传统机械设计与现代机械设计优劣的对比分析

叶 红

（武汉软件工程职业学院，武汉 430205）

在机械设计领域，传统机械设计与现代机械设计并存。传统机械设计更为注重对具体的设计经验进行积累，且更为重视用户体验；现代机械设计则相对重视采用科学性较强的设计方法和设计手段，更为重视设计的精确性。在机械设计实践中，二者具有各自的优点和劣势，但可以实现融合互补。因此，有必要深入分析两者的优劣，以推动机械设计技术进步。

1 常用的传统机械设计与现代机械设计方法

1.1 常用的传统机械设计方法

1.1.1 理论设计

理论设计是将长期的机械设计实践中对相关经验进行总结产生的理论及将相关数据作为依据对机械进行设计。例如，弯曲强度计算模型，将轮齿视作是等强度的悬臂梁，并假设仅存在一对齿轮呈现啮合状态，全部荷载均集中于齿顶；只对周向力的作用进行考虑，如图1所示危险界面上的弯曲应力。

1.1.2 经验设计

通过对某类机械零件设计及其使用状况对相关经验进行归纳总结。在机械设计中，根据此类经验采用类比设计。经验设计典型结构形状的零件设计中应用较多，如箱体结构、轴结构等。零件示意图如图2所示。

图1 Lewis悬臂梁模型

图2 标准直齿轮二维结构示意图

1.1.3 模型实验设计

对于具有巨大尺寸和复杂结构的重要零件，尤其是重型机械的相关零件，通常采用模型实验设计。该设计方式，是按照一定比例制作缩小的零件模型，对零件模型实施性能测试，各项设计指标进行检验。基于测试结果和相关结论科学改进初步设计。

1.2 常用的现代机械设计方法

计算机辅助设计，即利用计算CAD软件对机械进行设计，涵盖机械设计的各个环节。CAD技术能有效结合计算机数据存储及处理能力与创造性的机械设计思维能力，可基于机械设计的物理模型实现数字模型的转化，并通过计算机对之进行分析处理。CAD技术能实现三维建模及自动绘图，有效提高机械设计质量和大幅度降低设计成本，并能有效缩短机械设计周期。

2 传统机械设计与现代机械设计特点对比

第一，传统机械设计呈现出显著的精益求精的设计特点。传统机械设计，其相关机械产品的设计实施，通常经历了次数较多的实践探索，具备极为丰富的实践经验设计基础。一般情况下，传统机械设计，其设计的具体执行，在设计之初即确定了水平较高的设计目标，随着每一带机械设计产品的设计生产和投入使用，都实现了对上一代机械设计产品的技术更新和完全更替，呈现出更加良好的机械使用性能，操作方法也日趋便捷。但是，传统机械设计在设计特点方面也存在一定的劣势，具体体现在如下方面：在传统机械设计研究过程中，具有较强的复杂性和难度，诸多机械设计技术方面的难题难以在短期内获得突破性成果，且缺乏较高的机械设计成功率。另外，在传统机械设计过程中，存在诸多不确定性因素，其机械产品的设计过于依赖设计工作人员的设计工艺水平和实践经验，且难以有效控制机械设计的具体过程，极易产生各类人工失误。

第二，相对于传统机械设计，现代机械设计满足了对各类强度准则相关要求，实现了对机械设计各项参数控制的有效强化。当前，在现代机械设计领域中，各类先进的理论技术研究成果，诸如有限单元法以及断裂力学相关理论技术得到了日渐广泛的应用，有效提高了现代机械设计的技术水平，强化了现代机械设计强度，并达到了现代设计相关准则的要求，使之在更多技术生产领域得到了应用。当前，机械产品的消费者已经不单纯满足与对机械产品使用性能的要求，日益注重机械产品带来的良好用户体验和精神享受，这就对机械产品设计提出了更高的艺术观感和审美要求。而现代机械设计凭借先进的技术优势，设计生产的机械产品具有良好的艺术观感和审美品位，能给消费者带来良好的用户体验。

3 结语

综上所述，传统机械设计与现代机械设计各自具备相应的优点和劣势。在未来的机械设计中，要深入考察两者的优劣，在此基础上，积极探究有效措施，实现传统机械设计与现代机械设计工艺的有效结合，对机械设计的相关工艺及技术方法进行妥善处理，实现扬长补短，优势互补，大幅度提升机械设计产品用户体验。

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