現代機械設計的創新方法研究

劉興權

摘 要：對于工業來講，它的發展離不開機械設計。只有不斷的設計出高品質的產品，才可以更好的為社會貢獻力量。透過機械設計相關的創新思想以及相關設計等方面詳細講述了其創新的有關內容。

關鍵詞：機械設計；創新；方法

作為規模龐大的硬件，機械的設計工作不單單要有詳實的專業技術，同時還要有足夠的耐心，并且要確保工作者工作細致。在過去的時候要想做好設計工作只要按照上述的規定來開展就行。但是在當前時期要想做好就必須有創新精神。

1 設計者要有創新思想

要打破過去的思維定式，要進行不斷的創新，規定工作者要具有創新的思想，而且要將這種思想用到具體的工作中去。創新就表示要打破過去的定式思想，要使用新的思想來分析問題。創新不論是對于國家亦或是區域來講都是非常關鍵，對于設計人員來講，假如不具有創新水平，其活動就不能夠被認可。任何優秀而且有一定水平的設計人員要時刻謹記創新思想，要通過創新思想來分析內容，進而結合自身的知識來開展好工作。接下來詳細的分析創新思想。

第一，創新有著較高的獨創意義，也就是說要勇于打破所有的傳統思想，要尋求更為有效的思想措施。獨創性會使得設計內容在思想上更為脫俗，積極的追求更高領域的發展。

第二，創新有著較高的實用意義，其展示在可以適應市場，并且能夠有效的進行生產。

第三，有著強大的突破性特點，規定工作者要打破定向思想，要學會使用全新的技術，要不斷的探索新的理念，為設計創造全新的發展空間。

第四，還應該有良好的聯動性。所謂創新思維其實就是聯動思維，其涵蓋了水平方向以及豎向和反向三類，它們規定我們要從不一樣層次來思索，進而得到最為優秀的內容。

2 做好設計優化發展

當前的優化設計在開展的時候是將數學規劃當成前提，將電腦當成是設備，在積極的分析相關制約條件的背景下，不斷的尋求最佳規劃。它是當前使用眾多措施中比較優秀的一類，它的中心設計思想體現了時代的發展特色。

我們國家在該方面已經做了很多的研發，探索出了很多優秀的設計程序，而且在設計領域得到了非常好的反響。不過該措施并沒有應用到所有的設計領域之中。我們可以肯定該設計措施是有效的，其不單單規定工作者應該有非常強大的專業水準，還要確保他們敢于積極創新，要在過去的前提下積極的追求新的發展，進而合乎發展需要，而且不斷變化發展。

使用該設計措施，能夠保證我們考慮到很多層次的內容，能夠更為合理的處理問題。能夠保證我們獲取更為精準的設計信息，縮減設計所用的時間。是當前設計工作中非常關鍵的一個要素，它把設計先進理念融匯到設計里，一直在尋求最為優秀的設計理念，提升了設計的品質，確保了設計徹底的打破了傳統設計模式。

3 關于機械設計的變型設計

此處講到的定型設計，具體的說是在之前的產品的開展全新的探索活動，確保零件尺寸更合乎規定，產品更為通用，更加的具有系列化特征，進而可以更加完美的合乎使用人的規定。

我們將產品功能、原理和結構都相同，而尺寸和性能參數不同的設計稱為縱系列產品的設計變型；將在基礎型產品的基礎上擴展功能的設計稱為橫系列產品的設計變型；另外，設計具有先進動力參數的不同類型產品我們稱之為跨系列產品的設計變型。通過上述的分析得知，定型設計能夠在確保產品功效以及理念不改變的背景之下，結合使用人的規定，調節其他的一些數值，進而得到更為合理的產品。

機械產品三維參數化變型設計是以拓撲約束、尺寸約束、工程約束驅動為技術基礎的變型設計方法中的一種。傳統參數化設計對部分特征驅動尺寸做出修改，使其他關聯尺寸得到相應調整，從而得到結構相同但尺寸不同的系列零件三維模型；三維參數化變型設計不僅包括這些，而且涵蓋了三維參數化模型驅動后與之相關聯的工程圖的視圖位置、比例、尺寸、注釋、BOM表等相關信息的自動更新，生產制造的下游工裝夾具、工藝規程規劃、NC代碼等的參數化關聯設計，乃至整個產品生命周期的參數化設計。通過分析我們得知，機械設計本身是一個非常深奧的學科知識，其涵蓋非常多的要素，因此具體的設計措施也應該是多樣化。身為眾多設計措施中的一類，定型設計思想的超前性，以及其他的一些特點使得該項設計工作打破了之前固定的設計理念，朝著更為精準合理的方向發展邁進。

4 反求設計

在探索該項內容的時候，要著重分析如下的技術內容：

（1）研發更為有益處的測量措施和機械，提升精確性，減小測量誤差Δ測。

（2）研究更加實用的三維重構方法和軟件系統，提高計算精度，減小計算誤差Δ計。

（3）將人工智能技術、數理統計理論、精度設計等多學科技術合理融合運用，形成一種獨特的設計參數還原技術，有效地解決原始設計參數還原問題。

（4）研究能滿足反求工程Ⅱ要求的產品主模型技術，形成描述產品裝配關系的建模體系，以利于原始設計參數的還原。

（5）開發具備原型產品設計精度分析功能，可實現原始設計參數還原的軟件。

現階段國內外反求工程所構造的CAD模型，基本上僅為幾何形狀重構，談不上滿足一定要求的“精度設計”和“精度制造”。為說明這一點，以下引入反求工程所獨有的3個參數的概念：重構參數、實物原型參數和原始設計參數。反求工程Ⅱ設計階段的結果是重構的CAD三維模型，這種CAD模型自然具有各種參數（主要是幾何形狀參數）。這些參數是反求工程依據測量點數據經擬合運算得到的，體現在重構的CAD模型上，故被稱為重構參數。通常來說，反求項目并不是直接的對具體物體進行測量，所以具體物體的數值是未知的，當前，最初始的設計數值也是未知的。

目前，反求工程均使用重構后的模型參數作為制造產品的原始參數，即用重構參數去制造產品。這里我們來比較一下重構參數（制造產品的原始參數）與原始設計參數（制造原型的原始參數）之間的誤差：在重構的計算中，不可避免地會產生誤差，記其為計算誤差Δ計；在對零件或原型進行測量時，會產生測量誤差Δ測；零件或原型本身也帶有誤差，包括制造原型時產生的制造誤差Δ制和原型在使用中的磨損和破損誤差Δ損。原型是用原始設計參數制造的，現有產品是用重構參數制造的，所以這2個參數之間存在重構誤差Δ構。因此，用重構參數作為原始參數制造的產品若被置于原型的環境下工作，在某些情況下會達不到要求。

5 結束語

當前的設計工作是不能夠脫離創新而獨自存在，設計工作者要具有創新思想，要切實的體現出自身的創造能力，而且要熟悉當前的分析設備，進而設計出品質更高，更加能夠符合使用者規定的設備，上述內容是存在于設計發展的整個階段的必然規定。

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