機械設計知識概述

第二章 機械設計概述機械是人類進行生產(chǎn)和生活的主要體力勞動工具。隨著生產(chǎn)技術的不斷發(fā)展和人民生活水平的日益提高，機械產(chǎn)品品種和門類日益增多，例如，各種各樣的金屬切削機床、儀器儀表、工程機械、重型機械、輕工機械、紡織機械、食品包裝機械、石油化工機械、產(chǎn)品加工機械、交通運輸機械、海洋作業(yè)機械、鋼鐵成套設備、發(fā)電設備以及辦公設備、家用電器、兒童玩具等等。在現(xiàn)代社會，人們運用各種類型的機械，以改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們也運用越來越多的機械，以提高自身的生活質(zhì)量?？梢哉f，國民經(jīng)濟各部門及人類自身生活中使用機械的程度，是整個社會發(fā)展水平的重要標志之一。機械工程是在西方工業(yè)革命后形成系統(tǒng)的技術科學，從明代我國逐步引進了此技術，但是至今我們在機械設計方面不屬于世界先進行列。主要問題是：1、缺乏技術價值觀念。2、缺乏大量技術實踐。3、教學與工廠實際脫離，把機械技術變成了讀書，缺乏對機械技術的全面實踐，培養(yǎng)的人不能動手，不會設計真實東西。工業(yè)設計師應當是通才。從專業(yè)要求看，必須了解機械工藝、材料、成本等方面的內(nèi)容，理解工程師的思維方式，才能夠較順利設計產(chǎn)品。此課程主要培養(yǎng)學生在機械技術和設計方面的職業(yè)思維方式和行為方式，對機械產(chǎn)品有實際經(jīng)驗，通過拆裝實驗，討論，解決實際產(chǎn)品設計，從中了解設計過程。照傳統(tǒng)說法，一切機器都可分為三部分，動力源、傳動和執(zhí)行機構(gòu)。一切機器的作用不外兩點，一是利用能量來代替微弱的人力、畜力，另一則用機器的運動來代替人手的動作。雖然兩者都是為了減輕勞動，可是它們發(fā)展的歷史卻很不一樣。能源開發(fā)是近代的成就，應該說由水車開始，而且從歷史眼光看其發(fā)展并不能說很快，一般是量變。用機器運動來代替手工動作則歷史長得多，而且進步也比較大。只要比較一下上古制作陶器的陶車和近代在人的大腦中進行外科手術的機器人便清楚了。這可能是因為能源開發(fā)雖然艱巨，其目標卻是單一的。用機器運動代替人工勞動，目的是多種多樣的，隨著人類生活的發(fā)展而不斷變化。因此形成很多復雜的行業(yè)。到底機器的哪部分是用來產(chǎn)生代替人手的動作呢?事實上這和傳統(tǒng)的原則性的說法略有不同。倘若機器要執(zhí)行的動作非常簡單，則動力源一傳動一執(zhí)行這劃分還是對的。但近代機器常常極其復雜，對它要求的動作也非常精細而且復雜。這種精細復雜的運動，通常要從傳動中獲得。這就使機器的傳動部分和執(zhí)行部分的界限模糊了，同時也使傳動成為更復雜的技術。表面上好像很簡單的問題，做起來可能會很困難。在這里提及一個歷史上的例子：當瓦特設計他的蒸汽機時，他需要一個直線運動來帶動閥門。從表面看這是個很簡單的問題，在今天用一個導軌便成了。但在那時的加工設備和潤滑技術，還不能制出導軌，而須用連桿。但瓦特想不出這樣一種連桿，便要求格拉斯哥大學的數(shù)學家們幫忙，但數(shù)學家們也想不出。后來事情傳開了，竟發(fā)現(xiàn)全世界的數(shù)學家都解決不了這問題。瓦特只得用了一個近似的直線機構(gòu)。這問題直到瓦特死后幾十年，才由一位法國數(shù)學家解決了。這一事實說明了在機器上對傳動機構(gòu)要求之高和問題解決之難。只要機器還在使用，傳動機構(gòu)也必然要繼續(xù)發(fā)展。各種各樣的機械是國民經(jīng)濟許多部門及其他領域的重要裝備。隨著科學技術和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對機械產(chǎn)品不時提出新要求，除了優(yōu)質(zhì)、高效、低能耗、低廉價格之外，突出的課題是性能優(yōu)越的、適應高精尖發(fā)展的機械功能。一般地說，機械設備均為實現(xiàn)某種工藝動作過程，或者實現(xiàn)生產(chǎn)過程與操作自動化。在新形勢下，必須致力搞好創(chuàng)新設計，不斷推出新產(chǎn)品來搶占市場，滿足客觀需求。機械的創(chuàng)新設計的著重點是機構(gòu)設計，也就是機械運動方案設計。機構(gòu)系統(tǒng)設計的核心，是選擇靈巧的工藝動作過程、滿意地達到特定的機械功能要求。機構(gòu)系統(tǒng)的開發(fā)、設計，機構(gòu)的選用和它們的巧妙組合，就是為了實現(xiàn)特定的機械功能。機構(gòu)系統(tǒng)設計的好壞，直接影響機械產(chǎn)品的性能、效率、成本，因此愈來愈為人們重視。不言而喻，產(chǎn)品設計是決定產(chǎn)品性能、質(zhì)量、水平和經(jīng)濟效益的重要環(huán)節(jié)。隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，商品競爭必然愈來愈劇烈。一個產(chǎn)品是否具有市場競爭能力，在很大程度上取決于產(chǎn)品的設計。產(chǎn)品設計如有閃失，則常常是屬于根本性的問題，對產(chǎn)品生產(chǎn)、市場競爭的貽誤，可能會造成災難性后果。因此，必須高度重視設計，盡心盡力搞好設計。2.1 機器、機構(gòu)與機械的基本概念 機械設計的研究對象是機器和機構(gòu)。那么什么是“機器”和“機構(gòu)”呢? 機器這個概念，在18世紀工業(yè)革命以后，得以逐步充實和完善。隨著科學技術的飛躍發(fā)展，特別是70年代末、80年代初興起的世界范圍的新技術革命，對于機器的設計與制造具有深刻和廣泛的影響，“機器”的含義相應逐漸在更新與變化。對于現(xiàn)代機器，由于廣泛采用機電一體化，可以把機器定義為：機器是一種具有操縱控制系統(tǒng)的、作機械運動的裝置，它用來變換能量、物料和信息，以代替或減輕人的體力勞動和腦力勞動。在這個定義中，物料是指被加工的對象、被搬運的重物。根據(jù)機器用途的不同，我們又可把機器分為動力機器、加工機器和信息機器。 動力機器是把任何一種能量變換成機械能，或者把機械能變換成其他形式的能量。例如，內(nèi)燃機、壓氣機、渦輪機、電動機、發(fā)電機等等都屬于動力機器。 加工機器的用途是完成有用的機械功或搬運物品。例如，金屬切削加工機床、軋鋼機、織布機、縫紉機、包裝機、汽車、機車、飛機、起重機、輸送機等等都是。 信息機器是用來獲得和變換信息。如果信息是以數(shù)字形式表示的，則該信息機器就稱為計數(shù)機或計算機。計數(shù)機有計算器、機械式積分儀、記賬機等。打字機、繪圖儀等等也是屬于信息機器。對于實現(xiàn)數(shù)學運算的電子計算機（指CPU、控制器、運算器和內(nèi)存等），由于它并沒有機械運動的存在，從機構(gòu)學的觀點來看，電子計算機不能算是機器，但計算機整機中的軟盤驅(qū)動器、硬盤（驅(qū)動器）、光盤驅(qū)動器、電源風扇、CPU風扇等仍包含有機械運動，需要相應的傳動機構(gòu)去完成各種運動要求。 在這里，必須指出的是機器與其他裝置(或設備)的主要不同點：機器一定要作機械運動，并用機械運動來實現(xiàn)能量、物料和信息的變換。 凡是在沒有人的直接參與下，能完成能量、物料和信息的整個變換過程的機器，稱為自動機。自動機中的各個機械動作，一般都采用各種各樣的機構(gòu)來完成的。 完成一定工藝過程的自動機群，通過自動運輸裝置聯(lián)接起來，可組成自動線。 機器，特別是自動機，在正確使用的情況下，能減輕人的勞動、提高生產(chǎn)率和保證高質(zhì)量地完成工作過程。 隨著各種各樣新機構(gòu)的出現(xiàn)，“機構(gòu)”的定義也應有所變化。以前人們認為機構(gòu)只能由剛體所組成（狹義機構(gòu)），現(xiàn)在已經(jīng)把液體和氣體都認為直接參與機械運動的變換，同時把在特定條件下的可變形體和撓性體參與機械運動的變換（廣義機構(gòu)）。因此，機構(gòu)可以定義為：機構(gòu)是用作把一個或幾個剛體的運動變換成其他剛體所需的運動的機械裝置。如果液體或氣體也參與運動的變換，這種機構(gòu)就相應地稱為液動機構(gòu)或氣動機構(gòu)。從對各種各樣機器的分析可以看出，各個機器的主要組成部分都是各種機構(gòu)。一部比較復雜的、完整的機器，可能包含多種類型的機構(gòu)。例如，內(nèi)燃機由曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和齒輪機構(gòu)組成的。但是，簡單的機器，也可能只包含一種機構(gòu)，例如，手工送料的沖床就是由曲柄滑塊機構(gòu)單一機構(gòu)構(gòu)成的。 一部機器，特別是自動機，由于要實現(xiàn)較為復雜的工藝動作過程，往往有較多的各種類型的機構(gòu)來組成的。近年來，隨著機電一體化的廣泛應用，一部機器中的機構(gòu)數(shù)目和復雜程度都有下降的趨勢，但是從機器必須實現(xiàn)某一工藝動作過程來看，機構(gòu)還是大多數(shù)機器的最重要部分。此外，在儀器、設備和日常用具中，也大量用到各種機構(gòu)；因此，研究機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和設計受到了機械設計人員的重視。各種類型的機器，盡管它們的用途、結(jié)構(gòu)和性能不相同，但都有如下三個共同的特征：（1） 它們都是人為的實物組合；（2） 它們各部分之間具有確定的相對運動；（3） 在工作時能代替或減輕人類的勞動，或完成有用的機械功，或轉(zhuǎn)換機械能。作為機構(gòu)，只具備機器的前兩個特征，而不能完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換機械能。為了簡化敘述，人們常常用“機械”一詞作為“機構(gòu)”和“機器”的總稱。2019整理的各行業(yè)企管，經(jīng)濟，房產(chǎn)，策劃，方案等工作范文，希望你用得上，不足之處請指正圖01所示的內(nèi)燃機即為常見通用機械之一，它由氣缸體(連同機架)、活塞、連桿、曲軸、齒輪、凸輪、進氣閥推桿和排氣閥推桿等組成。燃燒的氣體膨脹時推動活塞，通過連桿推動曲軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的曲軸通過齒輪帶動凸輪軸控制進氣與排氣，同時輸出機械能。內(nèi)燃機工作時能將燃氣的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的機械能，因此，它是一臺典型的機器。能夠?qū)⑵渌问降哪芰哭D(zhuǎn)換為機械能的機器稱為原動機，如電動機、內(nèi)燃機、渦輪機等。能夠利用機械能來完成有用功，或者能將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥芰康臋C器統(tǒng)稱為工作機，如金屬切削機床、起重機，空氣壓縮機等。在圖01所示的內(nèi)燃機中，為了將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，必須依靠各個最基本的組合體的協(xié)調(diào)動作。這些最基本的組合體就是機構(gòu)。圖中凸輪4、進氣閥2的推桿與氣缸體1組成一凸輪機構(gòu)；凸輪5、排氣閥3的推桿與氣缸體1也組成一凸輪機構(gòu)；活塞11(稱為滑塊)、連桿10、曲軸8(稱為曲柄)與氣缸體1組成曲柄滑塊機構(gòu)；齒輪7、6和氣缸體1組成齒輪機構(gòu)。 機構(gòu)是由各個具有確定相對運動的運動單元所組成的。這些運動單元稱為構(gòu)件。構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是幾個零件組成的剛性整體。例如齒輪、軸和鍵這三個零件可聯(lián)接成一個構(gòu)件。構(gòu)件和零件的區(qū)別是。構(gòu)件是運動的單元，而零件是制造的單元。在各種機械設備中都會用到的零件，稱為通用零件，如螺栓、鍵、軸承、齒輪等。只是在某些機械設備中用到的零件，稱為專用零件，如活塞、曲軸等。2.2 機械設計概述一、 設計基本概念設計一詞的英語為Design，它源于拉丁語Designar，由De（記下）與Signare（符號、記號、圖形等）兩詞組成。因此，“設計”的最初含義是將符號、記號、圖形之類記下來的意思。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術的進步，設計的內(nèi)涵不斷向深度和廣度發(fā)展，設計的含義愈來愈深刻和愈來愈先進。設計是人類改造自然的基本活動之一，設計是復雜的思維過程，設計過程蘊含著創(chuàng)新和發(fā)明的機會。設計的目的是將預定的目標，經(jīng)過一系列規(guī)劃與分析決策，產(chǎn)生一定的信息（文字、數(shù)據(jù)、圖形），形成設計，并通過制造，使設計成為產(chǎn)品，造福人類。設計過程是指明確設計任務到編制技術文件所進行的整個設計工作的流程。一般來說，整個設計過程可分為明確設計任務要求、原理方案設計、技術設計、施工設計四個主要階段?，F(xiàn)代設計是過去設計活動的延伸和發(fā)展。隨著設計實踐經(jīng)驗的積累，生產(chǎn)和科技的飛速發(fā)展，使設計思想、理論、方法和手段得到不斷的豐富、充實和發(fā)展，促進了傳統(tǒng)設計方法的變革，使現(xiàn)代設計方法隨之產(chǎn)生。現(xiàn)代設計方法使機械產(chǎn)品的設計工作發(fā)生了質(zhì)的變化，促進了機械產(chǎn)品的改進、更新、升級、換代速度的加快。機械產(chǎn)品的設計由于情況不同可以有三類不同的設計：1 開發(fā)性設計：在工作原理、結(jié)構(gòu)等完全未知的情況下，應用成熟的科學技術或經(jīng)過實驗證明是可行的新技術，設計出過去沒有過的新型機械。這是一種完全創(chuàng)新的設計。2 適應性設計：在原理方案基本保持不變的前提下，對產(chǎn)品作局部的變更或設計一個新部件，使產(chǎn)品在質(zhì)和量方面更能滿足使用要求。3 變型設計：在工作原理和功能結(jié)構(gòu)都不變的情況下，變更現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)果配置和尺寸，使之適應于更多的容量的要求。這里的容量含義很廣，如功率、轉(zhuǎn)矩、加工對象的尺寸、速比范圍等等。在機械產(chǎn)品設計中，開發(fā)性設計目前還占少數(shù)，為了充分發(fā)揮現(xiàn)有機械產(chǎn)品的潛力，適應性設計和變型設計就顯得格外重要。但是，作為一個設計人員，不論從事哪一類設計，都應該在“創(chuàng)新”上下功夫?！皠?chuàng)新”可以使開發(fā)性設計、適應性設計和變型設計別具一格，耳目一新。市場競爭的日益加劇，設計人員必須把新產(chǎn)品的開發(fā)放在重要位置上，使產(chǎn)品不斷更新、技術儲備更加增強，這樣才能在市場競爭中立于不敗之地。二、機械設計發(fā)展情況人類的設計工作大致經(jīng)歷了三個階段：(一)直覺設計階段為了有效地從事生產(chǎn)、抵御野獸的侵害和其他部落的掠奪，人們發(fā)明了弓箭、杠桿、轆轤、輪車、風車、水力機械、畜力機械等等。那時人們只是從自然現(xiàn)象中得到啟示，或是全憑直觀感覺來設計制作工具和機械。一般只知道這些工具和機械能夠省力、提高工效，但不知其所以然。直覺設計往往帶有一定的盲目性。(二)經(jīng)驗設計階段 自17世紀數(shù)學與力學的結(jié)合以后，人們開始運用經(jīng)驗數(shù)學公式來解決設計中的一些問題，如材料和結(jié)構(gòu)件的應力和強度計算等。18世紀工業(yè)革命后，機器的創(chuàng)造發(fā)明層出不窮。19世紀科技發(fā)展更是促進設計工作的發(fā)展。這階段設計的特點是主要依靠個人的才能和經(jīng)驗，運用一些基本設計計算理論借助類比、模擬和試湊等設計方法來進行的。一般來說，經(jīng)驗設計只能滿足基本的功能要求，但在成本、性能、質(zhì)量諸方面都可能有很大的局限性。這一階段的產(chǎn)品完善周期一般很長，一個產(chǎn)品從發(fā)明到實際應用，往往需要幾十年甚至上百年的改進演變過程。(三)半理論半經(jīng)驗設計階段本世紀初，圖紙設計法替代了試湊法，大大提高了設計效率和設計質(zhì)量，減少了設計中的浪費。這個階段由于加強了設計基礎理論和各種專業(yè)機械產(chǎn)品設計機理的研究，從而為設計提供了數(shù)據(jù)、圖表和手冊等；由于加強了關鍵零部件的設計研究，大大提高了設計速度和成功率；由于加強了“三化”研究，即零件標準化、部件通用化、產(chǎn)品系列化，進一步提高了設計的速度和質(zhì)量，降低了產(chǎn)品的成本。這樣也可以使設計減少盲目性，增加合理性。但是，這一階段的設計還缺乏系統(tǒng)化的觀點，尚無創(chuàng)新開發(fā)的辦法和綜合優(yōu)化的思想。因此，它還沒有完全擺脫經(jīng)驗設計的局面。三、現(xiàn)代設計方法的產(chǎn)生如上所述，現(xiàn)代設計是過去設計活動的延伸和發(fā)展。50年代后期到60年代初期，由于電子計算機日漸廣泛的采用、設計方法學和創(chuàng)造方法學的迅速發(fā)展以及科學技術的進步，使人們在掌握事物的客觀規(guī)律與人的思維規(guī)律的同時，運用有關科學、技術原理進行復雜的、甚至在這以前認為不可能的計算和設計，從而機械產(chǎn)品的設計工作發(fā)生了質(zhì)的變化。大約于本世紀六十年代末期，在機械產(chǎn)品設計領域中，國際上相繼出現(xiàn)了一系列新興學科分支，主要有設計方法學、優(yōu)化設計、價值工程、計算機輔助設計(CAD)、可靠性設計、工業(yè)藝術造型設計、模塊化設計、反求工程；有限元法、機械動態(tài)設計等等；還有不少新的設計方法，如相似性設計、系統(tǒng)化設計、人機學、模態(tài)設計、動態(tài)設計、疲勞設計等等。其中不少技術已日趨成熟，并得到廣泛應用。人們把國際上新崛起的有關設計的新興學科稱為現(xiàn)代設計?，F(xiàn)代設計在設計指導思想、設計對象、設計方法和設計手段都有著顯著特點和先進性。從設計指導思想來看，它由過去的經(jīng)驗、類比方法提高到邏輯的、理性的、系統(tǒng)的新設計方法；從設計對象上來看，它考慮了人、機、環(huán)境的相互協(xié)調(diào)，從而發(fā)揮產(chǎn)品的最大潛力或提高系統(tǒng)的有效性；從設計方法上來看，它廣泛采用CAD、優(yōu)化設計、可靠性設計、工業(yè)藝術造型設計、創(chuàng)造性設計，使設計的水平有一個質(zhì)的飛躍；從設計手段上來看，它充分采用電子計算機進行計算、自動繪圖和數(shù)據(jù)庫管理等。這樣大大提高了設計的準確性、穩(wěn)定性和設計效率，并且使修改設計十分方便。設計思想、設計方法、設計工具?，F(xiàn)代設計方法在機械運動簡圖設計中的應用，必然會使這項設計擺脫經(jīng)驗、類比設計的局面，能在較短的時間內(nèi)得到一個較為理想的機械運動簡圖。四、機械設計的一般進程機械設計過程并沒有一個通用的固定的順序，而須按具體情況確定。機械設計的一般進程，可分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設計、詳細設計和改進設計四個階段。下面探討其各階段的設計任務。(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段在產(chǎn)品規(guī)劃階段的中心任務包括：確定設計目的（需求分析、市場預測）和設計思想，可行性分析，確定設計參數(shù)及制約條件，最后給出詳細的設計任務書（或要求表），作為設計、評價和決策的依據(jù)。產(chǎn)品開發(fā)是從需求識別開始的。優(yōu)秀的設計人員應該具有敏銳的預感能力，在市場競爭形勢中，分析出社會的需要，并搶在市場需要前完成產(chǎn)品的開發(fā)和試制工作。需求有兩種：一種為顯需求，即人們都知道的需求；另一種是隱需求，即人們還沒有意識到的、但客觀存在的那種需求。設計人員的任務，不僅僅去不斷改進、提高那些滿足人們顯需求的產(chǎn)品，更重要的是要去開發(fā)那些滿足人們隱需求的產(chǎn)品。需求：發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品中存在的問題（普遍性問題和難點性問題），包括產(chǎn)品功能、性能質(zhì)量、數(shù)量等的具體要求；競爭對手在技術、經(jīng)濟方面的優(yōu)缺點；現(xiàn)有產(chǎn)品的銷售情況等等。對產(chǎn)品開發(fā)中的重大問題，經(jīng)過技術、經(jīng)濟、社會各方面條件的詳細分析和對開發(fā)可能性的綜合研究，提出產(chǎn)品開發(fā)的可行性報告，報告一般包括以下內(nèi)容：(1)產(chǎn)品開發(fā)的必要性，市場需求預測；(2)有關產(chǎn)品的國內(nèi)外水平和發(fā)展趨勢；(3)預期達到的最低目標和最高目標，包括設計水平、技術、經(jīng)濟、社會效益等；(4)提出設計、工藝等方面需要解決的關鍵問題；(5)在現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性論述及準備采取的措施；(6)預算投資費用及項目的進度、期限。(二)方案設計階段市場需求的滿足或適應，是以產(chǎn)品的功能來體現(xiàn)的。產(chǎn)品功能與產(chǎn)品設計是因果關系，但又不完全相同。體現(xiàn)同一功能的產(chǎn)品，可以多種多樣。因此這一階段就是在功能分析的基礎上，通過創(chuàng)新構(gòu)思、探賾索隱、優(yōu)化篩選，取得較理想的功能原理方案。對于機械產(chǎn)品來說，機械運動示意圖(機械運動方案圖)和機械運動簡圖的設計就是方案設計階段的主要內(nèi)容。產(chǎn)品功能原理方案的好壞，決定著產(chǎn)品性能和成本，關系到產(chǎn)品水平及競爭能力，是這一設計階段的關鍵。 方案設計階段要完成產(chǎn)品功能分析、功能原理求解和評價決策得到最佳功能原理方案，也就是初步完成機械運動方案的設計，為進一步進行機械運動簡圖設計打下基礎。(三)詳細設計階段將表述功能原理的機械運動簡圖使之實現(xiàn)功能原理方案，須得予以具體化，成為機器及其零部件的合理結(jié)構(gòu)，這是詳細設計階段的任務。因此，要完成產(chǎn)品總體設計、部件和零件設計、全部生產(chǎn)圖紙，并編制設計說明書等有關技術文件。在此階段中，零部件的結(jié)構(gòu)形狀、裝配關系、材料選擇、尺寸大小、加工要求、表面處理、總體布置等設計合理與否，對產(chǎn)品的技術性能和經(jīng)濟指標都有著直接的影響。為此，設計人員應注意：(1)零部件設計必須滿足其設計功能要求；(2)要考慮功能的合理分配和零件結(jié)構(gòu)形狀的合理設計；(3)從便于制造加工和降低成本考慮，力求零件結(jié)構(gòu)形狀簡單，加工面少，材料利用率高；(4)常用零件盡可能標準化、通用化、組合化；(5)總體設計還應滿足總功能、人機工程、造型美學、包裝和運輸?shù)确矫娴囊?。詳細設計的步驟一般由總裝草圖分拆成部件、零件草圖，經(jīng)審核無誤后，再由零件工作圖、部件圖繪制出總裝圖。最后還要編制技術文件，如設計說明書，標準件、外購件明細表，備件、專用工具明細表等等。(四)改進設計階段試制產(chǎn)品根據(jù)試驗、使用、鑒定中所暴露的問題，進一步從設計上完善相應的技術和效能，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。這是改進設計階段的主要任務，是整個設計過程中不可分割的一部分，決不允許可有可無。通過這一階段的工作，產(chǎn)品的效能、可靠性和經(jīng)濟性提高之后，產(chǎn)品就更具有生命力。總之，按上述一般進程有步驟地設計對提高設計質(zhì)量有較好的效果。五、機械設計的基本要求一個產(chǎn)品，只有在技術性能、經(jīng)濟指標、整體造型、操作使用和可維修性等方面得到統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)一致等得以滿足，這樣的設計才是合理的，才會受到用戶的歡迎。因此，如何擬定機械設計的要求，是產(chǎn)品設計中一個重要的前提。(一)擬定設計要求的原則與方法設計要求擬定的一般原則是：詳細而明確，合理而又先進。詳細就是盡可能列出全部設計要求，編制出一份設計要求明細表；明確就是對設計要求盡可能定量化。合理就是對設計要求的提出要適度、要實事求是；先進就是與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，產(chǎn)品的功能或技術性能、經(jīng)濟指標方面具有一定的領先優(yōu)勢。設計要求定量化方法，視具體產(chǎn)品的情況而定。有些產(chǎn)品可依據(jù)國際標準、國家標準或?qū)I(yè)標準來確定；有些可通過直接計算而得；有些可通過統(tǒng)計法、類比法、估算法、試驗法等來確定。(二)設計要求設計要求可分為主要要求和次要要求。主要要求是指直接關系到產(chǎn)品的功能、性能、技術經(jīng)濟指標的那些要求，次要的要求是指間接關系到產(chǎn)品質(zhì)量的那些要求。1主要要求(1)功能要求：即產(chǎn)品的功用?？梢詮娜藱C功能分配、價值工程原理和技術可行性等三方面來分析。(2)適應性要求：即對作業(yè)對象的特征、工作狀況、環(huán)境條件等工況發(fā)生變化的適應程度。(3)性能要求：即指產(chǎn)品所具有的工作特征。(4)生產(chǎn)能力要求：是指產(chǎn)品在單位時間內(nèi)所能完成工作量的多少。(5)可靠性要求：是指產(chǎn)品在規(guī)定使用條件下，在預期使用壽命內(nèi)能完成規(guī)定功能的概率。(6)使用壽命：是指正常使用條件下，因磨損等原因引起產(chǎn)品技術性能、經(jīng)濟指標下降在允許范圍內(nèi)而無需大修的延續(xù)工作的期限。 (7)效率的要求：是指輸入量的有效利用程度。 (8)使用經(jīng)濟性要求：是指單位時間內(nèi)生產(chǎn)的價值與同時間內(nèi)使用費用的差值。 (9)成本要求。 (10)人機工程學要求。 (11)安全防護、自動報警要求。 (12)與環(huán)境適應的要求。 (13)運輸、包裝的要求。 2其他設計要求：為了保證實現(xiàn)主要設計要求而提出的要求。主要有： (1)強度、剛度要求。 (2)制造工藝要求。 (3)零件加工技術要求。 (4)各作業(yè)動作間的協(xié)調(diào)配合要求。 以上的各項設計要求對于各種產(chǎn)品設計都是適用的。但是，某一具體的產(chǎn)品設計，所涉及的設計要求的內(nèi)容，其主次輕重是不同的。設計人員應作具體分析，以擬訂出祥細、明確、合理而又先進的設計要求。在擬定設計要求時，要著重考慮人、機、材料、成本，一般就簡稱為四個“M”(Man，Machine，Material，Money)。對于機械設計的可靠性、適用性與完善性的考慮，一般可以歸結(jié)為：保證功能要求與適當使用壽命下的不斷降低成本。六、機械設計的原則和法規(guī)在機械設計過程中，還應遵循一些基本的原則和法規(guī)，以確保設計的質(zhì)量，杜絕不應有的浪費。 (一)基本原則對于設計過程中普遍適用的基本原則，現(xiàn)簡述如下：1需求原則：產(chǎn)品的功能要求來自于需求。產(chǎn)品要滿足客觀的需求，這是一切設計最基本的出發(fā)點。不考慮客觀需要會造成產(chǎn)品的積壓和浪費?？陀^需求是隨著時間、地點的不同而發(fā)生變化的，這種變化了的需求是設計升級換代產(chǎn)品的依據(jù)?？陀^需求有顯需求和隱需求之分，顯需求的發(fā)展可導致產(chǎn)品的不斷改進、升級、更新、換代；隱需求的開發(fā)會導致創(chuàng)造發(fā)明，形成新穎的產(chǎn)品。2信息原則：設計過程中的信息主要有市場信息、科學技術信息、技術測試信息和加工工藝信息等。設計人員應全面、充分、正確和可靠地掌握與設計有關的各種信息。用這些信息來正確引導產(chǎn)品規(guī)劃、方案設計與詳細設計，并使設計不斷改進提高。3創(chuàng)新原則：設計人員的大膽創(chuàng)新，有利于沖破各種傳統(tǒng)觀念和慣例的束縛，創(chuàng)造發(fā)明出各種各樣原理獨特、結(jié)構(gòu)新穎的機械產(chǎn)品。4系統(tǒng)原則：每個機械產(chǎn)品都可以看作一個待定的技術系統(tǒng)，設計產(chǎn)品就是由系統(tǒng)論的方法來求出功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過分析、綜合與評價決策，使產(chǎn)品達到綜合最優(yōu)。5收斂原則：為了尋求一個嶄新的產(chǎn)品，在構(gòu)思功能原理方案時，采用發(fā)散思維；為了得到一個新型產(chǎn)品，則必須綜合多種信息，實行收斂思維。在發(fā)散思維基礎上進行收斂