淺談機械設(shè)計中的設(shè)計要素

曹方超

摘 要：隨著科技的發(fā)展和社會的進步，許多現(xiàn)代化的設(shè)計理念和設(shè)計方法被逐漸應(yīng)用到機械設(shè)計領(lǐng)域。為了滿足人們對于機械產(chǎn)品越來越高的要求，機械設(shè)計的流程也呈現(xiàn)日益復(fù)雜化和多樣化趨勢。文章對機械設(shè)計中的設(shè)計要素進行了深入的分析和探討，以期起到參考和借鑒的作用。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；設(shè)計要素；探析

1 機械設(shè)計概述

當(dāng)前，機械設(shè)計正以飛快的速度發(fā)展，并取得了顯著的成果，為人類文明和社會的進步做出了巨大的貢獻。機械設(shè)計是一個非常復(fù)雜的領(lǐng)域，涉及的理論、技術(shù)、方法非常多，為了從中總結(jié)出規(guī)律，以便更好地將機械設(shè)計應(yīng)用到生產(chǎn)實踐，應(yīng)致力于機械設(shè)計的探索和研究，從而在掌握其內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上，對于設(shè)計理論和設(shè)計方法進行創(chuàng)新，設(shè)計出日趨完美的機械產(chǎn)品。此外，在進行機械產(chǎn)品的設(shè)計時，應(yīng)充分運用現(xiàn)代化的設(shè)計方法，如可靠性設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、人體工程學(xué)，充分發(fā)揮計算機輔助設(shè)計的作用，提高設(shè)計的準(zhǔn)確性、縮短設(shè)計周期。通常來說，機械設(shè)計可以分為以下幾個工作階段。

1.1 計劃階段

在機械設(shè)計的計劃階段，需要進行大量的相關(guān)資料的查找工作，機械設(shè)計產(chǎn)品必須滿足一定的行業(yè)規(guī)范和要求，因此應(yīng)對機械資料進行深入細致的分析，從而使機械產(chǎn)品的質(zhì)量、安全和性能都能滿足設(shè)計要求。這一階段是很重要的階段，其目的是為后續(xù)的設(shè)計工作做好充分的準(zhǔn)備。

1.2 方案階段

這一階段的主要任務(wù)是針對機械的每個部分進行詳細的設(shè)計，是機械設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。方案設(shè)計重在機械設(shè)計方案的選擇，即從多個方案中，優(yōu)選出滿足設(shè)計要求的、兼顧使用性能和經(jīng)濟性能的方案。方案設(shè)計并非最終的設(shè)計方案，要想設(shè)計出完整的機械，還必須進行進一步的設(shè)計。

1.3 技術(shù)設(shè)計階段

技術(shù)設(shè)計階段，顧名思義就是針對技術(shù)部分的完善和優(yōu)化。在這一階段，需要根據(jù)總裝配草圖，并查閱相關(guān)的技術(shù)性文件，從而使得設(shè)計的有效性和合理性都能獲得提高。然而，機械設(shè)計是一個非常復(fù)雜的過程，其變動性也較大，還受到很多因素的影響，因此這一階段所產(chǎn)生的設(shè)計方案，很可能由于某些原因而需要修改，對于設(shè)計方案應(yīng)進行很好的保存，以方便后續(xù)工作的進行。

2 市場需求要素

當(dāng)前，人們的生活水平獲得顯著的提高，消費者的需求也逐步提升，對于機械設(shè)計的要素提出了更高的要求。市場競爭的日趨激烈，使得在進行機械設(shè)計時，必須考慮到市場的需求。所謂的市場需求要素，就是在多種因素的影響下，如時間、區(qū)域等，消費者對于某種商品或服務(wù)的需求。在機械設(shè)計中，市場需求是十分關(guān)鍵的要素。進行機械設(shè)計的目的就是要生產(chǎn)出滿足人們需求的產(chǎn)品。人們對于產(chǎn)品或服務(wù)的需求存在較大的差異，受到很多因素影響，非常有必要對其進行深入的研究，掌握市場的動態(tài)，生產(chǎn)出符合市場需求的產(chǎn)品。市場是不斷發(fā)展和變化的，要對這些變化有敏銳的觀察力，分析市場變動所導(dǎo)致的消費結(jié)構(gòu)變化。掌握一個區(qū)域內(nèi)同類商品的價格及銷售情況，根據(jù)市場需求適當(dāng)對產(chǎn)品的價格進行相應(yīng)的調(diào)整，并優(yōu)化設(shè)計方案，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，改變設(shè)計結(jié)構(gòu)，以消費者的需求為導(dǎo)向，提高產(chǎn)品的競爭力。

3 設(shè)計人員的技術(shù)要素

作為設(shè)計人員，除了要有豐富的專業(yè)知識和熟練的設(shè)計技能，在進行設(shè)計時，還要對消費者的需求進行深入的了解。具體的講，可以將消費群體分為企業(yè)和個人兩大類。再進行細分的話，企業(yè)又可以區(qū)分為重工業(yè)和輕工業(yè)，個人消費者的檔次也存在不同。為此，設(shè)計人員在設(shè)計之初就必須進行定位，明確消費群體，從而制訂相應(yīng)的設(shè)計方案。

3.1 機械設(shè)計的注意事項

在進行機械設(shè)計時，需要考慮到很多問題，如產(chǎn)品的剛度、耐磨度、強度等，同時還應(yīng)從環(huán)保和節(jié)能的角度出發(fā)，盡量降低噪聲，采取有效的散熱措施等。在提高產(chǎn)品的剛度、耐磨度和強度方面，確保受力的均勻是設(shè)計人員首要考慮的因素，受力的不平衡會對整個設(shè)計結(jié)構(gòu)造成不利的影響，穩(wěn)定性和可靠性降低，因此要將支撐點和受力點的距離控制在合理的范圍。注意結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，提高產(chǎn)品的使用壽命。噪聲對于人的身體健康極為不利，因此在進行機械設(shè)計時，也必須將減少噪音作為設(shè)計的原則來加以考慮。噪音的減少可以從兩個方面進行，即噪聲源以及噪聲的傳播。提高產(chǎn)品的散熱能力，同樣是設(shè)計中應(yīng)注意的問題，通常采用的方法是傳導(dǎo)散熱，還有諸如對流散熱、輻射散熱等方法，應(yīng)靈活掌握并加以運用，同時還要根據(jù)產(chǎn)品自身的特點，提高散熱的程度。

3.2 軟件仿真技術(shù)

機械設(shè)計離不開設(shè)計圖紙的繪制，隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于機械設(shè)計領(lǐng)域，設(shè)計人員逐漸從繁重的手工繪圖中擺脫出來，利用各種繪圖軟件進行繪圖，尤其是軟件仿真技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個嶄新的階段。作為設(shè)計人員，應(yīng)做到緊跟時代的步伐，掌握先進的設(shè)計方法，充分利用現(xiàn)代化的設(shè)計手段，設(shè)計出高質(zhì)量的機械產(chǎn)品。

4 產(chǎn)品質(zhì)量外觀要素

產(chǎn)品的質(zhì)量是機械產(chǎn)品的重要因素之一。與此同時，人們對產(chǎn)品外觀的要求也越來越高，對于機械產(chǎn)品的外形設(shè)計也有很高的關(guān)注度。市場競爭日趨激烈，機械設(shè)計產(chǎn)品要想在市場上占有一席之地，除了提高產(chǎn)品質(zhì)量、使用性能外，產(chǎn)品的外形設(shè)計也是必須考慮的要素。因此，目前的機械設(shè)計產(chǎn)品逐漸將情感因素融入其中。首先，每個人都具有審美觀，符合人們審美觀的機械設(shè)計產(chǎn)品，會使人感到滿足和喜悅，保持良好的工作和生活狀態(tài)，因此在產(chǎn)品的銷售中，外形好的設(shè)計產(chǎn)品自然受到消費者喜愛。產(chǎn)品的造型設(shè)計要具有可用性、智慧性和美感。其次，情感化設(shè)計的機械產(chǎn)品可以推動市場產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。外形設(shè)計是另一種產(chǎn)品價值的體現(xiàn)。這樣的產(chǎn)品不僅增進了人與產(chǎn)品之間的感情，也改變了人們的生活狀態(tài)。

在質(zhì)量要素方面，不僅要考慮到機械設(shè)計產(chǎn)品的實體質(zhì)量，也要考慮產(chǎn)品的售后服務(wù)。產(chǎn)品的質(zhì)量是根據(jù)社會發(fā)展而變化的，應(yīng)從安全、性能等方面來對產(chǎn)品的質(zhì)量進行衡量，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)設(shè)計有特定用途的機械設(shè)計產(chǎn)品，并且在售出后，當(dāng)產(chǎn)品有一定的質(zhì)量問題時，要有一個完善的體系來進行維護。在外形要素方面，隨著時代的發(fā)展，消費者對于美的需求增加，設(shè)計人員在設(shè)計產(chǎn)品外型時，要考慮產(chǎn)品的形狀、圖形和色彩的完美結(jié)合。需要注意的一點是，提高產(chǎn)品的外形美要以確保產(chǎn)品的質(zhì)量為前提和基礎(chǔ)。產(chǎn)品外觀的情感化設(shè)計分為三個層次：本能層次關(guān)注用戶對產(chǎn)品外觀的感受，是用戶對產(chǎn)品可見或可觸符號的直接感受；行為層次關(guān)注用戶在使用過程中與產(chǎn)品的互動和交流，是用戶的交互式情感體驗；反思層次是隱性的，也是更高層次的情感化設(shè)計，注重產(chǎn)品的象征意義和文化取向，涉及用戶的價值觀念、審美理想等精神層面。

5 結(jié)束語

綜上所述，在進行機械產(chǎn)品的設(shè)計時，需要考慮諸多要素，如市場需求要素，設(shè)計人員的技術(shù)要素和產(chǎn)品質(zhì)量外觀要素等，只有對這些要素進行全面的考慮，才能夠設(shè)計出既符合時代發(fā)展、又符合消費者需求的機械產(chǎn)品。

參考文獻

[1]高衍慶.機械設(shè)計方法和設(shè)備的設(shè)計要素[J].甘肅科技，2006，22（1）：45-47.

[2]許紹炮.輪機械設(shè)計中的設(shè)計要素分析[J].科技致富向?qū)В?013，11（14）：65-68.

[3]程美華，原所先.機械設(shè)計參數(shù)選擇中非專業(yè)因素影響分析與研究[J].機械設(shè)計與制造，2012，23（11）：67-71.

[4]許紹炮.論機械設(shè)計中的設(shè)計要素分析[J].科技致富向?qū)В?013，14.

[5]薛笑運.試論機械設(shè)計在機械制造中的作用[J].河南科技，2014，1：111.