作者：李博强

摘要：机械设计是机械工程的主要构成部分，是机械生产的首要步骤，更是决定机械性能的关键因素，所以各种工程设计师必须予以高度重视。

前言：随着时代的进步和科技的发展，人民的生产生活发生了翻天覆地的变化。生产生活中繁重的体力作业和危险作业逐渐被机械作业替代，在提高生产效率的同时又给人民带来了幸福感、安全感。因此机械设计对我们的生产生活影响颇为广泛。

一、机械

1、机械的构成

机械通常由原动部分、工作部分、传动部分三部分构成。

（1）原动部分：原动部分的功能是将其他形式的能量变换为机械能（如内燃机和电动机分别将热能和电能变换为机械能）。原动部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源。

（2）工作部分：其功能是利用机械能去变换或传递能量、物料、信号，如发电机把机械能变换成为电能，轧钢机变换物料的外形等。

（3）传动部分：其功能是把原动机的运动形式、运动和动力参数转变为工作部分所需的运动形式、运动和动力参数。

2、机械应满足的需求

（1）功能要求：满足机器预定的工作要求，如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高温、防潮等）。

（2）安全可靠性要求：①使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内，能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。②能实现对操作人员的防护，保证人身安全和身体健康。③对于技术系统的周围环境和人不造成危害和污染，同时要保证机器对环境的适应性。

（3）经济性：在产品整个设计周期中，必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑，用价值工程理论指导产品设计，正确使用材料，采用合理的结构尺寸和工艺，以降低产品的成本。设计机械系统和零部件时，应尽可能标准化、通用化、系列化，以提高设计质量、降低制造成本。

（4）其他要求：机械系统外形美观，便于操作和维修。此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同，而对设计提出某些特殊要求，如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等 。原则上一句话：满足设计任务书的要求或顾客的需求。

二、机械设计

1、主要流程

（1）根据用户需求和市场需要制定设计任务。

（2）初步设计。包括确定机械的工作原理和基本结构形式，进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。

（3）技术设计。包括修改设计（根据初审意见）、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。

（4）工作图设计。包括最后的修改（根据二审意见）、绘制全部工作图（如零件图、部件装配图和总装配图等）、制定全部技术文件（如零件表、使用说明等）。

2、设计阶段

一部机器的质量基本上决定于设计质量。制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实现设计时所规定的质量。因此，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。

（1）计划

在计划阶段中，应对所设计的机器的需求情况做充分的调查研究和分析。通过分析，进一步明确机器所应具有的功能，并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等各方面所确定的约束条件。

（2）方案设计：在方案设计阶段，要正确地处理好借鉴与创新的关系。同类机器成功的先例应当借鉴，原先薄弱的环节及不符合现有任务要求的部分应当加以改进或者根本改变。既要积极创新，反对保守和照搬原有设计，也要反对一味求新而把合理的原有经验弃置不用这两种错误倾向。

（3）技术设计：技术设计阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之间的连接，零、部件的外形及基本尺寸。最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图。

（4）技术文件编制：技术文件的种类较多，常用的有使用说明书、标准件明细表等。编制供用户使用的机器使用说明书时，应向用户介绍机器的性能参数范围、使用操作方法、日常保养及简单的维修方法、备用件的目录等。

三、金迪管道检测机器人体现出的机械设计思想

从工程使用中来到工程实用中去是我们金迪人一直追求的理念。在新产品的设计之初，我们经过大量现场调研、功能分析、使用环境分析等等，最终确定研发设计方向，确保能够将产品完美的呈现在使用者面前。

金迪管道检测机器人主要用于各种管道或工业容器的电视检测（简称CCTV检测），无需人员下井，即可对管道的功能性、结构性缺陷进行准确检测。工作时将爬行器送入管道或工业容器内部，采集内部图像，根据显示的图像和录制的视频文件可以确定内部状况，并出具评估报告，为验收、评估等提供依据。

机器人采用六驱轮式行走装置，使机器人具有更强的通过性。机器人配置多种规格轮胎且摄像头采用可升降结构，可以应对不同管径的检测环境。

四、结论

在机械设计过程中，要严格把关，保证完成高品质、高质量的机械生产。因此为了能够充分发挥机械性能，在设计中的各个环节都必须严格谨慎地对待，设计与制造相辅相成，从安全、经济、实用的角度出发，从而为企业创造荣誉创造价值。