一次性机械设计理念及实践研讨

【摘要】一次性机械设计理念一般应用在寿命相对较短的机械设备中。与普通机械相比，一次性机械具有体系小和材质轻的特点，被广泛应用到机械设备设计中，但是由于目前一次性机械设计还在不断发展阶段，因此具有较大的提升空间。完善一次性机械设计理念，融入更多的先进内容，让一次性机械设计理念变得更加丰富，进而促进我国工业生产，提升工业生产价值。

【关键词】一次性机械设计；设计理念；实践

1一次性机械设计内容

生产工业零部件的主要目的是为了促进大型机械设备的生产和加工水平的不断提高，同时，为工业生产提供更多途径。就我国现阶段的工业生产现状而言，工业生产的生产水平仍需进一步推广和应用。根据我国目前国情来看，还应加强对机械设计的研究力度，不仅应研发出卓越的产品，还要建立健全一次性机械设计理念体系以及内容，促进我国一次性机械设计工作的发展。在我国电动舵机的设计领域中，电动舵机零部件设计就充分应用到了一次性机械设计理念。具体内容如下：在我国某工厂中，对某型号电动舵机减速装置设计的要求标准参数为，堵转输出力矩≥78.4N•m，额定输出力矩≥44.1N•m，由于空间结构受到限制，因此对减速器的要求为体积较小，一般不能高于75mm×70mm×50mm，综合来看，对电动舵机减速装置的零部件的要求较为严格。因为该零部件又是在电动舵机的生产以及加工中使用，所以更应该对零部件设计进行严格的把控。如果按照传统的机械设计方法对其进行设计，大多设计人员会以耐久性的为主要设计角度，提高一次性机械的耐久性，而且会通过计算机对机械系统强度的安全系数进行分析，保留较大的安全系数。已往的设计工作中，该方法满足当时的工作要求和时代对工业生产零部件的需求。由于我国社会的不断发展和进步，工业生产零部件的需求也变的多元化，因此传统的一次性机械设计方法不符合现代对零部件的要求。同时采用传统机械设计方法生产的零部件，极其容易导致机械设备失效。为了能够与时俱进，设计出更符合现代要求的零部件，当对零部件设计时，应该丰富一次性机械设计的设计理念，并加以推广和应用。在保证其性能的前提下，改善零部件以及机械设备的质量，全方面、多角度的促进我国工业生产的发展。

2一次性机械设计特点

在我国经济不断发展和社会不断建设的前提背景下，一次性机械设计理念也渐渐得到了业界的广泛应用。在对一次性机械设备的使用中，该类设备也展现了很多的特点。在工业生产过程中，对一次性机械设备的指标要求都相对较高，因此要保证一次性机械设计理念较为严格。通过大量的分析以及讨论，总结出一次性机械的特点，其主要表现在以下几个方面。第一，寿命长和体系大是传统机械的主要特点，但是相对于一次性机械设计来说，设计一次性机械的目的是为了在单次的使用中发挥最优的性能。一次性机械设计与传统机械设计相比，寿命使用情况确实不如传统机械设计，但是在单次的使用中却能比传统机械设计展现出更好的性能。设计人员无论是对日常机械的操作还是使用中，都不用担心一次性机械的磨损以及疲劳问题，在各个方面都获得了很好的效果。根据目前工作生产现状来看，只要能够保证一次性机械在规定的时间内完成工作任务，就达到理想的使用效果。第二，通过大量的对比分析证明，一次性机械在实际生活中的应用均高于常规机械设计。其具体表现在，由于采用常规机械方法设计出来的机械都具有失效的问题，因此造成了工业生产存在的隐患，降低了工业生产的经济效益，而使用一次性机械设计理念对机械进行设计，能够有效地促进动力传递，并得到了很好的优化设计，不仅保障了机械的负荷能力，还可显著提升机械内部结构的稳定性。第三，虽然一次性机械设计理念和常规机械技术理论存在一定差异，但是在实际投入使用的过程中，两者都具备自己的优点而且较为突出。在实际的工作生产中，一次性机械设计明显优于常规机械设计理论。在日后对一次性机械设计时，要以一次性机械的设计理念为标准，结合现代先进设计理念以及技术，促进工业生产发展。

3一次性机械设计理念的实际应用

3.1设计电动舵机结构

当设计电舵机结构时，应以一次性机械设计理念为标准，保证电动舵机结构设计简单，提升电动舵机的传动能力和强度。确定电动舵机最终的改善设计方案。

3.2设计锥齿轮

对锥齿轮进行设计时，对齿轮的材料有一定的要求，小锥齿轮应采用45钢，并进行调质处理；大齿轮也应采用45钢，并采用正火处理。小齿轮的传递转矩为0.2303N•m，造成齿轮失效的主要原因是齿根疲劳折断以及齿面疲劳点蚀，传统设计理论中常采用齿根弯曲疲劳强度以及齿面接触疲劳强度进行设计校对，避免齿轮失效。根据齿根弯曲疲劳强度计算齿轮模数为0.5mm，根据齿面接触疲劳强度计算齿轮模数为0.6mm。在同等负荷下，使用静强度计算方法可将模数与常规齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度校对设计方法相比降低至40%。

3.3设计柔轮

在对柔轮选用过程中，保证柔轮材料硬度在32至36HRC之间。根据齿面耐磨计算方法，对柔轮模数进行计算，其模数为0.2mm，也就说明当普通齿轮转动时，就会有1至2对齿数发生啮合，当齿轮转动呈谐波时，参与啮合的齿数就会比普通齿轮转动增多，约为总齿数的30%。3.4测试电动舵机性能在设计完成后，对电动舵机的减速装置进行性能测试。其主要内容为最大负荷下减速器装置的寿命长短。把设计的电动舵机减速系统装置安装于测试台，将电气以及机械归零处理，采用直流电动机控制器对直流电动机选择进行控制。按板弹簧刚度计算出当负载转矩为80N•m时，减速器旋转角约为60度，经过2次旋转角达到60度的测试后，对单次旋转角度、减速器转速以及加载次数进行记录。在测试过程中，一旦发生减速器卡死、电动机烧坏和噪声超标，应立即终止试验，结果判定为电动舵机系统失效。综合来看，一次性机械设计理念和实践工作，能够促进我国日常的工业生产，提高了生产和加工水平，也让产品的质量得到保障。

4结语

本文通过对我国现阶段一次性机械设计理念和实践进行探讨分析，总结出我国现阶段工业生产一次性机械设计内容和特点存在的主要问题，提出了有效地针对性措施。在对一次性机械进行设计时，要丰富一次性机械理念的内容，提高加工和生产水平，从而提升我国社会经济效益。为促进我国一次性机械设计发展，提供科学合理的有效保障措施。

参考文献：

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[2]黄克.基于机械设计方法的研究-以一次性机械为例[J].湖南农机(学术版)2013(11):85～86.

[3]聂言.一次性机械设计理念及实践[J].黑龙江科技信息,2014(27):101.

作者:孙学彦 单位:江苏永钢集团有限公司