在机械设计过程中,根据设计方案和机器的功能,一般将机器分为几个主要部分,然后按照设计过程分别进行技术设计和结构设计,因此,技术设计和结构设计是针对主要零部件的设计,常用的设计和计算方法有以下几种。
(1)理论设计。理论设计是一种创造性设计,也称作开放性设计。设计者按机械零件的结构及其工作情况,将它简化成一定的力学模型,运用理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、流体力学、热学、摩擦学理论等或利用这些理论推导出来的设计公式和实验数据进行设计称为理论设计。按照设计顺序的不同,零件的理论设计计算可分为设计计算和校核计算。
设计计算是根据零件的工作情况、要求,进行失效分析,确定零件工作能力准则,并按其理论设计公式确定零件的形状和尺寸;校核计算是先参照已有实物、图纸和经验数据,初步拟定出零件的结构和尺寸,然后根据工作能力准则所确定的理论校核公式进行校核计算。
(2)经验设计。经验设计也称作继承性设计,根据某些零件长期以来的设计与使用经验归纳出经验公式,或者设计者根据经验用类比的方法,确定一些尺寸进行设计,称为经验设计。这对于某些典型零件是很有益的设计方法。例如减速箱体、传动件、机床手柄等的某些结构尺寸。