機械設計中現代設計研究

董海亮 景許

摘 要：科學技術的發展，給各個行業帶來巨大變革，在當前的機械設計行業來說，變化更加明顯。先進的設計理念應用到機械設計過程中，使得傳統機械設計方法產生了改變，其不僅提高了機械設計的效率和質量，同時還提升了企業效益。文章就此對機械設計中的現代設計展開了研究，具體內容供大家參考和借鑒。

關鍵詞：機械設計；現代化；設計

前言

在機械設計領域中，傳統的機械設計與現代化設計并存，而傳統機械設計注重的是積累設計經驗，重視用戶體驗；現代機械設計則更加重視采用科學化的設計方法和手段，重視設計的精確度。在機械設計實踐過程中，兩者之間都有各自的優缺點，但是其相互融合互補，推動著機械設計技術的不斷進步。

1常用的傳統機械設計與現代機械設計方法

1.1常用的傳統機械設計方法

1.1.1理論設計

理論設計是在長期的機械設計實踐中對相關經驗進行總結產生的理論及將相關數據作為依據對機械進行設計。例如，彎曲強度計算模型，將輪齒視作是等強度的懸臂梁，并假設僅存在一對齒輪呈現嚙合狀態，全部荷載均集中于齒頂，設計人員設計時只對周向力的作用進行考慮。

1.1.2經驗設計

通過對某類機械零件設計及其使用狀況對相關經驗進行歸納總結。在機械設計中，根據此類經驗采用類比設計。經驗設計典型結構形狀的零件設計中應用較多，如箱體結構、軸結構等。

1.1.3模型實驗設計

對于具有巨大尺寸和復雜結構的重要零件，尤其是重型機械的相關零件，通常采用模型實驗設計。該設計方式，是按照一定比例制作縮小的零件模型，對零件模型實施性能測試，各項設計指標進行檢驗。基于測試結果和相關結論科學改進初步設計。

1.2常用的現代機械設計方法

1.2.1可靠性設計

在進行現代機械設計中，零部件可靠性設計特指一定時間和條件范圍內所完成功能的能力，可以把設計變量作為隨機分布變量，結合產品可靠性要求，借助概率統計方法計算出零部件與元器件結構參數。同時概率理論認為獨立化安全系數并無意義，必須聯系相關性和可靠性，以滿足機械設計要求。

1.2.2優化設計

在進行現代機械設計中，優化設計特指在符合設計限制條件的情況下，計算滿足最優效果的設計參數解，在計算機軟件強大功能的支持下，確定零部件實際參數和尺寸，滿足機械設計中強度和剛度的要求，降低機械設計的盲目性，獲得最優的設計結果。

1.2.3 CAD輔助設計

在傳統人工化設計模式不斷發展過程中，現代機械設計應用計算機CAD繪圖功能取替手工繪圖，融合設計人員的經驗和智慧，通過高速運轉功能進行自動化作業，近似計算被精確計算取代，緩慢的手工繪圖被高速的計算機繪圖取代，在融合中使設計理論和結果不斷完善。

2現代機械設計的優劣分析

現代機械設計已經獲得廣泛的支持和應用，從時代角度上看，現代機械設計方法從運用、操作、實驗以及分析中，均是在真實數據基礎上建立，設計開放性極高，可以從各個專業角度上進行篩選和探查。現代機械設計的優勢在于設計方法便捷性，應用大量的設計軟件與設計設備，縮短設計時間，在短時間內獲取機械產品模型，并加以更新和優化，不斷完善機械產品功能，最終投入使用。而現代機械設計的劣勢是由于設計方法簡單化，對設計人員的入職門檻設置較低，只要有些許經驗或是理論就可以從事機械設計工作，增加市場偽劣產品數量，誤導消費，不利于機械和制造市場的可持續穩定發展。

3現代化機械設計特點

第一，進行機械產品設計，首先要考慮整個產品的生命過程，以及各階段設計的功能性和細節問題，有利于及時發現問題避免故障發生。

第二，現代化機械設計不能只考慮產品的靜態屬性，還要考慮實行過程中產生的動態屬性，以及產品和外部環境的信息、物質和能量的交換。

第三，現代化機械設計必須有先進的設計理論、模型方法和進取的工作態度，充分發揮設計者構思能力，開發出創新性的產品。

第四，計算機的產生是科學發展進步的標志，已經應用到我們生活當中，因此現代化機械設計也逐步進入計算機化設計，現在機械設計的每個環節基本上都利用計算機的協助來完成，而現代化的機械設計系統都要依靠計算機的輔助來實現。

第五，數字化和智能化是現代機械設計的核心。利用數字化技術對整個設計過程進行科學管理，能保證資源的準確運用、優化流程、提高設計效率、確保設計的精準。隨著數字化設計的廣泛應用，智能化隨之興起，機械設計由于智能化的融合變成的模糊化，設計人員只需在設計構思理念上花費精力即可，但是設計人員對傳統的機械設計要有豐富的經驗和超強的設計能力，不斷考慮傳統設計方式與現代化科技相結合，構成一套科學的智能化體系，從而大幅度減少設計者們的工作量，提高設計效率，效果更精準更完美。

第六，機械設計需要綠色化與發展。社會經濟建設快速發展，環境不斷惡化難以恢復，資源不斷減少難以再生，因此現代化機械設計過程中要考慮保護環境和節約資源，減少生產中帶來的污染和浪費。現代化機械設計要從設計的開始階段就灌輸設計者們綠色化設計思想，并把綠色化延伸到整個產品生命周期中去，減少資源浪費和降低環境污染，考慮廢棄物的回收再利用。隨著市場的多元化需求，機械設計不但綠色化設計還要根上市場變化向多元化設計方向發展。

第七，現代化機械設計系統化及科技力量。從整個系統來看，科學技術和現代化設計，能把原有的機械性能和制造技術更新升級，提升到嶄新的高水平階段，形成完善的整體設計系統，給企業帶來更大的經濟效益。隨著科學技術的日益發展，市場的人才競爭也越來越激烈，現代化機械設計技術不斷發展，就要不斷的培養高科技人才、挖掘高科技人才，來更新設計技術為企業注入力量。

4現代機械設計方法的發展趨勢

4.1精密化

當今社會經濟發展速度非常快，伴隨著廣大群眾物質生活能力的提升，人們的認知也在變化，比如人們更加關注產品品質，更加注重精細化。一些電子產品以及航空用品等的設計都需要高度精確。因此，精密化必將成為行業發展的一大趨勢，有助于我們提升產品的品質。

4.2智能化

隨著時代的發展，機械設計領域也將會迎來新的春天。尤其是近年來，網絡技術的普及使得機械設計領域有了突飛猛進的發展。智能化必將成為今后很長一段時間內的主要發展方向，它更加適應時代潮流，是大勢所趨。

4.3綠色化

經濟的發展使得人們的思想意識也開始在無形之中發生變化，比如人們更加關注生態健康，注重環境保護。近年來，國家大力發展環保事業，推廣綠色生產，這同樣適用于我們的機械設計領域。具體來講，在設計的過程中融入環保理念，能夠幫助我們降低制造過程中對生態造成的污染。綠色環保的設計更加符合社會發展趨勢。

結束語

綜上所述，現代化的機械設計就是高精度、高效率、智能化和綠色化的設計，是知識和學科的融合過程。隨著計算機智能化、數字化不斷發展，現代化機械設計將更加的完善與成熟，從而提高產品的質量，保證市場需求，推動各個行業的持續高速發展。

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