机械设计中现代设计研究

董海亮 景许

摘 要：科学技术的发展，给各个行业带来巨大变革，在当前的机械设计行业来说，变化更加明显。先進的设计理念应用到机械设计过程中，使得传统机械设计方法产生了改变，其不仅提高了机械设计的效率和质量，同时还提升了企业效益。文章就此对机械设计中的现代设计展开了研究，具体内容供大家参考和借鉴。

关键词：机械设计；现代化；设计

前言

在机械设计领域中，传统的机械设计与现代化设计并存，而传统机械设计注重的是积累设计经验，重视用户体验；现代机械设计则更加重视采用科学化的设计方法和手段，重视设计的精确度。在机械设计实践过程中，两者之间都有各自的优缺点，但是其相互融合互补，推动着机械设计技术的不断进步。

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

理论设计是在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，设计人员设计时只对周向力的作用进行考虑。

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。

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

1.2.1可靠性设计

在进行现代机械设计中，零部件可靠性设计特指一定时间和条件范围内所完成功能的能力，可以把设计变量作为随机分布变量，结合产品可靠性要求，借助概率统计方法计算出零部件与元器件结构参数。同时概率理论认为独立化安全系数并无意义，必须联系相关性和可靠性，以满足机械设计要求。

1.2.2优化设计

在进行现代机械设计中，优化设计特指在符合设计限制条件的情况下，计算满足最优效果的设计参数解，在计算机软件强大功能的支持下，确定零部件实际参数和尺寸，满足机械设计中强度和刚度的要求，降低机械设计的盲目性，获得最优的设计结果。

1.2.3 CAD辅助设计

在传统人工化设计模式不断发展过程中，现代机械设计应用计算机CAD绘图功能取替手工绘图，融合设计人员的经验和智慧，通过高速运转功能进行自动化作业，近似计算被精确计算取代，缓慢的手工绘图被高速的计算机绘图取代，在融合中使设计理论和结果不断完善。

2现代机械设计的优劣分析

现代机械设计已经获得广泛的支持和应用，从时代角度上看，现代机械设计方法从运用、操作、实验以及分析中，均是在真实数据基础上建立，设计开放性极高，可以从各个专业角度上进行筛选和探查。现代机械设计的优势在于设计方法便捷性，应用大量的设计软件与设计设备，缩短设计时间，在短时间内获取机械产品模型，并加以更新和优化，不断完善机械产品功能，最终投入使用。而现代机械设计的劣势是由于设计方法简单化，对设计人员的入职门槛设置较低，只要有些许经验或是理论就可以从事机械设计工作，增加市场伪劣产品数量，误导消费，不利于机械和制造市场的可持续稳定发展。

3现代化机械设计特点

第一，进行机械产品设计，首先要考虑整个产品的生命过程，以及各阶段设计的功能性和细节问题，有利于及时发现问题避免故障发生。

第二，现代化机械设计不能只考虑产品的静态属性，还要考虑实行过程中产生的动态属性，以及产品和外部环境的信息、物质和能量的交换。

第三，现代化机械设计必须有先进的设计理论、模型方法和进取的工作态度，充分发挥设计者构思能力，开发出创新性的产品。

第四，计算机的产生是科学发展进步的标志，已经应用到我们生活当中，因此现代化机械设计也逐步进入计算机化设计，现在机械设计的每个环节基本上都利用计算机的协助来完成，而现代化的机械设计系统都要依靠计算机的辅助来实现。

第五，数字化和智能化是现代机械设计的核心。利用数字化技术对整个设计过程进行科学管理，能保证资源的准确运用、优化流程、提高设计效率、确保设计的精准。随着数字化设计的广泛应用，智能化随之兴起，机械设计由于智能化的融合变成的模糊化，设计人员只需在设计构思理念上花费精力即可，但是设计人员对传统的机械设计要有丰富的经验和超强的设计能力，不断考虑传统设计方式与现代化科技相结合，构成一套科学的智能化体系，从而大幅度减少设计者们的工作量，提高设计效率，效果更精准更完美。

第六，机械设计需要绿色化与发展。社会经济建设快速发展，环境不断恶化难以恢复，资源不断减少难以再生，因此现代化机械设计过程中要考虑保护环境和节约资源，减少生产中带来的污染和浪费。现代化机械设计要从设计的开始阶段就灌输设计者们绿色化设计思想，并把绿色化延伸到整个产品生命周期中去，减少资源浪费和降低环境污染，考虑废弃物的回收再利用。随着市场的多元化需求，机械设计不但绿色化设计还要根上市场变化向多元化设计方向发展。

第七，现代化机械设计系统化及科技力量。从整个系统来看，科学技术和现代化设计，能把原有的机械性能和制造技术更新升级，提升到崭新的高水平阶段，形成完善的整体设计系统，给企业带来更大的经济效益。随着科学技术的日益发展，市场的人才竞争也越来越激烈，现代化机械设计技术不断发展，就要不断的培养高科技人才、挖掘高科技人才，来更新设计技术为企业注入力量。

4现代机械设计方法的发展趋势

4.1精密化

当今社会经济发展速度非常快，伴随着广大群众物质生活能力的提升，人们的认知也在变化，比如人们更加关注产品品质，更加注重精细化。一些电子产品以及航空用品等的设计都需要高度精确。因此，精密化必将成为行业发展的一大趋势，有助于我们提升产品的品质。

4.2智能化

随着时代的发展，机械设计领域也将会迎来新的春天。尤其是近年来，网络技术的普及使得机械设计领域有了突飞猛进的发展。智能化必将成为今后很长一段时间内的主要发展方向，它更加适应时代潮流，是大势所趋。

4.3绿色化

经济的发展使得人们的思想意识也开始在无形之中发生变化，比如人们更加关注生态健康，注重环境保护。近年来，国家大力发展环保事业，推广绿色生产，这同样适用于我们的机械设计领域。具体来讲，在设计的过程中融入环保理念，能够帮助我们降低制造过程中对生态造成的污染。绿色环保的设计更加符合社会发展趋势。

结束语

综上所述，现代化的机械设计就是高精度、高效率、智能化和绿色化的设计，是知识和学科的融合过程。随着计算机智能化、数字化不断发展，现代化机械设计将更加的完善与成熟，从而提高产品的质量，保证市场需求，推动各个行业的持续高速发展。

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