论文部分内容阅读
【摘 要】近年来，随着社会经济的快速发展和社会工业化建设进程的不断加快，机械工具作为现代工业生产发展的基础，起到了不可替代的作用，它是以质量、效益以及竞争力的提高为主要目标，其中又包含着信息流、物质流以及能量流的方面的内容，是一个系统的工程。本文将对现代机械设计特点进行分析，并在此基础上就机械设计技术、设计方法谈一下自己的认识和观点，以供参考。
【关键词】机械设计；技术；方法；研究
0.前言
所谓机械设计，实际上就是根据应用要求，对机械设备的原理、结构、运动以及能量传递等问题进行分析、研究，对零部件的规格、形状以及润滑状况等，进行构思，从而将给机械设备制作出来。从实践来看，机械设计是现代工业发展进程中不可或缺的关键环节，机械设计是现代机械制造业快速发展的核心所在。虽然当前的机械设计理念较之于传统的机械设计理念、模式，有了很大程度的提升和突破，但实践中我们依然要正视国内实际情况，即我国底层基础非常的薄弱，较之于西方工业发达国家，国内制造业仍表现出阶段性的整体不足。国内机械设备制造业的发展，通常是依靠于国外先进技术的引进，严重缺乏自主创新环节，这在很大程度上成为国内机械设计制造业快速发展的桎梏，加之研发资金严重短缺，导致机械制造业科研工作非常的滞后。据调查显示，虽然当前国内机械产品制造数量已达世界前列水平，但仍多是依赖传统的劳动密集型产品，而具有自主产权的现代高、精、尖产品数量非常的少，缺乏国际竞争力。虽然国内机械制造业产品数量和质量都有了一定程度的提升，但机电产品自身的质量、安全可靠性以及外观设计和性能等方面，依然还存在着很多的问题与不足。这些问题的存在，将成为我国机械设计与制造也发展的瓶颈，因此在当前的形势下，加强对机械设计技术的研究，具有非常重大的现实意义。
1.当前机械设计特点分析
随着电子计算机技术的广泛应用与现代科学信息技术的快速发展，使得现代机械设计技术和方法较之于传统的技术方法有了很大的改变，其特点主要表现在以下几个方面。
（1）传统机械设计过程中，实践经验占较大的比重，而且设计思维也表现出一定的被动性特点。然而，当前的机械设计技术已经有了很大程度的提升，激烈的市场竞争要求人们应当有更为大胆的设想，对设计目标进行创新和改进；同时，还要求充分利用当前最前沿的科技技术去对机械产品进行创新设计。
（2）传统机械设计的重点在于机械自身预设功能的实现，而当前的机械设计则主要是要求将设计对象放在一个大系统环境之中，對其进行系统化的设计，并且将预定的功能在人、机以及环境间合理分配。同时，还对人进行了非常深入的心理学，甚至生理学研究，目的在于真正实现人与机械的界面最优设计。在此过程中，要求充分考虑机械设备自原材料到加工装配，再到最后的投入使用和报废回收处理，即对其全生命周期进行研究，以确保自然与生态之间的平衡发展，只有这样才能实现人类社会的可持续发展。
（3）传统机械设计的重点在于强度准则，而当前则更注重优限单元法和断裂力学的应用，强化了人的设计能力。当前的机械设计，可根据给定条件，采用优化设计理论与方法，通过计算机技术的应用来获得最佳设计方案。同时，传统机械设计主要是依赖于手工操作，人的思维进度通常被该种缓慢操作所约束，实践中必须利用二维图形对其进行表达。而现代机械设计过程中则对其进行了创新，比如CAD技术的应用，即可有效解决上述问题，只需利用计算机及相关程序，就能够快速获得计算结果及相关信息数据；当前的计算机仿真技术可以对未来机器运转状态进行有效的描述，借助计算机网络获得后续信息，从而使设计人员可以及时对方案进行修正，以确保设计方案的全面性与综合性。
2.当前机械设计技术与方法
2.1机械设计技术
第一，节能环保技术。这一技术主要考虑的是高效益、低能耗与环境保护。
设计过程中确保能源利用率的最大化，充分考虑机械产品自身的结构布局、工艺和重复利用性，在材料选择时要注意满足节能之要求；在产品全生命周期中，可回收与否，对人体健康、环境等不会造成严重的损害，同时还要适当地兼顾机械产品质量。在机械材料设计过程中，应当充分考虑机械材料自身，以确保材料利用的最大化。同时，还要充分考虑人机合一、以人为本，兼顾科学合理性。
第二，优良的性能技术。当前机械设计过程中，应当充分考虑到机械产品自身的综合性能，具体包括以下内容。首先，实验技术及其可靠性设计。实践中，应当注意监测产品与系统不出现故障问题，分析检测故障，对预防、处治故障方法进行研究，以确保其性能可靠。其次，要对机械设计材料、结构性能以及载荷、温度等作用条件进行充分的考虑，确保其具有足够抗破坏性。
第三，系统动态技术。实践中，为确保全过程都能运行监测机械，对动态响应、频率以及运动等情况和结构的动态性特征进行分析研究，确保机械产品没有磨损，保证机械产品能够正常运行。
第四，全寿命周期技术。机械产品设计过程中，一方面要充分地考虑机械产品自身的功能性与结构特点，另一方面还要充分考虑被设计产品全寿命周期，其中包括产品设计规划、设计、生产加工、市场营销以及运行应用和维修保养，同时还包括最后的回收再利用。对机械设备进行全寿命周期设计，具有非常大的意义，即在整个设计过程中，都要充分地考虑被设计产品自身的生命历程及其各个环节，以确保产品全寿命周期设计过程中的综合优化。具体而言，全寿命周期设计技术又可分为以下三种，即并行设计技术、基于制造的新技术和被设计产品数据信息管理技术。在机械产品规划与设计阶段，采用并行方式对其全生命周期中所有后续阶段进行考虑，其中有规划、生产制造、装配、设备试验和检验、运输、营销以及应用维修和日常保养等环节；基于制造方法的全面评价与产品设计方案的改进，可得到目标较优的一系列设计方案，争取将被设计产品的设计与制造的一次完成。
2.2机械设计方法
实践中可以看到，机械产品设计方法有很多中，主要表现在以下几个方面：
第一，智能化方法。机械产品的智能化设计，其表现出以下几个方面的特点：基于设计理论，利用三维图形、智能化设计以及虚拟现实等技术，采用多媒体技术和工具，对机械产品进行开发设计，对产品构思进行表达、对产品结构进行描述。
第二，系统化方法。机械产品系统化设计，其表现出以下几个方面的特点：将设计作为由若干设计要素构成的一个整体系统，其中每一个设计要素不仅要求独立，而且还要存在一定的联系，同时还要具有一定的层次性，将全部设计要素有机地结合在一起，从而实现机械设计系统化。
第三，模块化方法。机械产品模块化设计，其表现出以下几个方面的特点：将具有部分功能的实现作为结构模块，然后将各结构模块进行优化组合，从而实现机械产品方案的有效设计。
3.结语
随着现代科技水平的不断提高，机械产品功能要求也在不断的增加，尤其是机械产品自身的复杂性在不断的提高，加之机械设备服役时间缩短，对机械产品设计水平提出了更高的要求。现代化机械设计主要是要面向市场与用户客观需求，当前的机械设计既要能够确保产品自身的基本功能实现，又要体现人性与环保设计理念。
【参考文献】
[1]潘玉维.远程机械设计技术的发展概况[J].商品与质量：学术观察，2012（05）.
[2]陈天熙.浅议远程机械设计[J].中小企业管理与科技，2010（10）.
[3]陈静.机械设计技术的发展现状与趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2011（01）.
【关键词】机械设计；技术；方法；研究
0.前言
所谓机械设计，实际上就是根据应用要求，对机械设备的原理、结构、运动以及能量传递等问题进行分析、研究，对零部件的规格、形状以及润滑状况等，进行构思，从而将给机械设备制作出来。从实践来看，机械设计是现代工业发展进程中不可或缺的关键环节，机械设计是现代机械制造业快速发展的核心所在。虽然当前的机械设计理念较之于传统的机械设计理念、模式，有了很大程度的提升和突破，但实践中我们依然要正视国内实际情况，即我国底层基础非常的薄弱，较之于西方工业发达国家，国内制造业仍表现出阶段性的整体不足。国内机械设备制造业的发展，通常是依靠于国外先进技术的引进，严重缺乏自主创新环节，这在很大程度上成为国内机械设计制造业快速发展的桎梏，加之研发资金严重短缺，导致机械制造业科研工作非常的滞后。据调查显示，虽然当前国内机械产品制造数量已达世界前列水平，但仍多是依赖传统的劳动密集型产品，而具有自主产权的现代高、精、尖产品数量非常的少，缺乏国际竞争力。虽然国内机械制造业产品数量和质量都有了一定程度的提升，但机电产品自身的质量、安全可靠性以及外观设计和性能等方面，依然还存在着很多的问题与不足。这些问题的存在，将成为我国机械设计与制造也发展的瓶颈，因此在当前的形势下，加强对机械设计技术的研究，具有非常重大的现实意义。
1.当前机械设计特点分析
随着电子计算机技术的广泛应用与现代科学信息技术的快速发展，使得现代机械设计技术和方法较之于传统的技术方法有了很大的改变，其特点主要表现在以下几个方面。
（1）传统机械设计过程中，实践经验占较大的比重，而且设计思维也表现出一定的被动性特点。然而，当前的机械设计技术已经有了很大程度的提升，激烈的市场竞争要求人们应当有更为大胆的设想，对设计目标进行创新和改进；同时，还要求充分利用当前最前沿的科技技术去对机械产品进行创新设计。
（2）传统机械设计的重点在于机械自身预设功能的实现，而当前的机械设计则主要是要求将设计对象放在一个大系统环境之中，對其进行系统化的设计，并且将预定的功能在人、机以及环境间合理分配。同时，还对人进行了非常深入的心理学，甚至生理学研究，目的在于真正实现人与机械的界面最优设计。在此过程中，要求充分考虑机械设备自原材料到加工装配，再到最后的投入使用和报废回收处理，即对其全生命周期进行研究，以确保自然与生态之间的平衡发展，只有这样才能实现人类社会的可持续发展。
（3）传统机械设计的重点在于强度准则，而当前则更注重优限单元法和断裂力学的应用，强化了人的设计能力。当前的机械设计，可根据给定条件，采用优化设计理论与方法，通过计算机技术的应用来获得最佳设计方案。同时，传统机械设计主要是依赖于手工操作，人的思维进度通常被该种缓慢操作所约束，实践中必须利用二维图形对其进行表达。而现代机械设计过程中则对其进行了创新，比如CAD技术的应用，即可有效解决上述问题，只需利用计算机及相关程序，就能够快速获得计算结果及相关信息数据；当前的计算机仿真技术可以对未来机器运转状态进行有效的描述，借助计算机网络获得后续信息，从而使设计人员可以及时对方案进行修正，以确保设计方案的全面性与综合性。
2.当前机械设计技术与方法
2.1机械设计技术
第一，节能环保技术。这一技术主要考虑的是高效益、低能耗与环境保护。
设计过程中确保能源利用率的最大化，充分考虑机械产品自身的结构布局、工艺和重复利用性，在材料选择时要注意满足节能之要求；在产品全生命周期中，可回收与否，对人体健康、环境等不会造成严重的损害，同时还要适当地兼顾机械产品质量。在机械材料设计过程中，应当充分考虑机械材料自身，以确保材料利用的最大化。同时，还要充分考虑人机合一、以人为本，兼顾科学合理性。
第二，优良的性能技术。当前机械设计过程中，应当充分考虑到机械产品自身的综合性能，具体包括以下内容。首先，实验技术及其可靠性设计。实践中，应当注意监测产品与系统不出现故障问题，分析检测故障，对预防、处治故障方法进行研究，以确保其性能可靠。其次，要对机械设计材料、结构性能以及载荷、温度等作用条件进行充分的考虑，确保其具有足够抗破坏性。
第三，系统动态技术。实践中，为确保全过程都能运行监测机械，对动态响应、频率以及运动等情况和结构的动态性特征进行分析研究，确保机械产品没有磨损，保证机械产品能够正常运行。
第四，全寿命周期技术。机械产品设计过程中，一方面要充分地考虑机械产品自身的功能性与结构特点，另一方面还要充分考虑被设计产品全寿命周期，其中包括产品设计规划、设计、生产加工、市场营销以及运行应用和维修保养，同时还包括最后的回收再利用。对机械设备进行全寿命周期设计，具有非常大的意义，即在整个设计过程中，都要充分地考虑被设计产品自身的生命历程及其各个环节，以确保产品全寿命周期设计过程中的综合优化。具体而言，全寿命周期设计技术又可分为以下三种，即并行设计技术、基于制造的新技术和被设计产品数据信息管理技术。在机械产品规划与设计阶段，采用并行方式对其全生命周期中所有后续阶段进行考虑，其中有规划、生产制造、装配、设备试验和检验、运输、营销以及应用维修和日常保养等环节；基于制造方法的全面评价与产品设计方案的改进，可得到目标较优的一系列设计方案，争取将被设计产品的设计与制造的一次完成。
2.2机械设计方法
实践中可以看到，机械产品设计方法有很多中，主要表现在以下几个方面：
第一，智能化方法。机械产品的智能化设计，其表现出以下几个方面的特点：基于设计理论，利用三维图形、智能化设计以及虚拟现实等技术，采用多媒体技术和工具，对机械产品进行开发设计，对产品构思进行表达、对产品结构进行描述。
第二，系统化方法。机械产品系统化设计，其表现出以下几个方面的特点：将设计作为由若干设计要素构成的一个整体系统，其中每一个设计要素不仅要求独立，而且还要存在一定的联系，同时还要具有一定的层次性，将全部设计要素有机地结合在一起，从而实现机械设计系统化。
第三，模块化方法。机械产品模块化设计，其表现出以下几个方面的特点：将具有部分功能的实现作为结构模块，然后将各结构模块进行优化组合，从而实现机械产品方案的有效设计。
3.结语
随着现代科技水平的不断提高，机械产品功能要求也在不断的增加，尤其是机械产品自身的复杂性在不断的提高，加之机械设备服役时间缩短，对机械产品设计水平提出了更高的要求。现代化机械设计主要是要面向市场与用户客观需求，当前的机械设计既要能够确保产品自身的基本功能实现，又要体现人性与环保设计理念。
【参考文献】
[1]潘玉维.远程机械设计技术的发展概况[J].商品与质量：学术观察，2012（05）.
[2]陈天熙.浅议远程机械设计[J].中小企业管理与科技，2010（10）.
[3]陈静.机械设计技术的发展现状与趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2011（01）.