現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法及研究（2）

陳華金　劉宏

摘要：機(jī)械工程出現(xiàn)的時(shí)間比較早，一直處于不斷發(fā)展的過(guò)程中。到了現(xiàn)代，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械設(shè)計(jì)的方法也有了很大地變化。因此，進(jìn)行有關(guān)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的研究十分必要。本文將結(jié)合現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，分析和研究現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的方法，希望能促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)；方法；研究

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)涵蓋的內(nèi)容不斷增多，新技術(shù)、新工藝層出不窮。但是，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求也不斷提高。機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要滿足人們基本的使用要求，同時(shí)還要具有運(yùn)行操作便捷、外形獨(dú)特等特點(diǎn)。由此可見，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的難度不斷增大。因此，必須要針對(duì)現(xiàn)代人們的實(shí)際需求進(jìn)行有關(guān)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的研究。本文將從介紹現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)人手，介紹計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)方法以及系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法。

1.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械的要求不斷提高?，F(xiàn)代機(jī)械能實(shí)現(xiàn)的功能比較多，種類也比較多，結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜。通過(guò)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械的分析和研究，從實(shí)現(xiàn)功能角度可以將機(jī)械分成動(dòng)力系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等。而這些系統(tǒng)又可以按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將其分成各種子系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法而言，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)具有一定的特點(diǎn)。第一，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械的工作原理、外觀、結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)方式等內(nèi)容的要求比較高，這對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求：第二，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)涉及到的學(xué)科專業(yè)比較多，是一項(xiàng)綜合性比較強(qiáng)的工作。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)不僅涉及到力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、機(jī)械電子學(xué)等專業(yè)內(nèi)容，同時(shí)還涉及到美學(xué)、控制學(xué)等專業(yè)。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)只有綜合應(yīng)用這些專業(yè)知識(shí)，才能保證設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)方法

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，改變了機(jī)械設(shè)計(jì)的方式。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（computer Aided Design），人們通常將其簡(jiǎn)稱為CAD，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有重要的地位。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中包括兩部分的內(nèi)容。第一部分是硬件系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)能夠運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)。第二部分是軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)又可以細(xì)分成系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等具體的內(nèi)容。

應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的具體流程如下所述。首先，要建立數(shù)學(xué)模型。一些比較常見的機(jī)械都有固定的數(shù)學(xué)模型，不需要設(shè)計(jì)者再重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，是進(jìn)行程序框圖設(shè)計(jì)。再次，是編寫程序。主要是依靠上一步設(shè)計(jì)的程序框圖進(jìn)行程序編寫。最后，是調(diào)試程序。只有當(dāng)調(diào)式的結(jié)果和手工計(jì)算的結(jié)果完全相同時(shí)才可以將設(shè)計(jì)結(jié)果投入使用。

3.系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)比較關(guān)注產(chǎn)品的功能，對(duì)于其他方面的關(guān)注度則比較低?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)則打破了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的理念，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中使用了很多先進(jìn)性的技術(shù)，從而使得現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸向系統(tǒng)化的發(fā)現(xiàn)發(fā)展，設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品更加先進(jìn)。機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的改造來(lái)提高機(jī)械產(chǎn)品的性能。而改造的方式和手段是多種多樣的，可以改變機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，可以使用新的技術(shù)等，但無(wú)論是哪一種方式都可以帶來(lái)巨大的效益。也正是因?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)具有這樣的優(yōu)勢(shì)，它才能獲得快速的發(fā)展，成為促進(jìn)工業(yè)發(fā)展的源動(dòng)力之一。

現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，使得人們對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的要求不斷提高，進(jìn)而使得機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜、更新?lián)Q代的速度不斷加快。在這種背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。雖然機(jī)械設(shè)計(jì)的手段有很多，但其中有很多機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和手段已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展的需要。

系統(tǒng)化的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和普通的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和手段不同，系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法是多種機(jī)械設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)稱，是將機(jī)械設(shè)計(jì)理念從抽象概念轉(zhuǎn)化為具體內(nèi)容的一種方法。采用系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法需要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行細(xì)分，將其分成不同的層次，并且要明確每一層的具體任務(wù)和目標(biāo)，從而按照由淺到深的原則逐漸將抽象的設(shè)計(jì)理念具象化。相比于其它的機(jī)械設(shè)計(jì)方法而言，系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法也具有一定的特點(diǎn)。其中最為突出的特點(diǎn)就是將機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程看成是由多個(gè)子過(guò)程組合成的一個(gè)系統(tǒng)。而系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程則是針對(duì)這些子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。但在進(jìn)行子系統(tǒng)劃分時(shí)還應(yīng)掌握一定的技巧。第一，子系統(tǒng)劃分的數(shù)量要控制在合理的范圍內(nèi)，過(guò)多或者過(guò)少都不利于設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行：第二，在選擇子系統(tǒng)分界點(diǎn)時(shí)應(yīng)盡量選擇一些要素組成比較簡(jiǎn)單的地方：第三，要保證機(jī)械系統(tǒng)工作時(shí)涉及到的物流、信息流處于流通狀態(tài)，不能出現(xiàn)物流、信息流中斷的現(xiàn)象；第四，在進(jìn)行子系統(tǒng)劃分時(shí)應(yīng)明確每一子系統(tǒng)的具體功能和想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。而且還應(yīng)根據(jù)具體的功能要求對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行分解，直到不能再分為止。

4.結(jié)語(yǔ)

總之，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求不斷提高。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。在這種背景下，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)而言，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的水平有了很大提高，采用的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段愈加多樣化。