浅谈现代机械设计方法与未来机械设计发展

浅谈现代机械设计方法与未来机械设计发展

陈程光

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摘要：随着现代的工业的飞速发展，各种机械工业产品的品种和结构复杂程度不断增加，需求商对产品的质量要求也是越来越高，要求的供货周期渐渐缩短，同时要求价格保证。这样传统的机械工艺设计方法逐渐的暴露出了不足之处，比如其设计周期长，准备过程复杂，要求的成本高，因此现代机械设计应运而生，它突破了传统机械设计的只关注实现产品预期功能的要求，引导机械设计系统化、智能化的发展。本文对现代机械设计的方法以及未来机械设计进行了分析研究。

关键词：机械设计；设计方法；趋势

前言：机械产品在设计理念方面不断创新，借助信息化的时代背景提高整体产品的工作性能和结构稳定性。当前我国现代机械设计方法在应用方面仍存在发展不同步问题，这一问题的出现在一定程度上会阻碍我国机械设计的进步，甚至会导致机械产品应用方面的问题。通过分析现代机械设计，可以更好的了解其发展方向，进而有助于提高我国机械设计领域的发展进步。现代化机械设计越来越凸显其智能化和自动化，这是未来现代化机械设计的大势所趋。

1、现代机械设计的特点

机械设计是实现某一种功能，同时综合制造产品的经济性、制造可能性等，从而构思的一种具有创新性机械产品过程。与传统机械设计相比，现代机械设计有着其自身独有的特点，为了使得设计的产品具有更大的市场竞争力，现代机械在设计时不仅仅需要对系统的机械工作原理、运动形式、力的传递方式、零部件结构尺寸、外部阻力、摩擦力、各零部件间的耦合方式等等进行考虑，还需要综合融入多门新的科学知识，比如计算机学、机械电子、控制理论、仿生学、美术学等等，是一种融入多门科学知识的综合性设计过程。随着社会的发展以及科技的进步，现代机械的种类越来越多，机械系统的复杂度也是逐年增加。但是从系统功能角度上来说，机械系统可以分为动力系统、执行系统、控制系统、动力传输系统等等。

2、现代机械设计的方法

2.1计算机辅助设计方法：计算机辅助机械设计方法是应计算机技术的飞速发展而生，机械设计工作人员可以在构思、画图、修改和运算等方面利用计算机来辅助。这一新兴的学科充分利用了计算机高速运算和简便绘图的功能，提高了机械设计产品的精度和速度。相比于传统的机械设计方法用手绘图纸的方法来制定设计过程，计算机辅助设计不仅可以减少机械设计人员的体力劳动，更重要的是可以提高机械设计的精确度，操作简便快速，缩短设计周期，减少设计的成本。CAD系统由硬件和软件两系统组成。所谓硬件系统就是计算机辅助机械设计的物质基础部分；软件系统是辅助设计的核心关键部分，决定了CAD的所具有的功能。整个CAD系统的系统软件部分处于软件的核心内层，包括操作系统和应用软件等；操作系统就是帮助技术人员开发应用软件的工具，所以又叫做软件开发工具；应用软件就是用户应用上述系统来自主编制各种解决问题的程序。

2.2系统化设计方法：传统的分析设计方法一般是把要设计的对象分成独立的几部分来分别进行研究。由于各个部分的研究人员不能及时交流，导致所设计对象的各个部分是独立的，因此得出的结论往往是片面的、不完整的。现代系统分析设计方法把所设计的对象看成是一个完整的系统，用系统工程的方法来进行研究，并且在寻求最佳的设计方案时还要考虑产品或系统的制造过程和运行情况。即系统分析设计应同时考虑系统的开发、系统的制造和系统的运行这三个部分，只有这样才能验证出产品的设计效果。

2.3结构模块化的设计方法：机械产品的设计中通过运用结构模块化的设计方法使得产品结构零部件功能更好的实现，这一设计方法的应用需要结合各零部件的特征，提前解决各零部件运作中出现的冲突情况，这不仅有助于提高整个机械产品的运行效率，而且在一定程度上可以减少机械产品的研发成本和应用损耗。在具体的应用中通过将机械产品的结构进行分层来最大程度规避机械制造中出现的风险，实现各零部件功能应用的最大优势。机械产品的设计过程中要充分结合设计者自身的思维特征，根据设计者的不同思路来更好地实现各零部件功能的应用，提高机械产品整体的性能。

3未来机械设计的发展趋势

3.1以自动化设计取代人工设计：伴随着我国信息技术的不断发展，在未来机械设计中会呈现出自动化的设计趋势，由信息科技自动化设计取代人工设计。充分运用电子信息技术的智能性来融合机械产品的数据资料，并通过对相关数据资料的整合分析设计出高性能的机械产品。通过运用自动化设计，可以有效提高人机结合的进程，大大提高了相关数据分析的效率，进而有助于提高机械产品设计的严谨性和科学性。

3.2以优化设计取代可行性设计：信息技术的发展为机械设计提供了更多的优化条件，因此在机械设计未来的发展中将更多地进行优化设计，通过提升机械产品的内部结构系统来提高整体的性能。在具体的应用中通过建立更贴切的数学模型来选择最优设计结果，取代传统的可行性设计方法。优化设计的应用不仅有助于提高现代机械设计方法的革新，同时有助于现代机械设备产品的整体性能提高，推动我国机械设计领域的发展进步。

3.3绿色机械设计：在可持续发展的持续推行下，未来的机械设计也要跟环境和生态联系在一起。这是较为先进的一种科学理念，设计者在进行设计的时候要考虑到该方法、该工艺对环境生态产生的影响，将污染降到最低。在提高工作效率的同时，将能耗降到最低。

3.4智能化设计：随着科学技术和计算机技术的不断发展，未来机械设计制造技术所呈现出的最明显趋势就是机械的智能化水平越来越高。智能化主要集中了人工智能、计算机等多种综合性的学科，以此来进行人类的思维模仿，使之能代替人类进行思维工作。智能化机械设备能替代较多人工事项，大幅度降低了人在工作中的危险性，减少了人工事故的发生。

结语：只有掌握好现代科学知识，运用好现代的科学技术和工具，保持创新意识，才能为工业企业的发展和竞争创造一个较宽松的技术环境。通过了解我国机械产品现代化设计方法及未来的机械设计，知道未来的发展，机械设计理念的应用将更大程度与信息技术融合，并在此融合过程中实现自身系统的升级优化，为用户提供性能更高的机械产品，推动我国机械设计领域的发展进步。

参考文献

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[3]张艳.谈现代机械设计方法与未来机械设计[J].现代机械，2015（12）：58-59.

[4]刘亚明.谈现代机械设计方法及进展[J].世界家苑，2013，12（10）：88-89