机械设计如何选择零件材料机械零件设计基本要求

2021-12-01 04:00:36

阅读 13347次标签：机械产品设计机械设计作者： anyi

机械设计是一项复杂、细致和科学性很强的工作。随着科学技术的发展，设计方法也在不断地发展。近年来发展起来的“优化设计”、“可靠性设计”、“有限元设计”、“模块设计”、“计算机辅助设计”等现代设计方法已在机械设计中得到了推广与应用。机械零件设计是从机器的工作原理、承载能力、构造和维护等方面研究通用机械零件的设计问题，其中包括如何合理确定零件的形状和尺寸、如何合理选择零件的材料以及如何使零件具有良好的工艺性等。

机械零件设计中非常重要的一个环节是合理选择材料。合理选择材料能有效地提高零件的性能及质量，降低生产成本。下面简略介绍机械设计中机械零件常用材料选择方法，以及它们的选择原则。
对机械零件设计的基本要求
1) 在预定工作期限内正常、可靠地工作，保证机器的各种功能
2) 要尽量降低零件的生产、制造成本
3) 尽可能多的采用市场常见标准件。
4) 对可能系列化的产品，尽可能的在开始设计的时候考虑零件的通用性，无法通用的也要尽可能的在结构上类似，以减少制造过程的工艺编排，夹具工装设计的工作量。
机械零件材料选用的原则要考虑三个方面的要求
1、使用要求（首要考虑）：
1）零件的工况（震动，冲击，高温，低温，高速，高载都应当慎重对待）；
2）对零件尺寸和质量的限制；
3）零件的重要程度。（对于整机可靠度的相对重要性）
2、工艺要求：
1）毛坯制造（铸造，锻打，切板，切棒）；
2）机械加工；
3）热处理；
4）表面处理
3、经济性要求：
1）材料价格（普通圆钢与冷拉型材，精密铸造，精密锻造的毛坯成本与加工成本的对比，）；
2）加工批量和加工费用；
3）材料的利用率；（如板材，棒料，型材的规格，合理的加以利用）
4）替代（尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料，如在一些耐磨部位的套用球墨替代铜套，用含油轴承替代车削加工的一些套，速度负载不大的情况下，用尼龙替代钢件齿轮或者铜蜗轮等等）。另外，还要考虑当地材料的供应情况。
机械设计的基本要求
1) 对机器使用功能方面的要求要注意协调、平衡！防止木桶效应的出现
2) 对机器经济性的要求
设计经济性：在短的时间里投产上市，捞回开发期间的消耗，甚至边设计边制造
使用经济性：要有最佳的性能价格比（产品在小批量做开始赚了，再来改的更好）
机械零件设计标准化的好处
（1）由专门化工厂大量生产标准件，能保证质量、节约材料、降低成本；
（2）选用标准件可以简化设计工作，缩短产品的生产周期；
（3）选用参数标准化的零件，在机械设计制造过程中可以减少刀具和量具的规格；
（4）具有互换性，从而简化机器的安装和维修。

（一品威客网 anyi）

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