浅析机械设计方法及发展方向

郑锐　罗天鑫

摘 要：机械设计方法在一定程度上决定着机械设备的高效和节能等相关性能，只有在机械设计时充分考虑到各方要素，打破传统的设计方法和理念，不过度追求机械设备的单一功能，使信息化、系统化以及智能化等相关要素融入到机械设计之中才能使设计水平得到有效提升，并促使其更好的发展。该文将主要对机械设计方法及发展方向进行相应的介绍和阐述。

关键词：机械设计 方法 发展方向 手段

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0074-01

随着我国科学的不断进步，机械系统中所引入的新工艺、方法、材料是越来越多了，并且在同一技术下，所具有的技术手段与功能载体也很多，因此，现代的工作设计者是否可以使自己设计出的产品可以立足于市场，除了使机械系统实现预期的功能以外，还要达到机械系统的运行可靠、操作方便以及对环境的污染小等一些要求。

1 机械设计理论与方法的重要地位

机械设计理论与方法在国民经济中占有重要地位。如果没有先进的设计方法和理论基础，一个国家是没有实力去为经济发展各部门提供可靠的性能优越的技术装备，也就是说，方法和实践是相辅相成的，同时具备这两个条件，才能真正强大一个国家、一个民族。与传统的机械设计方法相区别而提出的机械设计现代理论如方法，是将现代民计理论运用于机械产品设计的全过程。

2 现代机械设计的特点

在现代，机械的种类与结构很多，相对来说比较复杂。从实现系统功能角度来看，其主要包含了执行、操作、控制、传动以及动力等系统，每个系统都可以根据需要来分解更为小的子系统。其中它还具有很多鲜明的特点，也就是要求设计上对机械的工作原理、运行方式、力和量的传动以及物理技术、各个零部件上的材料、形状、尺寸与润滑方法进行相应的计算、分析与构思，同时还要融入美学、仿生学、控制论、创造性工程和机械电子学等方面的知识，使设计出的产品在市场上有竞争力。

3 计算机辅助机械设计方法

计算机辅助设计（ComputerAided Design，简称CAD）是电子信息技术中的一个重要组成部分，并且它为工程设计、产品设计服务，通过运用计算机告诉的运算和快速绘图的强大功能来实现服务，而这样就改变了传统的绘图方式，大大提到了产品开发的精度与发展速度，使得设计人员的能力与智慧得到延伸。其中软件与硬件系统是CAD系统的两大部分。软件系统是计算机辅助设计技术的核心部分，可以决定系统的所有功能；硬件系统则是计算机辅助设计技术的物质基础。软件与硬件系统组合形成rCAD系统，计算机辅助机械设计的过程一般包括以下方面。

第一，建立数学模型。一般的机械零件都有数学模型，但是对没有的数学模型紫色是要先建立模型。

第二，设计程序框图。则是运用手工计算的步骤方法来进行设计。

第三，运用高级语言来编制程序，这部分则是运用程序框图老进行编程。

第四，程序的调试。在程序编程好之后，要对程序进行仔细检查，在将其输入到计算机进行试算，最后对程序的边界、转折点进行试算，并且要求与手酸的完全一样。

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。从系统的观转自http：//www.Zhazhi.com点出发，机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的眭能、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：响，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，跟不上时代发展的需要。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。系统化设计方法将没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：子设计看成由若干个设汁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，即可实现没汁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，直至能进行适宜的殴计和分析。

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、成晶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。

5 结语

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，因为产品设计方法实现计算机的研究起步相对较晚，没有成熟的和可以实现的目标设计工具。因此，机械设计方法的发展趋势是综合运用系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，以产品方案没计为方向。

参考文献

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