现代机械设计精选(九篇)

第1篇：现代机械设计范文

［关键词］机械设计现代设计方法优化设计

中图分类号：TD404 文献标识码：A 文章编号：

一、机械设计

机械设计（machine design），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。

二、机械设计面临的形势

1、设计对象由单机趋向系统,如机械行业中的普通机床发展成为机械加工中心。

2、设计所涉及的领域由单一领域向多领域发展,如系工程、人机工程、价值工程等许多学科正不断地应用到设计领域中来。

3、承担设计的技术人员由单人变为小组甚为大到群体,许多原本不属于设计领域的技术人员参与到重大课题的设计中来。

4、产品更新换代的速度加快,产品设计由自由发展变化为有计划有组织分阶段的展开。

5、计算机技术的应用和发展对工程设计提出了新的更高的要求。

三、传统机械设计方法

传统的机械设计过程:

1、市场(用户)对产品的需求调查；

2、工程设计问题的归纳定义;

3、工程设计问题的综合；

4、设计问题的分析和方案的优化;

5、已有设计方案的反复评价修改;

6、是绘制工程图样和撰写设计文件。

上述设计过程分别涉及以下各方面的工作和相关的技术人员:市场预测、科学思维方法学、相似理论和模型试验、价值工程、可靠性设计、测试与分析技术、类比设计和设计信息管理。传统的设计技术受低劣的设备条件和落后的技术方法所限,只能在保守的观念下,依据粗略的验算甚至估计,通过大量的简化和静止化假设完成机械工程设计,它必然使设计存在随意性，灵感和经验的成分占有很大的比例，思维带有很大的被动性。对个人的经验和习惯的依赖性极大,极难实现合理、准确和高效的设计。

传统的机械设计过程, 往往是根据任务和目标先做出第一方案,甚至造出样机,然后通过评定与考核进行修改形成第二方案;如此反复直到满意为止。这一设计过程历时长,耗费大。所谓满意,往往带有很大的主观性。

四、现代机械设计方法

进入21世纪以来“, 现代设计方法”已经发展成为一门新的学科或一个新的技术领域,相当时髦,应用广泛。

“现代设计方法是对应于传统设计方法”而提出与发展的,为一种大概念,有大的范畴,其下位可有现代机械设计方法、现代模具设计方法等。

《中国机械设计大典》第1 卷第1 篇总论的前言中指出,什么是“现代设计方法”，很难有一个明确的界限来划分“现代设计方法”和“传统设计方法”之间的区别。“这是因为传统的设计方法会不断发展,注入新的内容和活力;而新近涌现出来的设计方法,可能因为迅速和大面积的普及而被认为是很一般的设计方法”。

目前,最具权威的《中国机械设计大典》第1 卷“现代机械设计方法”选列了设计方法中的十个题目,然而它们是创新设计、生命周期设计、有限元设计、虚拟设计、优化设计、稳健设计、并行设计、智能设计、机电一体化设计和计算机辅助设计。该书中指出,以上这些选题分为两大类:一类是过去的设计手册中曾经出现的选题,另一类则是在以前的手册中未曾出现过的选题。

现代机械设计方法的分类基于上述认识，按照分类学的基本原理,应该选择一个划分标准来进行分类。从应用成熟度的角度,对现代设计方法进行分类,可以将它们分成相对应的两类:

①比较成熟,应用正普及类:有限元设计(有限元分析)、优化设计(最优化方法)、机电一体化设计(或光机电一体化设计)、计算机辅助设计(CAD)......

②比较新颖,内容正发展类:有创新设计、生命周期设计、虚拟设计、稳健设计、并行设计、智能设计……参见图1。

图1 现代设计方法一级分类

其次,从工程领域角度,现代设计方法可以分为:现代机械设计方法、现代模具设计方法、现代材料设计方法……[5]

计涵盖范围的角度可将现代设计方法划分为:广义设计类:设计内容针对其对象实体化的全过程。狭义设计类:设计内容仅为完成图样(包括计算机绘图)。

中义设计类:设计内容介于两者之间。比如,当今数字化时代着重于数学计算的现代工程分析设计方法,比较时兴的有:有限元分析、最优化方法、数值仿真、动态设计。其原理与特点参考图2。

图2 着重数字设计的设计方法

现代设计技术具有以下特点:

一是智能化。大型复杂机械的设计必须完成“分析—分解—综合”的过程。其中包含了大量创造性思维过程和智能活动。

二是经济性，市场的竞争、用户的选择使对产品的经济性要求越来越高。

三是并行性。必须超前考虑后续过程,实现DFM、DFA,以压缩废品、库存的消耗,确保上述经济性。

四是集成化。即树立人—机一体化、机—电一体化、硬件—软件一体化观念,综合多方面测试分析数据指导、评价设计,融多种现代科技成果和技术,特别是CAD技术于机械产品之中。

五是精确性。这是机械工程产品复杂度、综合性提高的必然结果,现代先进的计算技术、计算理论和计算分析工具的使用也使之得以迅速提高。

六是动态性。不仅分析设计对象要从动态的观点出发,设计组织的合作协调也具有动态性,后者要求设计数据集成、设计系统无缝连接。

现代机械设计的规律:

在进行新的设计或改进老的设计过程中,设计者应遵循一种理性化的规律,一步步地进行设计,这样才有利于对设计工作进行科学的管理。现代机械设计规律分四个步骤:①确定设计的逻辑关系;②确定设计的物理关系;③确定设计的结构关系;④确定总体设计。四个步骤中各含七个过程:①将机械基础特性化;②确定计算数据;③应用收集数据;④确定处理数据的原则;⑤确定应用的数学方法;⑥优化准则;⑦将计算结果具体化。

优化设计

选定设计目标(单个或多个),找出目标与设计变量的函数关系式,列出各项设计要求所对应的约束条件,对这个数学模型求它的最优解。如一个圆柱形容器,求容积一定的条件下,用料最省。其数学模型如下:

极小化满足于: 其中, 分别表示容器的半径和高度,为容积常数。计算后得出时,用料一定最省,但在设计中能满足的设计方案有无数个。

五、结束语

总之,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。既然现代机械设计与传统的机械设计相比,已经发生了很大的变化,当然也就必须改革以往的传统教学模式, 才能培养出真正的高素质人才,以适应现代机械设计的需要。

参考文献

［1］邱宣怀等编著.机械设计［M］.北京：高等教育出版社，2007

［2］华同曙.浅谈现代机械设计的特点及其教育模式［J］.江苏石油化工学院学报，2002,3(3):53

［3］中国机械工程学会中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典:第1 卷:现代机械设计方法［M］.南昌:江西科学技术出版社, 2002

［4］卢险峰.现代设计方法的定义及一级分类［J］. 南昌大学学报·工科版，2009， 31（1）

第2篇：现代机械设计范文

关键词：传统机械设计；预期功能；智能化；计算机辅助

中图分类号：TH122文献标识码： A

0 引言

随着社会经济的发展，中国的科学取得了长足的进步，现代机械也发生了飞跃性的发展。现代机械在继承了传统设计的原则、步骤、造型设计标注、类比设计等基础上，将迅速发展的计算机技术、电子学技术、测试分析等多种技术融入到机械设计中，同时在机械系统中引入新材料、新工艺，实现了同一种技术功能所具有的载体功能和技术手段的多样性。现代社会对机械系统提出了更高的要求，为了使产品能够立足于市场，机械系统不仅需要能够在实现预期功能的基础上，还需要设计的机械系统满足物美价廉、操作方便、安全性能高、污染小等特点。因此现代机械系统对机械设计这提出了更高的要求，只有通晓机电、液压技术、计算机技术等才能够设计出性价比高的优良现代机械系统。

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、力量的传递方式、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，机械系统的结构复杂度也是逐年的增加。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，如果再进行细分，每个系统在原系统的基础上仍可进行划分。

2 计算机辅助机械设计方法

计算机辅助技术简称CAD技术，它属于计算机技术，是电子信息技术的重要组成部分之一。作为当代机械设计过程中最具灵活的技术手段之一，CAD技术这一新兴的学科颠覆了传统手工设计效率低下的方式，充分利用计算机所具有的运算快、记忆力强、逻辑判断高、计算精度高、绘图能力强等特殊功能，并结合设计人员的经验、智慧以及创造力来计产品，极大的降低了产品的开发周期，提高了产品设计精度，减轻了设计人员的劳动强度，提高了产品的设计质量，使得设计人员的创造性以及个人能力得到延伸。

CAD系统由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件系统是支撑计算机辅助系统的物质基础，而软件系统决定了CAD系统所具有的功能，它是系统的核心技术，软件系统和硬件系统联合在一起共同组成了计算机辅助系统。从软件的功能上来划分的话，系统软件可以分为系统软件、支撑软件和应用软件三部分。其中，系统软件主要包括操作系统、数据通信系统等，它是整个软件的核心内层，能够自动管理和控制计算机资源；支撑软件亦成为开发软件，它能够帮助设计人员更高效率的开发其他应用软件；应用软件是在系统软件和支撑软件的基础上，设计人员进行自行编制用于解决实际问题的程序。

利用计算机辅助技术进行机械设计的步骤主要包含以下几部分，首先就是建立数学模型，在cad系统中常规的机械零部件都具有自己的数学模型，如果设计的模型在系统中不存在，则需要重新建立正确的数学模型；其次是设计程序流程图，根据机械系统的工作原理对零部件的控制步骤进行设计；后根据程序流程图的工作步骤，利用计算机语言进行程序的编制；最后在相关开发软件系统下进行程序的调试，并检查程序是否能够正确运行，如果不能，则需要发现错误并进行程序修改。

3 系统化机械设计方法

伴随着科技的迅速发展，人们对产品的功能需求也是日益的增多，产品的设计复杂性也随之增加。现代产品具有寿命周期短，更新速度快等特点，利用传统的机械设计手段来设计现代机械产品则显得有点力不从心，传统机械设计手段已跟不上现代产品发展的步伐。基于传统机械设计的缺点，现代机械在继承前者的基础上发展而来。现代机械设计突破传统只注重实现产品预期功能的需求，并结合现代先进的计算机等其他综合技术，使得现代机械设计向信息化、系统话、柔性化和智能化方向发展。由于现代机械产品设计融入了多种综合性技术，当代的设计技术使得原有的机械产品机构发生重大变化，将机械产品性能、功能及其制造技术提高到了一个崭新的水平，带来了巨大的经济效益和社会效益。机械产品的系统化设计和多种控制技术的运用是未来机械行业发展的趋势。

目前，计算机辅助技术已经在产品的设计绘图、加工制造、生产规划等环节得到了广泛而深入的研究，并且也取得了一定的成果。但是其在产品开发初期设计环节上运用的相对较少，远远不能够满足现代设计需求，而系统化设计能够解决该问题。系统化设计能够将任务实现由具体到抽象的层次划分，并能够拟出实现该方案的目标方法，由浅入深、由抽象到具体的将各层次紧密的联系在一起，最终是产品设计规划化、系统化，易于实现计算机辅助技术在整个机械产品的设计。在系统化设计中，将产品的设计系统看作由多个设计要素组成，并且每个设计要素具有一定的独立性，各个要素具有层次性，每个要素之间存在着一定的联系，当所有的要素设计完成后，将他们有机的整合在一起即实现所需的机械系统。为了更加

科学合理化的进行机械系统设计，在系统化设计过程中，常常将一个机械系统分解为许许多多比较简单的系统，从而使得机械设计变得更加的简单、方便。有时候，为了需要，可能将划分后的系统进行划分为更加简单的更小子系统，直至能够进行适宜的设计和分析。

但是在系统设计时需要注意以下问题：

（1） 系统分解数和层次数应适宜。如果分解的子系统数目太少，则子系统复杂度稍高，不便于产品的模型化，同时也给设计工作增加难度；如果分解数和层次数过多，则容易造成系统臃肿，给最终的系统整合带来难度。

（2）避免过分的复杂面。在系统设计时，尽量选择要素间联系数较少和作用较弱的地方。

（3）使得系统中能量流、信息流、物料流的合理的流动。在机械系统中，一般包含能量流、信息流、物料流，并且该三部分间可实现相互转换。他们在系统的输入到系统的输出工作过程中，按一定的方向和途径不间断的流动着。即使在划分的各个子系统中，他们的流动途径也是不变的。

（4）系统分解与功能分解的不同。在系统分解中，存在子系统分解和功能分解，这两者间的分解是不相同的。虽然系统被分解为各个子系统，但是每个子系统仍是一个单独的系统，子系统虽然相对简单，但是可能具有多项功能，并且每个子系统间仍是具有紧密联系的。功能分解不一样，系统按照功能逐一分解，直至不能够再次分解系统功能。

4 结束语

伴随着网络技术的发展以及异地的协同设计制造，使得产品的功能需求、设计、加工、装配并行工程具有一定的可行性。但是产品设计方案的三维可视化是实现这一目标的前提条件，因此，近些年来，智能化软件设计、三维图形设计、虚拟技术等等越来越多的被应用到现代产品的设计中。目前，机械产品的设计正朝着智能化设计、计算机辅助实现以及能够满足异地系统设计的方向发展，并且随着人们对产品功能性越来越高的要求，人工智能理论、系统工程理论、计算机软硬件工程等多技术融合技术也是未来机械产品设计的发展方向。

参考文献

第3篇：现代机械设计范文

计算机辅助设计，简称CAD，是一种运用计算机软件系统来辅助设计人员对煤矿机械进行设计的方法。到目前为止，我国煤矿机械产品已经进入一个稳步发展的阶段，将计算机辅助设计方法应用于煤矿机械设计中，不但可以另设计更方便、更简捷，同时也全面的实现了煤矿机械的模块化设计、系统化设计和并行设计，从而提高了煤矿机械设计与生产的一体化。1）模块化设计。煤矿机械设备的设计，涉及面广、内容繁冗，对此可进行分模块式设计。通常讲，设计者是按着机械的具体功能来划分模块的，然后利用计算机软件对机械进行模块化的分区设计，同时将较为稳定、不常变动的模块设计存储。如此在有效地时间内，不但可以提高工作效率，而且能够有效提高机械设计的精确度、减少技术失误，从而增强机械设备结构的生产性和互换性，确保机械设备的准确性和维修性。2）系统化设计。将现代设计理论和方法应用于煤矿机械设计，即建立相应的数学模型，然后运用计算机技术作为辅助设计，在以往实验数据的基础上，采用先进的科学计算方法对煤矿机械系统在预期工作中的情况进行分析设计。对煤矿机械设备进行系统化的分析设计，可真实的反应出机械设备在真实工作时的受力情况、运作情况，从而提高了所设计机械设备投入运作的有效性和稳定性。3）并行设计。计算机辅助设计的应用，实现了将产品设计与具体运行使用一体化的效果，从而切实的避免了设计效果与实际效果不相符现象的发生。目前，多数煤矿机械设备上都安装有故障监测器，但是故障监测器只能在机械设计生产、试验后才能发现故障，而运用计算机辅助实现并行设计，可以将机械设备的设计和生产过程进行系统化的设计，进而实现机械设计的有效性。

2优化设计的应用

优化设计是现代设计理论与方法的经济之本，优化设计一方面可以确保机械设备的良好性能和质量，另一方面可适当地缩小产品体积，降低生产成本，因此优化设计是矿山机械设备设计所必须使用的方法。据相关资料表明，在煤矿机械减速器的设计过程中有效运用优化设计方法，可使其体积减小13%，质量减少12%，由此证实了优化设计对于降低机械设备生产成本有着重要作用。

3有限元法设计的应用

从狭义上讲，有限元法就是通过对有限个单元作分片插值求解各种力学、物理问题的一种数值方法，而鉴于煤矿机械的工作性质，正适合用有限元法对其受理进行有效的分析。通常，煤矿机械设备受力情况较为复杂，例如煤矿挖掘用的电动挖掘机，对于挖掘机的斗杆和动臂，受力较为复杂，用正常的力学知识根本起不到作用，为此将有限元法应用于机械设计中，能够很好的解决机械设备中的受力问题。

4创新环保设计的应用

创新、环保是当今社会发展的两大重要元素，是现代设计理论与方法的组成部分。创新设计，即要求设计人员在已知和可行事物的基础上，充分发挥创造性思维，构想、设计出以前未有过的技术过程。创新设计，不但可对原有设计的欠缺处进行改善，同时能够促进产业发展你与进步。环保设计在煤矿机械设计的应用，主要体现在延长机械使用寿命、提高机械使用效率和降低环境污染三个方面。

5智能化设计的应用

现代设计理论与方法中的智能化设计，也可理解为智能工程，即通过使用不同种类传感器、控制器和执行器等多种高科技产品，实现机械运作、自检的自动化工作模式。煤矿开采挖掘具有一定的危险性，所以将智能化设计应用于机械设计，可确保煤矿正常生产的有效运行，例如目前已广泛应用于煤矿勘探、开采等工作中的机器人技术和红外技术，都是智能化设计的成果。

6可靠化设计的应用

第4篇：现代机械设计范文

1现代机械设计

1.1主要特点

（1）传统的机械设计中，通常需要设计人员根据以往的设计经验和对机械的主观判断进行设计，这对设计人员的设计水平要求更高。当今社会，很多先进的技术广泛的运用到各个领域当中，现代机械的设计人员能更快、更好的完成机械的设计，旧时代的设计模式已经不能满足现代机械设计人员的需求。所以，在现代机械设计过程中，为了能减少工作误差，提高工作效率，设计人员应运用新的设计技术。（2）传统的设计过程中，都是依据总目标完成设计。在不同的流程上所采用的设计方案也不同，只有完成上一个流程的方案才能展开下一步的工作，导致对完成产品的效率低下，浪费了很多时间。在现代机械设计中，制定方案的同时就避免了时间的过度浪费，直接将设计数据和方案导入计算机中，然后打印出立体图形，针对数据进行修改，确立最后的设计方案，使机械设计更具科学性和准确性[1]。

1.2机械设计的原则

在制定设计方案时，就要对产品的性能进行确定，采用最好的设计方式，缩短设计时间。将使用价值最低的机械部件找出进行分析，找出和整体设计中存在的问题，尽量减少改动来解决问题，降低对时间和材料的损耗。机械设计过程中，需要不断的去联想，对相同的事物进行研究和总结，判断联想得出的结构和设计方案的结果是否有关联性，如果有关联性，那么在机械产品的设计中，加入创新思维是很重要的。

2机械设计的发展

2.1传统机械设计

在机械设计初期，经济发展缓慢，没有创新能力，过度的依附以往的经验，设计人员的水平低下和设计设备不完善，无法摆脱传统机械设计的束缚。导致我国在机械设计的发展比较迟缓，经济效益有限。通过工作人员用各种方法了解客户对产品的要求，对市场情况进行初步的了解，分析产品在投入市场时会遇到的各种问题并找出解决措施[2]。

2.2现代机械设计

现代机械设计是最能体现人的能动性和创新性的活动。随着社会的进步和工业技术的提升，对人的技术能力水平的重视程度也加大，显现出人的价值性和创造性。在现代机械设计中，技术人员作为主力军，需要通过科技成果来不断的开发创新思维和潜能，并且运用到机械设计中去，加快机械设计的工作进度，减少对材料的使用。减轻机械工程设计工作的枯燥，激发设计人员的工作热情，更易于制定完整的设计方案，研制出性能更大的产品，使产品具备安全性和可行性，降低生产成本。通过创新思维，推动机械设计朝智能化和自动化发展[3]。

3在机械设计中创新思维的体现

创新是社会发展的源泉和动力，目的在于激发人们的思维创造性和活跃性。要具备敢于创新和研究的精神才能实现对机械设计的创新，制定完整的设计方案，不断的对方案进行充实，突破传统模式的束缚，寻求新的设计理念和设计方式。

3.1外观造型在机械产品的体现

在机械产品设计过程中，不仅要考虑性能，还要注重美观。应用美学基本原理对产品的装饰、外形设计和色彩搭配进行研究并使用到产品中去，符合艺术造型的审美规律。在机械产品的外观设计上，不仅要达到功能的标准要求，还要把创新思维融入到选材过程中，考虑外形设计的实用性和可行性，利用工艺手段和材料来展现外观的材质美、色彩美、形体美和线型美，通过视觉效果的呈现给予人美的享受。发挥机械产品设计人员的创新思维和创造能力，优化机械产品的外观设计。

3.2动力能源设计在机械产品的体现

随着工业的发展，新型的能源技术、制造技术和材料加工技术日益凸显。在进行产品动力系统设计时，机械设计师对产品的动力能源选择性更强，可以采用太阳能、电能、石油和天然气，比较节能环保。设计者要发挥自主创新能力，找寻新的方式方法，对产品系统的设计方案进行改进，把新型的能源加入到机械产品中，作为动力能源来使用。除此之外，还可以根据用户的需求，设计出更节能环保的产品[4]。比如，在我国的公共交通工具中，使用更广的是电动公车，通过电能来保证汽车的安全行驶。新型的电动公车和燃油公车对比，在排放污染气体方面对环境的保护更有利。新型的电动公车在电能产生过程中仍然会排放气体，但对空气并不会造成污染，控制了气体的排放量。在经济发达的城市，使用电动公车能减少污染气体的排放，还能提高电能的使用效率，顺应了国家节能减排的措施，提升了经济效益[5]。因此，应该广泛地推广电动公车（如图1）的使用。

3.3运动方案在机械产品的体现

根据用户对产品性能的需求，设计人员开展机械产品的运动方案设计，寻找最佳方法去解决问题，为机械设计系统奠定了基础。在进行整个运动方案设计时，主要从系统的执行机构、原动机和传动机构整个框架来进行设计，是一种对运动性能要求极高的机构运动。运动方案的设计对产品的后期维护、性能、结构、成本和工艺都有影响。运动方案的设计是整个机械设计的重要部分，设计人员通过创新思维设计并调整最佳的运动方案。例如在汽车的运动方案中，大多采用了逆反和移植的创新思维。传统的设计方案中，会出现动力效率低、制造成本高、汽车空间狭窄、牵引力不足等问题。在现代机械设计能力提高的背景下，汽车厂商通过发动机前置的方式把汽车前轮的传动机构和发动机的输出轴线连接（见图2），这样可以简化汽车的驱动机构，减少对部件的使用，降低生产制造成本；提升了汽车的加速性能，减少了油量的损耗，缩短了刹车的距离；加大的汽车的车内空间，提高了汽车的舒适程度。

3.4结构设计在机械产品的体现

机械产品的结构设计包括了产品的总体结构、外形的设计以及对各个部分的合理配置。不同的用户对机械产品的功能都有不同的需求，要根据不同的结构形态去设计方案并且设计出新型的产品。目前来说，人们对机械产品的结构设计和功能的要求更高，需要设计者在有限的空间里加入更多的功能，满足人们的需求。比如在办公室里，各种扫描仪器、打印机和复印机占据了很多空间，影响了办公的环境和员工的工作效率。人们迫切的需要集齐了多种功能的工作设备。一些机械制造企业在了解到人们的需求之后，开始研究、设计功能一体化的办公设备，其能够有效的改善办公室环境。

4结语

创新推动了人类文明进步，推动了社会经济的发展。机械设计是整个机械工程体系中最重要的一部分，决定了机械产品的性能。在产品设计过程中，不论是变型设计还是继承设计都离不开创新思维的运用。在创新思维的推动下，我国的机械设计工程朝着算法化，程序化的方向发展。提高创新思维能力对机械设计工程的稳定发展有着重要的作用。

作者:丁舒园 单位:安徽东风机电科技股份有限公司

参考文献:

[1]关博文.浅议现代机械设计理念和技术展望[J].现代制造技术与装备，2016（01）.

[2]陈华金，刘宏.现代机械设计方法及研究[J].科技经济市场，2016（02）.

[3]易汉江，刘宏.现代机械设计的创新方法探究[J].科技经济市场，2016（03）.

第5篇：现代机械设计范文

随着社会经济的快速发展，以计算机技术为代表的现代科学技术水平的发展也进入了飞速发展的新时期。在这种情况下，现代机械设计理论与方法也受到了极大的影响。科学技术的发展拓展了现代机械设计理论与方法的涵盖范围。使更多的技术理论与方法得到了有机地结合，同时，还提升了现代机械设计理论与方法的自动化与精确化程度。进入新的历史时期，现代机械的设计理论与方法要适应国际化机械产品市场竞争的需要，不断地从机械产品的质量、功能以及结构等方面进行改进。因此，机械产品在国际市场中竞争的实质就是机械产品设计水平之间的较量，所以关于现代机械设计理论与方法的研究是具有重要意义的。

2现代机械设计理论与方法的发展进程

从机械设计理论与方法的总体发展进程来看，可以分为两个阶段，第一个阶段是从十七世纪开始的以机械设计的直观感觉和经验作为设计基础的传统设计阶段，在这个阶段，机械设计过多运用了现有的设计手册与相关公式。传统设计阶段具有明显的特点，运用原有的设计手册和相关公式的设计方法使得整体的机械设计过程显得极其死板，缺乏创新性，并且设计成本也相对较高，机械制造的周期也较长，使得机械设计理论与方法很难满足市场需求，理论与实践没能有机结合，严重制约和影响了机械设计理论与方法，以及机械制造业的进一步发展。第二个阶段是从二十世纪中后期到现在，这个阶段被称为现代设计阶段。在现代设计阶段，人们更多地发现按照原有的设计理念已经无法与现代社会经济的发展水平保持同步，必须打破传统的设计观念，推陈出新，才能够逐渐满足机械制造业的发展需求。因此，在机械设计理论与方法的研究方面进行了大胆创新与改革。

3现代机械设计理论与方法的种类与特点

3.1现代机械设计理论与方法的种类

我国在现代机械设计理论与方法的研究方面自成一派，我国在机械设计学领域，更多地强调了实用性的要求，理论与实践要相互结合，从实践中不断地总结理论中存在的不足，并加以弥补，使得我国在机械设计理论方面的研究更加的系统化。现代机械设计理论与方法的系统化过程，使其逐渐形成了不同的类型。第一，是以智能化著称的设计理论与方法。这个类型的机械设计更多地运用了现代计算机软件技术，使设计理论与方法在三维图形以及媒体工具上得以进行展现，突出了设计学理论在机械设计过程中的重要作用。第二，是以系统化著称的设计理论与方法。这个类型的机械设计将机械整体分解成为了不同的设计阶段，通过对不同阶段或部分的设计研究，从而使各个部分能够实现最终的有机结合。这个类型的机械设计坚持的是矛盾统一的原则，既强调各个部分的独立性，又重视各个部分的内在联系。在这个类型的机械设计理论中，具有代表性的设计方法有图形建模法、元素法以及构思设计法等。第三，是以产品的特征知识作为基础的设计理论与方法。这种类型的设计理论与方法是建立在对机械产品具有较高的认知程度的基础之上的，通过对机械产品整体构成及相关原理知识的了解，建立相应的推理机制和知识体系，为以后的相关机械产品的制造提供借鉴和参考。第四，是以机械产品的功能作为主要设计理念的设计理论与方法，这种类型的设计理论与方法以模块化结构设计为主要设计手段[1]。现代机械设计理论与方法的各个种类之间有着必然的联系，每个种类并不是孤立的，相互之间保持着一定的渗透性和共享性。

3.2现代机械设计理论与方法的特点

在机械设计的传统设计阶段，由于设计理论与方法单一，机械设计者只能根据机械设计的要求，以原有的机械设计经验作为理论基础，结合相关的数学公式和力学公式，运用类比、模拟等方式展开机械设计。传统机械设计阶段受当时设计条件的影响较大，不具备深入研究的物质与实践基础，导致传统设计阶段的机械产品整体技术含量较低，新产品的研发过程相对缓慢，使得传统设计阶段的机械产品容易出现同一问题。发展到现代机械设计阶段，机械设计理论与方法获得了与其他学科相互融合的机会，在多学科的共同影响之下，现代机械设计理论与方法得到了进一步的发展，表现出以下的特点。第一，创新性。对于一个国家而言，创新是其生存和发展的根基，也是一个民族壮大和发展的灵魂。现代机械设计理论与方法是在不断地对原有设计理论与方法的实践和改进过程中发展的，在继承了传统机械设计理论与方法的先进性的同时，对其相对薄弱的方面进行了批判与改造，使得现代机械设计理论与方法能够更好地适应和满足现代机械产品市场的客观需求。现代机械设计理论与方法给予了机械产品设计者充分的发挥空间，设计者可以在既定的设计思维允许的范围内，对机械产品结构和功能进行大胆地创新，在保证产品质量的同时，不断降低产品开发和生产生本[2]。第二，系统性。在现代机械设计理论与方法的类型中，有一种是将机械产品看做是多个独立结构的产品的组合。这种类型的设计理论与方法被称为系统设计法。现代机械设计理论与方法的系统性就是在系统设计法的运用中体现出来的。由于机械产品的设计与开发要满足日益增长的市场需求，因此，从整体上把握机械产品的结构、功能及质量是极其困难的，将机械产品的设计过程细化是一个必然的发展趋势。机械产品设计的系统化就是为了更好地解决产品各个部分的细节问题，使机械产品设计更具针对性，着重把握设计过程中的关键环节。第三，前瞻性。现代机械产品设计理论与方法的前瞻性主要体现在机械产品的设计阶段。机械产品最终要用于实际的生产过程当中，因此，在产品设计时，就要考虑到机械产品在实际的运作环境中可能对环境造成的影响，以及机械产品在运行过程中可能出现的故障等。这些因素都直接影响着机械产品在实际的运行过程中的效率，而机械产品设计理论与方法具有的前瞻性就使得机械产品从最初的设计就开始对运行中的问题展开了研究和技术改进，这些能够有力地推动机械产品设计理论与方法的发展。第四，融合性。从现代机械设计理论与方法的发展进程来看，其发展历史相对较短，属于新兴学科。但现代机械设计理论与方法中所包含的一些内容却并非与其同时代出现，其中也包括了传统机械设计理论与方法的部分内容。而现代机械设计理论与方法在技术层面更多地运用到了现代计算机理论与技术，相关力学理论与技术，以及工业造型设计理论与技术等。这些都说明了现代机械设计理论与方法是一门具有高度融合性的学科理论。

4现代机械设计理论与方法的不足之处

4.1基础性理论研究相对欠缺

从现代机械设计理论与方法的本质来看，其并不具有较高的理论性，而这一点也是现代机械设计理论与方法在发展过程中存在的难点。出现这一问题的主要原因，是我国在现代机械设计理论层面缺乏对基础性理论的研究。基础性理论可以分为通用型和专用型，而我国的研究多半停留在通用型的机械设计基础性理论，对于具有专业性质的机械设计基础性理论的研究过于分散，不利于我国现代机械设计理论与方法的整体发展[3]。

4.2具有现代设计理念的机械设计创新不足

创新是时展的根本动力，现代机械设计理论与方法也是如此。我国对于现代机械设计理论与方法的研究更多地是向国外先进理念的借鉴和学习，而缺乏自己独立的产品设计。使得我国的机械产品从外观和功能上都与其他国家的同类型产品十分接近，而机械产品的研发要与我国社会经济发展水平和相对的市场需求相适应，照搬照抄只能是越来越脱离实际。

4.3现代机械设计理论的各个环节联系不够紧密

由于现代机械设计理论与方法具有系统性特征，因此，在系统性的作用之下，机械产品被分解为多个部分，通过对不同部分的设计的整合，才能够获得完成的机械产品设计。然而，在实际的产品设计过程中，各个部分的设计工作很难达到统一，相互之间的联系也不够紧密。通常情况下，各个部分的设计都是相互独立的，使得最终难以保证将各个部分进行有效对接，极大地降低了机械产品的整体设计效率。

5现代机械设计理论与方法的发展趋势

5.1环保型设计

所谓环保型设计，就是在可持续发展战略的指导下，充分利用能源和资源，使得机械产品从整体上符合低耗减排的要求。这就要求在机械设计过程中将环境保护作为产品开发的前提和基础，同时还要确保产品的质量和功能不会因此而受到影响。环保型设计理念的引入，将极大地提升机械产品的运行效率，降低对环境的污染。环保型设计理念不仅是现代机械设计理论与方法的必然发展方向，也是所有行业设计理论的共同发展趋势。

5.2智能型设计

智能型设计就是要在机械产品中，设计安装能够为操作者提品运行过程中基本参数以及各个组成部分的运行情况的智能装置。这就要求在机械产品设计过程中要运用现代人工智能与计算机辅助技术，使人们能够及时地获得关于机械产品运行中的所有参数及各个构成要件的基本情况，这样就便于设计者按照产品运行中的缺陷对产品设计进行改进，不断提升机械产品的技术含量。

6结论

第6篇：现代机械设计范文

科技的进步使得人们对机械设计也提出了更高的要求。本文主要对当前机械设计中的相关理论进行系统分析，阐述机械设计的方法和过程，并对现代机械设计的创新方法进行了详细研究，同时论述了机械的创新设计步骤。

关键词:

现代机械设计;创新方法;研究

在科技高速发展的今天，人们的思维方式也产生了很大变化，机械设计人员除了要准确掌握机械设计原理以外，还要在思维方式上有所拓展。要求机械设计人员创新理念，在结构设计上与产品的相关功能进行紧密联系，将设计手段与计算机辅助设计进行有效融合，只有这样才能够设计出令受众满意的机械产品。

1现代机械设计

与传统机械设计相比，现代机械设计更加注重计算机化、动态化和科学化。现代机械设计理论是在机械设计理论学科基础上形成的，它包括了信息、控制、优化等内容，而对于相对比较复杂的产品而言，现代机械设计的优势也体现得更加明显。现代机械设计是在传统机械设计的基础上形成的，但它又在传统机械设计的基础上进行了极大创新，进而形成了一个完美且科学合理的机械产品设计。这不仅需要传统机械设计的相关经验，而且还需要在现代机械设计中引入先进的设计方法。

2机械设计方法及过程

具体机械设计步骤如图1所示。项目设计的前期工作主要包含对地区的实地调研，并对其进行可行性研究，制定可行性的计划和方案。方案设计主要包括:对功能的总体分析、对系统原理进行解释，确定最佳方案。技术设计包括:技术的总体设计、实验环节设计以及选型设计等。施工设计主要包括:零件画图、编写相关的技术文件、生产，等等。在机械设计中，每一个环节都要充分发挥人的主观能动性，利用科学技术手段来对机械设计进行不断创新。

3设计方法创新

创新设计是机械设计领域中对专业知识和设计经验的一个综合，在设计过程中能够真正体现出机械产品的真实价值，所设计的产品一般都是由人的主观能动性和创造性思维共同促成，这也是形成新思维模式的一种方法。对机械设计进行创新时，首先要充分发挥人的主观意识和想象力，能够在机械设计的过程中，运用现代化的机械设计方法来对产品进行创新设计，其设计模式也要选择现代化的科学思维方式来对设计理念进行分析，并且要求运用现代化的科学方法和工具来保证设计过程的完整性。在实际的机械设计过程中还要保证设计的创造性，尤其在对新产品进行设计时，要凸显创新意识。现代机械设计的创新主要包括两方面的内容:第一，通过创新使已经成型的产品更加具有技术性和可靠性。第二，从其他方面挖掘创新设计点，通过创新设计出机械产品来满足人们日益增长的生产生活需求。这两方面的创新与创新思维模式紧密联系在一起，而且与科学技术手段和设计工具也存在紧密联系。

3.1机械创新设计步骤

A.重点研究机械产品的工作原理及其本质。B.重点对机械生产产品的性能和结构进行分析，并对其类型进行综合考量。C.对机械产品的尺度以及参数进行优化选择。D.对机械产品进行最终的综合分析和协调。机械长效设计步骤的具体内容如图2所示。

3.2机械创新设计分类

3.2.1变形设计

这一设计手段主要是在原机械产品的基础上进行系列化、标准化的设计，以此来进一步满足使用者的实际需求，除此之外，还要对产品的功能、原理以及结构进行系统性分析，同时还可以进行跨系列产品的设计，这也是产品动力提升的主要手段。

3.2.2可靠性设计

这一设计也是当前机械设计中工程师们追求的主要目标。可靠性是衡量产品质量的重要指标。一般来说，可靠性设计与常规设计基本上都可以实现对应，常规的设计手段是凭借着多年的经验来进行设计，而可靠性设计则是在常规设计的基础上进行了延伸，更加系统地明确了科学分析与设计变量之间的关系。机械的可靠性设计融合了当前各个学科的知识点，并且将常规设计中的变量直接转变为随机变量，以分布规律为基准，运用相关的统计方法来对机械产品进行设计，从而满足可靠性的要求。

3.2.3并行设计

一般传统的机械设计采用的是串行设计方法，这种方法存在一个较大的弊端，即:生产周期相对较长且成本非常高。并行设计是一种系统化的设计方法，它也是以计算机为基础，这种设计手段打破了传统意义上的系统内部结构，创建了相互促进、相互协调的设计模式，很好地实现了机械设计制造的一体化发展。在机械设计制造的过程中，设计人员还充分考虑了机械设计质量、周期以及成本等因素，由此可见，并行设计是一种集成性极强的设计方法。

3.2.4反求设计

反求设计方法是目前多数国家发展科学技术和研究新产品的主要设计方法。目前反求设计需要解决的问题主要包括:A.三维重构方法，提高设计进度，减小误差区间。B.结合人工智能形成一套科学的设计还原技术，进而完成对原有设计的反求。C.重点研究适合反求设计的机械产品模型技术，并将相关的配套产品进行模型建立，以方便原始参数的反求还原要求。

4结语

本文针对当前现代化的机械设计理论进行了系统分析，对机械设计中的相关设计方法进行重点讨论，并对现代机械设计中的创新点进行了系统研究。通过研究发现，现代机械设计要比传统意义上的机械设计优势更为明显，这一优势主要体现在系统的结构重组以及实现过程上。现代机械设计与科学技术手段的结合也使机械设计的创新提升到了另一个高度。创新是以人的主观能动性为基础，而机械设计人员要想以创新思维来对产品需求进行分析和设计时，须保证对现代机械设计工具熟练掌握，只有这样才能够设计出满足人们实际需求的机械产品。

参考文献:

［1］曹春红，张斌，王利民，等.基于免疫神经网络的几何约束求解技术的研究［C］//第二十七届中国控制会议论文集，2008.

［2］张铮，胡社教，江萍.基于EP模式的特征选择算法［C］//2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集，2011.

［3］戴旭东，谢友柏.以企业为中心的产品设计平台构建方法［C］//第二届中国CAE工程分析技术年会论文集，2006.

［4］戴旭东，谢友柏.集成分布式知识资源的企业技术研发平台构建［C］//企业应用集成系统与技术学术研究会论文集，2006.

［5］许勇，邹慧君.基于子系统匹配的机电一体化系统概念设计［C］//全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集，2005.

［6］彭一凡，陈文.基于XML的动态数据结构持久化方法之研究［C］//促进企业信息化进程———第九届中国Java技术及应用交流大会文集，2006.

［7］全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第六次工作会议———实验教学工作会议纪要［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2•教学史志)，2015.

第7篇：现代机械设计范文

关键词:机械设计;机械制造;理念创新

在经济快速发展的同时，我国的工业化进程也随之不断变化，工业生产在需求方面也具有不断扩大的迅猛势头，作为工业生产基础性方式的机械工具，其存在的特殊性、基础性作用是无可取代的，对于目前机械制造行业的飞速发展，也更加体现出一个国家的技术实力和综合国力。在市场经济的快速发展的前提下，科学技术也在日新月异和大踏步的现代化建设，这些都使得工业机械在市场方面的需求不断加大，就目前的情况而言，机械制造行业的发展前途一片光明，前景向好。这就更加凸显出机械设计重要性，机械设计作为机械制造的第一个环节，有着非常重要的意义。根据使用要求，进行科学的机械设计，不但能使机械产品的性能得到非常有力的提高，同时还会使其质量得到进一步的保障。因此作为机械制造的关键性因素的机械设计，对于机械制造业的未来发展具有相当的重要意义，但是现代化的一些先进的机械设计理念相驳于传统的机械设计。文章就以上所诉问题进行阐述。

一、探究现代的机械设计

1．对于现代机械设计理念方法与传统的方式方法进行分析

过去的机械设计，在通常情况下都是在特定的任务与目标下进行方案的确定，也有的事先对于样机进行制造，以后再对于样机进行相关的考核预评价，依照评价和考核结果，对于其进行相关的改进处理，如此反反复复，不断地进行样机的测试与修复改进，最终才能实现与既定的目标相符合，直至效果良好。具体来说，往往首先需要进行相关的市场调查，通过相关的调查而后总结分析，进行相关优化方案的制定，让后在进行二次、三次修改，才能够绘制出具体图样。这种传统的机械设计存在很多弊端，由于设计理念的陈旧老套的方法和落后的基础设备条件都会对其造成一定的影响，没有实际参考，都是基于一种既定的静止化的假设来设计，这对于精确度而言，没有科学高效、准确的合理性作指导，只是凭自己的感觉、灵感，可想其精确度必定不会很高。就现代机械设计而言，他不同于传统的机械设计，又有广义和狭义上的区分，广义上的机械设计是针对于实体化的机械设计过程而言，而狭义的机械设计则是非实体的图样设计过程。现代化的工业设计具有多方面的优势特征。

2．对于现代机械设计的理念分析

现代化的机械设计理念，其设计过程是在(科学的、理性的)基本原则下展开的，通常认为其主要包括(物理关系、逻辑关系、结构关系)的确定，最终确定在总体层面上的设计。现代机械设计理念是通过数字模型对于(信息技术、计算机辅助技术、智能技术、机械工程技术)等多方面相结合的优化方法，集多种学科相结合，知识汇集形成的一种全新的设计理念，依照形象思维，并且使多种思维方式有效结合，综合分析，进行合理的逻辑思维推理，而后进行判断总结，进而进行相关决策，促使设计创意的产生，再者还要经历一个特定的精密数据分析过程，不断操作，循环往复，最后确定方案的设计。在设计过程中，一定要对设计任务进行全方位的考虑，全面的进行相关资料与数据的收集，保持清醒的目标设计，从而实现新方案和新结构设计完成，与此同时要与客户进行必要的讨论，使各专业知识的通力配合，达到科学的设计方案。一定要有严谨的工作态度，对设计图进行科学的论证分析，寻找方案中存在的不足之处，而后对其进行修改，直至完美无缺。还有就是把机械设计的整个过程贯穿于机械制造的全过程之中，这是现代化机械设计理念的一个具体体现，在机械制造的全过程中进行相应的动态调整。现代机械设计的理念承袭创新精神的前提下，科学的逻辑思维，利用先进的科学技术为基础，采用正确的方法进行设计，还要集(经济性、稳定性、精确性、智能性)于一体，充分利用国内外的相关报道理论，融入(人性化、性能高、能耗小、经济环保)等设计理念，达到机械设计理念的发展与创新。

二、现代机械设计相关技术

1．节能环保设计。节能环保是在追求效益的同时，把对于环境的影响降到最低。(1)节能。节能就是对于产品而言必须在(结构布局上、加工工艺上、使用性、材料选择)等方面达到节能目标，最大化的能源利用。(2)环保。在质量合格的前提下，考虑其是否可回收再利用，绿色无污染。(3)材料设计。必须达到相当的利用率。(4)人性化设计技术。

2．优越性能设计技术。(1)实验技术和可靠性的设计，很好的保证其性能。(2)防断裂。(3)系统动态设计，有效保证设计产品的正常运行。(4)防腐蚀设计技术。一定要对于材料进行选择，通过(防腐蚀与强度设计)的有效结合，确保设计出的相关机械产品，不被腐蚀。3．创立社会市场中具有竞争优势的设计技术。这种技术是为了达到在目前社会市场的激烈竞争的前提下，具备一定的优势特点，提高市场竞争力。(1)革新技术。一定要保持设计产品的质量与功能要求的前提下，进行不断创新，适应市场需求，并且有很好的客户满意度。(2)低成本设计。这就是说基最大的可能，有效的减小设计时间，缩小成本，但必须具备市场竞争力。(3)智能设计。

三、结语

在目前科学技术飞速发展的今天，只有将多领域的相关知识进行充分有效的相互融合，不断发展自己的综合能力，全面掌握相关知识，有效灵活的运用现代设计技术，在质量上下功夫，只有这样才有可能在现代竞争激励的市场环境下找到突破口，满足市场发展的需要，进而使现代机械设计得到很好的持续发展。

作者:顾午妙 单位:航空电子(无锡) 有限公司

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，2012(05):147－148．

［2］胡晓波，张焕．现代设计技术的发展现状与趋势［J］．机械研究与应用，2011(04):158－159．

［3］胡玲凤．现代设计技术在机械设计中的应用分析［J］．农机化研究，2013(06):145－148．

第8篇：现代机械设计范文

关键词：现代化机械设计；合理化

中图分类号：S611文献标识码： A

一、现代机械设计的特点

现代机械设计的特点主要包括以下几个方面：一是性能高，结构简单。机械想要得到进一步的发展，就需要对其装置设备进行创新，尤其是现代机械的创新更为重要，而且现代机械设计创新具有很大程度的灵活性，能够从各种综合性的技术入手，也可以从观念以及其他部分入手，总之，现代机械设计能够使得其结构得到科学合理的发展和进步。二是效率高，有效降低成本。现代机械设计能够有效缩短其工作时间，从而使得工作效率大大提高，不仅如此，一方面能够使得产品质量得到有效保障，另一方面还可以使得成本大大降低【1】。三是现代机械功能多，柔性高。现代机械具有广阔的发展前景，而且所涉及的对象与机械方式也呈现出多元化发展的特点，例如在机械操作的过程中，电子通讯技术的合理应用能够使得传统操作过程中存在的缺陷得到有效弥补。相比于传统的机械设计，现代机械设计的思路与理念都具有新颖性和独特性，特别是现代机械设计自身具有多元化特点，而且设计内容广泛、行业繁多，领域涵盖范围比较广，如思维科学、智能科学、哲学以及心理学等。而且机械电子学以及检测技术等相关技术对于自动化领域的发展有着不可忽视的重要意义，在很大程度上为现代机械设计提供了科学依据。而且在现代机械设计创新过程中，是其更加具有其自身的特色，使得机械发展更具有广泛性和科学性，因此，现代机械设计创新是促进机械化发展的关键性措施。

二、机械设计过程中的注意事项

为了保障机械策划的质量要求，需要在设计策划方案的时候就对机械设计的要求进行多方面的努力，通过对方案的多方面改进调整设计理念，促进工程的进步。机器策划的总体程序对于保障机械设计的整体流程的顺畅具有比较关键，在机器策划的整体规划工作当中需要不断对每个环节的工作进行规范，确保每个工作人员做好自己的基本工作，促进策划方案的全面贯彻实施，就需要不断在工作中完善体系、合理、适宜进行方案的有效策划，工作中不断进行注意：首先，工作基本要求符合策划方案，做到实践和理论的基本一致。在技术工作的各个环节进行多方面的注意，促进工作的综合实施。其次，装置的具体调解的控制管理。装置的具体调解的控制管理是全部机器工作的最后一项内容，这一环节的工作也需要在具体落实上做到系统化。

三、现代化机械设计的合理化分析

1、确保机械设计理念与方案的合理性

机械设计理念的合理性，首先必须保证设计理念的正确性，应该是机械产品的适应性能够在不同的条件得以满足，同时还要与市场需求相一致，使得客户的用户体验得到满足。其次，应该确保机械设计方案的合理性。机械设计并不只是针对机械产品所进行的设计，具体的情况是，机械设计方案来实现生产期间的工期和检测标准等内容。所以，机械设计不仅要实现设计理念的合理性，还要使得设计方案的合理性得到满足。

2、提高加工表面质量的工艺措施

加工表面质量指的便是机械加工后的零件表面的微观不平度，也就是平时所说的粗糙度。零件的粗糙度会直接影响的零件的性能和质量，甚至会决定其寿命。想要提高加工表面质量，一般都会采取以下的几种措施：

2.1 在刀具选择的时候予以重视。为了保证加工表面质量的提高，在进行刀具选择的时候，应该根据加工件的实际属性选择那些副偏角比较小、刀尖圆弧半径比较大的刀具或者合适的精车刀、修光刃等等，选择和工件材料适应性比较好的刀具能够更好的降低工件表明的粗糙度。

2.2 在进行切削条件选择的时候必须慎重。想要提高工件表面质量便必须根据材料的需要选择合适的切削速度，尽量避免产生积屑瘤的产生，此外还可以降低进给量，采用那些效果比较好的切削液等方式来提高工件表面质量。

2.3 在一定程度上减少表面层变形强化。想要更好的减少表面层的变形，可以采取的方法是比较多的，在用刀具进行工件加工的时候，必须很好的控制切削用量和刀面的磨损宽度。而一般情况下降低供给量使用比较高的切削速度，选择好的切削液能够取得比较好的效果。

3、促进加工精度的工艺的提高

在机器设计与制造的过程中，差异性是不可避免的，所以就需要针对差异形成的原因进行相应的分析和研究，从而能够有目的的实施防范措施，使得差异性形成的概率能够有所降低，最终实现生产零件精准度的进一步提升。要想使得加工零件的几何精度得到有效提高，就可以进行对夹具的进一步改进，或者实现测量工具的改进，从而有效促进精度提高，另外，如果想要更好地控制误差水平，就应该进一步加强加工误差的分析研究，为此就需要对其误差出现的原因进行分析，通常情况下，系统应力、热变形、刀具磨损以及内部应力等都会出现误差，在具体的工作中，就需要按照不同原因采取相应的改善措施，通常情况下，误差减小的措施主要包括：误差补偿法、分化或均化原始误差法以及转移原始误差法等。

4、合理选择机械材料

机械设计过程中，材料的选择甚为关键，材料的选择主要考虑到以下几个因素：一是性能因素。机械设计需要机械材料来完成。如果机械材料性能不能保证设计的需要，机械设计将无法实现。因此，机械设计选择材料时，确保材料性能是第一原则。不同材料具有不同的性能，负荷能力、强度等都不尽相同，机械设计师需要非常熟悉材料的性能，只有针对材料的性能进行合理的设计，机械设计才具有可实现性，机械设计材料的性能如下图所示。

图1机械设计材料的性能示意图

二是工艺因素。从机械设计到产品完成的过程中，材料要经过多种工艺流程。比如:可能要经过切割、拼接、焊接等。如果机械材料不适合批量加工，或者加工中容易出现问题，那么该材料就不能被轻易采用;反之，如果该材料既容易获取又容易工业加工，又能保证产品的性能，则在对产品进行机械设计时可先使用该材料。因此，在对机械产品进行设计时，不能不考虑工艺生产的因素，它也是选择使用某种材料时的一个重要的参考因素【2】。三是环境因素。机械产品会在怎样的环境中工作，是机械设计中必须考虑问题。环境因素对材料的影响非常大，比如金属材料有热胀冷缩的特性，它在高、低温环境下，状态不一样。如果机械设计时，不注意工作环境，将有可能使在恶劣环境工作的材料，在短时期内失去原有的性能，机械产品就将出现质量问题。因此机械设计必须熟悉机械产品的主要工作环境，根据不同的工作环境设计不同的机械产品，才能满足人们的需求。四是价格因素。机械产品要在市场上有足够的竞争力，就需要做合理的价格定位，具有高性价比的特质。因此，价格的因素是机械设计时必须参考的。机械产品的价格取决于很多环节，比如材料是否容易获取、材料是在当地获取还是需要远输、材料的加工成本、加工过程中的损失成本、保存的成本等。因此对机械产品进行设计时，要综合考虑到对价格产生影响的诸多环节，在满足性能的前提下，尽量选择价格低廉的材料，控制成本。

5、加强绿色制造的工艺措施

在机械设计的过程中需要对设计理念进行创新，不断改进设计的方案，将绿色环保观念贯彻进去，不断完善和更新传统的设计理念，将新型的设计要求与机械设计结合起来。与此同时，在注重环境保护的同时更加不能放松对经济效益的要求，做到环境保护和经济发展同时并举，在环境保护的基础之上，促进经济效益的最大化。目前，产品的绿色开发是对产品提出的新要求，只有不断对环境污染和生态破坏问题进行治理，才能够避免对周围环境的破坏。对于设计材料的使用对于合理控制环境污染也具有一定的意义。系统化的绿色机械设计理念对于原材料提出了更高的要求，以期在原料选择的源头上将环境污染控制在最小的范围之内。比如绿色垫条（图2）的使用，就能够有效实现绿色机械设计。

图2绿色垫条

6、逐渐树立创新理念

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，运用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的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，运用十分特别的创新思维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、新机构以及新原理，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，设计人员不断追求更高层次创新工作【3】。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接受有用事物，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。

结束语

综上所述，现代化机械设计的合理性是确保机械正常运转的关键所在，所以对于现代化机械设计的合理性进行研究具有重要的意义，能够有效促进机械的进一步发展。

参考文献：

[1]许鸿艳.讨论现代机械设计的方法及研究进展[J].湖南农机,2013,05:55+57.

第9篇：现代机械设计范文

关键词：现代技术 机械设计 系统化 智能化

机械设计是机械工业中最为关键的环节，能否做好现代机械设计是机械制造工业发展的关键因素。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。

1. 现代机械设计技术及其应用

1.1优化设计

优化设计是建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过计算机的数值计算，在一切可能的方案中寻求最优方案，使期望的指标达到最优的设计方法。它可以成功地解决解析法等其他方法难以解决的复杂问题。在机械工程领域中，根据机械设计理论、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计算技术自动找出设计问题的最优方案。

1.2 有限元设计

有限元分析技术是最重要的工程分析之一。随着计算机技术的发展，有限元设计在各个工程领域中不断得到深入的应用。有限元法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。这种方法灵活性很大，只要改变单元的数目，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。有限元法的基本理论要用到工程数学，力学等方面的知识。它不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题的求解，而且还可用在工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析。

1. 3 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。

1. 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. 现代机械设计方法及其发展分析

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。

2.1 机械设计全面化、系统化

传统机械设计的对象仅仅局限于“机械部分”，只考虑如何实现对象本身的功能，通常包括几何结构设计，可加工性设计，安全性设计，可维护性设计，而现代机械设计则全面走向系统化。现代机械设计把机械作为综合能量流、物质流、信息流的机、电、磁、光、液与软件高度融合的整体系统，这些机械系统的综合与整体作用在不断延伸人类的体能和智能。具体而言，现代机械设计把总系统分解为若干个子系统，采用现代设计的各种理论和方法，协调各子系统的匹配，达到系统化的目标，它强调从市场调研、用户要求、产品规划、产品设计、工艺设计、制造过程、质量控制、成本核算、销售价格、包装运输、售后服务、维修保养、报废处理和回收再利用等，进行产品全寿命周期综合最优化的系统设计。此外，现代机械设计还综合考虑人的生理和心理特征，设计对象的功能，环境保护的要求以及能源、材料、制造等系统因素，使设计既符合人的要求，又能优化设计，还能保护和改善环境，并且符合可持续发展战略。

2.2智能化和自动化

现代机械设计以计算机为主要载体，组合配套接口技术、网络技术，开发计算机硬、软件系统，实现设计的集成化、可视化、协同化、自动化、智能化，实现数字化设计和设计过程管理。基于范例推理和约束满足的设计方法的广泛应用，促成了智能CAD技术的产生。将人工智能与CAD技术相结合，进一步高了CAD系统的创造力。具有一定智能的专家系统主要用于方案综合和设计评价，近年来还出现了适合机械设计多解性的模糊设计以及模糊评判方法。基于现代机械设计所具有的智能化、集成化特点，CAD技术只有与人工智能、专家系统等技术充分结合，才能实现本身的智能化，进而促进计算机系统间的集成。当前，计算机已成为通用的设计工具，可建立模型来描述机械产品的各种工况，通过智能化处理，为产品设计提供了高效的设计方案。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

3.结语

现代设计方法在不断地发展、更新，永恒不变的主题是创新。在科技不断发展和多学科广泛交叉作用中，其内涵与外延将进一步丰富和扩展，系统化、科学化和计算机化的特点将进一步得到展现并走向结合，总的发展趋势是向科学化迈进。

参考文献：

[1] 杨海荣. 现代机械设计的创新方法研究[J].机电信息. 2011（18）