試論現代機械設計方法與未來機械設計趨勢

方志軍

摘要：隨著科學技術的快速發展，各種機械工業產品的品種和結構復雜程度不斷增加，對生產器械和生產設備的要求也不斷提升。隨著計算機技術與信息技術在各個領域的不斷應用，在現代機械構造的過程中也實現除一個日新月異的變化過程。根據當前我國的經濟建設中的現實情況，各種機械產品的設計隨著科學技術與經濟技術的不斷發展也在不斷的促進。因為現代機械設計產生，它突破了傳統機械設計的只關注實現產品預期功能的要求，引導機械設計系統化、智能化的發展。本文對現代機械設計的方法以及未來機械設計進行了分析研究。

關鍵詞：現代機械設計;問題;方法;未來機械設計

引言：

當前社會是一個科學技術高度發達的社會，在當前社會發展的過程中，各個產品功能和產品需求不斷增加促使當期社會額發展，這也是社會發展過程中的主要因素，在當前各種產品的設計過程中，機械產品設計已成為設計的重點和中心環節。但是現在我國現代機械設計方法在應用方面仍存在發展不同步的問題，在一定程度上阻礙了我國機械設計的進步，甚至會導致機械產品應用方面的問題。通過分析現代機械設計，可以更好的了解其發展方向，進而有助于提高我國機械設計領域的發展進步。

一、現代機械設計的內涵

機械設計是機械工程重要組成部分，也是決定機械性能最主要的因素。機械設計是設計者以設計的思維融入機械產品的具體應用中，使得機械產品使用性能得以提高。機械設計是根據機械工作原理、運動方式、零件的形狀尺寸等進行構思、分析和計算，再轉化成具體的描述作為制造依據的工作過程。現代機械設計理念的應用越來越注重其結構性和嚴謹性，需要在信息時代背景下將智能化和自動化更充分的融入到機械產品的設計和應用中，進而提高我國機械產品的整體性能。目前，我國在現代機械設計方面仍屬于探索階段，但伴隨著我國科技的進步和經濟的發展，機械設計領域也取得了突破性進展。

二、現代機械設計的方法

1計算機輔助設計方法

計算機技術的飛速發展，廣泛應用在各個領域，包括機械設計中，因而產生了計算機輔助機械設計方法（CAD），此方法是機械設計者將計算機技術應用在構思、畫圖、修改和運算等方面。這一新興的學科充分利用了計算機高速運算和簡便繪圖的功能，提高了機械設計產品的精度和速度。相比于傳統的機械設計方法用手繪或者圖紙的方法來制定設計過程，計算機輔助設計不僅可以減少機械設計人員的體力勞動，更重要的是可以提高機械設計的精確度，操作簡便快速，縮短設計周期，減少設計的成本。

CAD系統包含硬件和軟件兩系統。其中硬件系統是計算機輔助機械設計的物質基礎部分;而軟件系統則是輔助設計的核心關鍵部分，它決定了CAD的所具有的功能，具備自動管理和控制計算機資源的功能。系統中的支撐系統，又稱軟件開發工具，幫助技術人員開發應用軟件的工具;還有應用軟件，它是用戶應用上述系統來自主編制各種解決問題的程序。

CAD系統的設計過程包括建模、程序框圖、編制程序和調試程序等。其中建模就是一般常見的機械零件擁有現成的模型，倘若沒有的話，則需要先建立正確的模型;還有，程序框圖即根據手工計算的步驟來設計程序的框圖。

2結構模塊化的設計方法

運用結構模塊化的設計方法運用到機械產品的設計中，可以使得產品結構零部件功能更好的實現，結構模塊化的設計方法的應用需要結合各零部件的特征，針對各零部件運作中出現的沖突情況能提前解決，這樣可以提高整個機械產品的運行效率，還可以在一定程度上減少機械產品的研發成本和應用損耗。為了最大程度規避機械制造中出現的風險，運用結構模塊化的設計方法將機械產品的結構進行分層，從而使各零部件功能應用到達最優。機械產品的設計過程中要充分結合設計者自身的思維特征，根據設計者的不同思路來更好地實現各零部件功能的應用，提高機械產品整體的性能。

3系統化設計方法

現代系統分析設計方法不同于傳統的分析設計方法，傳統的分析設計方法在進行研究時一般是把要設計的對象分成幾個獨立的部分，由于各個部分的研究中，工作人員不能及時交流，而導致所設計對象的各個部分是獨立的，因此得出的結論往往是不完整的、片面的。而現代系統分析設計方法是把所設計的對象看成是一個完整的系統，研究時使用系統工程的方法，并且考慮產品或系統的制造過程和運行情況的基礎上尋求最佳的設計方案。即系統分析設計應同時考慮系統的開發、系統的制造和系統的運行這三個部分，只有這樣才能驗證出產品的設計效果。

三、未來機械設計

1智能化設計

智能化設計必將成為機械設計的未來設計方向，這由于科學技術及計算機技術的不斷發展，以致機械的智能化水平越來越高。智能化模仿人類的思維甚至代替人類進行思維進行工作，它主要包含了人工智能、計算機等多種綜合性的學科。智能化機械設備代替了很多人工操作的工作流程，因此，在很多工作中降低了人類工作中的危險性，從而減少了人工事故的發生。

2綠色機械設計

在可持續發展的持續推行下，未來的機械設計跟環境和生態聯系在一起，綠色機械設計也將成為機械設計的一大方向。綠色機械設計是較為先進的一種科學設計方法，設計者在進行設計的時候必須要考慮到該方法及工藝對環境生態產生的影響，盡量減少在機械生產過程中對環境的污染;此外，在提高工作效率的同時，爭取將能耗降到最低，這也是綠色機械設計倡導的理念。

3以自動化設計取代人工設計

伴隨著我國信息技術的不斷發展，在未來機械設計中會呈現出自動化的設計趨勢，由信息科技自動化設計取代人工設計。充分運用電子信息技術的智能性來融合機械產品的數據資料，并通過對相關數據資料的整合分析設計出高性能的機械產品。通過運用自動化設計，可以有效提高人機結合的進程，大大提高了相關數據分析的效率，進而有助于提高機械產品設計的嚴謹性和科學性。

4以優化設計取代可行性設計

信息技術的發展為機械設計提供了更多的優化條件，因此在機械設計未來的發展中將更多地進行優化設計，通過提升機械產品的內部結構系統來提高整體的性能。在具體的應用中通過建立更貼切的數學模型來選擇最優設計結果，取代傳統的可行性設計方法。優化設計的應用不僅有助于提高現代機械設計方法的革新，同時有助于現代機械設備產品的整體性能提高，推動我國機械設計領域的發展進步。

5實現網絡化的設計

在當今網絡普及的現狀下，網絡成了大眾的一個發展交流平臺，當然機械設計也不例外。在未來的發展中把機械化設計和網絡緊密聯系，時刻掌握機械行業的最新動向，這樣才能有利于在未來機械設計中了解最新動態并加以改進。

結束語

通過了解我國機械產品現代化設計方法及未來的機械設計，了解到在未來的發展中，機械設計理念的應用將更大程度與計算機技術、網絡等融合，并在此融合過程中實現自身系統的升級優化，為用戶提供性能更高的機械產品，并推動我國機械設計領域的發展進步。

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