淺析機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的重要性

熊華安

沈陽(yáng)遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110027

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷的進(jìn)步和發(fā)展，在機(jī)械的設(shè)計(jì)以及制造方面也是有了更高的要求，就市場(chǎng)方面而言，對(duì)于產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)、品質(zhì)、外觀及操作的人性化等諸多方面也提出了更高的要求。目前隨著現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)更加趨向于程序化、科學(xué)化、系統(tǒng)化。也是能夠有效的滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)對(duì)產(chǎn)品各方面的需求，現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)，對(duì)于機(jī)械的設(shè)計(jì)以及制造而言有著非常重的意義和作用。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的重要性

1.1 程序性

從機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程來(lái)看，它更加重視產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到銷(xiāo)售的一體化設(shè)計(jì)，因此這就需要設(shè)計(jì)者從產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)以及施工總體設(shè)計(jì)等步驟進(jìn)行全面的考慮，從而更加體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的程序性[1]。

1.2 系統(tǒng)性

從設(shè)計(jì)系統(tǒng)的角度來(lái)分析，機(jī)械設(shè)計(jì)更加注重使用系統(tǒng)工程來(lái)進(jìn)行處理問(wèn)題，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中力求將各個(gè)部分進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使其成為一個(gè)有機(jī)的整體，從而使整個(gè)系統(tǒng)得到最優(yōu)化的處理，使系統(tǒng)與外界也能產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)系。

1.3 創(chuàng)造性

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)處在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化增長(zhǎng)動(dòng)力的攻關(guān)期。供給側(cè)創(chuàng)新不足導(dǎo)致很多關(guān)鍵設(shè)備，核心技術(shù)和高端產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口，核心技術(shù)被“卡脖子”的事情時(shí)有發(fā)生。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在提高科技創(chuàng)新能力，提高供給側(cè)體系質(zhì)量。因此機(jī)械設(shè)計(jì)要敢于打破常規(guī)，突破傳統(tǒng)思維，探索新方法，新原理，并且依托先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和工具，來(lái)開(kāi)發(fā)出高品質(zhì)的，具有原創(chuàng)性的新產(chǎn)品。

1.4 高效性

運(yùn)用技術(shù)設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品，在質(zhì)量檢測(cè)時(shí)可以直接使用計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行模擬使用，這樣設(shè)計(jì)者可以直接看到自己設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量水平，同時(shí)節(jié)約了很多設(shè)計(jì)時(shí)間。除此之外機(jī)械設(shè)計(jì)可以縮短前期準(zhǔn)備和細(xì)節(jié)工作的時(shí)間，大大提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。

1.5 優(yōu)化性

機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)力求通過(guò)不斷優(yōu)化相關(guān)的理論和技術(shù)，達(dá)到技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)化，從而使參數(shù)、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)整體等都得到最優(yōu)化的處理，進(jìn)而使產(chǎn)品具備高性能、低成本的特點(diǎn)。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)方法分析

2.1 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中，一般都是將要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品分為幾個(gè)模塊，分別進(jìn)行探討研究。但在一個(gè)公司內(nèi)各部門(mén)之間并不能做到及時(shí)交流，這種現(xiàn)象導(dǎo)致各部門(mén)設(shè)計(jì)出的部件產(chǎn)品都是獨(dú)立存在的，片面不完整的。而系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法要求，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中是一個(gè)完整的整體，要用系統(tǒng)完整的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在確立好設(shè)計(jì)方案后還要把產(chǎn)品的制造過(guò)程和運(yùn)行情況都考慮進(jìn)去。要想設(shè)計(jì)出一個(gè)好產(chǎn)品，就要把系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、制造、運(yùn)行三個(gè)方面綜合考慮，這樣設(shè)計(jì)生產(chǎn)出的產(chǎn)品才能符合社會(huì)需要[2]。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是根據(jù)人的經(jīng)驗(yàn)和想法直接確定方案的設(shè)計(jì)模式，已經(jīng)不再符合機(jī)械設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)方法不僅要考慮所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要把所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的運(yùn)輸和流通等都考慮全面。要完成一個(gè)優(yōu)秀的機(jī)械化設(shè)計(jì)方案，需把優(yōu)化設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)方法都運(yùn)用到其中。因?yàn)閮?yōu)化涉及的方法是以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為工具，在探究數(shù)學(xué)模型的過(guò)程中找到設(shè)計(jì)產(chǎn)品的最佳方案，所以機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品前首先要建立一個(gè)完整的數(shù)學(xué)模型，這樣一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械問(wèn)題就轉(zhuǎn)變?yōu)榱藬?shù)學(xué)建模問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員在選出最佳方案后，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件將設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型求出解，然后再將求出的結(jié)果應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，從而滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各種需求。

2.3 有限元分析方法

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元分析方法迅速發(fā)展成為設(shè)計(jì)計(jì)算方法重要組成部分，這種方法的使用原理是將設(shè)計(jì)產(chǎn)品分成有限的、獨(dú)立的、相互聯(lián)結(jié)的三個(gè)部分，這些被分出的部分大多都是一些比較常見(jiàn)的形狀。例如在有限元分析方法中，如果被分析的產(chǎn)品是平面的，就可以把它劃分到四邊形里面，如果要分析到產(chǎn)品是立體的，就可以把它劃分到六面體里面。在劃分完產(chǎn)品單元后，設(shè)計(jì)人員接下來(lái)就要確定所分析產(chǎn)品的每個(gè)變量，然后將分析出的產(chǎn)品變量應(yīng)用的單元函數(shù)中，并進(jìn)行求解，最后再將列出的單元方程連立求解[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)方法是在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的完善和發(fā)展，這個(gè)系統(tǒng)的主動(dòng)性比較強(qiáng)，設(shè)計(jì)需要的時(shí)間短，消耗低的優(yōu)點(diǎn)。除了這些，機(jī)械設(shè)計(jì)方法在產(chǎn)品的制造、報(bào)廢、回收等方面都比傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法要好。同時(shí)這種設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以吸取很多領(lǐng)域和學(xué)科知識(shí)，并將這些優(yōu)秀的資源應(yīng)用到自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，機(jī)械設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)不僅體現(xiàn)在獨(dú)特的創(chuàng)造性，它還會(huì)將不同的優(yōu)秀科學(xué)技術(shù)完美的融合在一個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品里。因此，機(jī)械化設(shè)計(jì)如果想持續(xù)發(fā)展，就一定要與先進(jìn)科學(xué)技術(shù)結(jié)合，只有這樣才能使自身價(jià)值不斷提高。