机械设计的一般方法

海马机械设计培训中心科研方面涉及了机械行业的诸多领域，在机电成套装备、数控机床、矿山机械、工程机械、油田机械、木工机械、食品机械、物流机械自动输送线、农机机械、输送机械设计、起重机械、变速箱、抛丸机喷涂生产线，汽车总装线、水处理、除尘设备、自动控制技术、模具设计与制造、自动化生产线设计改造等方面形成了自己的专业设计特色。近年来，承担了机械行业纵向和横向大量关键、共性技术的科学研发，先后完成了30余项实用新型专利和20项发明专利，在非标自动化机械设计、生产线改进优化、工业4.0发展阶段取得了多项成果。

在机械设计过程中，根据设计方案和机器的功能，一般将机器分为几个主要部分，然后按照设计过程分别进行技术设计和结构设计，因此，技术设计和结构设计是针对主要零部件的设计，常用的设计和计算方法有以下几种。

(1)理论设计。理论设计是一种创造性设计，也称作开放性设计。设计者按机械零件的结构及其工作情况，将它简化成一定的力学模型，运用理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、流体力学、热学、摩擦学理论等或利用这些理论推导出来的设计公式和实验数据进行设计称为理论设计。按照设计顺序的不同，零件的理论设计计算可分为设计计算和校核计算。

设计计算是根据零件的工作情况、要求，进行失效分析，确定零件工作能力准则，并按其理论设计公式确定零件的形状和尺寸；校核计算是先参照已有实物、图纸和经验数据，初步拟定出零件的结构和尺寸，然后根据工作能力准则所确定的理论校核公式进行校核计算。

(2)经验设计。经验设计也称作继承性设计，根据某些零件长期以来的设计与使用经验归纳出经验公式，或者设计者根据经验用类比的方法，确定一些尺寸进行设计，称为经验设计。这对于某些典型零件是很有益的设计方法。例如减速箱体、传动件、机床手柄等的某些结构尺寸。

(3)模型实验设计。模型实验设计也可以称作实验设计，对于一些尺寸大、结构复杂的重要零件，如大型水轮机、大型轧钢机的关键零件，为了提高设计的可靠性，可以把初步设计的零部件或机器做成小模型或样机，进行实验，根据实验结果改进产品的设计；而对于大量生产的机器(如汽车)，则常用实物进行实验。

在一部机器的设计中，有时会综合使用以上三种设计方法，在设计不同部分时使用不同的方法。机器的设计是一项复杂的工程，通常要由一个设计集体合作完成。由于现代机器不仅是由机械部分组成，其他部分的设计与机械设计要配合，一般机械设计是为机器实现其功能提供硬件基础，机器的控制、照明、冷却等其他辅助部分通常在机械设计时都要统筹考虑，预留设计空间，切记机器是一个整体，机械设计是机器设计的一部分。