解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的有效方法

馮亮

（身份證號(hào)：3707241982****4395）

機(jī)械優(yōu)化項(xiàng)目是移植和應(yīng)用最小成本的機(jī)器設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，這是最大的好處。它構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，可以充分反映機(jī)械設(shè)計(jì)、方法和標(biāo)準(zhǔn)理論中的實(shí)際工程設(shè)計(jì)，使用數(shù)學(xué)工具和計(jì)算機(jī)技術(shù)，在許多方法中快速定義最佳方案。機(jī)械優(yōu)化的設(shè)計(jì)目的是通過計(jì)算機(jī)支持、參數(shù)優(yōu)化和在多個(gè)項(xiàng)目目標(biāo)和限制下實(shí)現(xiàn)最令人滿意和最經(jīng)濟(jì)的程序，將機(jī)械問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。

一、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的概念和地位

機(jī)械設(shè)計(jì),產(chǎn)品設(shè)計(jì)是指機(jī)器需要運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)成果,通過設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新思維、分析和多次考察論證,判斷和決策模型,通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),最終使其量化,將輸入材料毛坯半成品等)、能源(電力和熱能量)或數(shù)據(jù)信號(hào)(測(cè)量、用于轉(zhuǎn)換功能、改進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、節(jié)能、優(yōu)雅模具、流行用戶設(shè)備或機(jī)械過程。

機(jī)械制造是制造機(jī)器的第一步，也是決定機(jī)器制造性能的關(guān)鍵。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，機(jī)器制造的成本是由70%的設(shè)計(jì)階段決定的。所以我們需要關(guān)閉好的設(shè)計(jì)。

二、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)水平正在迅速發(fā)展。首先，加強(qiáng)了機(jī)械工程的基本理論和對(duì)不同專業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)制的進(jìn)一步研究；第二，對(duì)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)的研究得到了加強(qiáng)。

（一） 通過設(shè)計(jì)來(lái)完善產(chǎn)品的功能及原理

有三種方法可以更新任何機(jī)器：第一種是改革的原則；第二，通過改進(jìn)技術(shù)結(jié)構(gòu)和材料來(lái)提高技術(shù)性能；這是增強(qiáng)輔助功能，以便更好地適應(yīng)用戶心理。特別是第二步和第三步，目前正在迅速發(fā)展和成熟。

（二） 通過設(shè)計(jì)提高產(chǎn)品質(zhì)量

1.基本特性。隨著技術(shù)的發(fā)展，新的技術(shù)出現(xiàn)了，新的材料，如固體合金材料，大大提高了普通刀在高速切割中的壽命。2.就適應(yīng)而言。除了滿足產(chǎn)品的基本特性外，機(jī)械工程還必須考慮到產(chǎn)品對(duì)工作條件的適應(yīng)。更適合在惡劣的條件下使用，比如帶齒輪的自行車而不是鏈條傳動(dòng)裝置。

三、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)原則

機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

（一）實(shí)用性原則 ，事實(shí)上，市場(chǎng)需求是設(shè)計(jì)動(dòng)力的源泉。首先，機(jī)械設(shè)計(jì)必須滿足機(jī)械產(chǎn)品的基本功能和必要的輔助功能。

（二）經(jīng)濟(jì)性原則，旨在降低成本、增加附加值、提高經(jīng)濟(jì)效率和競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。

（三）安全性原則，從技術(shù)上講，產(chǎn)品必須采取必要的、可靠的安全措施，保證運(yùn)營(yíng)商、經(jīng)理和他們的機(jī)器的安全。

（四）優(yōu)化原則 ，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)前沿水平、生產(chǎn)和使用產(chǎn)品達(dá)到最佳水平、多原則方案和設(shè)計(jì)參數(shù)到“最佳解決方案”。

（五）可靠性原則 ，為在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，即不應(yīng)停用。

四、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法

設(shè)計(jì)理論是對(duì)產(chǎn)品原則和機(jī)制的科學(xué)概括，旨在滿足和確定它是否符合設(shè)計(jì)原則。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是基于設(shè)計(jì)理論，這使得它們更科學(xué)、更合乎邏輯。

利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，在產(chǎn)品開發(fā)的早期，幫助開發(fā)方法和多媒體工具來(lái)開發(fā)系統(tǒng)。根據(jù)這一指導(dǎo)方針，應(yīng)采用數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論，同時(shí)考慮系統(tǒng)工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)和系統(tǒng)開發(fā)方法，并為適合早期產(chǎn)品開發(fā)的多媒體開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)軟件。根據(jù)這種開發(fā)方法，一般來(lái)說(shuō)，整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程可以歸結(jié)為計(jì)劃、開發(fā)和生產(chǎn)計(jì)劃的三個(gè)階段，充分利用現(xiàn)有的先進(jìn)CAD技術(shù)——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

（一）計(jì)劃產(chǎn)品是一種概念產(chǎn)品。任務(wù)是確定產(chǎn)品的外形，如顏色、形狀、表面質(zhì)量、機(jī)器制造等，并提出最初的概念，以CAD立體模型的形式，可以反映整個(gè)產(chǎn)品的形狀。

（二）設(shè)計(jì)開發(fā)產(chǎn)品。這一階段主要基于系統(tǒng)合成的原則，在二極管模型上分配和集成元素，然后調(diào)整關(guān)鍵元素來(lái)實(shí)現(xiàn)函數(shù)的立體模型，分析產(chǎn)品配置。產(chǎn)品配置分析是綜合產(chǎn)品規(guī)劃和開發(fā)的重要工具。

（三）計(jì)劃生產(chǎn)—加工和組裝產(chǎn)品。這一階段使用的是CAD技術(shù)，計(jì)算機(jī)電路在構(gòu)建過程中以適當(dāng)?shù)奈恢蔑@示元素，即虛擬構(gòu)建模型，顯示風(fēng)格和組裝之間的聯(lián)系，使問題復(fù)雜化和問題解決。通過現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、多媒體技術(shù)和超媒體技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

五、積極開發(fā)發(fā)展綠色設(shè)計(jì)、制造

（一）綠色設(shè)計(jì)的生產(chǎn)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展模型。人們認(rèn)識(shí)到，環(huán)境和發(fā)展是密不可分的。必須從根本上解決環(huán)境問題,必須轉(zhuǎn)變發(fā)展模式和消費(fèi)模式,即以資源開發(fā)模式逐漸成為選擇的發(fā)展模式,依靠科技進(jìn)步、節(jié)約資源和能源,提高效率,減少?gòu)U物排放,實(shí)施清潔生產(chǎn)和文明消費(fèi),建立資源與環(huán)境結(jié)合新的發(fā)展模式。這是人類幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)終于掌握的發(fā)展觀點(diǎn)——可持續(xù)發(fā)展。

（二）綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展將為商業(yè)發(fā)展提供新的機(jī)會(huì)。項(xiàng)目開發(fā)綠色生產(chǎn)是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,每個(gè)企業(yè)家必須考慮企業(yè)行為,但不少企業(yè)綠色制造運(yùn)行緩慢,更經(jīng)濟(jì)有效地生產(chǎn)成本直接抓,抓到這種品種工作迅速,忽視環(huán)境污染罰款甚至更好,也不愿采取行動(dòng)。

（三）綠色制造業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)新一輪技術(shù)創(chuàng)新。在全球競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的情況下，利用高科技和管理現(xiàn)代化提高生產(chǎn)率，自然資源成本節(jié)約，勞動(dòng)和資本節(jié)約是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和發(fā)展的主要來(lái)源。事實(shí)上，綠色生產(chǎn)的一組技術(shù)和概念已經(jīng)在發(fā)展，從產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)技術(shù)，從公司組織到營(yíng)銷策略開發(fā)。