現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與方法探討

王志恒　劉迎普

摘要：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計(jì)和制造，以及對(duì)用戶對(duì)產(chǎn)品的要求、設(shè)計(jì)、加工、組裝等一系列的步驟都實(shí)現(xiàn)了可能性。但是，達(dá)到這些目最為重要的一點(diǎn)就是將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案能夠以三維化的形式展現(xiàn)出來(lái)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，就需要大量的實(shí)用三維軟件和有一些智能化的設(shè)計(jì)軟件、以及虛擬顯示技術(shù)和多媒體技術(shù)的實(shí)用。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)方法的發(fā)展和改善都是在綜合理論為主要前提下通過(guò)運(yùn)行多種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)完成的。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì);技術(shù);方法

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的種類非常的多，而且所涉及的機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也變的越來(lái)越復(fù)雜，其功能的多樣性也在不斷地增多。但是從能夠?qū)崿F(xiàn)的功能來(lái)看，這些機(jī)械產(chǎn)品所包含的結(jié)構(gòu)主要為動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操作系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等，每個(gè)系統(tǒng)如果進(jìn)行更為深層次的劃分為更小的子系統(tǒng)，給個(gè)小型的子系統(tǒng)也會(huì)承但相應(yīng)的工作的任務(wù)。

從機(jī)械發(fā)展的目前狀況來(lái)看，其最為主要的鮮明特點(diǎn)就是要求其再設(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅要對(duì)機(jī)械的工作原理、機(jī)械的結(jié)構(gòu)分布、運(yùn)動(dòng)的方式、力的傳遞。能量的消耗、物流技術(shù)、各個(gè)零部件的材料選取、結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸大小、潤(rùn)滑的方式等進(jìn)行科學(xué)的研究構(gòu)思、分析和計(jì)算，在此基礎(chǔ)上還要結(jié)合其他一些科目和多個(gè)科學(xué)技術(shù)，必然要?jiǎng)?chuàng)造性工程、美學(xué)、仿生學(xué)、控制學(xué)、機(jī)械電子信息技術(shù)、價(jià)值工程等，這樣所設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品在競(jìng)爭(zhēng)的激烈的機(jī)械市場(chǎng)才具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)較多，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)等，一定程度上推動(dòng)了機(jī)械制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展，因此，加強(qiáng)這些技術(shù)的分析，能夠?yàn)槠鋵?shí)際應(yīng)用提供指導(dǎo)。

2.1計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)方法

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也就是簡(jiǎn)稱為CAD，該項(xiàng)技術(shù)是電子信息技術(shù)的一個(gè)非常重要的組成成分。這個(gè)當(dāng)前較為熱門的新興科學(xué)運(yùn)用現(xiàn)在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中能夠?qū)λ婕暗漠a(chǎn)品進(jìn)行高速的計(jì)算而且其繪制圖形的能力也是也是收到大多數(shù)設(shè)計(jì)工作者的喜愛(ài)，這項(xiàng)新近技術(shù)的誕生改變以往在圖紙上手動(dòng)繪制設(shè)計(jì)物品的方式，最大程度上提高了整個(gè)繪制過(guò)程的精度和準(zhǔn)確定，這也讓產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)更具有可靠性。而且科技人員的智慧和能力也得到一定程度的延伸和提高。改性技術(shù)也把計(jì)算機(jī)所具有的計(jì)算速度快、計(jì)算準(zhǔn)確性較高、具有一定的記憶能力、邏輯判斷能力、圖像顯示等多種功能得到最大化的發(fā)揮出來(lái)，而且計(jì)算機(jī)的一些特殊功能也幫助相關(guān)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作者更方便的去設(shè)計(jì)產(chǎn)品，不僅大大節(jié)省了工作人員的體力而且還提高了工作的效率和質(zhì)量，縮短了工作的周期。

CAD 系統(tǒng)主要包括硬件部分和軟件部分這兩大類。硬件系統(tǒng)是計(jì)算級(jí)在工作過(guò)程中能夠穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也就是物質(zhì)基礎(chǔ);而軟件部分是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中最為主要的核心存在，特很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的功能。綜上所述也就是硬件和軟件共同做成了CAD 系統(tǒng)。其中軟件部分又可以劃分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件以及應(yīng)用軟件這三個(gè)主要組成部分。系統(tǒng)軟件主要起到的功能就是對(duì)于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的資源進(jìn)行劃分和管理從而保證其能夠做到自動(dòng)控制作用。，他是整個(gè)軟件的核心內(nèi)層，這個(gè)核心還可以分為操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。支撐軟件主要的作用就是幫助人你們更為高效地開(kāi)發(fā)這個(gè)軟件的作用和深層次的意義，所以這個(gè)支撐系統(tǒng)也是為了開(kāi)發(fā)軟件而存在的。應(yīng)用類的軟件是用戶為了解決計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)中的各個(gè)軟件和支撐軟件而設(shè)計(jì)的，通過(guò)用戶的自行定義來(lái)解決這些軟件出現(xiàn)的一些常見(jiàn)問(wèn)題。

2.2節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)技術(shù)

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中越來(lái)越注重環(huán)保節(jié)能方面的考慮。當(dāng)前，節(jié)能性能是衡量機(jī)械設(shè)備或零件性能的重要指標(biāo)之一，因此，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中一方面先應(yīng)從材料選擇、使用性、加工工藝、結(jié)構(gòu)布局等方面注重節(jié)能方面的考慮，以提高能源利用率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。另一方面，在滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量要求的前提下，注分析是否有可回收利用的資源，降低污染物的排放。

2.3系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)和傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方式存在很的產(chǎn)別，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)都是注重產(chǎn)品是否能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)之前所預(yù)期的功能，現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)更加的先進(jìn)加入更多的元素，使得設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品更加系統(tǒng)化、自動(dòng)化、信息化和柔和化。從現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)來(lái)看，機(jī)械系統(tǒng)把原有的控制技術(shù)不斷的完善和改進(jìn)，所以整個(gè)產(chǎn)品的性能有個(gè)質(zhì)的飛躍，而且功能方面也是不斷的滿足人們生產(chǎn)的需求，甚至讓原有的機(jī)械產(chǎn)品中的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一些變化，從而讓整個(gè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益也得到很好的改善。所以機(jī)械結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及控制技術(shù)都是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然方向，也是利用較為新型的技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的重要方法。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于產(chǎn)品的功能要求不斷增多這就導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器產(chǎn)品的復(fù)雜程度液提高了一個(gè)檔次，所以在使用的過(guò)程中其產(chǎn)品的壽命也縮短，更新?lián)Q代的速度也變快。但是，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，其機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)手段在很大程度上跟不上其更新?lián)Q代的速度，更加的更不上時(shí)代的發(fā)展速度和人們的需求。

3現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工作開(kāi)展中為提高工作效率，減少不良狀況的發(fā)生，設(shè)計(jì)人員除熟練掌握專業(yè)的設(shè)計(jì)技術(shù)外，還應(yīng)掌握一定的設(shè)計(jì)方法，以達(dá)到事半功倍的設(shè)計(jì)目的，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，設(shè)計(jì)人員尤其應(yīng)注重以下內(nèi)容的認(rèn)真落實(shí)：

（1）明確步驟及功能要求。為提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做好以下兩方面工作：一方面，明確設(shè)計(jì)步驟。機(jī)械設(shè)備或零件千差萬(wàn)別，設(shè)計(jì)時(shí)除存在細(xì)小的差別外，大部分步驟相似。首先，充分分析機(jī)械設(shè)計(jì)需求，明確機(jī)械設(shè)計(jì)的約束條件，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。其次，在對(duì)機(jī)械功能認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，確定相關(guān)參數(shù)，并提出多套設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行對(duì)比分析。最后，確定最佳的設(shè)計(jì)方案，使用專門的設(shè)計(jì)工具，依據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)準(zhǔn)確把握設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，如機(jī)械尺寸、特性等。另一方面，明確功能要求是機(jī)械設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)內(nèi)容，是確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械耐磨性、穩(wěn)定性、壽命、剛度、強(qiáng)度等方面的要求。同時(shí)，還應(yīng)兼顧經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)工藝性方面的考慮。

（2）注重相關(guān)參數(shù)的計(jì)算?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中相關(guān)參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確與否往往給機(jī)械制造質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)機(jī)械運(yùn)行情況進(jìn)行模擬，掌握機(jī)械運(yùn)行規(guī)律，在對(duì)其受力情況深入分析的基礎(chǔ)上，計(jì)算相關(guān)參數(shù)，期間尤其應(yīng)注重機(jī)械零件強(qiáng)度參數(shù)研究。機(jī)械零件強(qiáng)度由變應(yīng)力強(qiáng)度與靜應(yīng)力強(qiáng)度之分，而變應(yīng)力包括對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力、脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力、非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)需求，加強(qiáng)各種類型變應(yīng)力變化規(guī)律的分析，確保機(jī)械設(shè)計(jì)強(qiáng)度滿足實(shí)際要求。另外，機(jī)械運(yùn)行中不可避免的受到摩擦力影響，為延長(zhǎng)其使用壽命，提高機(jī)械的抗摩擦能力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重關(guān)鍵位置的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域能夠使用的材料也越來(lái)越多，這項(xiàng)技術(shù)也計(jì)入更多的新興技術(shù)、新的工藝、新的研究方法等。這也實(shí)現(xiàn)了一種機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)可以具備更多功能并且成為更多理念的載體。

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