如何設計一個機械產品

Ⅰ 機械設計的一般步驟是什麼

機械設計是一個創造性的工作過程，同時也是一份盡可能多地利用已有成功經驗的工作。只有很好地把繼承和創新結合起來，才能設計出高質量的產品，作為產品的設計，要求對產品的工作原理、功能、結構、零部件設計，甚至加工製造和裝配方法都確定下來。因此，不同的設計者可能有不同的設計方法和設計步驟。但是，人們根據設計的長期經驗，將機械設計分為五大步驟：動向預測、方案設計、技術設計、施工設計、試生產。

（1）動向預測。

根據實際需要提出所要設計的新產品後，動向預測只是一個計劃和預備階段，此時所要設計的產品僅是一個模糊的概念。在這階段中，應對所設計的產品作全面的調查研究和分析。

一件機械產品的發展過程，與任何有生命的個體一樣，假使希望所生產的產品，能夠不斷地推廣，不斷地更新，則在產品發展過程中，就需要考慮發展哪種產品，何時投產等問題，而且必須慎重考慮，周密策劃，嚴格執行，使其能在萬無一失的情況下投入市場，並在上市後仍能不斷地獲取購買者的反映，作為將來改善產品的參考。即在產品生產前，必須對產品的功能、規格、用途、銷售市場，及競爭者產品的特性，作系統的調查和分析。從市場的觀點來看，產品必須具備比它的材料及加工成本更高的交換價值，否則它將無法在市場上立足。因此在設計前，必須進行情報調研和動向預測，如圖4-16所示。在進行非完全新型產品的設計時，調研和預測一般選擇一些知名品牌的同類產品作為調研對象，調研項目包括產品功能、市場銷售、顧客購買動機等方面。經過產品調研後，明確了本設計產品的優點和不足，然後清點外購件和原材料，收集各零部件的工時定額、材料消耗定額等，計算出各零、部件的目前成本，並初步摸清產品的實際成本。預測改進後的產品投入市場後的競爭能力，做出決策，並寫出技術建議。根據技術建議的分析來確定合理地制定產品文件的技術論證和技術經濟論證，最後簽發設計任務書。在設計任務書中，要說明設計對象的用途和特點，從而規定生產率、可靠性和壽命、重量、外廓尺寸、驅動能量、成本等指標。

圖4-17設計師在進行方案設計在確定設計原理方案時，還必須體現機械工業的技術發展政策。根據機械的實際工作情況，盡量採用微電子技術和新型材料，設計機電液一體化產品。

（3）技術設計。

在技術設計中，要擬定設計對象的總體和部件，具體確定零件的結構。對所設計的機械產品提出的要求是：製造和維護經濟、操縱方便而安全、可靠性高和使用壽命長。為了能達到這些要求，零件應滿足一些准則，其中最重要的准則是：強度、剛度、抗震性、耐磨性、耐熱性、工藝性等。標准化對所設計產品的製造成本和運行經濟有很大意義。實現了標准化，可使機械產品的成本有所降低，設計周期有所縮短，可靠性則有所提高。

設計人員按照他所繪制的初步設計總圖，如圖4-18所示，簡單計算或估算機械的各主要零件的受力、強度、形狀、尺寸和重量等，如發現原來所選的結構不可行或不實際，則要對結構進行調整或修改，此外還要考慮有沒有發生過熱、過度磨損及過早發生疲勞破壞的危險部位，並採取措施解決。

在技術設計階段，設想中的產品初步成形了，設計人員通過初步設計總圖的繪制，會發現各部分的形狀、尺寸和比例等有許多矛盾，當需要加強或改進某一方面時，可能會削弱或惡化另一方面，此時必須權衡取捨，在各方面保持平衡以達到最佳綜合效果。這時，設計人員的經驗起著重要作用。

在修改初步設計的總圖的過程中，還需對初步設計進行技術—經濟分析，一般原則是：先將那些結構復雜、質量大、尺寸大、材料貴、性能差、技術水平低的，以及批量大、工藝復雜、原材料消耗高、成品率低的那些零件進行分析，並據此修改設計，以期得到技術—經濟指標高的初步設計總圖。

圖4-18產品工程圖初步設計總圖經過反復修改滿意後，按比例繪制，凡可能發生干擾碰撞之處要特別注意，必須有足夠的各方向視圖和剖面，以暴露各方面可能發生的矛盾等。初步設計總圖完成後，初估它的製造成本（供審查和報價），進行初步評審。

從初步設計總圖到技術設計裝配圖，需注意：

①盡量採用標准件、通用件或過去已經設計製造的零部件，以節省生產費用。

②確定毛坯材料，以及毛坯是由外廠供應還是本廠生產。

③改進加工和安裝工藝，例如，採用成組加工工藝和平行裝配操作等以降低製造成本，在設計中使採用先進工藝成為可能。

④按照造型設計原則改進結構。

⑤考慮安全設計要求。

⑥進行技術—經濟分析。最後，綜合上述工作，調整零件尺寸比例，畫出技術設計總裝圖，對於高速運動機械，還需進行系統的動力學驗算，內容包括整個結構的固有頻率和振型，確定結構承受的外載荷，計算在動載荷作用下的動應力，並採取措施避免共振和減少動應力等。

按照初步評審意見進行修改得到技術設計總裝配圖，畫出每一零件的結構。由於此時零件的尺寸已知，便可較准確地計算出零件承受的載荷，再用零件設計專用程序，計算出零件受載後的應力分布狀況，找出其危險點，進行結構改進以降低危險點的峰值應力或對零件的某幾個主要尺寸作優化設計。再考慮選用材料、加工和裝配要求，確定零件的尺寸，對零件的危險點求出在工作載荷譜下的應力響應，計算疲勞強度和壽命，按壽命要求再修改零件設計。完成潤滑設計和電氣設計（驅動和控制）等，最後畫出技術設計總裝配圖，進行第二次評審。

第二次評審仍應請各方面的專家和使用人員代表共同審核，若此時改變設計，其代價將是很高的，但是若有必須改變之處則一定要改。避免重新繪圖的最好方法，是在設計過程中與使用人員、製造工藝人員和其他有關專家多商量，某些重要的和批量生產的機械，有時要製造一個模型。第二次評審通過後，正式畫出技術設計總體裝配圖和部件圖（分裝配圖）。

（4）施工設計。

根據技術設計總體裝配圖進行零部件設計。繪出零件圖，無遺漏地定出零件上的每一個尺寸，定出公差配合，凡是有標準的地方在繪圖時都必須符合國家標准。再按實際的零件尺寸畫出施工設計總體裝配圖。接著，開始校對圖樣。首先校對零件圖的尺寸，檢查每張圖的尺寸有無遺漏或矛盾，尺寸標注有無錯誤，每張圖與它左鄰右舍的圖有無矛盾，對照總圖檢查發生干涉或碰撞的可能性等。再對圖樣進行工藝性審核，要有熟練的工藝人員將每張圖都看過，檢查每一個零件是否便於製造，易於安裝，對難於或甚至無法加工之處進行修改。一部機器的零件、尺寸、配合等都有標准，設計人員雖然也熟悉標准，但最好要有專人進行標准審核。此外，還需對圖樣進行潤滑審核，研究潤滑方法和潤滑劑品種等。最後，編出零件清單及說明書等各種技術文件。

（5）試生產。

根據施工設計的圖樣和各種技術文件試制樣機，對樣機進行功能試驗，並對各項費用進行成本核算，向前反饋，改進設計。對樣機進行審批手續，再進行小批量試生產，改進後正式投入小批量生產。

小批量生產的產品投放市場後，如用戶對產品的「試售率」和「再售率」都很高，表明產品受用戶歡迎，可以批准大批量投產；如「試售率」低，「再售率」高，表明用戶對產品不了解，應加強廣告宣傳，然後再大批量投產；如「試售率」高，「再售率」低，或兩者都低，表明產品質量存在問題，應修改設計，提高質量，降低成本。

當產品可以批量生產時，還要研究適合批量生產的工藝並按照此工藝進行批量試生產。批量試生產中，可能發現在工藝性審核中考慮欠周到之處，使批量生產出現困難，難以穩定地保證質量，以及消耗大、成本高等，而且不能單是通過改進加工工藝來解決問題，這就需要對設計作某些相應的修改，以提高機械設計的工藝性，然後才可以開始正式批量或大量生產。當大批產品投入使用後，還要及時從用戶那裡收集使用和維護的信息，如有必要則對設計作改進修改。

Ⅱ 機械產品設計一般思路是什麼

1、市場需求分析
主要是產品的市場定位及推出產品的時機。
2、明確產品的功能目標
主要是做到知己知彼，關鍵是產品要有特色，功能上要盡量達到人無我有，人有我新。
3、方案設計
設計成敗的關鍵，主要是要體現產品的創新能力和意識，主要有以下幾個步驟：
（1）產品功能分析 主要分析產品功能實現的可能性，確定設計參數。
（2）提出設計方案 該過程的重點是：一是分別對原動機、傳動部分及執行機構等分別提出可行的方案；二是對原動機、傳動部分及執行機構進行有機整合；三是在前面兩個過程中要明確各部分選用的工作原理，遵循簡單實用原則，盡量選擇成熟技術。
4、技術設計
這個就是具體的設計了，主要有：
機構設計
機構的協調設計
結構設計
總裝設計
製造樣機
大致的過程就是這樣了。

Ⅲ 機械設計的一般流程是什麼

1、整體規劃輸出：計劃書

2、計劃書：說明產品開發的意義、內容、費用、期限的文件

3、設計階段輸出：設計計劃書、設計規格書（包含計算書）

4、設計計劃書：整體設計工作如何進行的計劃書，最好利用產品的WBS文件，保證合理性；

5、規格書：表示機械基本性能的文件；這些參數部分來自於市場/客戶，是我們追求的目標；另一部分這是通過計算形成的；這里的數據盡量准確，而且但同時又要給出一個合理的調節范圍，因為現場情況復雜，客戶並不能給出准確的需要，又或者這種需要本身就是多樣的，

6、草圖階段輸出：產品原理圖

7、產品原理圖：產品的原理圖/方案圖，這里盡量多給出不同的方案，比較各個方案；

8、產品原理圖+設計規格書=creo中的記事本lay文件+整機骨架文件

9、計劃圖階段輸出：計劃圖

10、計劃圖：相當於各個功能模塊的具體設計，理論上應該產品的全部的設計信息，形狀、規格、尺寸，但是實際中工程圖信息不便於包含在三維組件中，尤其採用協同設計時，骨架文件傳遞過來的尺寸信息沒有辦法設置公差，公差配合標注也不夠方便

11、計劃圖=部件的骨架文件+組件

12、工程圖階段輸出：零件工程圖

13、工程圖：零件的加工指定圖，包含零件的全部信息

14、裝配圖階段輸出：裝配圖、檢驗文件、使用說明書

15、裝配圖：指明各個零件的裝配關系，模擬實際的裝配過程，發現存在的問題，裝配圖中還應該包括主要性能尺寸的標注，裝配方法的要求，裝配效果的約束，

16、對於運動方式比較簡單的產品=creo的裝配件，但是如果是比較復雜的運動=creo模擬文件

17、檢驗文件：包含內容有對裝配圖中的主要尺寸進行檢驗的說明、對設計功能進行試裝驗證的說明

18、使用說明書：產品的使用說明。

(3)如何設計一個機械產品擴展閱讀：

機械設計（machinedesign），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算並將其轉化為具體的描述以作為製造依據的工作過程。

機械設計的主要流程：

1、根據用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設計任務。

2、初步設計。包括確定機械的工作原理和基本結構形式，進行運動設計、結構設計並繪制初步總圖以及初步審查。

3、技術設計。包括修改設計（根據初審意見）、繪制全部零部件和新的總圖以及第二次審查。

4、工作圖設計。包括最後的修改（根據二審意見）、繪制全部工作圖（如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術文件（如零件表、易損件清單、使用說明等）。

5、定型設計。用於成批或大量生產的機械。對於某些設計任務比較簡單（如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計等）的機械設計可省去初步設計程序。

參考資料來源：網路--機械設計