关于现代机械设计的思考

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1、关于现代机械设计的思考摘要：机械工程作为一门古老学科,只有不断地与当代先进的科学技术相结合,才能促进自身的发展。由于吸收了许多相关学科的最新技术成果,使得现代机械设计与传统的机械设计相比具有很多的优势。　　关键词：现代机械设计传统机械设计　　　　一、现代机械的主要特征　　1.功能增加，柔性提高。　　不断增加新的功能和具有多种复合功能是现代机械产品与传统机械产品的主要区别之一。因此，现代机械产品更能拓宽应用的领域，适用更大的范围，能更好地满足不同的需要。电子技术的引入，改变了传统机械系统功能单一、操作复杂等缺点。现代机械

2、系统中各机构的协调动作、工艺顺序、工作节拍等都可以根据控制系统中预定的程序有序高效地进行工作。如果要改变系统或各机构的动作规律、工作顺序，无需改变机械或电子的“硬件”，只要修改控制程序便可达到预期的目的，这样的控制就实现了用户欢迎的“软件化”和柔性化，从而使之真正体现了方便的多功能化。　　2.结构简单，性能提高。　　在传统机械系统中，为了增加一种功能，或实现某一控制规律，往往依靠增加机构的办法来实现。例如，为了达到变速的目的，就要用变速箱；为了实现不同的非线性运动规律控制，各种不同凸轮机构就相继出现。　　在现代机械系统

3、设计时，对某一功能的实现，可以从机械、电子、硬件、软件等更多的方案中广泛、认真地选择，可以从系统的观点出发，应用机械技术和电子技术的有机结合，实现整体机构的最优化。现代机械系统由于机械传动部件减少，使机械磨损、配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动监测、自动补偿，校正了因各种干扰因素造成的动态误差，从而达到了传统机械设备所不能实现的工作精度。　　3.效率提高，成本降低。　　现代机械系统的控制和检测功能有了很大提高，它可以模拟最佳操作工作的技巧，使之不受人的主观因素的影响区实现最佳操作，保

4、证最佳质量。另外，它能减少生产准备和辅助时间，缩短生产周期，提高合格率，降低成本，提高生产力。　　二、现代机械设计的特点　　传统的机械设计已经形成了比较成熟的理论和方法，但是现代机械的面貌已经发生了重大的变化。可以认为，各个领域科学技术的发展，都是现代机械设计理论和方法发展的基础，这里包含哲学、思维科学、心理学和智能科学的研究成果；现代应用数学、物理学与应用化学等基础科学领域的研究成果；机械电子学、控制理论与技术、检测技术和自动化领域的研究成果；特别是电子计算机的广泛应用和现代信息科学的发展，造就了现代设计技术的理论方

5、法体系，使现代的机械设计建立在与传统方法迥然不同、全新的层次之上。与传统的机械设计相比，现代机械设计有以下一些具体的特点。　　1.传统的机械设计中，灵感和经验的成分占有很大的比重，思维带有很大的被动性。但是今天，技术的飞速发展和市场竞争的激烈化，要求人们不断地提出大胆的设想和新的开发目标，要求运用现有的最新技术去创造出前所未有的产品。传统设计过程明显地不能适应这一要求。　　2.传统的机械设计着重于实现机械本身预定的功能，现代机械设计则要求把对象置于大系统中，进行系统的设计，将预定功能在人-机-环境之间进行科学合理的分配

6、。对人开展了深入地生理学、心理学研究，要求在人与机之间做出最佳的界面设计。还要考虑机械从原材料提取、加工装配、投入使用，直到报废回收全生命周期各阶段与环境的关系，保证自然资源与生态的平衡，实现人类的可持续发展。　　3.传统的机械设计偏重于强度准则，现代的优限单元法、断裂力学等领域的研究成果，进一步强化了人们强度设计的能力。在此基础上，现代机械设计的准则拓宽到产品设计的更多领域。　　4.传统的机械设计过程往往是根据任务和目标，先做出第一个方案，甚至造出样机，然后通过评定与考核，进行修改，形成第二轮方案，如此反复，直到满意

7、为止。这一设计过程历时长，消耗大，所谓满意往往带有很多的主观性。现代机械设计则可根据各种给定的条件，运用优化设计理论和方法，借助计算机求得最佳设计参数和方案，因此设计的耗费低，周期短，而且科学地反映设计的最佳状态。　　5.传统的设计建立在手工操作的基础上，人脑的思维进度在很大程度上被这种缓慢的操作过程所约束，许多原始发生于人脑的三维构思，在传统的设计中必须用抽象的二维图形加以表达，而代表现代机械设计的CAD技术则很好地解决了这些问题，技术人员从计算机那里可以很快地获得为进一步思维所必需的理论计算结果和信息；大量的绘图工

8、作有计算机代理；屏幕上的三维图形可以直接与人脑中的构思接轨。在传统的设计中，机器的动态效果只能通过抽象的运动学、动力学数据加以反映，而现代的计算机仿真技术能对未来机器的运转状态清楚地加以描述。在传统的设计中，从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本，有许多部门用串行工作方法参与，需要一个漫长的过程，而现代的并行设计技术，使人们