江苏省江西机械商会 - 机械行业协会服务平台

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机械设计是什么?如何设计机械结构

作者: 江西省机械行业商会 更新时间: 2020年02月17日 16:27:18 游览量: 170

简述:

在RoboMaster比赛上,机器人有各种各样的机械结构,像8个轮子的工程机器人

在RoboMaster比赛上,机器人有各种各样的机械结构,像8个轮子的工程机器人

机械设计是什么?如何设计机械结构

哈尔滨工业大学 工程机器人

头部结构繁杂的英雄机器人

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华南理工大学 英雄机器人

还有抱着5个气瓶斜体爬阶梯的工程机器人

机械设计是什么?如何设计机械结构

东北大学 工程机器人

甚至同一种功能的夹取装置,还有不同的设计:

机械设计是什么?如何设计机械结构

两所学校的机器人的取弹机构

不同的机械结构会直接影响机器人的效率。该如何找到最好的方案?这就是机械中最最最重要的内容——机械设计。

什么是机械设计?

机械设计是啥?是根据使用要求,对机械的工作原理、结构、力的传递、材料等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述,以辅助制造。

说人话就是:我在家里想拿隔壁萝卜君家里的萝卜吃(这是使用要求),就开始动脑思考,还算了一下两家的路线(这是构思和计算),最后画图制作偷取的工具(这是转化)。

机械设计是什么?如何设计机械结构

一个机械夹子

今天我来领大家入门机械设计,本文字字都是踩过的坑,句句都是流过的泪。可将手机调至静音,含泪阅读。

入门:机械设计初体验

首先,机械的图纸不是地上捡来的,是需要自己建立模型的(建模)。

这里我们一般使用的是一款普遍到烂大街的建模软件:SolidWorks,简单容易好上手,对于刚学画图软件的同学非常友好,适合做创新设计比赛。

还有一款叫Creo,拥有强大的曲面建模能力,需要更严谨的思维和规范的操作,适合曲面要求更高的产品。

机械设计是什么?如何设计机械结构

接着,要加工零件,毕竟不是神笔马良,画出来就有。

我们DIY常用3D打印机和雕刻机加工。若是比赛和做产品,更多用的是CNC、冲压和压铸等。

3D打印机可以加工复杂零件,比如打个六角圆弧自带凹槽的弹仓。缺点是精度和强度不高。

机械设计是什么?如何设计机械结构

3D打印零件

雕刻机可以雕刻平面,比如切个圆,钻个孔。但是,只有培训过的机械狗才能操作雕刻机,所以建议在X宝代加工。

机械设计是什么?如何设计机械结构

雕刻机加工的零件

最后要了解基本的的紧固方式(比如螺钉)和传动方式(比如齿轮),再利用DIY工具,动手操作一番。

常用的DIY工具有螺丝刀、螺栓螺母和扳手,这些工具可以满足基本的连接需求。

机械设计是什么?如何设计机械结构

通过以上工具,就可以自己加工和装配,搭建出简单的机器人啦。

如果想动手却没有加工设备,那就拆个电视冰箱过过瘾吧~不过前提是家里有矿,不怕挨打。

进阶:设计要领

以上是最简单的入门,如果入完门你觉得“机械真有趣,我还有大把头发可以掉”,那么,硬干货开始了。

1. 系统设计

首先,做机械要有系统设计的意识,也就是大局观。

设计之前我们要:明确任务、分析需求、功能确定……设计过程要:提出方案、确定方案、选定材料、结构设计……最后还得:仿真、组装测试、优化总结。

机械设计是什么?如何设计机械结构

这才是一套合理的流程啊朋友们!那些凭感觉设计,做到一半才发现:“糟糕,他要一个电风扇,我却做了一个风力发电机”的朋友,请好好反思一下自己!

曾经就有队伍在研发步兵机器人时,将底盘和云台分给两个人做,做完发现拼不到一起……真愁人,你说该拆谁的好 ?

2. 查阅资料

如果只是做个小木椅,那么随心做,如果想成为一名机械工程师,那请好好掌握一大波专业课,有:《理论力学》、《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《工程材料》、《机械制造基础》等等。

在掌握课程后,就能够真正地踏入一个项目了。项目开始的第一步是收集资料,这是机械工程师必备的素养。

最广为人知的参考资料是《机械设计手册》,这套手册可以说是经典中的经典,机械行业里的《新华字典》。

机械设计是什么?如何设计机械结构

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