已知機械設備中的反求與創新設計

　　● 具有形象直觀(guān)的實物，有利於(yú)形象思維；

　　● 可對産品或設備(bèi)的性能、材料等項内容直接進行測(cè)試與分析，以獲得詳細的設計 資料；

　　● 可對産品或設備(bèi)的尺寸直接進行測(cè)試與分析，以獲得重要的尺寸設計資料；

　　● 目的是反求仿制時，縮短瞭(le)設計周期，提高瞭(le)産(chǎn)品的生産(chǎn)起點與速度；

　　● 仿制産(chǎn)品與引進産(chǎn)品有可比性，有利於(yú)提高産(chǎn)品的質量；

　　● 在仿制的基礎上加以改進和創新，爲開發新産(chǎn)品提供瞭(le)有利條件。

　　（2）機械設備(bèi)反求設計的過(guò)程

　　機(jī)械設備(bèi)反求設計一般要經曆圖所示的流程。

　　圖 機(jī)械設備(bèi)反求設計流程圖

　　（3）零部件測(cè)繪前的準備(bèi)和設備(bèi)的分解原則

　　在進行測繪之前，應備(bèi)齊、讀懂有關資料，爲反求設計做前期準備(bèi)工作，如産品說明書、維修手冊(cè)、同類産品樣本及産品廣告等。還要收集與測繪有關的資料，如機器的裝配與分解方法，零件的公差及測量，典型零件（齒輪、軸承、螺紋、花鍵、彈簧等）的畫法，标準件的有關資料，制圖及國家标準等資料。

　　在進行零部件的測繪之前，首先要明確(què)待反求設備(bèi)中各零部件的功能。這是測繪過程中進行分析的*的内容。

　　測(cè)繪之前，要對(duì)樣機進行分解，以便進行尺寸測(cè)量。分解實物時要注意以下原則：

　　①遵循“能恢複(fù)原機”的原則進行拆機。也就是說，拆完後(hòu)能按原樣裝配。

　　②分解的零部件按機器的組成進行編(biān)号，並(bìng)有專人保管。

　　③拆後不易複(fù)位的零件（如遊标、度盤等部件）、過(guò)盈配合的零件或有些特殊的組件可不進行分解。

　　④分解過(guò)程中要有分解記錄。要特别注意記錄那些難拆的零件和有裝拆技巧的零件的分解過(guò)程，以減少恢複(fù)原機的困難。

　　（4）測繪的一般方法

　　被測(cè)零件的形狀千差萬别，但按其在機械中所起的作用可分爲連接、緊固零件、傳(chuán)動零件、密封件和箱殼類零件等。在測(cè)繪時要标明是否爲标準件。

　　測(cè)繪時要基本按比例畫出零件草圖，然後标注測(cè)量尺寸。尺寸的測(cè)量對(duì)實物反求至關重要。在進行尺寸測(cè)量時要注意以下問題：

　　①選擇測(cè)量基準。機械零件有兩種尺寸，即表示零件基本形體相對位置的定位尺寸和表示零件基本形體大小的形狀尺寸，定位尺寸確(què)定後才能確(què)定形體尺寸。一般可選擇零件的底面、端面、中心線、軸線或對稱面爲尺寸基準。

　　②關鍵零件的尺寸要進行多次測(cè)量，取其幹(gàn)均值爲測(cè)量尺寸。

　　③對配合尺寸、定位尺寸等功能性尺寸要測(cè)量到小數點(diǎn)後三位數字，沒有公差的非功能性尺寸，僅測(cè)量到小數點(diǎn)後一位數字到小數點(diǎn)後三位數字即可，沒有公差的非功能性尺寸，僅測(cè)量到小數點(diǎn)後一位數字即可。

　　④壩(bà)刂量具有複雜形面的零件時（如汽輪機葉片、凸輪廓線等），要邊(biān)測量、邊(biān)畫放大圖，以檢查測量中出現的問題，及時修正測量結果。

　　⑤有些不能直接測(cè)量到的尺寸，要根據産(chǎn)品性能、技術要求、工作範圍等條件，通過分析計算求出來。

　　（5）實測(cè)尺寸數據的處(chù)理

　　實測(cè)尺寸不等於(yú)原設計尺寸，需要從實測(cè)尺寸推論出原設計尺寸。假設所測(cè)的零件尺寸均爲合格的尺寸，實測(cè)值一定是圖樣上規定的公差範圍内的，其計算公式爲：

　　實(shí)測(cè)值＝基本尺寸±制造誤差±測(cè)量誤差

　　式中，制造誤差與測(cè)量誤差之和，必定小於(yú)或等於(yú)給定的公差，故實測(cè)值應在zui大極限尺寸和zui小極限尺寸之間。又根據概率統計原理，零件尺寸的制造誤差與測(cè)量誤差的概率分布服從正态分布規律，尺寸誤差位於(yú)公差中值的概率zui大，這是處理實測(cè)數據的基礎。

　　對於(yú)有些國家的英制産品，也可參(cān)照上述方法處理。

　　對於(yú)一些重要的配合尺寸，還要把實測(cè)尺寸分解爲基本尺寸和公差值。

　　（6）公差的反求設計(jì)與創(chuàng)新

　　機械零件的尺寸公差確(què)定的優劣，直接影響部件的裝配和整機的工作性能。反求設計中，因爲零件的公差是不能測(cè)量的，尺寸公差隻能通過反求設計來解決。 ．

　　（7）機(jī)械零件材料的反求設計與創(chuàng)新

　　機械零件材料的選擇與熱處(chù)理方法直接影響到零件的強度、剛(gāng)度、壽命、可靠性等指标，材料的選擇是機械設計中的重要問題。

　　①材料的成分分析：是指確(què)定材料中的化學成分。在對(duì)材料的整體、局部1表面進行定性分析或定量分析時，可通過火花鑒别法、音質判别法、原子發射光譜分析法、紅外光譜分析法、化學成分分析法、微探針分析法等手段對(duì)材料的表面進行定性分析或定量分析。

　　②材料的組織結構(gòu)分析：是指材料的宏觀組織結構(gòu)和微觀組織結構(gòu)。進行材料的宏觀組織結構(gòu)分析時，可用放大鏡觀察材料的晶粒大小、淬火硬層(céng)的分布、縮孔的缺陷等情況。利用顯微鏡可觀察材料的微觀組織結構(gòu)。

　　③材料的工藝分析：是指材料的成型方法，鑄造、鍛(duàn)壓、擠壓、燒結、焊接、機加工以及熱處(chù)理等是zui常見的工藝。反求時，可酌情處(chù)理。

　　④材料的硬度分析：可通過硬度計測(cè)定材料的表面硬度，並(bìng)根據硬度或表面處理的厚度判别材料的表面處理方法。

　　（8）關(guān)鍵零件的反求設計與創(chuàng)新

　　因爲機械是可見的實物，容易仿造，所以任何機器中都會有一些關鍵零件，也就是生産商要控制的技術。這些零件是反求的重點，也是難點。在進行反求設計時，要找出這些關鍵零件。如發動機中的凸輪軸、紡織機械中的打緯凸輪、高速機械中的軸承、重型減速器中的齒輪等都是反求設計中的關鍵零件。特别是高速凸輪的反求，要把實測的凸輪廓線坐标值拟合爲若幹段光滑曲線，而且要利其運動規律相一緻，難度很大。因此，發動機廠家都把凸輪作爲發動機的壟斷技術。對機械中關鍵零件的反求成功，技術上就有突破，就會有創新。不同的機械設備(bèi)，其關鍵零件不同。關鍵零件的確(què)定，要視具體情況。一般情況下，關鍵零件的反求都需要較深的專門知識和技術。

　　（9）機構(gòu)系統的反求與創(chuàng)新

　　根據工作要求設計出機構系統的簡圖，然後選擇材料，根據強度、剛度、制造工藝等要求進行結構設計，畫出總裝圖、零件圖，這一過程爲正設計。而根據已有的設備(bèi)，畫出其機構系統的運動簡圖，對其進行運動分析、動力分析及性能分析，並(bìng)根據分析結果改進機構系統的運動簡圖，稱之爲反設計。機構系統的反求設計就屬此類。它是反求設計中的重要創新手段。

　　進行機構系統的反求時，要注意産(chǎn)品的設計策略反求。一般情況下，可借助價值工程中提高價值的5個(gè)基本途徑作爲産(chǎn)品的反求設計策略有：

　　①功能不變(biàn)，降低成本；

　　②增加功能，降低成本；

　　③增加功能，成本不變(biàn)；

　　④減(jiǎn)少功能，降低更多的成本；

　　⑤增加功能，增加成本。

　　其中第二條zui爲理想，但有困難，隻有依賴新技術、新材料、新工藝的突破。例如，大規模的集成電(diàn)路的研制成功，計算機産(chǎn)品的功能越來越強大，而價格卻在下降。

　　機械設備等具體實物的反求設計是目前世界各國廣泛採用的吸取别國先進經驗的方法，我國起步較晚。因此，在進行某一産品的反求設計時，要廣範收集國内外同類産品的設計生産、使用等方面的資料，進行分析對比，找出其優點和不足之處，取優去劣，寫出進行反求設計的可行性報告，再開始工作。