现代机械设计十篇

现代机械设计篇1

关键词：机械设计；计算机；设计方法；机械

进入21世纪，由于生产力的快速发展，社会生活与生产的各个方面都获得了巨大的进步，各种新工艺和新方法逐步的走进了机械设计的领域。面对竞争日益激烈的市场环境，机械设计要想在时代的发展之中立于不败之地就必须注重方法的创新与技术的革命，只有这样才能适应时代的不断进步与发展。正是在这种环境的影响之下，现代机械设计方法逐步出现并得到了快速的发展，适应现代社会发展的机械设计方法极大的改变了现代机械设计的理念与过程。本文针对现代机械设计方法进行了系统的介绍，希望可以对我国机械设计今后的发展带来相应的借鉴价值。

1.现代机械设计的内涵

上世纪六十年代，人们在对机械设计研究的过程之中将机械设计的过程分为三个阶段：体验阶段、设计方案阶段以及技术设计与工艺设计阶段，这三个方面之间相互独立又相互联系。随着科学技术的不断发展，尤其是计算机技术普及之后，人们逐步的认识到机械设计不应该割裂开来，而是应该统一起来，进行系统性的设计，实现体验、设计和工艺三者之间的有效融合。在这种理念的引导之下，机械设计方法逐步融合并吸收了其他多种方法与理念，逐步形成了现代的机械设计方法。例如信息科学、计算机技术以及系统科学都成为了促进现代机械设计方法革新的重要因素。

2.现代机械设计的特点

现代机械设计的方式与种类很多，机械设计的结构趋于复杂，正是如此，现代机械设计存在真很多的特点。首先，在设计方法方面现代机械设计往往与计算机技术进行融合之后完成相应的机械设计；其次，设计理念在逐步的更新，传统的设计理念已经逐步淡出时展的舞台，取而代之的是更为科学与先进的设计理念；最后，在设计目标方面，现代机械设计的目标零件和机械更为复杂，需要的设计思路和设计方法更为先进。

3.现代机械设计方法分析

随着科学技术的革命，机械设计方法获得了迅猛的发展，尤其是计算机技术与信息技术普及并走入机械设计领域之后，机械设计方法可以说获得了狂飚式的发展。各种新的设计理念与设计方法如雨后春笋般铺展开来。

3.1可靠性设计

可靠性设计将机械设计与概率论和数理统计进行了有效的结合，在实际的设计之中将可靠度指标与机械设计进行了融合，这种设计方法可以更为准确的反应零件质量，这种设计方法利用数学的概率原理计算出在给定环境之下零件不产生破坏的概率，进一步的提供了零件的安全系数。这种设计方法主要为了适应现代机械设计目标和条件的日益复杂，进一步保证了所设计和生产的零件的质量。该方法的发展与普及主要是现代数学与物力学共同发展与融合的结果，正是可靠性设计的出现才有效保证了各种高标准机械设计工作的顺利推进与不断发展。

3.2最优化设计

优化设计法是根据最优化原理和方法综合各方面的因素，以人机配合的方式或自动搜索方式，借助计算机进行半自动或自动设计，寻求在现有工程条件下的最优设计方案的一种现代设计方法。现代机械设计之中优化的主要内容包括两个方面：第一，对实际的工程进行数学抽象，抽象成为相应的最优化数学模型；第二，应用迭代法来遥进出相应的解。通过这两个阶段就实现了对机械设计的优化处理，寻去更为科学的设计方法，这成为现代机械设计方法之中不可或缺的环节与步骤。

3.3计算机辅助设计

计算机是20世纪最伟大的发明之一，正是由于计算机的出现极大的改变了现代社会生活与生产方式，同样也对机械设计方法的改变带来相应的机遇。在现代的机械设计之中，更多选择的是计算机辅助设计，计算机技术的引入让现代机械设计更加智能化。

现代计算机辅助技术进行机械设计的过程之中主要分为四个步骤：其一，建立数学模型，因为计算机只能认识数据模型，在实际的机械设计过程之中必须首先建立相应的数学模型，这是利用计算机进行机械设计的首要步骤；其二，设计程序，这是计算机的指令程序，也是最为关键的步骤；其三，编辑程序，该过程从严格意义上来讲与机械设计无关，就是简单严格的程序编写过程，需要应用到计算机高级语言；最后，程序调试，这是所以计算机程序编写之后必须进行的一项操作，只有进行了科学的程序调试才能得知其工作是否正常，是否可以完成相应的机械设计。

3.4系统化机械设计方法

系统化机械设计方法就是将传统的几个设计步骤进行有机的整合，将原来的多步骤设计整合为一步设计。这种设计方法有效的提高了机械设计的效率，让现代原来的机械设计变的更为方便快捷，增强了现代机械设计的连贯性。其次，这种系统化的设计方法仍然保留了各个设计要素的独立性，这是对设计方法进行逐步优化的结果，也正是各个设计因素的相对独立性决定了系统化设计方法可以不影响设计要素的功能和性质；第三，机械设计虽然表面实现了系统化但是其内部仍然存在着必然的联系，功能方面仍然存在其自身的层次性，这种设计方法对于现代机械设计的发展有着十分重要的理论意义和实践价值。

4.结束语

时代在发展，技术在进步，机械设计方法也在不断的革命。在计算机技术的推动下，现代机械设计方法正在向着动态化、智能化、科学化方面发展。传统的机械设计方法已经逐步的退出了历史的舞台，取而代之的更为科学与先进的现代机械设计方法。这些先进的机械设计方法必将促进我国机械设计工作的不断进步与发展。

参考文献：

[1]李彩风，刘俊峰，冯晓静，李建平.现代机械设计方法与农机设计[J].农机化研究，2006，05：186-188.

现代机械设计篇2

关键词：现代机械；机械设计；优化设计

中图分类号：F407文献标识码： A

引言

伴随技术水平的提升，有越来越多的方法和工艺被应用到机械系统当中。使得技术的种类以及功能变得越来越强大，但是，竞争力的要求也在进一步提升，如果想让自己的产品能够在市场上获得销路，除了达到此产品的基本功能之外还应当注意一些细小因素，例如价格低廉，性能稳定，便于操作，环保，感官和谐等因素。这要求设计人员能够灵活运用多种技术和措施，找到技术的最佳结合点，形成性能与收益之间的最好配比。

一、设计过程的基本环节

一个将提供的物质资源转化为技术装置以满足客观需求的实践活动就是一个设计过程。一般来讲，设计过程大致由下列环节组成:

根据需求提出设计任务:调查研究、掌握信息;提出明确、详细的设计要求;方案构思、初评最佳设计方案;选择模型、确定参数:详细设计;制造加工:样机试验、设计评定；设计改进、生产使用。在设计过程中，以上各步骤间存在着严密的逻辑关系，既不能颠倒，也不可随意跳跃。在一次设计过程中为获得满意的产品设计，在各个步骤之间存在着各种循环。因此设计又是一个根据各种信息反复做出判断的过程。另外，产品设计完成后，由于时空、条件的变化，原有设计已不满足新的要求，这就要对产品进行改进设计，进入一个新的设计循环过程。产品就是经过这种反复循环，不断改进、更新、升级，甚至换代，呈螺旋形向前发展。

机械设计没有一成不变的固定程序，常因具体条件不同而异，但一般设计步骤如下:

根据零件在机械中的地位和作用，选择零件的类型和结构。分析零件的载荷性质，拟定零件的计算简图，计算作用在零件上的载荷。根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择适当的材料。分析零件可能出现的失效形式，决定计算准则和许用应力。确定零件的主要几何尺寸，综合考虑零件的材料、受载以及加工装配工艺和经济性等因素，参照有关标准、技术规范以及经验公式，确定全部结构尺寸。绘制零件工作图，确定公差和技术要求，写出计算说明书。

二、现代机械设计方法的种类

2.1 优化设计

机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根据机械设计的理论方法和标准规范等建立反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型，然后采用数学规划方法和计算机数字处理技术自动找出设计问题的最优方案。不但可行，而且最优，是机械优化设计追求的目标，可行性方案的提出与建模是优化设计的基础。常用优化处理方法有一维搜索法、线性优化法、导数优化法、非导数优化法等。常见优化软件有MATLAB、ANSYS 等。

2.2 可靠性设计

可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是对系统和结构进行可靠性分析和预测，采用简化系统和结构、裕度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的设计。它不但直接反映产品各组成部件的质量，而且还影响到整个产品质量性能的优劣。可靠性分为固有可靠性、使用可靠性和环境适应性。可靠性的度量指标一般有可靠度、无故障率、失效率三种。

2.3 并行设计

传统的设计方法是按照设计、制造等过程串行进行，设计阶段很少考虑设计以后的问题，这种设计方法使得产品设计与以后的制造、使用、维修等环节相互脱节。并行设计是在产品开始设计的时候，就考虑到产品从设计到使用过程中整个寿命周期的所有元素，产品的设计过程和工艺设计、加工制造和销售等各个阶段并行地进行，实行集成开发，力争使所设计的产品具有较高的综合性能。

2.4 模糊设计

机械设计领域普遍存在着模糊性现象，如产品性能的好与坏、使用寿命的长与短、可靠性的高与低等，都是一些模糊量。模糊设计是把模糊理论引入到设计领域中而形成的一种崭新的设计方法。模糊设计不是建立在对系统进行精确的数学分析基础上，而是根据模糊性的实际经验确定设计参数。

模糊设计一般是与别的设计方法相结合，处理设计中的不确定性因素，使得设计方法更加合理、完善。

2.5 参数化设计

参数化设计分为两个部分，即参数化图元和参数化修改引擎。参数化设计中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对机械设计做的任何改动都可以自动在其他相关联的部分反映出来，使每一个机械零件都通过一个变更传播引擎互相关联。参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用CAD 系统开发方面都具有较大的应用价值。

2.6 摩擦学设计

摩擦学是研究具有相对运动表面摩擦、磨损与理论的一门学科。摩擦学设计就是充分运用摩擦学知识，合理设计机械零部件，采用先进材料和工艺，正确选用方式和装置，减小机械设备的摩擦损耗，降低失效时间延长产品寿命，提高设备的工作效率和运行可靠性。尽管摩擦学问题普遍大量存在于所有机械设备中，但以往机械设计很少考虑摩擦学问题。摩擦学设计是继运动学设计、强度设计之后又一重要的设计内容。

2.7 智能设计

计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新的方式方法利用了最先进的计算机手段，能够快速而高效地完成工程设计方案，使手动工作的低效率低准确率的弊病得到解决。使构图工艺得到进一步提升。将人的智慧与计算机的高运转能力相结合。计算机作为人的能力的延伸，主要包括计算能力强，精准度高，程序化自动化强大，这与人的能动性和创造性相互配合，有利于在发挥人的能力的基础上降低人的劳动强度和时间，CAD 系统想要运行必须将硬件与软件相互结合。硬件系统承载着计算机技术的基础部分，属于辅助技术，但是必不可少。而软件是核心，它是人们想要利用的主要对象。CAD 也由这两部分组成。1）软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件3 个层次；2）系统软件对计算机资源进行自动管理和控制，它处于整个软件的核心内层，主要包括操作系统和数据通信系统等；3）支撑软件是帮助人们高效率开发应用软件的软件工具系统，亦称为软件开发工具；4）应用软件是用户利用计算机以及它所提供的各种系统软件和支撑软件，自行编制的用于解决各种实际问题的程序。计算机辅助机械设计的一般过程包括：1）建立数学模型：一般机械零件基本都有现成的数学模型，但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型；2）设计程序框图：程序框图根据手工计算的步骤来设计；3）用高级语言编制程序：根据程序框图来编程；4）程序调试：程序编好后，先仔细检查源程序，然后将其输入计算机进行试算，再对程序适用范围的边界、转折点进行试算，要求与手算结果完全吻合。

三 现代机械设计方法的基本特点

3.1 以自动化设计取代人工设计

充分利用先进的计算机硬件及软件平台，极力提高人机结合的设计系统的自动化水平，以提高产品的设计质量，这是现代机械设计方法的基本特征。

现代机械设计篇3

关键词：机械设计；现代设计；技术

引言

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将这转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的因素。设计工作的质量水平，直接关系到机械产品的质量性能、研制周期和技术经济效益

1.现代机械设计与传统设计特点比较

1.1传统机械设计思维比较被动，现代机械设计具有较强的主动性

传统设计依靠灵感和经验，思维往往比较被动。而随着现代技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈，人们必须不断的提出新的、大胆的开发目标和设想，并运用现有的最新科学技术创造出全新的产品。传统依靠经验的设计已经不能适应这一需求。现代设计在进行研究创造设计思维本身的规律时，运用灵感、方案、优化设计产生的内在逻辑，并由此产生了创造学、价值工程、设计方法学等理论。

1.2传统设计注重机械本身预定功能的实现

现代机械设计要求把对象置身于大系统中，并对系统作出设计，将预定的功能在人―机―环境之间进行合理分配。充分考虑到人的生理和心理因素，力求在人际之间做出最佳设计。此外，现代设计还考虑到机械从原料图区、加工装配、投入使用至报废回收等全部生命周期中各个阶段与环境的关系，以减少对自然环境的伤害并保证生态平衡。

1.3现代机械设计强化了传统机械设计对强度准则的要求

有限单元法和断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计中的应用，强化了设计者强度设计的能力，现代设计的准则也因此拓宽到产品设计的更多领域。现代消费者对产品的需求从实用需求上升到物质与精神享受并重的层次，对现代机械设计提出了艺术和美学方面的要求。

1.4传统设计历时长、耗费大，现代机械设计周期短，耗费低

传统机械设计一般先根据目标和任务做出第一个方案并造出样机，然后对样机评定、考核，进行修改，形成第二套方案，如此反复，到满意为止，设计过程周期长、耗费高。现代设计根据各种给定的条件，运用优化设计的原理和方法，借助计算机求取最佳设计参数和设计方案。在现代设计中，优化意识还延伸到产品的总体方案论证，产品结构和工艺设计各个方面，并产生了遗传算法、模糊算法等许多新的理论方法。

1.5传统设计受思维进度的约束，现代机械设计利用计算机改变了这一缺陷

在传统的设计中，从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本，有许多部门用串行工作方法参与，需要一个漫长的过程，而现代的并行设计技术，使人们在作出一个方案的设计时，通过计算机网络同时获得后续过程相关信息，使设计者有可能及时修改方案，寻求一个全面、综合的优化方案。

2. 机械设计中现代设计技术的应用

2.1 MSD（机械优势设计）

机械优势设计（Mechanical Superiority Design，简称MSD）的关注焦点在于市场的需求，而不是以单纯的创新和个人的兴趣作为设计的出发点。以市场为导向的核心设计理念然让MSD（机械优势设计）具备了更好地适应市场经济环境的能力，主要表现为它能够通过分析和预测机械产品的技术方向，找准自己的市场定位，明确设计的技术方向，协调技术和市场之间的关系；同时，也能够更快的吸收相关的先进的设计技术，并将其应用到机械设计方案当中去。总体来看，MSD（机械优势设计）所采取的一切措施和策略均是为了增强机械设计产品的市场竞争能力。

2.2 MCD（机械创新设计）

机械创新设计（Mechanical Creative Design，简称MCD）的关注焦点在于充分发动设计人员的智慧和创新思维能力，进而设计出来新型的机械功能、机械结构或者机械产品。MCD（机械创新设计）非常强调设计人员在机械设计过程中的灵魂作用和主导作用。因此，在机械设计的过程中，设计人员要充分动用各种创新思维模式（例如，发散思维模式、头脑风暴等）。但是在机械设计中设计人员很难向艺术家构思艺术作品那样做到“天马行空”，因为机械结构选型的多解性和复杂性将创造性思维限制在一定的范围内。但是智能专家系统和各种计算机辅助设计系统在机械设计中的应用，让设计人员能够有更多的精力去运用创造性思维，把繁琐的计算和设计求解交给智能专家系统去完成。

2.3 MFD（机械模糊设计）

机械模糊设计（Mechanical Fuzzy Design，简称MFD）的关注焦点在于模糊数学知识在机械设计过程中的充分、灵活、深入地运用。复杂化是当前机械设计的重要趋势之一，复杂化的机械设计必然导致设计中各种变量关系的复杂化。但是过于复杂的机械设计方案，想要对其进行精确的描述则具有极大的困难或者需要花费极大的精力。但是如果将机械设计方案的精确描述改为“承载能力较强”或者“使用寿命较长”等类似的模糊描述，实质上出现了设计中的“模糊现象”。

2.4 MGD（机械绿色设计）

机械绿色设计（Mechanical Green Design，简称MGD）的关注焦点在于提高产品的“绿色程度”，即在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命和质量等[3]。绿色设计通常也称为生态设计、环境设计、环境意识设计等。在传统产品设计过程中，设计人员主要按照产品性能、质量和成本要求等指标进行设计，设计过程中对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及对生态环境的影响等考虑较少[4]。这样制造出来的产品，在其使用寿命结束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物质对生态环境造成了严重污染，影响生活质量和生态环境，造成资源的大量浪费。

3.结束语

在机械工程中，机械设计时非常关键和重要的部分，它直接决定了机械的真实性能水平；在进行机械设计的过程中，设计人员利用现代设计技术提供的新技术和新方法可以提升机械设计水平，增强研发能力。

参考文献：

[1]张海筹. 基于IT技术的现代机械设计方法[J].机械设计与制造，2005，（05）：147-148.

现代机械设计篇4

关键词：机械设计 现代设计 探讨

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0073-02

自改革开放以来，我国的社会发展和技术水平不断提升，人们的生活水平也在不断的上升，各类新型技术的出现给人们的日常生活带来了巨大的影响。机械一直都是我国社会不断发展的重要保证，发展水平及发展方向始终受到人们的关注，如何才能够有效的将现代设计技术应用到机械设计中去，是当前人们研究的主要课题之一，所以，对于当前正处于转型期的社会而言，对机械设计中的现代设计应用进行研究具有重要的意义。

1 现代机械设计的特点

现代社会科技发展日新月异，各种现代化新技术和新的发明如雨后春笋不断出现，各种电子技术以及机械技术与现代化的机械设备正在渐渐融合，各种机械器材的设计理论以及制作的方法都有了一定程度的改善。现代化机械设计过程也利用了计算机技术，来使得机械设计的过程更加合理，步骤更为清晰，同时还能够使设计更加趋向于人性化。规范而有效的机械设计相比于传统意义上的技术设计更具有远瞻性和创新性的特点。首先，利用现代设计的理论方法来考虑整个产品的细节问题，可以比传统机械设计方法更在的发现潜在问题，减少未来出现故障的可能，同时，现代化机械设计可以更加充分的考虑到产品的静态属性和动态属性。另外，计算机技术的日益成熟可以运用到现代的机械设计方方面面中，优化现代设计的仿真性。

2 现代机械设计技术的应用技术

通过对大量机械产品的研究分析，现代设计在机械设计中应用较为广泛的技术大致可以分为四大类，分别是能提高产品优良性能的设计技术，能够满足市场要求的创新设计技术方法，能够优化产品使用寿命的设计技术以及发展绿色技术的设计技术。

2.1 提高产品性能的设计

机械产品必须具有优良的性能，只有良好的性能才能够保证机械产品的生命力，提高产品优良性能的设计方法有很多，最重要的内容和特点有：

（1）能够消除并及时的预防产品可能产生的故障，这种技术特点是围绕产品的可靠性而设计的，主要是研究产品和系统所产生的故障的原因，来提出相应的解决方案。

（2）能够提高材料抵御破坏能力的设计方法技术。当材料和结构在外界因素如高温、电荷强度等的影响作用下，其性能会受到较大的影响，所以，其设计的重点是要提高产品的结构承受能力以及抗疲劳强度，来提高产品在各种工作环境中的使用寿命。

（3）解决物体表面的摩擦和等问题的设计技术。这种设计技术综合运用了摩擦学的理论研究方法和基本数据，将产品的磨损降低到最低的水平，目的是为了降低产品原材料的消耗，节约了部分能源，同时提高机械装置的可靠性，有效的提高设备的使用寿命，提高其在市场中的竞争力。

（4）防腐蚀的设计技术。这种设计技术要科学合理的选择材料并制定出相应的加工工艺，来提高产品的抗腐蚀能力，防腐蚀的设计加工方法能够有效的延长产品使用周期以及使用效率。

2.2 满足需求的创新产品设计技术

当今社会市场经济体制存在着强烈的竞争机制以及供求关系，在当今瞬息万变的市场经济中，产品的创新能够有效的提高企业产品的核心竞争力，满足顾客的市场需求同时提高企业的核心竞争能力，产品创新设计技术的主要特点包括：

（1）解决发明问题的创新技术。这种创新设计技术包含对新产品的适应性和变参数的设计，主要是在设计的起初阶段运用创造性的思维来构建出一个原来并不存在的全新产品技术的过程，这是解决掉发明问题的非常重要的阶段。适应性设计主要是为了满足莫忠需要和要求，对现有的产品进行合理的改进，变参数设计是在原有的设计原理基础上，对部分零件进行的完善和改进过程。

（2）复杂产品的创新设计技术。对于复杂的产品设计要利用到信息网络的仿真虚拟技术来只能设计产品，这种设计方法能够有效降低产品的功能与结构的复杂性以及组织过程与系统的复杂性。这种设计的核心就是概念的设计，设计的关键技术包括概念设计建模技术、产品的布局设计、产品的形状设计、多目标协同工作技术以及产品方案的综合评价技术等。当前主要是应用于航空航天事业、汽车制造行业以及数控机床等方面。

（3）降低设计成本，优化设计资源的设计技术。为了能够在保证产品的功能与质量的条件下增强自身的市场竞争力，提高企业的经济收益，就必须要优化产品资源，降低设计的产品的生产成本。这种设计技术是在设计目标产品的时候约束好一个基本的成本，以成本为前提，保证产品质量的基础上，通过理论的分析计算，对于全过程的连续优化来降低成本，追求出更高的产品经济效益以及社会的综合运用性能。

（4）缩短产品的研究周期。在对新的机械产品进行研究设计的时候，可以利用三维的CAD系统来使新的产品继承以往的数据信息，仅仅对其中的部分构造进行重新的计算和设计，提高新产品的研发效率，降低研究周期，尽量缩短产品从研发到投入市场的周期时间，来保证企业的核心竞争力。

2.3 提高产品寿命的设计

产品的整个寿命周期是指从产品的原材料选取加工制造开始，知道消费者使用完毕宣布产品报废将其拆卸成原材料的整个过程，提高产品的全寿命周期设计技术主要包含以下几个方面：

（1）具有集成特性的并行设计。这种设计技术是在产品的规划和设计阶段，将所有能够支持产品全寿命使用周期的信息用并行的方式来对工艺规划制造转杯试验、运输、维护以及回收等相关环节综合的整合起来，集成设计的目标，处理好各个任务间的耦合关系，应用计算机辅助系统来进行评价决策，达到降低成本，提高使用寿命的目的。

（2）面向制造的设计方法。这种方法主要由面向制造的机械零部件结构模型、机械零部件结构设计、机械部件和整机装配的设计、以及环境模拟装配等，让设计出的产品综合性能最好，保证产品的设计制造的成功性。

（3）全寿命周期设计数据管理。这种设计技术主要是利用跨平台数据集成于共享的PDM系统，来将网络上不同的东西同系统之间形成一体化，高效且完整的将产品从规划生产到报废处理整个使用寿命周期内复杂的数字化信息记录下来，是产品所需的重要数据完整的保留下来并进行有效的管理。

2.4 绿色产品的设计

绿色产品要求既能够满足使用的要求，同时还必须有利于环境的保护。当前人类正面临资源短缺和人口过生的问题，设计绿色有效的产品也是社会向前发展的必然选择和整体的趋势。绿色的产品设计技术包含以下几点：

（1）面向环境的技术。在产品的整个使用寿命期间，能够有效的保护环境的关键技术包括绿色产品集成设计理论、绿色产品建模研究技术、绿色产品的环境指标等等。在保证不会影响到环境质量的情况下，具有优良的质量保证。

（2）面向能源的设计。这种设计技术是为了提高能源的利用效率以及降低资源的浪费，以保护环境为目的的设计方法。这种方法的设计即可以优惠能源的供给以及驱动的方式，同时还能够有效的回收并实现能源的重新利用。在产品的功能特点等基本要素已经明确的条件下，在设计时确定产品的结构制定、材料选择以及加工的工艺方法、可重新利用的能力以及是否具有装配性，用最少的能源消耗来设计并生产出新的产品。

（3）面向材料选择的设计。材料的选择是绿色产品设计的关键所在，能够在根本上来减少对环境的污染，同时降低能源的消耗。当前应用较为广泛的设计方法有新材料实用化设计技术、材料回收以及二次利用的技术、基于材料选择的CAD技术等等。

（4）人机工程设计技术是以人机工程学理论为研究基础，面向人的产品设计技术。这种技术是以人的心里特点和生理特征为参考依据，利用科学的技术成果数据来设计的技术方法。目前所使用的关键技术有心里模型技术、人机界面设计技术、人机工程测量技术以及产品设计中的人机工程。

3 结语

现代设计在机械设计的应用主要是体现在创新性技术在现代机械设计中的应用。在整个智能化的机械设计中，基础的设计细节是可以利用计算机来进行精准的计算的，选择出最好的设计方法并且形成一套独特的智能化设计体系，不仅仅可以有效的减少机械设计工作人员的工作量，同时还能够大幅度提高机械设计的准确性以及设计的效率，为机械设计的不断发展提供强大的技术支持。

参考文献

[1] 张鉴非.现代设计在机械设计中的应用探讨[J].城市建设，2013（14）.

[2] 李龙，李国新.机械设计中对现代设计技术应用的分析[J].机电信息，2012（21）：103-104.

现代机械设计篇5

关键词：矿山；机械设计；现代设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

1、加强矿山机械设计和改进的必要性

随着现代工业事业不断的发展，越来越多的矿产资源得到了有效的开发和利用，为了促进矿山企业的可持续发展，作为新时期背景下的矿山企业，就必须加强对矿山资源的开发和利用，而为了确保矿山资源开采的有效性和开采的效率，尤其是注意到开采的安全性，就必须加强对现有设备的改造，在确保安全的前提下，采取科学的设计方法，在促进设计质量提升的同时降低设计的成本，矿山开采的低碳环保以及矿山企业的可持续发展。由此可见，加强对矿山机械的设计和改进具有十分强烈的必要性。

2、矿山机械设计中现代设计方法的发展

传统的矿山机械设计方法，主要是从感觉、经验层面出发来对机械设备进行设计，因此，传统机械设计方法主要是凭借个人的主观意识，因此在具体工作中，缺乏对设计工作的理性思考。而机械设计中现代设计方法的具体应用更多的是在工作中依靠现代科技，对设计生产数据进行系统分析，以此创造出更加合理、高质、价廉的机械产品，以此更好的满足矿山企业的实际生产需求。实际工作中，有效促进机械现代设计方法不断发展的主要因素包括有:一是计算机技术在机械设计领域中的应用，以此有效地提高了相关设计人员的工作效率，同时具体设计方式也因此日益多元化。其次是多领域学科的交叉和融合，以此丰富了现代机械设计的实际内涵，比如信息技术、计算机技术、控制技术以及通讯技术等等，发展了现代设计理念，从而使设计师能够从多角度思考如何满足企业的生产需求。现代设计方法具有智能性、动态性、多功能性、系统性等特点，既能够满足相关设计师的要求，也能够有效的满足生产企业的实际要求。

3、矿山机械设计中现代设计方法的应用

3.1、增强矿山机械设计的可靠性

在矿山机械设计中，其可靠性的好坏会直接影响到其自身质量的好坏与否，也就说矿山机械可以在较差的工作环境下完成一定的采矿量，并能在此过程中保证采矿的安全性。所以，在对矿山机械进行增强设计时，首先要做的就是增强其设计的可靠性，并对此设计进行有效的检验，以确保设计出来的矿山机械能够完成不同工作量、不同工作环境的采矿工作。要想完成这项检验，就需要对其设计数据进行进一步的统计与分析，进行大量的试验，将此过程中发现的薄弱环节给予及时的处理和改进，为矿山机械设计的可靠性提供有力的保障和基础，提高矿山机械设计的质量和性能，保证矿山机械能够进行安全、可靠的顺利运行。

3.2、在矿山机械设计中应用CAD技术

CAD技术是一种在矿山机械设计中应用最为广泛的技术，其具体是指设计工作人员利用计算机技术的硬件系统和软件系统来对矿山机械进行设计与开发，在具体的应用过程中，主要包括设计分析、工程分析、绘图文档以及制作文档等多个环节。对CAD技术在矿山机械设计中的应用进行加强，除了可以对设计一体化及模块化进行实现之外，还可以通过CAPP系统对设计工艺进行合理规划，将计算机内的产品模型导入到NC编程中，特别是在NC机床加工中心，可以将加工代码直接输入其中，由此可以看出，加强矿山机械设计中的CAD技术，可以有效的提高技术效益，实现将设计和制造进行有机结合的目的。

3.3、在矿山机械设计中应用绿色设计理念

在现代化工业不断发展的进程中，环境问题越来越受到人们的关注与重视。在这种形势下，绿色设计理念被提出并不断的被应用到实际设计当中进而成为主流设计理念。绿色设计主要是指设计工作人员在对产品使用方面进行设计时，还要保证生态环境的和谐发展，或是以不污染环境或是少污染环境为基础来进行设计。绿色设计理念的主要目的是对现代化工业生产所产生的自然环境破坏进行减少或是消除，进而达到人和自然和谐相处、共同发展的目标。在矿山机械设计中运用绿色设计理念，可以在延长矿山机械设备使用寿命的同时，达到生产发展与环境发展的和谐共处。

3.4、有限元法的应用

矿山作业时环境较为复杂，机械作业时受力情况也无法进行准确的计算和分析，在结构和载荷上都具有复杂性。在传统设计中通常都是通过几个截面来进行简化计算，这不仅无论确保计算结果的准确性，而且仅仅通过对几个截面的设计校核，无法对每个部件的应力分布情况进行准确的确定。所以在现代设计方法，往往利用有限元法，通过计算机来对每个部件的应力情况及薄弱点进行分析，这样能够更好的对设计产品进行改进，确保设计出来的产品质量能够更好的满足矿山开采的要求。

3.5、人机工程设计技术的应用

矿山机械运行的环境比较恶劣，操作机器人员需要集中精神进行细心操作，一个简单的失误有可能造成安全事故。所以在设计中有了人机工程设计技术，它的目标就在考虑施工环境的前提下，怎么样将机械产品最合乎人的操作习惯，尽量满足人的舒适度，减少人的劳动强度，保证生产安全。比如合理的档位高度和位置设计可以减少操作人员的强度以及避免操作失误，保证操作人员的安全。

4、矿山机械设计过程中应注意问题

4.1、强调“以人为本”的设计

首先，要强调以人为本的设计理念。以人为本是现代机械设计理念中很重要的一个方面。“以人为本”涉及到很多方面，例如噪音的消除、机械形态的柔和型、操作控制系统的安全性和操作起来的简便性和舒适度。消除噪音是一个非常重要的方面，工作人员在一个充满噪声的环境里，不可能保持一个良好的工作状态。操作工人极易出现错误操作而导致事故发生。因此在机械设计过程中，必须找到最合适的工作频率，降低噪声对工作人员的影响。除此之外，我国机械设计自动化程度比较低，很多都需要人工操作，因此有一个方便舒适的操作系统很重要。

4.2、集先进性、智能性、系统性、动态性和综合性等特点

其次，现代机械设计方法集先进性、智能性、系统性、动态性和综合性等特点于一身。矿山机械的设计人员一定要清楚的掌握几个数据，例如人体的一些生理指标，各个部位的尺寸等，还要了解矿山的一些基本知识等情况，设计出来的工作界面要简洁大方，让工作人员很好的操作，又能保持一种良好的情绪和工作状态。

总言之，在近年来，我国经济发展迅速，科学技术也突飞猛进，尤其是计算机科学和系统科学发展尤为突出，这也有助于机械水平的提高和发展；通过结合设计技术和理论知识，进一步发展了机械设计方法，同时从设计手法上看，也可以发现设计更精确和智能。而作为矿山工作人员，也要紧跟时展，不断优化设计技术，以此使得现代设计方法能在具体工作中发挥出其更大的优越性，最终保证整体工作的有效性。

参考文献

[1]朱艳敏.浅谈现代设计技术方法在矿山机械设计中应用[J].科技创新与应用，2014，33:295.

[2]孙伟春.试析矿山机械设计中现代设计方法的体现[J].山东工业技术，2014，17:43.

现代机械设计篇6

关键词：现代；机械设计；创新；方式方法；特征

机械自身就是一个十分庞大的硬件，对机械实施设计不仅仅要具有一定专业的技术和知识，还需要很大耐心，与此同时，更需要机械设计人员的责任心、细心以及耐心，过去传统的机械设计工作具备以上的因素就能够实施，但是，在当前新时期中，要求机械设计人员必须要对机械设计技术具有革新理念以及创新理念。第三次工业革命带来了巨大的冲击，这一冲击力使得我国的机械行业能够得到十分迅速的发展，与之相对应来看，对机械设计自身提出的要求也会越来越严格。所以，要求设计人员必须要对机械设计领域实施创新，机械设计自身具有很强的时代性，而机械设计的理念同时伴随着时代自身发展进行变革。下面，笔者就浅谈现代机械设计的创新方法。

1.现代机械设计创新要树立创新观念

想要对过去传统机械设计模式进行创新，要求机械设计的人员必须要有一个大胆地创新理念，并且要将创新理念很好的应用到实践之中去，创新就代表将过去传统思维方式进行突破，对现代超前设计的理念来对机械设计进行思考。对于一个国家以及一个民族来说，创新是必不可少的必需品，对于一个机械设计的人员来说，如果没有一定的创新能力，设计人员自身设计的机械产品就不能够被人们肯定。任何一个专业以及优秀的设计人员必须要对创新的理念进行谨记，运用一个十分特别的创新思维来在机械设计过程中对问题进行深入的思考，进而不断应用自身专业的知识来促进机械设计工作不断的变革。

创新自身具有一定的独创性，所谓的创新就是指勇于对过去传统的理念进行突破，将常规思想打破，寻找一个合理的新功能、新机构以及新源里，独创性能够很好的使机械设计的方案在创新理念方面脱颖而出，设计人员不断对更高层次创新工作进行追求。创新还具有一定的实用性，所谓的实用性主要体现在对于市场的可生产性以及市场的适应性这两个方面。创新具有一定突破性，突破性要求机械设计人员必须要勇于突破惯性思维，从自身定向思维之中解脱出来，善于从新技术领域之中对有用事物进行接受，进而提出一个全新的原理，最终为机械设计工作自身打开一个全新局面。

2.现代机械设计创新要实施优化设计

现代机械优化设计主要将数学规划作为理论以及基础，将电子计算机作为机械设计的工具。在对各种各样约束因素进行综合考虑的前提之下，寻找对某些预定目标最好方案设计进行满足的方式方法。优化设计已经成为了现代机械设计创新的方式方法里面比较先进的方法，主要建立在现代计算机技术基础以及最优化数学理论基础之上的，将计算机以及数学函数进行充分运用，进而计算出一种最有效率以及最优秀设计的一种方案，现代机械设计的核心理念对当前时展要求进行了满足。在我国现代的机械优化设计研究领域中，我国已经有了一定的突破，开发一些十分先进的机械优化设计的程序，并且在机械设计行业以及领域中起到了一定的反响，但是，在应用方面对设计方法进行优化还没有在每一个领域中进行普及，对于机械设计专业以及领域来说，在机械设计创新过程中实施优化设计已经成为了一个前进的方向。

3.现代机械设计创新要实施变型设计

在机械设计过程中实施变型设计就是指在原产品前提以及基础之上来实施全新的开发，使得机械的零件规格更加标准，机械部件实现通用化，机械的产品实现系列化，进而能够很好对广大使用人员需求的机械设计方式方法进行满足。机械产品的结构、原理以及功能都大致相同，但是，机械性能参数以及机械尺寸存在一定的不同，这一种机械设计成为纵系列设计的变型。要求在基础型的产品基础之上来讲功能设计进行开展，这就是所谓的横系列产品设计的变型。除此之外，机械设计具有一定的先进动力参数，这些动力参数不同类型的产品人们将其称之为跨系列机械设计变型。由此，我们可以看出，机械设计变型设计能够从本质上保证机械设计产品固有的原理以及基本功能不变这一情况以及前提之下，随时随地按照使用者需求，对机械设计其他参数进行调整，进而设计出更加完美以及完善的机械产品。机械设计一直都是一门十分精深以及具有博大知识的学科，机械设计包括多个方面，因此，机械设计自身的方式方法具有很多种，作为这一种机械设计方法之中的一种设计方法，变型设计的理念具有科学性以及先进性，能够使机械设计将过去传统设计的模式进行突破，进而走上一条理想、精确以及成熟的路线。

结语：

现代的机械设计必须要与创新密切相关，要求机械设计人员必须要树立起一种创新理念，将主观能动性进行充分发挥，与此同时，还要对现代的机械分析工具进行熟练的应用，进而能够设计出一种更能够满足使用者需求、质量更高的机械。本文中，笔者主要从现代机械设计创新要树立创新观念、现代机械设计创新要实施优化设计以及现代机械设计创新要实施变型设计这三个方面对现代机械设计的创新方法进行了浅谈。

参考文献：

[1] 商昌桥. 现代机械设计的特点及设计手段的未来发展之我见[J]. 哈尔滨职业技术学院学报. 2007（05）.

[2] 华同曙. 浅谈现代机械设计的特点及其教育模式[J]. 江苏工业学院学报（社会科学版）， 2002（03）.

[3] 程志刚，李瑞琴，董亚峰，黄莉. 机电一体化产品概念设计理论现状与展望[J]. 中北大学学报（自然科学版）， 2006（01）.

现代机械设计篇7

【关键词】机械制造；机械设计；设计理念；技术创新

作为国民经济发展和现代化建设的基础性行业，随着现代社会工业化进程的不断加快，工业生产的需要也在不断增大，机械设计的技术水平也在不断的更新进步。现代机械设计巧妙的结合电子计算机、数学、力学、工程实践理论等领域，颠覆了以往传统的人工或生硬机械化的生产模式，给现代工业制造业带来了全新的改革。机械工具作为工业生产的基础方式，其奠基作用是无可替代的，现代机械制造行业的发展也是一国的综合国力和技术水平的很好体现，市场经济的飞速发展，科学技术的突飞猛进，和现代化建设的急切脚步都让工业机械的市场需求大大提高，在未来，机械制造行业的发展将有着更好的前景。现代机械设计应与最先进的科学技术和理念相结合，现代机械设计理念和技术创新对我国机械制造行业的发展有着不可忽略的意义。

1.现代机械设计内涵与设计理念

1.1现代机械设计概述

现代机械设计就是巧妙的结合电子计算机、数学、力学、工程实践理论等领域，按照具体的使用要求，分析、计算、构思机械的结构、原理、运动、能量和力的传递、零件的形状、大小、等不同的方面，并最终予以制作的全过程。

1.2现代机械设计的方法

传统的机械设计一般是按照目标和任务，制定一个方案，甚或制造出具体的样机，而后予以考核评定，在考核评定的基础之上，进行修改，形成第二方案，循环反复进行这一过程一直等到满意为止。具体的流程是：市场需求调查；归纳相关问题；综合分析问题；优化方案；修改方案；绘制图样。在传统机械设计中，由于受到设计观念、技术方法和设备条件的限制，设计要借助于大量的静止化和简化假设，这样就大大地影响了设计的精确度，设计中过度依靠主观灵感和经验，高效、准确和科学合理性受到了影响。现代机械设计分为广义的和狭义的两种，广义的设计针对的是实体化对象的整个过程，狭义设计针对的是图样完成的设计。现代机械设计的基本特征是智能化、经济性、集成化、并行、精确、动态运行。现代机械设计一般有几种分类，比较成熟的设计方法有：CAD、机电一体化的设计方法、最优化的机械设计方法、有限元的机械设计方法等等。正在发展中的新颖设计包括：智能、生命周期、创新、并行、稳健、虚拟等不同的类型。

1.3现代机械设计的理念

设计过程要遵循一些理性的、科学的基本原则，一般来说包括逻辑关系的确定，物理关系的确定，结构关系的确定，总体层面设计的最终确定。现代机械设计的理念是把信息技术、计算机辅助技术、智能技术和机械工程技术相结合，通过建立数学模型进行优化，融合数学、物理学、电子信息学、化工学、人体心理学、测量学等学科知识，从形象思维开始，综合运行各种思维方式，经过逻辑推理和判断及相应的综合、分析与决策，产生设计创意，经过精确的数据分析和操作，反复操作循环，最终完成设计方案。设计过程要充分考虑到设计任务，清晰设计目标，充分收集资料和数据，要设计出新结构和新方案，还要和客户进行讨论，注重各专业知识的配合，力求方案的科学性，要以严谨的态度对待设计图，不断修改方案，直到最佳，最后，现代机械设计的一个重要理念就是要将设计的过程贯彻于机械制造的始终，即使是草图结束以后也要动态进行调整。现代机械设计的理念秉承创新精神，注重逻辑和思维方式，运用科学合理的设计方法，结合最先进的科学技术，并且还要综合考虑经济性、稳定性、精确性、智能性等相关因素，充分融合环保设计、人性化设计、高性能设计、低能耗设计等理念，并且借鉴国内外的相关理论，实现设计理念的创新和发展。

2.现代机械设计相关技术分析

2.1节能环保设计技术

该技术充分考虑到了低耗能、高效益、环境保护等因素，主要包括以下几种：

（1）节能机械设计技术。设计中要求将能源利用率提高到最大化，在设计阶段要充分考虑产品的结构布局、加工工艺以及重复使用性和材料选择，以满足节能要求。

（2）环保机械设计技术。在产品的生命周期内，是否可以回收，对环境和人体健康有没有损害，要兼顾产品质量。

（3）材料设计。要充分考虑到材料本身，实现材料利用率的最大化。

（4）人性化设计技术。要考虑到人机统一，机械设计以人为本，从人出发，兼顾到科学技术，实现人机合一。

2.2优良性能设计技术

现代机械设计要充分考虑到产品的综合性能，主要包括：

（1）实验技术和可靠性的设计。监测产品和系统是否出现故障，对故障进行检测分析，研究预防故障和处治故障的方法，保证性能的可靠性。

（2）防断裂技术的设计。要充分考虑到机械设计的材料和结构能否在载荷、温度和电场等外力的作用下具有足够的抗破坏能力。

（3）系统动态设计技术。为了保证能够全过程监测机械的运行，对频率、动态响应、运动和振动等结构动态特性进行分析、评价和设计进行研究，研究机械是否有磨损等情况，保证产品的正常运行。

（4）防腐蚀设计技术。保证产品不被腐蚀，要在选择材料、防腐蚀结合和强度设计上着手。此外还包括状态检测补偿和控制技术。

2.3创建竞争优势设计技术

这是考虑到市场的需求，在市场中建立竞争优势的设计技术，主要包括以下几种：

（1）创新技术。在结合产品实际功能和质量的基础上，充分发挥创造性思维，设计出客户满意度高，符合市场需求的产品。

（2）低成本设计技术。设计时为保持竞争力，要充分降低成本，当然要兼顾现代机械设计投放市场的速度，缩短产品的设计周期。

（3）智能设计技术。智能化是现代机械设计中的一个重要特征，由于传统的CAD自动化技术已经不能满足机械自动化的要求，就要求比如ICAD这样的能够满足图形处理，数值计算，具备知识处理能力和能够为设计全过程提供智能化支持的技术。

3.实现不断创新理念的有效途径

要实现机械设计理念的不断创新，就要做到：一是要有着大胆的挑战权威精神，要常存质疑，充分利用各种假说，大胆假设，小心求证，突破传统的束缚创新的理念。二是要勇于承担责任，敢于承受风险，机械设计的研究是一个漫长的循环的过程，周而复始，备尝艰辛，要在失败中不断奋斗，不畏惧风险。三是要正确认识机械设计的特点，掌握科学的理论，合理实践，不断突破机械设计创新的理论，可以根据已有的科学原理和技术进行创新，可以在原有原理和技术的基础上进行技术改革和创新，可以吸收其他领域的研究成果进行创新，可以引进国外先进技术进行创新。

现代机械设计篇8

【关键词】机械设计；机械制造；设计理念

机械设计，是指根据产品的使用功能要求，对机械的工作原理、结构形式、运动方式、力和能量的传递方式，各个零件的材料和形状尺寸、精度、配合形式和技术要求，方法等进行构思、综合分析和计算并将其转化为具体的设计方案，以作为生产制造依据的指导文件之一。

1现代机械设计概述

1.1.现代机械设计的现状。机械产品设计开发中，机械设计是十分重要的一步，是机械生产的起始段，决定了机械的性能，质量和品质。机械设计对于人类社会的进步，起到了不可磨灭的作用，极大提高了社会生产力的发展和生产的进步。现代机械设计理论，总结了现代机械产品生产的经验和原理，是现代机械设计的指导方针和设计纲领。而现代机械设计方法，则确保了现代机械产品能够满足设计初衷和功能需要。现代机械设计理论是现代机械设计方法的根本和核心，是机械设计中必须面对的基础和要求。现代社会对与机械设计水平的要求越来越高，对现代机械设计的需求也越来越大，这就决定了现代机械设计必须要不断进步，与时俱进，同时社会生产力水平的提高，科技水平的进步，在客观上也推动了现代机械设计的进步，为机械设计理论和方法的发展提供了动力。

1.2.现代机械设计的特征。现代机械不仅应用于物质于能量方面，更多的进步体现在对信息的处理，不再只注重于单一功能而倾向于综合作用，换而言之，机械不再仅仅是一种工具，而进一步应用了智能技术使其具有了自主处理能力和信息接受交换能力。上述现代机械的进步与变化，也使现代机械设计与传统机械设计有了很大不同，相对于传统机械设计更多的靠以前的经验和设计师突发的灵感，现代机械设计则更多的运用新兴技术，综合各学科内容，以现代机械设计理论为基础和准则，展现出了机械设计在现代的新面貌。传统机械设计是在存在需求的情况下设计出方案进而做出样品进行实验并根据实验成果改进方案继续制作样品进行实验，如此循环不仅费时费力，制作出的产品性能，适用性等均不能达到最优化。现代机械设计则可以在计算机的使用下直接进行虚拟实验，在对实验现代机械设计方法的分类。从工程领域方面划分现代机械设计方法，可分为现评估后优化参数改进虚拟样机，在达到最有效果之后，再进行设计制作，不仅节约材料，降低成本，且方便快捷，设计效果较好。

1.2现代机械设计的理念。设计过程要遵循一些理性的、科学的基本原则，一般来说包括逻辑关系的确定，物理关系的确定，结构关系的确定，总体层面设计的最终确定。现代机械设计的理念是把信息技术、计算机辅助技术、智能技术和机械工程技术相结合，通过建立数学模型进行优化，融合数学、电子信息学、化工学、人体心理学等学科知识，从形象思维开始，综合运行各种思维方式，经过逻辑推理和判断及相应的综合、分析与决策，产生设计创意，经过精确的数据分析和操作，反复操作循环，最终完成设计方案。设计过程要充分考虑到设计任务，清晰设计目标，充分收集资料和数据，要设计出新结构和新方案，还要和客户进行讨论，注重各专业知识的配合，力求方案的科学性，要以严谨的态度对待设计图，不断修改方案，直到最佳，最后，现代机械设计的一个重要理念就是要将设计的过程贯彻于机械制造的始终，即使是草图结束以后也要动态进行调整。现代机械设计的理念秉承创新精神，注重逻辑和思维方式，运用科学合理的设计方法，结合最先进的科学技术，并且还要综合考虑经济性、稳定性、智能性等相关因素，充分融合环保设计、人性化设计、低能耗设计等理念，并且借鉴国内外的相关理论，实现设计理念的创新和发展。

2关于是机械设计其中的一个方面的探讨

设计一部机器，其产品性能如何，关键在于其设计的质量。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。制造一部机器，在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率高、成本低、造型美观，同时要满足人类工程的使用要求，在设计使用期限内要安全可靠、操作方便，维修简单。机械设计是一个创造性的工作，同时也是充分利用已有的成功经验的工作。因此，要很好的把继承与创新有机结合起来，才能设计出高质量的机器。设计程序有以下几个阶段：

2.1调研阶段。在调研阶段应对所需要设计的机器的技术和使用要求情况做充分的调查研究和分析，通过分析，能够进一步明确机器所应具有的功能，并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等方面所确定的约束条件。

2.2方案的初步设计阶段。方案的初步设计不单单是满足产品功能的需要和本产品行业的发展方向，更重要的是检验设计者对于产品的开发的认识，以及“四新”运用的能力。初步设计的主要步骤是：确定工作原理和基本结构型式、运动形式设计、设计主要零部件，绘制初步总装配图，初步设计审查。

2.3产品设计阶段。产品设计阶段分三步：首先，是设计总装配草图及部件装配草图。根据总装配草图和部件装配草图对产品进行整体设计。再者，在产品设计阶段要根据审查意见修改设计，设计全部零部件，绘制新的总图，技术设计总审。最后的设计阶段，要根据审查意见修改设计，绘制全部工作图和制定全部技术文件。对于大型设备，需要多名设计人员分工合作、密切配合，总设计师要密切关注结合部分的连接设计，做到连接科学、简单。而相对于批量或大量生产的产品，还要进行定型设计，考虑采取工装设计，提高产品生产效率、降低成本。

2.4技术文件编制阶段：其种类较多，常用的有产品的设计计算说明书、使用说明书、标准件、常用件、易损件的明细表等等。

计算机在机械设计中得到了日益广泛的使用，并出现了许多高效率的设计分析软件，如：（三维：PRE、UGNX、solidWorks等；二维：AutoCAD、CAXA电子图版等、CAM：Cimatron、SolidCAM等）。运用计算机软件设计，使设计变得更加快捷、标准化强，同时，利用此类软件可以在设计阶段进行多方案的对比，以及可以对不同的方案其结构强度，刚度和动力特性进行精确的分析。因此，计算机软件绘图在机械设计进程中替代了手工绘图。

在绘制零件图的同时还需要进行两项工作，其一、工艺性审核，要考虑本企业的设备加工能力和工人的技术水平，使零件便于加工并降低制造成本。其二、标准审核，使零件结构要素、尺寸、公差配合，热处理条件以及标准和通用零件等符合标准的规定。零件图完成后开始图纸核对，经过仔细校对的图纸，能保证加工后装配顺利和满足技术要求。最可靠的校对方法是根据已绘制好的零件图重绘出一张总装配图，所有的矛盾之处就会体现出来。

综上所述，现代机械设计是许多学科和领域的技术交融之后的捷径，这些技术在现实机械中实现了完美的结合，前提是相关的知识在设计者的头脑中首先实现完美的结合，构成一个有序的知识体系。现代机械设计不可能是个人行为，在设计群体中，所以偶成员都应掌握现代机械设计的有关知识，这样才能做到相互了解和配合，才能建立全局观念，最终实现现代机械的完美设计。

参考文献：

现代机械设计篇9

1.1功能增加,柔性提高现代机械在功能上是不断更新,不断发展的。这是和传统机械相区别的因素,所以,现代机械在发展前景方面较为宽阔。并能够包含更广的对象,手段上也较为多样。例如对于电子通讯技术的利用,能够弥补传统机械操作上较为繁杂,而效果不好的弱势。机械间的协调性和整体得到突出发挥,根据已经编好的程序进行运作,如果想要更改内部运行的顺序和规律等,可以不根据元件的硬件来说,只需要改变内部软件工作的性能即可。这使得工作的范围得以扩展,有利于灵活性和能动性的发挥。

1.2结构简单,性能提高传统机械对于功能的变更和增加是通过增加某一装置来实现的。方法较为单一。例如,为了达到变速的目的,就要用变速箱;为了实现不同的非线性运动规律控制,各种不同凸轮机构就相继出现。现代机械增加功能以及转变运行规律的方法选择上更为灵活多样。能够将多种技术综合利用,也可以从多个角度入手,实现总体构架的最优秀结果选择。达到总体结构的最优秀。并且,现代机械采用将内部运行装置减少的办法,使得由于运动和运动装置的变形导致的偏差变得更小,并且实现了利用电子监控等及时发现复查并解决误差隐患。使得工作的精密程度得到进一步提升。

1.3效率提高,成本降低现代机械在机械性能的稳定性以及测验等方面,能够利用计算机完成工作的模拟和再现。这种操作大大节省了时间,能够直观地观察到工作的结果。并保证质量水平。此外,它能够节约预备和其他相关细节工作的时间,使得工作的合理性和速度都得到提升。

2现代机械设计的特点

过去的机械设计从理论到实际的过程已经较为系统,新的现代机械有了全新的思路。应当这样认为,机械设计的发展是和各种学科之间挂钩的。不仅仅是机械本文的专业,这里包含哲学、思维科学、心理学和智能科学的研究成果;现代应用数学、物理学与应用化学等基础科学领域的研究成果;机械电子学、控制理论与技术、检测技术和自动化领域的研究成果;特别是电子计算机的广泛应用和现代信息科学的发展,造就了现代设计技术的理论方法体系,使现代的机械设计建立在与传统方法迥然不同、全新的层次之上。与传统的机械设计相比,现代机械设计有以下一些具体的特点。

2.1传统机械设计工作偏重于人的感性经验和主观态度要求人员的技艺能力以及判断能力较高,不过,因为计算机等方式方法的介入,使得更多更快速的方法被制定出来。突出新方法新经验的重要性。这对于传统的方式方法提出了新的挑战,过去的方式已经显得过于保守和落后。

2.2传统机械设计更倾向于展示机械自身所要求达到的能力现代机械有所发展,讲求各个要素之间的配合,例如,把设计理念与所处的环境和人的需求之间相互连接。并将每一个要素延伸其外延,将人的生物性和感官等考虑进去,达到使用的最好效果,并且将机械的整个生命循环过程都周密考虑,从设计,加工到使用,修理,报废等与人和环境的联系都计算好,以实现可持续发展以及环境与生产之间关系的平衡为指导。

2.3传统机械的设计和制造强调力学作用,一系列的方式方法都是为了获得更高强度的效果来运行图的,在设计中也强调对力学能力的把握,而比这类效果有所发展的是,现代设计中对于设计的领域方面更为宽阔,范围更广,手段更多样。

2.4在设计流程上,应当以总的目标为准,形成很多层的设计方案,每一遍方案经过修改后产生下一轮,因此一个设计的完成可能消耗很多时间和能源,而对于最好方案的选择因为没有直观的感受也带有主观性。总体来说是一项时间长低效率的工作。现代机械设计避免重复浪费的问题,而是将数字和方案直接输入计算机,得到立体图,使人员通过调整内部数字就能选择最好的方案,所以,从花费和精力投入来说,都较为科学有效。

2.5传统的设计建立在手工操作的基础上,人脑的思维进度在很大程度上被这种缓慢的操作过程所约束,许多原始发生于人脑的三维构思,在传统的设计中必须用抽象的二维图形加以表达,而代表现代机械设计的CAD技术则很好地解决了这些问题,技术人员从计算机那里可以很快地获得为进一步思维所必需的理论计算结果和信息;大量的绘图工作有计算机;屏幕上的三维图形可以直接与人脑中的构思接轨。在传统的设计中,机器的动态效果只能通过抽象的运动学、动力学数据加以反映,而现代的计算机仿真技术能对未来机器的运转状态清楚地加以描述。在传统的设计中,从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本,有许多部门用串行工作方法参与,需要一个漫长的过程,而现代的并行设计技术,使人们在作出一个方案的设计时,通过计算机网络同时获得后续过程相关信息,使设计者有可能及时修改方案,寻求一个全面、综合的优化方案。

3现代机械设计与计算机

3.1CAD软件的应用

计算机储存量大、运算速度快、集合分析信息能力强,可以综合分析各种数据进而得出最佳答案,这是人脑所不能比拟的。基于这些优势,我们在机械设计中广泛运用计算机技术可以说是大势所趋。需求分析与可行性研究这个部分较少用到计算机,但是其他设计步骤都可以运用计算机来完成,例如画图、计算、设计等等,再加上我们自己创新的设计理念,设计质量必然得到提高。CAD就是这样应运而生的。CAD软件主要分为系统软件、支撑软件及应用软件三个部分。在CAD软件的应用过程中,人的力量是主要的,也就是说人才是主导,设计者必须中充分发挥主观能动性,灵活运用计算机,尽可能做到人与计算机完美融合,创造性加上计算机的灵活性、精确性,这样设计出的产品才更能满足当今机械设计的要求。

现代机械设计篇10

[关键词]机械设计 现代设计方法 优化设计

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0236-01

随着科学技术的进步，机械系统引入的新材料、新工艺、新方法越来越多，实现同一种技术功能所具有的功能载体和技术手段也很多，因此，现代机械系统设计工作者若使自己设计出的产品能立足市场，除要求机械系统能实现预期的功能外，还应使设计出的机械系统满足物美价廉、运行可靠、操作方便、对环境污染小等一系列要求。设计者只有通晓机、电、液等各种综合技术，才能设计出性能价格比优良的机械系统。

1.机械设计

机械设计（machinedesign），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

2.现代机械设计的特点

现代机械种类很多，结构也越来越复杂。但从实现系统功能的角度上看，它主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等，每个系统又可根据需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计有其鲜明的特点，即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、方法等进行构思、分析、计算，而且还需融通多门科学知识，如创造性工程、美学、仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等，使设计出的产品在市场中具有竞争力。

3.计算机辅助机械设计方法

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称 CAD）技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘图的强大功能为工程设计及产品设计服务，彻底改变了传统的手工设计绘图方式，极大地提高了产品开发的速度和精度，使得科技人员的智慧和能力得到了延伸。它把计算机所具有的运算快、计算精度高、有记忆、逻辑判断、图形显示以及绘图等特殊功能与人们的经验、智慧和创造力结合起来，从而减轻设计人员的体力劳动，提高设计质量，缩短设计周期。CAD 系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础；软件系统是计算机辅助设计技术的核心，它决定了系统所具有的功能。硬件和软件的组合形成CAD系统：（1）软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件3个层次；（2）系统软件对计算机资源进行自动管理和控制，它处于整个软件的核心内层，主要包括操作系统和数据通信系统等；（3）支撑软件是帮助人们高效率开发应用软件的软件工具系统，亦称为软件开发工具；（4）应用软件是用户利用计算机以及它所提供的各种系统软件和支撑软件，自行编制的用于解决各种实际问题的程序。计算机辅助机械设计的一般过程包括：（1）建立数学模型：一般机械零件基本都有现成的数学模型，但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型；（2）设计程序框图：程序框图根据手工计算的步骤来设计；（3）用高级语言编制程序：根据程序框图来编程；（4）程序调试：程序编好后，先仔细检查源程序，然后将其输入计算机进行试算，再对程序适用范围的边界、转折点进行试算，要求与手算结果完全吻合。

4.系统化机械设计方法

现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求，使机械设计向自系统化、信息化、柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发，机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的性能、功能以及制造技术提高到一个崭新的水平，甚至使原有的机械产品结构发生变化，所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势，也是用新兴技术改造传统机械工业的有力措施。科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。系统化设计方法将设计任务由抽象到具体（由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构）进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。在系统化机械设计过程中，为使设计工作更为科学合理，常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统，可使设计和分析比较简便。根据需要和可能，各子系统还可再分解为更小的子系统，依次分解，直至能进行适宜的设计和分析。系统分解时就注意以下几点：（1）分解数和层次应适宜。分解数太少，子系统仍很复杂，不便于模型化和优化工作，分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难；（2）避免过于复杂的分界面。应尽可能选择在要素间结合枝数（联系数）较少和作用较弱的地方；（3）保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换，它们从系统输入到系统输出的过程中，按一定的方向和途径流动，既不可中断，也不可紊流，即使分解成各个子系统，它们的流动途径仍应明确和畅通；（4）了解分系统分解与功能分解的关系与不同。系统分解时，每个系统仍是一个系统，它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起，其结构组成虽稍微简单，但其功能往往还有多项。而功能分解时，是按功能体系进行逐级分解，直至不能再分解的单元功能。

5.结论

网络技术的蓬勃发展，异地协同设计与制造，以及从用户对产品的功能需求、设计、加工、装配、成品这一并行工程的实现成为可能。但是，达到这些目标的重要前提条件之一，就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此，不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中，虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。目前，机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标养护队伍老化、技术人才稀缺的现状要求我们必须加强专业技术和管理人才的培养和引进，重视和落实水利工程养护，保障水利设施的正常运转，保证预计的正常使用年限，避免不必要的损失。

参考文献