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2.什么是机械设计?

机械设计是研究如何创造机械,以使其安全、可靠地工作等的内容。

机械的定义是:一个组装的零件系统,可以以预定和受控的方式传递运动和能量。或更简单地说:一个控制力和运动的系统。

那么设计是又是什么呢?

设计 = 设 + 计

设就是设想,从无到有的想象,想象机械的功能,想象机械的形态。

计就是计算,在想象的基础,通过计算、试验、分析,精确的确定机械的尺寸,材料和其他参数。

设:

想象是天马行空的,但是机械设计的想象,是“靠谱”的想象,要在现有技术条件下,进行想象。不然想出来,却无法用现有的技术手段来实现,那就变成了幻想,变成了空想。例如阿基米德的棒子,他想象了一根能撬动地球的棒子,但是这根棒子是造不出来的。

人类想象出来的东西,在你大脑中,我们要让别人理解你的想象,就需要把它表达出来。而图形语言,是最适合表达机械工程师的想象。图形能辅助人类的形象思维,可以记录自己的想象,还可以表达,并且与他人交流自己的想象。

所以绘图是机械设计的基本技能,你画出图纸,在画图改图的过程中,你的思维链条在不断的叠加、延展,从而进一步的细化你的想象,这样才能形成缜密复杂的想象。这也是学习Solidworks绘图的目的,计算机三维建模软件,从很大程度上增强了机械工程师的空间想象能力。

计:

在想象的基础上,通过计算分析,精确的确定出机械的尺寸和其他参数。精确的计算分析,能机械完成预期的功能,也不至于过于笨重。这就需要良好的数理基础做支撑了。这也不是想考试题那样算,如今的计算机的算力强大,通过专业的计算分析软件,仿真软件,就能知道自己的设计是不是合理。

以上就是设计的含义。

机械设计的最终目标是确定部件(机器零件)的尺寸和形状,并选择适合的材料与制造工艺,从而使得设计出来的机器可以完成预定的功能而不发生失效。一台机器的基本功能是做有用功,机器或多或少都会涉及到能量的传递。在这里,我们最关注的是力和运动,当能量从一种形式转换为另一种形式时,机器就产生了运动和力。工程师的任务是分析和计算这些运动、力和能量的变化,以确定机器中的各个相关零部件的尺寸、形状和所需要的材料,这是机械设计的本质。

在Solidworks中,草图模块,零件模块,装配体模块,工程图模块,是用来增强、细化你的想象能力的。Simulation仿真模块,用来计算你的零件尺寸,结构合理不合理,从而保证零件能达到预期要求,优化设计的。