现代机械设计理论与方法的研究与应用 microsoft word 文档

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1、现代机械设计理论与方法的研究与应用摘要：阐述了机械设计学科的发展历史，现代机械设计理论方法的特点、范畴和内涵。分析了我国机械设计领域与发达工业国家存在的差距,指出了现代机械设计理论方法的发展方向。当前制造业的竞争焦点实际上就是设计的竞争，目前进行现代机械设计理论方法的研究比以往任何时期都更加显得十分重要。关键词:机械设计理论，设计方法,发展进程，发展趋势，应用前景（一）:(1)机械设计理论及方法的发展进程机械设计理论方法的发展经历了二个历史阶段。一：17世纪前的“直觉设计阶段”和17世纪后的“经验设计阶段”、“传统设计阶段

2、”。通常统称为“传统设计阶段”。传统的机械设计以经验为基础，运用设计手册、数学和力学公式进行设计，这种设计方法的特点是：设计水平低、成功率低、花费大、信息馈周期长。它已远远不能满足产品的功能需求和市场需求，淡出了历史的舞台。二：目前的现代设计阶段。随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，人类对机械产品提出了越来越高的要求，这就使得机械设计的理论和方法不断向前推进。科学技术的不断进步，也为现代机械设计的理论和方法提供了手段。而设计理论和方法的进步往往会带动产品的革新，从而形成良性循环。目前国内外设计科学形成了不同的流派，主要

3、有以下几个主要流派：一是英、美、日的创造性设计学派。他们认为设计包含创造、分析和决策三要素强调创新性方法研究，系统工程、价值分析、安全技术、人机工程，市场分析及CAD技术等；二是德国、北欧机械设计方法学学派。他们强调系统总体设计，层次细、规范详细。三是俄罗斯、东欧的新设计法学派。他们强调基础，提倡发散、变性、收验三步设计程式。四是中国的设计学。他们强调综合、系统和适用性相统一。现代机械设计方法是基于现代机械设计理论形成，而现代机械设计理论是对现代机械产品原理的科学总结，是判断产品能否满足设计要求的依据。(2)我国现代机械设

4、计理论和方法的现状据2010年统计，我国制造业的工业增加值已居世界第二位，这说明中国成为了世界制造大国，但是距离世界制造强国的目标还有很长的路要走。分析后不难发现，表面上是产品的性能和质量上与发达国家的差距较大，本质上是我国的机械产品缺乏自主知识产权和自主创新产品。我国在机械产品设计理论、方法和技术领域的落后，凸显了加快发展机械产品现代设计理论方法研究的重要性和紧迫性。二十世纪八九十年代，我国机械行业为了打造“数字化”和“信息化”工厂，许多企业花巨资购买了高端的软件，并培训了一大批机械设计人员。但仅仅是实现了机械设计的“甩

5、图板”目的，而三维CAD／CAM／CAE、仿真设计等应用却很少。采用先进的CAD软件进行工程绘图或做产品结构优化计算虽然能减轻设计人员的工作强度，提高机械设计效率，但机械设计不等于机械制图加计算，不能从根本上解决中国目前机械设计水平低下的问题。当前机械设计常用方法如下。1：系统化设计方法。其主要特征方法是：将设计的几个设计元素组成的一个系统，每一个设计拥有独立的设计元素，各元素之间存在有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素进行组合后可以完成设计系统所需的任务。2：结构模块化设计方法。此方法是通过结构模块的组合，实现产品的

6、方案设计。这种方法适用于特定种类的机械产品。原因是其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分相对容易。结构模块化设计方法的基本要求是：在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，不同的产品可以通过选择和组合这些模块化基本结构组建而成。3：智能化设计方法智能化设计方法的主要特点是借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，根据设计方法学理论，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。目前，利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计是智能化设计方法的主

7、要途径，因其直观性好而被用户接受。但其系统性较差，且零部件的结构、形状，尺寸，位置的台理确定，要求软件具有较高的智能化程度，一般有丰富经验的设计者可以熟练应用。4：基于产品特征知识的设计方法。用计算机能够识别的语言描述产品的特征是基于产品特征知识设计方法的主要特点，其特点还有可以表述其设计领域专家的知识和经验，并建立相应的知识库及推理机，计算机辅助产品的方案设计可以利用已存储的领域知识和建立的推理机制进行相关应用。在机械产品方案设计中，视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块，同时将其应用到系统化设计有关层次

8、的具体设计中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以简化设计过程，提高设计效率和质量，降低设计成本。(3):机械设计理论与方法的发展趋势随着经济全球化以及知识经济时代的到来，使得未来的机械设计呈现不同于以往的发展趋势，主要表现在以下几个方面：1：敏捷化随着市场需求的日益多元化，机械设计必须要尽可能的符合市场