機械設計在機械制造中的重要性淺析

劉宇 秦磊 侯典淋

摘要：設計技術與傳統的機械設計相比而言，本身就包含了設計方法創新的理念和思路。任何一件事物的創新都離不開思維的創新，機械設計也不例外，創新思維是機械設計不斷向前發展的根本。作為機械設計的從業人員，要善于把理論知識和實踐經驗相結合，并且運用先進的計算機技術，設計出符合大眾需求的高品質機械產品。

關鍵詞：機械設計;分析研究

引言

在科學技術多元化發展的背景下，機械制造技術的水平不斷提高。在一定程度上，該領域的智能化機械設計以及生產水平取得了很大的成果。即使跟發達的國家相比較還是屬于發展緩慢的，但如果跟之前比較有很大的進步的，并且取得了巨大發展以及突破，自動化賀智能化都已經實現了?？梢姡谥悄苤圃鞎r代的背景下，可以從技術機制的構建、創新、發展等方面入手建立機械設計技術優化的體系，也與國家環保設計相呼應。根據以上情況，更加保證了技術的應用效果，從而實現了社會的效益和經濟效益的雙贏。

1機械設計理論和方法的發展進程

立足于世界發展角度，將機械設計行業發展劃分為兩個階段。第一個階段為機械設計初期階段，從19世紀至20世紀中段，該階段主要應用傳統的設計理念傳統，設計方法過于單一，依賴于計算公式開展定向設計，從而導致機械產品的設計水平不高，無法全面促進設計方法的進步，從而導致新產品的研發速度比較慢。在發展過程中受到技術條件影響，導致機械設計的成本比較高，設計效率低下，不能滿足市場需求。在發展到20世紀中段，不斷凸顯出機械產品的缺點，為了處理該問題，必須優化改進傳統機械設計理念，促使機械設計進入到第二發展階段。在新發展階段中開始大量應用新型技術，以此處理傳統設計存在的不足，促進機械設計的現代化發展，提升機械制造水平。

2機械設計在機械設計與制造中的重要性

2.1程序性

從機械設計的過程來看，它更加重視產品從設計到生產再到銷售的一體化設計，因此這就需要設計者從產品規劃、產品方案的設計、技術設計以及施工總體設計等步驟進行全面的考慮，從而更加體現機械設計方法的程序性。

2.2創造性

當前我國經濟處在轉變經濟發展方式，優化經濟結構，轉化增長動力的攻關期。供給側創新不足導致很多關鍵設備，核心技術和高端產品依賴進口，核心技術被“卡脖子”的事情時有發生。解決這一問題的關鍵在提高科技創新能力，提高供給側體系質量。因此機械設計要敢于打破常規，突破傳統思維，探索新方法，新原理，并且依托先進的設計技術和工具，來開發出高品質的，具有原創性的新產品。

2.3安全性

作業安全是保障施工作業順利開展的重要前提條件。在設計自動化機械設備時，需要考慮以下三方面的安全：（1）零件安全。儀器安全的基礎就是零件安全。如果零件性能均能夠滿足機械設備的使用需求，自動化機械設備就能保持平穩運行。（2）作業安全。工作人員的人身安全是需要考慮的重點對象。（3）環境安全，由于機械工廠易對周邊的生態環境造成影響，因此，要做好防范從工作。

2.4高效性

運用技術設計出的機械產品，在質量檢測時可以直接使用計算機直接進行模擬使用，這樣設計者可以直接看到自己設計產品的質量水平，同時節約了很多設計時間。除此之外機械設計可以縮短前期準備和細節工作的時間，大大提高了設計人員的工作效率。

3機械設計方法分析

3.1優化設計與仿生類比設計

現代機械設計方法需要不斷創新完善，設計人員還應當對設計手法進行優化，通過數學理論與計算機技術充實理論依據。在設計研究過程中制定優化創新方案。設計人員可以利用計算機模型開展模擬化設計，通過數學方法開展線性與非線性分析，以此處理產品設計問題，找尋最佳設計方式。在現代機械研發中也可應用仿生類比設計手法，此種方法通過仿生學原理和利弊分析法激發靈感，設計人員可以將機械產品與動植物聯系在一起探索二者之間的共同點，以此發散思維，確保產品設計的獨特性。

3.2有限元分析方法

隨著計算機技術的發展，有限元分析方法迅速發展成為設計計算方法重要組成部分，這種方法的使用原理是將設計產品分成有限的、獨立的、相互聯結的三個部分，這些被分出的部分大多都是一些比較常見的形狀。例如在有限元分析方法中，如果被分析的產品是平面的，就可以把它劃分到四邊形里面，如果要分析到產品是立體的，就可以把它劃分到六面體里面。在劃分完產品單元后，設計人員接下來就要確定所分析產品的每個變量，然后將分析出的產品變量應用的單元函數中，并進行求解，最后再將列出的單元方程連立求解。

3.3移植技術與變形設計法

在現代機械設計中，變形設計屬于重要創新方式。綜合分析產品工作原理，功能與結構，拓寬機械種類，開展多樣化的功能渠道，在此基礎之上研發多種類型的產品，以此加強產品性能。在現代科技發展過程中，其他領域也出現了多種先進方式，設計人員可通過移植設計法開展優化設計。比如在現代機械設計中可以融入雜技道具設計手法，通過機械模塊化設計理念，提升機械產品設計的獨特性。設計人員可以通過此種方法聯合其他領域的設計理念，有效結合實際生活理論，操作技藝與工藝手法，將其合理利用到現代機械設計中，研發出滿足現代機械應用的方法。

3.4系統分析設計方法

在傳統的設計方法中，一般都是將要設計的產品分為幾個模塊，分別進行探討研究。但在一個公司內各部門之間并不能做到及時交流，這種現象導致各部門設計出的部件產品都是獨立存在的，片面不完整的。而系統分析設計方法要求，產品在設計過程中是一個完整的整體，要用系統完整的方法進行設計，在確立好設計方案后還要把產品的制造過程和運行情況都考慮進去。

4結束語

機械制造的過程涉及多個方面，制造過程中的合理設計在機械制造過程當中起著十分重要的作用。所以我們必須根據實際情況，不斷強化精益的生產工藝，改進老舊工藝。其中機械工藝的合理化也是提高生產的效率、保證生產的質量中的重要環節。在不斷的總結經驗過程當中，改進其機械制造的工藝。

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（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）