淺析機械設計方法及發展方向

鄭銳　羅天鑫

摘 要：機械設計方法在一定程度上決定著機械設備的高效和節能等相關性能，只有在機械設計時充分考慮到各方要素，打破傳統的設計方法和理念，不過度追求機械設備的單一功能，使信息化、系統化以及智能化等相關要素融入到機械設計之中才能使設計水平得到有效提升，并促使其更好的發展。該文將主要對機械設計方法及發展方向進行相應的介紹和闡述。

關鍵詞：機械設計 方法 發展方向 手段

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0074-01

隨著我國科學的不斷進步，機械系統中所引入的新工藝、方法、材料是越來越多了，并且在同一技術下，所具有的技術手段與功能載體也很多，因此，現代的工作設計者是否可以使自己設計出的產品可以立足于市場，除了使機械系統實現預期的功能以外，還要達到機械系統的運行可靠、操作方便以及對環境的污染小等一些要求。

1 機械設計理論與方法的重要地位

機械設計理論與方法在國民經濟中占有重要地位。如果沒有先進的設計方法和理論基礎，一個國家是沒有實力去為經濟發展各部門提供可靠的性能優越的技術裝備，也就是說，方法和實踐是相輔相成的，同時具備這兩個條件，才能真正強大一個國家、一個民族。與傳統的機械設計方法相區別而提出的機械設計現代理論如方法，是將現代民計理論運用于機械產品設計的全過程。

2 現代機械設計的特點

在現代，機械的種類與結構很多，相對來說比較復雜。從實現系統功能角度來看，其主要包含了執行、操作、控制、傳動以及動力等系統，每個系統都可以根據需要來分解更為小的子系統。其中它還具有很多鮮明的特點，也就是要求設計上對機械的工作原理、運行方式、力和量的傳動以及物理技術、各個零部件上的材料、形狀、尺寸與潤滑方法進行相應的計算、分析與構思，同時還要融入美學、仿生學、控制論、創造性工程和機械電子學等方面的知識，使設計出的產品在市場上有競爭力。

3 計算機輔助機械設計方法

計算機輔助設計（ComputerAided Design，簡稱CAD）是電子信息技術中的一個重要組成部分，并且它為工程設計、產品設計服務，通過運用計算機告訴的運算和快速繪圖的強大功能來實現服務，而這樣就改變了傳統的繪圖方式，大大提到了產品開發的精度與發展速度，使得設計人員的能力與智慧得到延伸。其中軟件與硬件系統是CAD系統的兩大部分。軟件系統是計算機輔助設計技術的核心部分，可以決定系統的所有功能；硬件系統則是計算機輔助設計技術的物質基礎。軟件與硬件系統組合形成rCAD系統，計算機輔助機械設計的過程一般包括以下方面。

第一，建立數學模型。一般的機械零件都有數學模型，但是對沒有的數學模型紫色是要先建立模型。

第二，設計程序框圖。則是運用手工計算的步驟方法來進行設計。

第三，運用高級語言來編制程序，這部分則是運用程序框圖老進行編程。

第四，程序的調試。在程序編程好之后，要對程序進行仔細檢查，在將其輸入到計算機進行試算，最后對程序的邊界、轉折點進行試算，并且要求與手酸的完全一樣。

4 系統化機械設計方法

現代機械設計已突破傳統的機械設計只注重機械產品單純能實現預期功能的要求，使機械設計向自系統化、信息化，柔性化和智能化的方向發展。從系統的觀轉自http：//www.Zhazhi.com點出發，機械系統設計及其控制技術把原有機械產品的眭能、功能以及制造技術提高到一個嶄新的水平，甚至使原有的機械產品結構發生變化，所帶來的經濟效益和社會效益是巨大的。所以機構產品的系統化設計及其控制技術是機械工業發展的必然趨勢，也是用新興技術改造傳統機械工業的有力措施。科學技術的飛速發展，產品功能要求的日益增多，復雜性增：響，壽命期縮短，更新換代速度加快然而，產品的設計，尤其是機械產品方案的設計手段，則顯得力不從心，跟不上時代發展的需要。目前，計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產品開發初期方案的計算機輔助設計卻遠遠不能滿足設計的需要。系統化設計方法將沒計任務由抽象到具體（由設計的任務要求到實現該任務的方案或結構）進行層次劃分，擬定出每一層欲實現的目標和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機地聯系在一起，使整個設計過程系統化，使設計有規律可循，有方法可依，易于設計過程的計算機輔助實現。系統化設計方法的主要特點是：子設計看成由若干個設汁要素組成的一個系統，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯系，并具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現沒汁系統所需完成的任務。在系統化機械設計過程中，為使設計工作更為科學合理，常把一個機械系統分解為若干個相聯系的比較簡單的子系統，可使設計和分析比較簡便。根據需要和可能，各子系統還可再分解為更小的子系統，依次分解，直至能進行適宜的毆計和分析。

網絡技術的蓬勃發展，異地協同設計與制造，以及從用戶對產品的功能需求、設計、加工、裝配、成晶這一并行工程的實現成為可能。但是，達到這些目標的重要前提條件之一，就是實現產品方案設計效果的三維可視化。

5 結語

目前，機械產品的方案設計正朝著計算機輔助實現、智能化設計和滿足異地協同設計制造需求的方向邁進，因為產品設計方法實現計算機的研究起步相對較晚，沒有成熟的和可以實現的目標設計工具。因此，機械設計方法的發展趨勢是綜合運用系統工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網絡技術等各方面的領域知識，以產品方案沒計為方向。

參考文獻

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