这个要怎么设计?为什么要那样设计?机械设计新人经常会如此发问。就个人经验,一个设计师对结构设计从无从下手到独立设计有五个关键点:设计要领、参考结构、工艺、成本、结构形式库。是一个循序渐进的过程。
一 设计要领
大的设计原则要提前学习,细节知识的积累是个漫长的过程,方法的获得却可短时间获取。结构设计原则很少有人去和你讲,要多查些资料,这是主线。原则好理解但不一定记得住,记住了不一定会用,需要时刻贯穿于你的设计工作中。下面有一些原则
1.等强度原则
2.载荷分担原则
3.附加力自平衡原则
4.减少应力集中
5.变形协调原则
6.强度和刚度
相关的资料可以搜索“机械结构设计基本原则”相关资料,这个是做结构设计最先需要了解的知识,“强度和刚度”这个原则要重点说下,这个是满足功能的前提,强度和刚度都达不到其它的也就无从谈起了。
二 参考结构
刚做结构设计时避免不了参考结构,有些新人会抵触这个,认为没有技术含量,自己标新立异另行设计。这样是没有必要的,大部分情况原结构是经过长期验证的,殊不知你在不理解原结构的基础上摒弃原来重新设计可能会犯很多新的错误。结构的改进的前提是优化结构,而不是为了改而改。参考结构的过程很重要,在逐步了解原结构的过程中你也就渐渐了解为什么要那样设计,里面贯穿的原则也会加深理解,这是必经之路。
三 工艺
结构是为了满足功能而设计,根据功能可确定大体的框架结构,再具体的设计受工艺及成本考虑影响较大。所以公认的说法是机械设计师不懂工艺做不好设计,但工艺也是个学科,设计师不易达到工艺人员的水平,所以要有侧重点,可分两个阶段:
1.起码达到设计的零部件不至于加工不出来,加工成本不至于过高
2.设计的零部件加工难度低、成本合理
具体的知识要多总结,多向工艺人员学习。
四 成本
单从实现功能的角度来看不应该考虑成本,但机械设备一般要作为产品销售或者自行使用,成本因素实际上对结构设计的影响很大。机械设计师一定要有这个意识,关于成本控制做结构设计的时候有几点重点。
1.等强度原则
不过强也不过弱,满足安全系数的前提下最大程度发挥材料的作用。
2.结构形式尽量统一
功能相同或类似的结构尽量形式统一,如销轴连接结构。
3.尽量选用标准件
这个我想大家都清楚,选用标准件可以减少设计成本及加工成本。
4.材料规格尽量统一
(1)尽量使用型材
(2)板材板厚选常用,尽量减少板厚规格。
作为设计师要清楚一点,成本控制不好就是在浪费资源。
五 结构形式库
结构形式库的形成需要长期的积累,设计工作中所接触到的各类结构都有其优缺点及适用范围,要在脑子里形成一个库,必要的话以书面形式整理出来。最终当你脱离任何参考重新设计一个结构时,你就可以根据设计原则、工艺及成本设计出满足功能的合理结构。
总结:机械设计新人按照以上的方法按部就班去做2年左右可以对结构设计有所突破,贵在走心和坚持,机械知识比较琐碎,需要以方法为主线,以积累为分支构成一个较为完整的知识体系,请读者仔细品读。
欢迎关注“机械基础知识”微信公招,号码design20160205
一 设计要领
大的设计原则要提前学习,细节知识的积累是个漫长的过程,方法的获得却可短时间获取。结构设计原则很少有人去和你讲,要多查些资料,这是主线。原则好理解但不一定记得住,记住了不一定会用,需要时刻贯穿于你的设计工作中。下面有一些原则
1.等强度原则
2.载荷分担原则
3.附加力自平衡原则
4.减少应力集中
5.变形协调原则
6.强度和刚度
相关的资料可以搜索“机械结构设计基本原则”相关资料,这个是做结构设计最先需要了解的知识,“强度和刚度”这个原则要重点说下,这个是满足功能的前提,强度和刚度都达不到其它的也就无从谈起了。
二 参考结构
刚做结构设计时避免不了参考结构,有些新人会抵触这个,认为没有技术含量,自己标新立异另行设计。这样是没有必要的,大部分情况原结构是经过长期验证的,殊不知你在不理解原结构的基础上摒弃原来重新设计可能会犯很多新的错误。结构的改进的前提是优化结构,而不是为了改而改。参考结构的过程很重要,在逐步了解原结构的过程中你也就渐渐了解为什么要那样设计,里面贯穿的原则也会加深理解,这是必经之路。
三 工艺
结构是为了满足功能而设计,根据功能可确定大体的框架结构,再具体的设计受工艺及成本考虑影响较大。所以公认的说法是机械设计师不懂工艺做不好设计,但工艺也是个学科,设计师不易达到工艺人员的水平,所以要有侧重点,可分两个阶段:
1.起码达到设计的零部件不至于加工不出来,加工成本不至于过高
2.设计的零部件加工难度低、成本合理
具体的知识要多总结,多向工艺人员学习。
四 成本
单从实现功能的角度来看不应该考虑成本,但机械设备一般要作为产品销售或者自行使用,成本因素实际上对结构设计的影响很大。机械设计师一定要有这个意识,关于成本控制做结构设计的时候有几点重点。
1.等强度原则
不过强也不过弱,满足安全系数的前提下最大程度发挥材料的作用。
2.结构形式尽量统一
功能相同或类似的结构尽量形式统一,如销轴连接结构。
3.尽量选用标准件
这个我想大家都清楚,选用标准件可以减少设计成本及加工成本。
4.材料规格尽量统一
(1)尽量使用型材
(2)板材板厚选常用,尽量减少板厚规格。
作为设计师要清楚一点,成本控制不好就是在浪费资源。
五 结构形式库
结构形式库的形成需要长期的积累,设计工作中所接触到的各类结构都有其优缺点及适用范围,要在脑子里形成一个库,必要的话以书面形式整理出来。最终当你脱离任何参考重新设计一个结构时,你就可以根据设计原则、工艺及成本设计出满足功能的合理结构。
总结:机械设计新人按照以上的方法按部就班去做2年左右可以对结构设计有所突破,贵在走心和坚持,机械知识比较琐碎,需要以方法为主线,以积累为分支构成一个较为完整的知识体系,请读者仔细品读。
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