傳統機械設計與現代機械設計優劣的對比分析

葉 紅

（武漢軟件工程職業學院，武漢 430205）

在機械設計領域，傳統機械設計與現代機械設計并存。傳統機械設計更為注重對具體的設計經驗進行積累，且更為重視用戶體驗；現代機械設計則相對重視采用科學性較強的設計方法和設計手段，更為重視設計的精確性。在機械設計實踐中，二者具有各自的優點和劣勢，但可以實現融合互補。因此，有必要深入分析兩者的優劣，以推動機械設計技術進步。

1 常用的傳統機械設計與現代機械設計方法

1.1 常用的傳統機械設計方法

1.1.1 理論設計

理論設計是將長期的機械設計實踐中對相關經驗進行總結產生的理論及將相關數據作為依據對機械進行設計。例如，彎曲強度計算模型，將輪齒視作是等強度的懸臂梁，并假設僅存在一對齒輪呈現嚙合狀態，全部荷載均集中于齒頂；只對周向力的作用進行考慮，如圖1所示危險界面上的彎曲應力。

1.1.2 經驗設計

通過對某類機械零件設計及其使用狀況對相關經驗進行歸納總結。在機械設計中，根據此類經驗采用類比設計。經驗設計典型結構形狀的零件設計中應用較多，如箱體結構、軸結構等。零件示意圖如圖2所示。

圖1 Lewis懸臂梁模型

圖2 標準直齒輪二維結構示意圖

1.1.3 模型實驗設計

對于具有巨大尺寸和復雜結構的重要零件，尤其是重型機械的相關零件，通常采用模型實驗設計。該設計方式，是按照一定比例制作縮小的零件模型，對零件模型實施性能測試，各項設計指標進行檢驗。基于測試結果和相關結論科學改進初步設計。

1.2 常用的現代機械設計方法

計算機輔助設計，即利用計算CAD軟件對機械進行設計，涵蓋機械設計的各個環節。CAD技術能有效結合計算機數據存儲及處理能力與創造性的機械設計思維能力，可基于機械設計的物理模型實現數字模型的轉化，并通過計算機對之進行分析處理。CAD技術能實現三維建模及自動繪圖，有效提高機械設計質量和大幅度降低設計成本，并能有效縮短機械設計周期。

2 傳統機械設計與現代機械設計特點對比

第一，傳統機械設計呈現出顯著的精益求精的設計特點。傳統機械設計，其相關機械產品的設計實施，通常經歷了次數較多的實踐探索，具備極為豐富的實踐經驗設計基礎。一般情況下，傳統機械設計，其設計的具體執行，在設計之初即確定了水平較高的設計目標，隨著每一帶機械設計產品的設計生產和投入使用，都實現了對上一代機械設計產品的技術更新和完全更替，呈現出更加良好的機械使用性能，操作方法也日趨便捷。但是，傳統機械設計在設計特點方面也存在一定的劣勢，具體體現在如下方面：在傳統機械設計研究過程中，具有較強的復雜性和難度，諸多機械設計技術方面的難題難以在短期內獲得突破性成果，且缺乏較高的機械設計成功率。另外，在傳統機械設計過程中，存在諸多不確定性因素，其機械產品的設計過于依賴設計工作人員的設計工藝水平和實踐經驗，且難以有效控制機械設計的具體過程，極易產生各類人工失誤。

第二，相對于傳統機械設計，現代機械設計滿足了對各類強度準則相關要求，實現了對機械設計各項參數控制的有效強化。當前，在現代機械設計領域中，各類先進的理論技術研究成果，諸如有限單元法以及斷裂力學相關理論技術得到了日漸廣泛的應用，有效提高了現代機械設計的技術水平，強化了現代機械設計強度，并達到了現代設計相關準則的要求，使之在更多技術生產領域得到了應用。當前，機械產品的消費者已經不單純滿足與對機械產品使用性能的要求，日益注重機械產品帶來的良好用戶體驗和精神享受，這就對機械產品設計提出了更高的藝術觀感和審美要求。而現代機械設計憑借先進的技術優勢，設計生產的機械產品具有良好的藝術觀感和審美品位，能給消費者帶來良好的用戶體驗。

3 結語

綜上所述，傳統機械設計與現代機械設計各自具備相應的優點和劣勢。在未來的機械設計中，要深入考察兩者的優劣，在此基礎上，積極探究有效措施，實現傳統機械設計與現代機械設計工藝的有效結合，對機械設計的相關工藝及技術方法進行妥善處理，實現揚長補短，優勢互補，大幅度提升機械設計產品用戶體驗。

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