當代機械設計方法和發展趨勢探索

【摘要】 隨著社會的進步和科技的發展，現代機械行業對產品的質量、性能、開發用時、成本和后期跟蹤服務方面的要求越來越高，為了適宜這一發展趨勢，現代機械設計體系已經將構建重點放在了設計水平、質量和效率的提升上，現代機械設計方法和設計原則是現代機械體系

構建的兩大支撐。

【關鍵詞】 現代機械；設計發展；趨勢

一、現代機械設計發展趨勢

無論市場上還是正待開發的機械設備，其更新換代的方法和渠道都可以通過以下途徑實現：第一種應用范圍較廣的是機械基本工作原理的改革；第二種是對機械的構建的材料和工藝結構進行改進，進而使得其技術性能得以提升；第三種則是通過對機械輔助功能進行強化，讓機械應用能夠與市場需求更為匹配。其中，第二種和第三種是機械設計發展中發展勢態較強，開發力度逐漸趨于成熟的設計方法。據筆者所知，機械基本工作原理改革的機械更新的應用方式是當下設計師所關注的改進方法。科技的進步會在一定程度上對機械類產品功能原理造成約束限制，不同時代的機械產品都具備一定的時代局限性，隨著時代的推移和發展，機械產品的原理和功能會更趨向于成熟。

二、現代機械設計工作所遵循的基本原則

（一） 機械功能的滿足

機械產品功能規定的構造滿足和實現是產品設計工作的最終目標，如果機械產品的功能不具備市場性，那么設計工作就失去了價值和意義。因此，各類機械產品的設計工作一定要遵循功能滿足的基本設計原則。

（二） 質量保障原則的遵循

機械產品與其他銷售類產品的應用場所不同，因此產品質量的保證是十分重要的一項設計原則，機械產品的使用價值是建立在可靠性有所保證的基礎之上的，只有這樣，產品的功能和價值才能夠得以發揮、體現。質量保障原則主要體現在以下幾個方面：1） 性能指標。所謂性能指標是機械產品各項技術指標的總稱，以機床為例，傳動系統運動精度和加工進度就是該類機械產品的性能指標，而高質量產品就是依靠技術指標的先進性才得以體現的；2） 可靠性。規定時間內產品完成規定任務的能力是評價產品可靠性的基本依據，機械類的產品只有在可靠性得到保障的基礎上，才能夠體現出實用價值。同時，可靠性也是機械產品性能正常發揮的依賴基礎；3） 穩定性。外載作用下產品平衡狀態恢復的性能表現是穩定性的評價標準；4） 剛度性。外載作用下狀態下，產品形變必須要控制在彈性形變的規定范圍內，才能保證機械的正常運作；5） 強度性。機械類產品的構件要具備能夠抵抗整體塑性變形、斷裂以及表面損傷等多種損傷的強度能力。

（三） 經濟合理原則

在機械產品的設計開發過程中，設計人員應該將設計開發成本和使用費用控制在一定范圍內，以此保證企業的經濟效益能夠最大化。

三、現代機械設計理論和實踐

在對機械產品的結構和構思進行描述時，許多設計師都借助了超媒體技術和三維圖形技術來加以展示。筆者所接觸的產品設計，在初期階段設計師輔助設計都是通過計算機完成的，而系統的開發環節則利用多了多媒體工具，期間還借助了設計方法學理論科學合理的引導。依照這樣的設計流程和方法，在考慮到系統開發方法學和系統工程理論產品設計技術的基礎上，結合數學系統理論，研究制作出適合產品設計開發初始階段所使用的多媒體開發系統軟件的產品。對上述設計開發過程的描述，可以將整個產品設計過程劃分為三個時期，分別為產品規劃期、產品開發期和生產規劃期。期間，設計工作都涉及到了虛擬現實技術的充分利用，保證產品設計的質量。

（一） 產品規劃期

產品外部特征的確定是這一工作時期的核心任務，最基本的像形狀、色彩構成、產品表面質量、人機工程安排布置等等因素，小組對規劃設計進行討論后，會利用CAD 立體模型將最初的設計規劃展現出來，并以簡裝模型的形式展現出產品外形。

（二） 產品開發期

這一時期的工作任務是以系統合成原理為依據，以立體模型為媒介，完成解元素的配置和集成，完成了功能實現性關鍵解元素的配置工作后，直接可以通過立體模型的產品配置開展分析工作，這是產品規劃和產品開發融合的重要過程和方法。

（三） 生產規劃期

解元素在產品相應位置的裝配過程可以在這一工作時期中利用CAD 技術和計算機來加以顯示，模擬產品裝配的過程中揭露了裝配間和造型之間的相互聯系，并由此突出產品制造的重難點所在，有利于設計生產問題的分析討論。

四、綠色制造的發展對技術創新的推進

隨著經濟全球化，行業內部的市場競爭也愈演愈烈，要想生產率有所提升，必然離不開現代化管理方法和高新技術的應用。就目前機械設計的發展狀況來看，當下產品設計技術的發展已經收到了綠色設計的影響，然而綠色設計制造的實施的過程十分復雜，評估指標體系和評估系統的構建是當務之急，只有這樣才能夠促使綠色設計制造研究和實施問題得以解決。這一創新設計技術發展的技術和概念已經處于發展狀態當中，值得期待。

五、機電一體化技術的充分利用

學科交叉和科技發展是時代進步的顯著特征，而機電一體化的應用能夠全面促進機械設計工作的學科發展。作為一種復合型較強的應用技術，它實現了微電子信息技術和機械技術的互相滲透，起到了極大的科學促進發展作用。整體最佳化的實現，讓其鞏固了控制論、信息論和系統論的應用技術地位，決定了現代機械設計發展的未來趨勢。

綜上所述，現代機械設計發展還有很長的一段路要走，隨著科技的發展和時代的進步，該設計工作的未來一定會日趨完善，最終帶領行業發展走向世界巔峰。

參考文獻

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