搞了20年你卻不懂，機(jī)械設(shè)計(jì)到底是什么

　　1.什么是設(shè)計(jì)?

　　墻紙是一種設(shè)計(jì)。你可能正在穿著“設(shè)計(jì)者”設(shè)計(jì)的衣服。汽車(chē)的外觀是被“設(shè)計(jì)”出來(lái)的。很明顯，設(shè)計(jì)一詞涵蓋的意義十分范圍廣泛。在上面的例子中，設(shè)計(jì)主要是指設(shè)計(jì)一個(gè)物件的外觀。以汽車(chē)為例，它的很多方面都涉及到設(shè)計(jì)。比如它的機(jī)械內(nèi)部構(gòu)件(發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、懸掛結(jié)構(gòu)等)都需要設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)，工程師或許比藝術(shù)家更能表現(xiàn)出某種程度上的藝術(shù)性。

　　2.什么是機(jī)械設(shè)計(jì)?

　　機(jī)械設(shè)計(jì)是研究如何創(chuàng)造機(jī)械，以使其安全、可靠地工作等的內(nèi)容。機(jī)械的定義是：一個(gè)組裝的零件系統(tǒng)，可以以預(yù)定和受控的方式傳遞運(yùn)動(dòng)和能量?；蚋?jiǎn)單地說(shuō)：一個(gè)控制力和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。

　　一臺(tái)機(jī)器的基本功能是做有用功，機(jī)器或多或少都會(huì)涉及到能量的傳遞。在這里，我們最關(guān)注的是力和運(yùn)動(dòng)，當(dāng)能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式時(shí)，機(jī)器就產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)和力。工程師的任務(wù)是分析和計(jì)算這些運(yùn)動(dòng)、力和能量的變化，以確定機(jī)器中的各個(gè)相關(guān)零部件的尺寸、形狀和所需要的材料。這是機(jī)械設(shè)計(jì)的本質(zhì)。

　　當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)者需要設(shè)計(jì)機(jī)器的一個(gè)零件時(shí)，首先必須明白：任何一個(gè)零件的功能和性能都依賴(lài)于機(jī)器中的其它許多相關(guān)零件。因此，這里我們是要設(shè)計(jì)整機(jī)，而不是簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)單獨(dú)每一個(gè)零件。為此，我們必須利用靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)(應(yīng)力分析)和材料特性等。

　　3.機(jī)械設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是什么?

　　機(jī)械設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是確定部件(機(jī)器零件)的尺寸和形狀，并選擇適合的材料與制造工藝，從而使得設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)器可以完成預(yù)定的功能而不發(fā)生失效。這就要求設(shè)計(jì)人員能夠計(jì)算和預(yù)測(cè)每個(gè)零件的失效形式和條件，然后通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)防它失效。這就需要對(duì)每一零件進(jìn)行應(yīng)力和變形分析。由于應(yīng)力是外載荷和慣性力的函數(shù)，也是零件幾何形狀的函數(shù)，所以計(jì)算應(yīng)力和變形前，必須先進(jìn)行力分析、力矩分析、扭矩分析，以及系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析。