方案設計
根據不同的工作原理,可以擬定多種不同的執行機構的具體方案。例如僅以切削螺紋來說,既可以采用工件只作旋轉運動而刀具作直線運動來切削螺紋(如在普通車床上切削螺紋),也可以使工件不動而刀具作轉動和移動來切削螺紋(如用板牙加工螺紋)。這就是說,即使對于同一種工作原理,也可能有幾種不同的結構方案。
進行機器評價時,還必須對機器的可靠性進行分析,把可靠性作為一項評價的指標。從可靠性的觀點來看,盲目地追求復雜的結構往往是不明智的。一般地講,系統越復雜,則系統的可靠性就越低。為了提高復雜系統的可靠性,就必須增加并聯備用系統,而這不可避免地會提高機器的成本。
機器的運動學設計。根據確定的結構方案,確定原動件的參數(功率、轉速、線速度等)。然后做運動學計算,從而確定各運動構件的運動參數(轉速、速度、加速度等)。
機器的動力學計算。結合各部分的結構及運動參數,計算各主要零件所受載荷的大小及特性。此時求出的載荷,由于零件尚未設計出來,因而只是作用于零件上的公稱(或名義)載荷。
在技術設計的各個步驟中,近三四十年來發展起來的優化設計技術,越來越顯示出它可使結構參數的選擇達到的能力。一些新的數值計算方法,如有限元法等,可使以前難以定量計算的問題獲得的近似定量計算的結果。對于少數非常重要、結構復雜且價格昂貴的零件,在必要時還須用模型試驗方法來進行設計,即按初步設計的圖紙制造出模型,通過試驗,找出結構上的薄弱部位或多余的截面尺寸,據此進行加強或減小來修改原設計,后達到完善的程度。機械可靠性理論用于技術設計階段,可以按可靠性的觀點對所設計的零、部件結構及其參數做出是否滿足可靠性要求的評價,提出改進設計的建議,從而進一步提高機器的設計質量。上述這些新的設計方法和概念,應當在設計中加以應用與推廣,使之得到相應的發展。