现代机械设计方法分析

摘要：社会大生产离不开加工制造，精良严谨的加工制造代表一个社会生产能力发展的水平，当前，随着我国市场经济不断发展，各类生产活动不断增加，生产企业单位越来越多，从事各类生产制造加工，要想在激烈的市场竞争中赢得份额，则需要不断提升生产能力，这样，才能在有限的时间段生产出更多的产品，提高经济效益。产品种类、产品数量是一个生产单位生产能力的象征，这就要求在生产活动中，需要不断提高生产力，利用现代化的生产器械和生产设备进行批量生产加工，确保市场供应与需求，满足人们日益增长的物质需要。

关键词：机械设计；现代；特征

随着社会大生产的需求，对机械精密度要求越来越高，为了保证生产能力，则需要不断创新加工形式，提升机械工作效率，生产单位对机械现代化需求越来越迫切。要想保证机械设计符合生产需要，则要全面了解机械运行原理，根据产品最后的形态和使用要求，对原有机械结构、运动形式、工作原理、润滑方式等进行全面系统的分析、计算和设计，并能把所设想的内容形成实物，把相关数据代入具体设计过程。以往要想对机械进行设计时，一般的方法是需要相关的设计人员付出大量时间，检索各种信息资料、手工进行数据计算、对各部件做好绘图设计，一遍一遍、一次一次更改，反复进行修正与调整，这种传统意义上的设计方法周期长、数据复杂、设计质量不高，影响了机械的精密度，对投入产品加工后的维护更加不利，产品加工起来极不方便，影响了产品的质量与规格。科学技术不断发展的今天，人们对物质的需求不仅仅是实用功能上，更看重的是外观，产品迅速更新换代、样式越加复杂多元，而传统机械设计方法对一些细节处理不到位，不能满足产品需要，更不能满足现代审美理念，为此，行业内早已经提出了现代化的机械设计思路与方法。

1现代机械设计分析

（1）以计算机技术为核心。计算机技术的普遍应用，大大提高了生产能力，同时也促进了各行业发展，机械设计是现代设计的主要特征。紧紧围绕计算机技术不断创新机械设计理念，对机械设计有深远的影响，通过计算机应用，能够确保设计手段的转变，由传统“手工”向现代“自动”进行全面的转变，使最后成型的产品由“二维”转变成“三维”。通过计算机应用，能够大大促进一些新的设计方法出现，比如有限元分析、二次开发、模态分析等这些概念均是以往没有过的新方法。推动了设计方式上的“串行”到“并行”转变，全面提高了产品开发效率，使设计更加灵活，满足了设计与制造一体化发展，确保产品模型实现了设计与制造的协调统一，保证各个环节的有机连接。通过计算机技术应用，能够全面保证设计管理能力的提升，通过大量数据库的建立，保证了技术的延续性，使传统手工管理模式实现优化，各种MIS、PDM系统得到了非常广泛的应用，推进了设计管理上层次，实现过程优势互补。通过借助计算机软件对定理公式等理论进行整理，对以往的设计经验和设计规则进行总结和归纳，我们在进行产品设计的时候，能够更有效率地调用所需的公式对产品进行设计和校验，从而令产品的设计周期大大缩短，并能够更快地试制样机，通过各种型式试验，检验样机的可靠性和安全性，尽可能使产品的问题能够在投入市场之前发现，采取相应对策进行解决。（2）以设计理论为指导。以往，我们进行传统设计的时候，多是在大量的实践与经验基础上进行的，通过积累丰富的生产经验，对生产各流程环节有所把握，慢慢发现生产过程中的不适应，以此为推动对机械创造，现代设计是以理论指导为主、经验为辅的一种全新设计理念思路，是完全符合产品生产形态的现代设计。

2现代机械设计技术特征

现代机械设计是与计算机有机结合的全新设计方法，通过与传统设计的对比，其自身有着独特的特征。（1）智能化特点。机械设计是需要复杂计算的，从产品设计过程的三维建模，零件的强度分析，到产品各领域的模拟仿真，设计合理性分析等等各方面，无处不涉及复杂的运算过程，如果单单凭借个人或团队的人工计算，这是一个漫长的过程。因此，机械设计需要借助计算机的帮助，为我们解决繁琐，复杂而且工作量大的计算，从而提高我们的工作效率，也为我们能够开拓创新思维提供物质基础。所以说，现代机械设计具有高智能的自身特点。（2）经济性特点。市场经济发展，人们对产品样式、规格、外观的需求不断变化，这就需要市场不断进行更新，才能满足人们需求，复杂的、周期长的设计不能快速投放市场，所以必须保证经济性，才能满足市场竞争和用户选择的需要，保证企业尽快获得经济效益。设计的时候，必须超前考虑后续过程，实现DFM、DFA，保证压缩废品、节省库存消耗，确保企业最终经济效益的实现。（3）集成化特点。机械产品复杂度、综合性较高，只有全面做好与计算机的融合，才能保证设计更加精密、集成，全面提高使用效果，这就要求在进行设计时，要全面保证效能的原则下，做好结果测试，保证设计时能够充分发挥计算机技术、计算理论和计算分析工具作用，确保机械设计准确、精密。设计时，要全面树立人一机一体化、机电一体化、硬软件一体化的设计思路，通过全面的综合测试，用试验提炼的数据做实践指导，形成科学的评价设计，确保新技术与产品的有机结合。（4）动态性特点。设计不能脱离市场，更不能脱离需求，要在充分掌握市场需求的前提下进行设计，也就是说，设计对象一直在动态环境中成长，要全面对其动态全程做好控制，才能有效提升产品设计能力，使设计更加协调，抓住设计的动态特点，就需要进行设计时，保证数据集成和设计系统无缝连接。

3现代机械设计方法

（1）结构模块化设计方法。结构模块设计的方法主要是从规划产品的角度全面提出，通过对任务进行定义设计，使产品结构更加清晰，以此为设计基础，对以往机械加工实践进行总结，并且对产品通用零件部件进行合理描述，使设计任务更加清楚，确保分解任务时就能够充分考虑到各个环节所对应的产品解，保证产品规划阶段就能够消除存在的矛盾，起到提前预防的效果，实现全程的可调性，保证设计效率。理想中的模块化基本结构需要全面存在标准化的接口联接，实现设计系列化、通用化、集成化、层次化，保证能够实现互换、相容和相关智能化设计方法。（2）智能化设计方法。充分借助三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，与多媒体、超媒体相结合，全面表达产品构思、描述产品结构，这种设计方法直观性良好，与用户形成直接对话，保证设计符合用户需求。（3）产品参数化的设计方法。对于现代机械产品借助计算机应用进行设计，日常生活中存在大量结构相似的产品，为了更有效和直接对现成产品进行二次设计，通过计算机软件，对产品的各个尺寸进行参数定义，从而使二次设计过程时调整对应的参数，确保产品结构的一致性，保证设计能够高效，从而使产品能够免除了各种繁琐的建模，提高产品输出效率。（4）基于产品特征知识的设计方法。要全面掌握生产流程与产品形态，通过与计算机融合，保证能够在短时间内快速识别，形成计算机语言描述，保证产品特征清晰，为了保证设计精密，需要通过对行业领域内专家知识和经验进行集成，形成一个可参照的知识库，同时，可以通过计算机联机，对已经存在的知识建立推理，确保计算机设计方案的完善。机械系统方案设计依据产品特征进行设计，完成机构型、数综合等。

4结束语

机械设计是系统的、复杂的过程，不同方法的应用，能够保证设计质量，实现机械设计规范、简单，并能够降低成本、保证效能，确保机械设计更精确、更经济、更有效。

作者:陈耀威 单位:广东科裕智能科技有限公司

参考文献

[1]丁继斌，封士彩.机械系统设计及其控制技术[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]魏玉新.现代机械设计的创新方法研究[J].装备制造，2009.