现代机械设计方法的发展过程及其面临的形势

现代机械设计方法的发展过程及其面临的形势

李兆岩

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摘要：机械制造业是国民经济发展和现代化建设中的基础产业，其创新发展具有十分重要的意义，现代机械设计要融入最新的科技和思想，持续地进行创新。

关键词：现代机械设计；方法；机械制造；发展过程

引言

机械设计制造水平是一个国家科技水平高低的重要标志。随着科学技术的进步和计算机网络的广泛应用，机械设计方法也随之产生了翻天覆地的变化。科技的新成果不断丰富着机械设计的思想、理论和方法，不断地推动着机械设计的发展和变革，机械制造技术在多年的发展中取得了长足的进步，并不断地得到完善。

一、机械设计的分类 

在当今社会中，机械行业得到了快速的发展，各种机械的种类也在不断地增加，它们的工作原理也在不断地发生着变化，与之相对应的工作特征和性能也在不断地发生着变化，这些机械的设计也就会呈现出各自的特点。从机械设计的角度来看，机械设计可以分为三类：新型、继承设计和变型设计。

（一）变型设计 

变型设计是指设计者为了满足使用者的新的使用要求，在已有的机械设计图纸上做一些改动（例如增加或删除），从而设计出与原来不同的机械。

三类机构设计的共同点就是机构设计的科学性、合理性和创新性。其差异主要表现在三个方面，新设计更加重视创新，设计出新产品；“承袭式”是指对原来的机器进行改造，侧重于经济；至于改造，就是将陈旧的机器重新改造一番，以适应现代化的需要。

（二）新型设计 

新设计是将经实践证明是切实可行的技术或已被证明是成熟的设计方法运用于新产品。

（三）继承设计 

继承设计是指机械设计人员利用自身丰富的经验和现有的设计技术，对已经存在的机器进行重新设计，改造，以提高其工作性能和工作效率，降低生产成本。

二、现代机械设计方法的发展过程及其面临的形势 

　（一）现代机械设计面临的现状

在现代机械设计中，存在着如下的趋势。首先，它是一个跨界的设计；其次，将设计的目标从单一的内容转移到了系统的内容上；第三是由单一设计向多人合作的转变；第四，新产品的快速更新，使新产品的设计具有一定的规律性；第五，随着科学技术的发展，现代设计的需求也随之发生变化。

（二）现代机械设计方法的发展过程 

为了满足机械设计发展的需要，在科技快速发展的情况下，机械设计要紧跟时代的脚步，强化现代化设计的工作要求，而且要保证质量，要保证质量，所以就出现了对现代设计方法进行探讨和研究的思想。现代设计方法包含在机械设计中，常用的方法有：预测技术的方法、分析信号、设计系统、模糊设计、有限元及边界元分析设计方法、设计可靠性、优化设计及CAD等。虽然设计与设计方法已有相当长的历史，但机械设计向传统设计方法与理论的发展却只有百余年的历史。而传统的设计方法也有其自身的缺陷，制约了机械设计的进一步发展。社会主义经济发展潮流影响着科技的发展水平和人民的生活水平，计算机科学的普及与应用，改变了现代机械设计的方式方法，使其向优化设计、仿真模拟、计算机辅助设计的方向发展，使得计算更加准确，图像更加清晰，完全颠覆了传统设计方法的观念。

三、发展趋向

（一）针对当前机械设计发展 

目前，随着我国科技水平的提高，机械制造的迅速发展，机械设计的需求也越来越高，从技术层次上也有了较大的变化。首先，当今的机械设计正朝着智能化方向发展，这是当今科技进步的必然趋势，因此，设计人员必须充分运用电子学、通信等技术，以更好地完成设计任务。机械设计智能化指的是通过现代电子技术手段，对所需要制造的机器以及产品展开仿真设计，并对产品性能、操作以及结构进行具体的仿真演示。其次，机械设计的系统化，也就是设计的各个环节都是相互关联的，有着一套完整的系统和操作过程。相对于传统的设计，现代的机械设计要更加的系统、完整，系统化的运作也更加的方便了设计的执行，也更加的容易找到问题，并且能够更好的解决问题。第三种就是模块化，把机械设计分成几个模块，每一个模块都可以在同一时间内完成，还可以根据实际情况，进行任意的拼接和组合，保证了机械设计的高效进行。最后是机器的性能设计，也就是要生产出来的机器要有一定的优越性，在这个过程中，需要设计者按照特定的需求，运用相应的知识，对其进行估算和推理，构建出一套机械结构，然后对其进行创新，最后才能完成一套机械设计方案。

（二）机械设计的未来发展

在此基础上，今后的机器开发将向更多的智能化、系统化方向发展。此外，今后的机械设计将会有更强的竞争力，更好的性能，更完善的设计理念。在竞争力方面，机械设计是为了形成由机械制造出的产品，而最终目的是要将其推向市场，所以，在机械制造和机械设计中，市场竞争力是十分重要的。从目前的发展趋势来看，如果能够把握好机遇，充分利用现有的先进技术和资源，进行持续的创新，那么在今后的发展中，必然会拥有更强的竞争力。在性能优化上，目前国内的机械设计工业正在不断地提升所设计的产品的优异性能，对各个层次的设计都提出了新的计划和要求，所以，在性能上，未来的机械设计将会变得更好。

四、进行机械设计应遵循的基本原则 

没有规矩，就没有方圆，而在机械设计的世界里，“规矩”也是很多的，设计师在做设计的时候，除了要遵守一些基本的流程外，还要遵守一些基本的要求。

（一）安全性准则 

在机械设计中，必须考虑到机械加工中的安全，它的原则是：1.生产安全，在设计机械时，要考虑到操作者在工作中的安全等。2.部件安全，保证所有用于机械制造的部件，在额定的外部载荷状态下，不会出现严重的变形、断裂和严重的磨损。3.保证机器的安全，保证机器在正常运转的情况下，不会出现任何故障，使机器能够发挥全部的作用。

（二）技术性能准则 

技术性能不仅是指机械性能，而且是指在生产与服役中所涉及的全部性能，它不仅是静态性能，也是动态性能。技术表现标准是指有关技术表现应符合特定要求。

（三）标准化准则 

每一个行业都有它自己的标准化规范，而在机械制造中，与设计有关的主要标准包括：1.概念标准化。概念标准化指的是，在机械设计过程中，所提及的专业术语、字母符号等其他专业性表述应该与行业标准相一致。2.实体形式的规范化，在设计的时候，应该根据统一的规定来选择零件、原材料、设备等的结构形式、尺寸等。3.方法的规范化，即在机器的设计过程中，所涉及的操作、测量或测试的方法，都要按规范的要求执行。

（四）信度标准

可靠性是指一台机器在正常运行条件下，能够在预定的服务年限中实现规定的功能的概率。可靠性标准是指一种被设计出来的产品必须能够达到规定的可靠程度。

结语

总而言之，伴随着科技水平的持续提高，我国的机械制造业已经取得了一些成就。然而，我国的机械设计和制造技术仍然存在着一些缺陷，这些都对我国的机械制造业的发展造成了很大的影响。在机械设计与制造中，把握时代发展的趋势，不断地完善设计方法与制造技术，采用先进的机械制造技术，以提高我国机械制造水平。

参考文献

[1]金长军.探析基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践[J].中国设备工程,2023(10):35-37.

[2]刘魁.机械设计制造的数字化与智能化探析[J].科技创新与应用,2023,13(12):193-196.

[3]王明,王秀平.农业机械设计制造工艺及精密加工技术探析[J].当代农机,2022(08):52+54.