機械設計中現代設計探討

范高鋒++王清成++王延春

摘 要：伴隨著我國的經濟發展和科學技術的全面提高，人民群眾對于社會各類設施的期待也越來越高，機械設計作為我國發展的重要力量，一直受到廣泛的關注。若想讓機械產品更具有競爭的優勢，讓人們更加的接受它，就必須要把社會科學技術真正的應用到機械設計中去。本文結合了相關文獻理論基礎，對于目前我國機械設計中的現代技術進行了簡單分析。

關鍵詞：機械設計 現代設計 探討

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0073-02

自改革開放以來，我國的社會發展和技術水平不斷提升，人們的生活水平也在不斷的上升，各類新型技術的出現給人們的日常生活帶來了巨大的影響。機械一直都是我國社會不斷發展的重要保證，發展水平及發展方向始終受到人們的關注，如何才能夠有效的將現代設計技術應用到機械設計中去，是當前人們研究的主要課題之一，所以，對于當前正處于轉型期的社會而言，對機械設計中的現代設計應用進行研究具有重要的意義。

1 現代機械設計的特點

現代社會科技發展日新月異，各種現代化新技術和新的發明如雨后春筍不斷出現，各種電子技術以及機械技術與現代化的機械設備正在漸漸融合，各種機械器材的設計理論以及制作的方法都有了一定程度的改善。現代化機械設計過程也利用了計算機技術，來使得機械設計的過程更加合理，步驟更為清晰，同時還能夠使設計更加趨向于人性化。規范而有效的機械設計相比于傳統意義上的技術設計更具有遠瞻性和創新性的特點。首先，利用現代設計的理論方法來考慮整個產品的細節問題，可以比傳統機械設計方法更在的發現潛在問題，減少未來出現故障的可能，同時，現代化機械設計可以更加充分的考慮到產品的靜態屬性和動態屬性。另外，計算機技術的日益成熟可以運用到現代的機械設計方方面面中，優化現代設計的仿真性。

2 現代機械設計技術的應用技術

通過對大量機械產品的研究分析，現代設計在機械設計中應用較為廣泛的技術大致可以分為四大類，分別是能提高產品優良性能的設計技術，能夠滿足市場要求的創新設計技術方法，能夠優化產品使用壽命的設計技術以及發展綠色技術的設計技術。

2.1 提高產品性能的設計

機械產品必須具有優良的性能，只有良好的性能才能夠保證機械產品的生命力，提高產品優良性能的設計方法有很多，最重要的內容和特點有：

（1）能夠消除并及時的預防產品可能產生的故障，這種技術特點是圍繞產品的可靠性而設計的，主要是研究產品和系統所產生的故障的原因，來提出相應的解決方案。

（2）能夠提高材料抵御破壞能力的設計方法技術。當材料和結構在外界因素如高溫、電荷強度等的影響作用下，其性能會受到較大的影響，所以，其設計的重點是要提高產品的結構承受能力以及抗疲勞強度，來提高產品在各種工作環境中的使用壽命。

（3）解決物體表面的摩擦和潤滑等問題的設計技術。這種設計技術綜合運用了摩擦學的理論研究方法和基本數據，將產品的磨損降低到最低的水平，目的是為了降低產品原材料的消耗，節約了部分能源，同時提高機械裝置的可靠性，有效的提高設備的使用壽命，提高其在市場中的競爭力。

（4）防腐蝕的設計技術。這種設計技術要科學合理的選擇材料并制定出相應的加工工藝，來提高產品的抗腐蝕能力，防腐蝕的設計加工方法能夠有效的延長產品使用周期以及使用效率。

2.2 滿足需求的創新產品設計技術

當今社會市場經濟體制存在著強烈的競爭機制以及供求關系，在當今瞬息萬變的市場經濟中，產品的創新能夠有效的提高企業產品的核心競爭力，滿足顧客的市場需求同時提高企業的核心競爭能力，產品創新設計技術的主要特點包括：

（1）解決發明問題的創新技術。這種創新設計技術包含對新產品的適應性和變參數的設計，主要是在設計的起初階段運用創造性的思維來構建出一個原來并不存在的全新產品技術的過程，這是解決掉發明問題的非常重要的階段。適應性設計主要是為了滿足莫忠需要和要求，對現有的產品進行合理的改進，變參數設計是在原有的設計原理基礎上，對部分零件進行的完善和改進過程。

（2）復雜產品的創新設計技術。對于復雜的產品設計要利用到信息網絡的仿真虛擬技術來只能設計產品，這種設計方法能夠有效降低產品的功能與結構的復雜性以及組織過程與系統的復雜性。這種設計的核心就是概念的設計，設計的關鍵技術包括概念設計建模技術、產品的布局設計、產品的形狀設計、多目標協同工作技術以及產品方案的綜合評價技術等。當前主要是應用于航空航天事業、汽車制造行業以及數控機床等方面。

（3）降低設計成本，優化設計資源的設計技術。為了能夠在保證產品的功能與質量的條件下增強自身的市場競爭力，提高企業的經濟收益，就必須要優化產品資源，降低設計的產品的生產成本。這種設計技術是在設計目標產品的時候約束好一個基本的成本，以成本為前提，保證產品質量的基礎上，通過理論的分析計算，對于全過程的連續優化來降低成本，追求出更高的產品經濟效益以及社會的綜合運用性能。

（4）縮短產品的研究周期。在對新的機械產品進行研究設計的時候，可以利用三維的CAD系統來使新的產品繼承以往的數據信息，僅僅對其中的部分構造進行重新的計算和設計，提高新產品的研發效率，降低研究周期，盡量縮短產品從研發到投入市場的周期時間，來保證企業的核心競爭力。

2.3 提高產品壽命的設計

產品的整個壽命周期是指從產品的原材料選取加工制造開始，知道消費者使用完畢宣布產品報廢將其拆卸成原材料的整個過程，提高產品的全壽命周期設計技術主要包含以下幾個方面：

（1）具有集成特性的并行設計。這種設計技術是在產品的規劃和設計階段，將所有能夠支持產品全壽命使用周期的信息用并行的方式來對工藝規劃制造轉杯試驗、運輸、維護以及回收等相關環節綜合的整合起來，集成設計的目標，處理好各個任務間的耦合關系，應用計算機輔助系統來進行評價決策，達到降低成本，提高使用壽命的目的。endprint

（2）面向制造的設計方法。這種方法主要由面向制造的機械零部件結構模型、機械零部件結構設計、機械部件和整機裝配的設計、以及環境模擬裝配等，讓設計出的產品綜合性能最好，保證產品的設計制造的成功性。

（3）全壽命周期設計數據管理。這種設計技術主要是利用跨平臺數據集成于共享的PDM系統，來將網絡上不同的東西同系統之間形成一體化，高效且完整的將產品從規劃生產到報廢處理整個使用壽命周期內復雜的數字化信息記錄下來，是產品所需的重要數據完整的保留下來并進行有效的管理。

2.4 綠色產品的設計

綠色產品要求既能夠滿足使用的要求，同時還必須有利于環境的保護。當前人類正面臨資源短缺和人口過生的問題，設計綠色有效的產品也是社會向前發展的必然選擇和整體的趨勢。綠色的產品設計技術包含以下幾點：

（1）面向環境的技術。在產品的整個使用壽命期間，能夠有效的保護環境的關鍵技術包括綠色產品集成設計理論、綠色產品建模研究技術、綠色產品的環境指標等等。在保證不會影響到環境質量的情況下，具有優良的質量保證。

（2）面向能源的設計。這種設計技術是為了提高能源的利用效率以及降低資源的浪費，以保護環境為目的的設計方法。這種方法的設計即可以優惠能源的供給以及驅動的方式，同時還能夠有效的回收并實現能源的重新利用。在產品的功能特點等基本要素已經明確的條件下，在設計時確定產品的結構制定、材料選擇以及加工的工藝方法、可重新利用的能力以及是否具有裝配性，用最少的能源消耗來設計并生產出新的產品。

（3）面向材料選擇的設計。材料的選擇是綠色產品設計的關鍵所在，能夠在根本上來減少對環境的污染，同時降低能源的消耗。當前應用較為廣泛的設計方法有新材料實用化設計技術、材料回收以及二次利用的技術、基于材料選擇的CAD技術等等。

（4）人機工程設計技術是以人機工程學理論為研究基礎，面向人的產品設計技術。這種技術是以人的心里特點和生理特征為參考依據，利用科學的技術成果數據來設計的技術方法。目前所使用的關鍵技術有心里模型技術、人機界面設計技術、人機工程測量技術以及產品設計中的人機工程。

3 結語

現代設計在機械設計的應用主要是體現在創新性技術在現代機械設計中的應用。在整個智能化的機械設計中，基礎的設計細節是可以利用計算機來進行精準的計算的，選擇出最好的設計方法并且形成一套獨特的智能化設計體系，不僅僅可以有效的減少機械設計工作人員的工作量，同時還能夠大幅度提高機械設計的準確性以及設計的效率，為機械設計的不斷發展提供強大的技術支持。

參考文獻

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