一、阶段核心目标
技术设计阶段的核心任务是将前期的方案设计转化为具体的几何与尺寸信息，主要目标包括：
- 完成装配草图：生成总装配草图及各部件、零件的装配草图。
- 确定基本尺寸：通过草图迭代，确定各部件及零件的外形和基本尺寸。
- 输出工程图纸：最终绘制出用于生产的零件工作图、部件装配图和总装配图。
二、核心工作步骤
1. 运动学设计 (Kinematics Design)
- 确定原动件参数：根据设计方案，明确原动机（如电机、发动机）的功率、转速、线速度等关键参数。
- 运动学计算：基于机构原理，对整个传动系统进行分析，计算出各运动构件的转速、速度、加速度等运动参数，为后续动力学分析提供基础。
2. 动力学计算 (Dynamics Calculation)
- 载荷分析：结合机器的工作载荷、各部分的结构形式及运动参数，计算各主要零件所承受载荷的大小及特性。
- 公称载荷：此时计算出的载荷为公称（或名义）载荷，它是后续零件强度、刚度校核的基础输入条件。
3. 零件工作能力设计 (Component Capacity Design)
- 失效准则：依据主要零件所承受的公称载荷，结合其预期的失效形式（如疲劳、磨损、变形）、工作特性及环境条件，选择合适的设计准则，如强度、刚度、振动稳定性、寿命等。
- 初步定尺：通过理论计算或与成熟产品类比，确定主要零件的基本尺寸，如轴径、齿轮模数、板厚等。
4. 部件及总装配草图设计 (Assembly Sketch Design)
- 结构化设计：根据已确定的主要零件基本尺寸，进行部件和总装配草图的设计。这一步需要对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计，确保它们在空间上协调。
- 工艺性考量：全面考虑零件的结构工艺性，如铸造、锻造、切削加工、热处理及装配的便利性，使每个零件都具备最合理的构形。
5. 主要零件校核 (Key Component Verification)
- 详细校核：对于一些关键、受力复杂或外形特殊的零件，需要进行更精确的工作能力校核计算。
- 迭代优化：根据校核结果，反复修改零件的结构及尺寸，直到其性能完全满足设计要求。
三、现代设计方法的应用
在技术设计的迭代过程中，融入现代设计方法可以显著提升设计质量：
- 优化设计 (Optimization Design)：通过数学方法，在满足约束条件下，寻找结构参数的最优解，使结构达到最佳性能。
- 有限元分析 (FEA)：对复杂零件和结构进行应力、应变、热传导等多物理场分析，精准预测其在工作状态下的表现。
- 可靠性技术 (Reliability Technology)：对设计方案、重要零件及其参数进行可靠性评估，提高整机的质量和稳定性。
- 模型试验法 (Model Testing)：对于少数非常重要、结构复杂且价格昂贵的零件，可先制作模型进行试验，通过试验找出薄弱环节，指导设计修改。
四、最终图纸输出
当所有设计迭代完成后，便进入最终的图纸输出阶段：
-
零件工作图 (Part Working Drawings)
- 基于装配草图确定的基本尺寸，进行详细设计。
- 充分考虑零件的加工工艺、装配工艺、检验要求及后续的检修需求。
- 若发现某些细节安排对零件工作能力有显著影响，需返回重新校核。
-
部件装配图及总装配图 (Subassembly & General Assembly Drawings)
- 根据定型后的零件工作图，重新绘制部件装配图和总装配图。
- 这一过程被称为 **“纸上装配”**，可以有效检查并修正零件工作图中可能隐藏的尺寸和结构错误，确保所有零件能正确装配。
五、思维导图总览
