何賽

（阜新德?tīng)柶嚥考煞萦邢薰?，遼寧 阜新 123000）

機(jī)械零部件設(shè)計(jì)是人類實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行的一種創(chuàng)造性活動(dòng)。傳統(tǒng)機(jī)械零部件設(shè)計(jì)特點(diǎn)是以長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累為基礎(chǔ)，通過(guò)力學(xué)、數(shù)學(xué)建模及試驗(yàn)等所形成的經(jīng)驗(yàn)公式、圖標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范為依據(jù)，運(yùn)用條件性計(jì)算或類比等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。與現(xiàn)代機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法相比較而言，設(shè)計(jì)中存在試驗(yàn)計(jì)算過(guò)程復(fù)雜、設(shè)計(jì)工作顯得繁瑣、工作量較大等問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，我們要開(kāi)動(dòng)腦筋，進(jìn)行大膽創(chuàng)新。

一、設(shè)計(jì)核心思想――創(chuàng)新理念

（一）運(yùn)用創(chuàng)造理念

設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力是多種能力、個(gè)性和心理特征的綜合表現(xiàn)，包括觀察力、記憶力、想象力、思維力、表達(dá)力、自控力、文化修養(yǎng)、理想信念、意志性格、興趣愛(ài)好等因素。它是社會(huì)前進(jìn)、科技進(jìn)步的基本動(dòng)力之一，其中想象力和思維力是創(chuàng)造力的核心，它是將觀察、記憶所得信息有控制地進(jìn)行加工變換，創(chuàng)造表達(dá)出新成果的整個(gè)創(chuàng)造活動(dòng)的中心。設(shè)計(jì)者不是把設(shè)計(jì)工作當(dāng)成例行公事，而是時(shí)刻保持強(qiáng)烈的創(chuàng)新愿望和沖動(dòng)，掌握必要?jiǎng)?chuàng)新方法，加強(qiáng)學(xué)習(xí)和鍛煉啟覺(jué)開(kāi)發(fā)創(chuàng)造力，成為一個(gè)符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)需要的創(chuàng)新人才。創(chuàng)造力的開(kāi)發(fā)可從培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力、士曾加創(chuàng)新實(shí)踐等方面進(jìn)行。

（二）運(yùn)用發(fā)散思維理念

發(fā)散思維又稱輻射思維，是以欲解決的問(wèn)題為中心，思維者打破常規(guī)，從不同方向，多角度、多層次地考慮問(wèn)題。通過(guò)提出各種不同的解決問(wèn)題的途徑求出多種不同的答案，才從中選出最優(yōu)解決方案的思維方式。例如若提出“將兩個(gè)零部件聯(lián)結(jié)在一起”的問(wèn)題，常規(guī)的辦法有焊接、膠接、鉚接、捆綁、螺栓連接等各種各樣的常規(guī)方式。但運(yùn)用發(fā)散思維思考以后，就可得到利用電磁力、摩擦力、壓合力、抽真空、冷凍等等方法。利用發(fā)散思維可能會(huì)找到更好的更優(yōu)化的解決問(wèn)題的方法。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的主要形式之一在技術(shù)創(chuàng)新和方案設(shè)計(jì)中具有重要的意義。

（三）運(yùn)用創(chuàng)新思維理念

創(chuàng)新思維是建立在各類常規(guī)思維基礎(chǔ)上的。人腦在外界信息激勵(lì)下，將各種信息重新綜合集成產(chǎn)生新的結(jié)果的思維活動(dòng)過(guò)程就是創(chuàng)新思維。機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的過(guò)程是創(chuàng)新的過(guò)程。設(shè)計(jì)者應(yīng)打破常規(guī)思維的慣例追求新的功能原理、新方案、新結(jié)構(gòu)、新造型、新材料、新工藝等在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。

二、科學(xué)地進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計(jì)

（一）把握機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

機(jī)械零部件設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分，是機(jī)械總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)備中的各種機(jī)構(gòu)和構(gòu)件及它的各種運(yùn)動(dòng)功能，都是通過(guò)機(jī)械零部件的精心設(shè)計(jì)、繪制出零部件的加工制造圖和各部件的裝配圖再通過(guò)機(jī)械制造過(guò)程中的精細(xì)加工及各合格零部件的組合裝配得以實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)功能。

機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：根據(jù)機(jī)械設(shè)備方案設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)的要求陰確零部件的工作要求、性能、參數(shù)等，選擇零部件的構(gòu)形、材料、精度等，進(jìn)行失效分析和工作能力計(jì)算，畫(huà)出零部件圖和部件裝配圖。機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)應(yīng)滿足由零部件設(shè)計(jì)所決定的機(jī)械零部件的綜合質(zhì)量對(duì)強(qiáng)度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動(dòng)穩(wěn)定性、精度、加工及裝配工藝性、維修、生產(chǎn)成本等方面的要求，還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環(huán)境等環(huán)境保護(hù)要求和安全要求等。

（二）嚴(yán)格計(jì)算機(jī)械零部件的失效形式

機(jī)械零部件由于各種原因不能正常工作而失效，其失效形式主要有斷裂、表面壓碎、表面點(diǎn)蝕、塑性變形、過(guò)度彈性變形、共振、過(guò)熱及過(guò)度磨損等。故在設(shè)計(jì)零部件時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行零部件的失效分析預(yù)估失效的可能性采取相應(yīng)措施，其中包括理論計(jì)算及計(jì)算準(zhǔn)則。

常用的計(jì)算準(zhǔn)則如下：一是強(qiáng)度準(zhǔn)則。強(qiáng)度是機(jī)械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過(guò)大塑性變形等失效的能力；二是剛度準(zhǔn)則。剛度是指零部件在載荷的作用下，抵抗彈性變形的能力；三是振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則。對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)或剛度較小的機(jī)械，在工作時(shí)應(yīng)避免發(fā)生共振；四是耐熱性準(zhǔn)則。為了保證零部件在高溫下正常工作，應(yīng)合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)及合理選擇材料，必要時(shí)須采用有效的降溫措施；五是耐磨性準(zhǔn)則。耐磨性是指相互接觸并運(yùn)動(dòng)零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當(dāng)零部件過(guò)度磨損后，將會(huì)導(dǎo)致零部件失效報(bào)廢。只有綜合考慮才能最大可能地避免零部件的失效。

（三）正確選擇機(jī)械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，是檢驗(yàn)零部件表面質(zhì)量的主要依據(jù)；其選擇的合理與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。在機(jī)械零部件設(shè)計(jì)工作中表面粗糙度的選擇應(yīng)用最廣的是類比法，此法簡(jiǎn)便、迅速、有效。最常用的是與公差等級(jí)相適應(yīng)的表面粗糙度。

在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于不同類型的機(jī)器，其零部件在相同尺寸公差的條件下對(duì)表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問(wèn)題。對(duì)于不同類型的機(jī)器，其零部件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。故在設(shè)計(jì)工作中，表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實(shí)際出發(fā)，全面衡量零部件的表面功能和工藝經(jīng)濟(jì)性才能作出合理的選擇。

（四）全面優(yōu)化機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法

要充分運(yùn)用機(jī)械學(xué)理論和方法包括機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)、傳動(dòng)機(jī)械學(xué)等及計(jì)算機(jī)輔助分析的不斷發(fā)展，對(duì)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題能作出很好的處理，一系列新型的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和方法正在形成。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入設(shè)計(jì)過(guò)程環(huán)節(jié)，用計(jì)算機(jī)完成選型、計(jì)算、繪圖及其他作業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。CAD技術(shù)促成機(jī)械零部件設(shè)計(jì)發(fā)生巨大的變化并成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分。目前，CAD技術(shù)向更深更廣的方向發(fā)展，主要表現(xiàn)為：基于專家系統(tǒng)的智能CAD；CAD系統(tǒng)集成化，CAD與CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）的集成系統(tǒng)（CAD/CAM）；動(dòng)態(tài)三維造型技術(shù)；基于并行工程面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)（DFM）；分布式網(wǎng)絡(luò)CAD系統(tǒng)。

三、總結(jié)

現(xiàn)代的機(jī)械零部件強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并且要求設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新能力，在設(shè)計(jì)理論以及設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)最新科技成果，設(shè)計(jì)出具有生命力的作品，從而使設(shè)計(jì)出的零件不斷滿足社會(huì)的需要，為社會(huì)以及企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。