耐腐蚀性
耐磨性
加工工艺适配性
铸造性能
对于需要铸造的部件，需考虑材料的铸造性能，如流动性、凝固收缩率等。
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01
焊接性能
对于需要焊接的部件，需考虑材料的焊接性能，包括焊缝强度、焊接变形等。
锻造性能
评估材料在锻造过程中的可塑性和变形能力，确保能够锻造出符合要求的形状和尺寸。
机加工性能
评估材料的切削、磨削等机加工性能，以便选择合适的加工方法和刀具。
经济性与环保要求
成本
在保证性能和质量的前提下，选择成本较低的材料，以降低机械制造成本。
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资源利用
优先选用可再生资源或回收材料，降低对环境的负面影响。
02
能源消耗
选择加工过程中能耗较低的材料，以减少能源消耗和碳排放。
03
环保法规
确保所选材料符合相关环保法规和标准，避免对环境造成污染