董海亮 景許

摘 要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給各個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大變革，在當(dāng)前的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)，變化更加明顯。先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，使得傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了改變，其不僅提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，同時(shí)還提升了企業(yè)效益。文章就此對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中的現(xiàn)代設(shè)計(jì)展開了研究，具體內(nèi)容供大家參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；現(xiàn)代化；設(shè)計(jì)

前言

在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與現(xiàn)代化設(shè)計(jì)并存，而傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)注重的是積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，重視用戶體驗(yàn)；現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)則更加重視采用科學(xué)化的設(shè)計(jì)方法和手段，重視設(shè)計(jì)的精確度。在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中，兩者之間都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但是其相互融合互補(bǔ)，推動(dòng)著機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步。

1常用的傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法

1.1常用的傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法

1.1.1理論設(shè)計(jì)

理論設(shè)計(jì)是在長(zhǎng)期的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐中對(duì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)產(chǎn)生的理論及將相關(guān)數(shù)據(jù)作為依據(jù)對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，彎曲強(qiáng)度計(jì)算模型，將輪齒視作是等強(qiáng)度的懸臂梁，并假設(shè)僅存在一對(duì)齒輪呈現(xiàn)嚙合狀態(tài)，全部荷載均集中于齒頂，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)只對(duì)周向力的作用進(jìn)行考慮。

1.1.2經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)某類機(jī)械零件設(shè)計(jì)及其使用狀況對(duì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，根據(jù)此類經(jīng)驗(yàn)采用類比設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)典型結(jié)構(gòu)形狀的零件設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多，如箱體結(jié)構(gòu)、軸結(jié)構(gòu)等。

1.1.3模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)于具有巨大尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的重要零件，尤其是重型機(jī)械的相關(guān)零件，通常采用模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方式，是按照一定比例制作縮小的零件模型，對(duì)零件模型實(shí)施性能測(cè)試，各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。基于測(cè)試結(jié)果和相關(guān)結(jié)論科學(xué)改進(jìn)初步設(shè)計(jì)。

1.2常用的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法

1.2.1可靠性設(shè)計(jì)

在進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，零部件可靠性設(shè)計(jì)特指一定時(shí)間和條件范圍內(nèi)所完成功能的能力，可以把設(shè)計(jì)變量作為隨機(jī)分布變量，結(jié)合產(chǎn)品可靠性要求，借助概率統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算出零部件與元器件結(jié)構(gòu)參數(shù)。同時(shí)概率理論認(rèn)為獨(dú)立化安全系數(shù)并無(wú)意義，必須聯(lián)系相關(guān)性和可靠性，以滿足機(jī)械設(shè)計(jì)要求。

1.2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，優(yōu)化設(shè)計(jì)特指在符合設(shè)計(jì)限制條件的情況下，計(jì)算滿足最優(yōu)效果的設(shè)計(jì)參數(shù)解，在計(jì)算機(jī)軟件強(qiáng)大功能的支持下，確定零部件實(shí)際參數(shù)和尺寸，滿足機(jī)械設(shè)計(jì)中強(qiáng)度和剛度的要求，降低機(jī)械設(shè)計(jì)的盲目性，獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果。

1.2.3 CAD輔助設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)人工化設(shè)計(jì)模式不斷發(fā)展過(guò)程中，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)CAD繪圖功能取替手工繪圖，融合設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和智慧，通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)功能進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)，近似計(jì)算被精確計(jì)算取代，緩慢的手工繪圖被高速的計(jì)算機(jī)繪圖取代，在融合中使設(shè)計(jì)理論和結(jié)果不斷完善。

2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)劣分析

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)獲得廣泛的支持和應(yīng)用，從時(shí)代角度上看，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法從運(yùn)用、操作、實(shí)驗(yàn)以及分析中，均是在真實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立，設(shè)計(jì)開放性極高，可以從各個(gè)專業(yè)角度上進(jìn)行篩選和探查?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于設(shè)計(jì)方法便捷性，應(yīng)用大量的設(shè)計(jì)軟件與設(shè)計(jì)設(shè)備，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，在短時(shí)間內(nèi)獲取機(jī)械產(chǎn)品模型，并加以更新和優(yōu)化，不斷完善機(jī)械產(chǎn)品功能，最終投入使用。而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的劣勢(shì)是由于設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單化，對(duì)設(shè)計(jì)人員的入職門檻設(shè)置較低，只要有些許經(jīng)驗(yàn)或是理論就可以從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作，增加市場(chǎng)偽劣產(chǎn)品數(shù)量，誤導(dǎo)消費(fèi)，不利于機(jī)械和制造市場(chǎng)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

3現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)

第一，進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，首先要考慮整個(gè)產(chǎn)品的生命過(guò)程，以及各階段設(shè)計(jì)的功能性和細(xì)節(jié)問(wèn)題，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題避免故障發(fā)生。

第二，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)不能只考慮產(chǎn)品的靜態(tài)屬性，還要考慮實(shí)行過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)屬性，以及產(chǎn)品和外部環(huán)境的信息、物質(zhì)和能量的交換。

第三，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)必須有先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、模型方法和進(jìn)取的工作態(tài)度，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者構(gòu)思能力，開發(fā)出創(chuàng)新性的產(chǎn)品。

第四，計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生是科學(xué)發(fā)展進(jìn)步的標(biāo)志，已經(jīng)應(yīng)用到我們生活當(dāng)中，因此現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)也逐步進(jìn)入計(jì)算機(jī)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)基本上都利用計(jì)算機(jī)的協(xié)助來(lái)完成，而現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)都要依靠計(jì)算機(jī)的輔助來(lái)實(shí)現(xiàn)。

第五，數(shù)字化和智能化是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的核心。利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)管理，能保證資源的準(zhǔn)確運(yùn)用、優(yōu)化流程、提高設(shè)計(jì)效率、確保設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)。隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用，智能化隨之興起，機(jī)械設(shè)計(jì)由于智能化的融合變成的模糊化，設(shè)計(jì)人員只需在設(shè)計(jì)構(gòu)思理念上花費(fèi)精力即可，但是設(shè)計(jì)人員對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)要有豐富的經(jīng)驗(yàn)和超強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力，不斷考慮傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式與現(xiàn)代化科技相結(jié)合，構(gòu)成一套科學(xué)的智能化體系，從而大幅度減少設(shè)計(jì)者們的工作量，提高設(shè)計(jì)效率，效果更精準(zhǔn)更完美。

第六，機(jī)械設(shè)計(jì)需要綠色化與發(fā)展。社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，環(huán)境不斷惡化難以恢復(fù)，資源不斷減少難以再生，因此現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源，減少生產(chǎn)中帶來(lái)的污染和浪費(fèi)?，F(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)要從設(shè)計(jì)的開始階段就灌輸設(shè)計(jì)者們綠色化設(shè)計(jì)思想，并把綠色化延伸到整個(gè)產(chǎn)品生命周期中去，減少資源浪費(fèi)和降低環(huán)境污染，考慮廢棄物的回收再利用。隨著市場(chǎng)的多元化需求，機(jī)械設(shè)計(jì)不但綠色化設(shè)計(jì)還要根上市場(chǎng)變化向多元化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。

第七，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)化及科技力量。從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)計(jì)，能把原有的機(jī)械性能和制造技術(shù)更新升級(jí)，提升到嶄新的高水平階段，形成完善的整體設(shè)計(jì)系統(tǒng)，給企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，市場(chǎng)的人才競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，就要不斷的培養(yǎng)高科技人才、挖掘高科技人才，來(lái)更新設(shè)計(jì)技術(shù)為企業(yè)注入力量。

4現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的發(fā)展趨勢(shì)

4.1精密化

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度非常快，伴隨著廣大群眾物質(zhì)生活能力的提升，人們的認(rèn)知也在變化，比如人們更加關(guān)注產(chǎn)品品質(zhì)，更加注重精細(xì)化。一些電子產(chǎn)品以及航空用品等的設(shè)計(jì)都需要高度精確。因此，精密化必將成為行業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，有助于我們提升產(chǎn)品的品質(zhì)。

4.2智能化

隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也將會(huì)迎來(lái)新的春天。尤其是近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及使得機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。智能化必將成為今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的主要發(fā)展方向，它更加適應(yīng)時(shí)代潮流，是大勢(shì)所趨。

4.3綠色化

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人們的思想意識(shí)也開始在無(wú)形之中發(fā)生變化，比如人們更加關(guān)注生態(tài)健康，注重環(huán)境保護(hù)。近年來(lái)，國(guó)家大力發(fā)展環(huán)保事業(yè)，推廣綠色生產(chǎn)，這同樣適用于我們的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域。具體來(lái)講，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中融入環(huán)保理念，能夠幫助我們降低制造過(guò)程中對(duì)生態(tài)造成的污染。綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)更加符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)就是高精度、高效率、智能化和綠色化的設(shè)計(jì)，是知識(shí)和學(xué)科的融合過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)智能化、數(shù)字化不斷發(fā)展，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)將更加的完善與成熟，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證市場(chǎng)需求，推動(dòng)各個(gè)行業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王華.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的融入分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017，44（04）：22+32.

[2]浦嘉浚.三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2017（04）：180.

[3]萬(wàn)斌.芻議機(jī)械設(shè)計(jì)中的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（06）：21-22.

[4]林朝.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究論述[J].科技傳播，2016，8（08）：155-156.

[5]劉翔.汽車機(jī)械式變速器的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法研究[J].科技風(fēng)，2015（18）：141.