模块化设计方法及其在机械设计中的应用
摘要：随着社会经济的发展，为了提高企业生产效率，模块化设计理念在机械设计领域日益广泛，其对于整合市场、优化结构具有重要意义。我们要树立创新意识，加强其在机械设计中的研究运用，实现模块化的转变。
关键词：模块化；设计方法；机械设计
随着技术的发展和经验的总结，在机械设计中，越来越多的设计方相继出现，并逐渐得到广泛的运用。在实际工作中传统的机械包装方法的弊端日益显现，越来越多不适应机械设计的需要，而模块化设计方法逐渐得到广泛的运用。
1 机械产品模块化涵义
模块化就是以它的观点去对产品或者系统进行策划和生产方案，在某个限度内的一样或者存在差异的功能、相异规格的产品探究讨论，区分并设计。机械产品的模块化主要可从以下几方面进行分析：
（1）功能需求集，指的是市场和客户对模块化产品基本功能要求的合集。产品的功能需求是进行产品模块化的重要内容，是产品发展的重要方向。
（2）功能模块，强调的为产品里所能够充分发挥其性能因素的作用.
（3）结构模块，指的是功能模块的具体结构，一般由部件或子结构模块组成。
（4）模块接口，指的是描述结构模块组合时相互间的几何、物理关系的结合面，模块接口是模块组合的重要依据。
（5）基础模块，通用型接口模块，能够满足基本功能，而得以实现的定向模块功能演进的模块形式。
2 模块化设计
2.1 模块划分标准
为了让人们对模块化设计方法在机械设计中运用有更为详细的了解，对模块化的设计进行划分，在数控立式车床设计中，运用模块化设计方法，其中最为关键的内容是进行功能与结构分析，这是决定设计效果的关键内容。因此，设计开始前，要对模块进行处理，详细划分模块。当前，还没有任何一种标准可以作为模块划分原则。这里，依据不同侧重点，对不同模块进行划分。模块具有独立性，
特定性，结构性等鲜明特点，它表达的意思显而易见，可以节省大量时间。对产品功能的结构进行分析，要建立三个方面的联系，即总功能、子功能和功能单元之间。以三者的联系为基础，对模块进行划分。
2.2 模块化注意事项
模块化设计过程要注意以下问题：一是保持完整性和独立性，特别是模块功能结构方面；二是保证模块接口要素，在模块化过程中便于联系与分离；三是尽量减少各模块间的关联性，同时要使模块处于强耦合状态，以典型性和通用性为原则。
3 模块化设计方法在机械设计中的应用
3.1 模块化设计方法的具体操作步骤
为了促进模块化设计方法得到更好的运用，在设计的时候需要遵循相应的步骤和方法。所以说在刚开始设计的时候，需要按照生产过程中各种工艺的要求去做，并形成一个合理的模块化框架。我们的目的是少用模块，多生产产品。以对模块结构的高度了解，实现其性能的增强。所以说，进行设计之前我们就应该考虑好机械实际生产满足需要，进行合理区域划分，从而保证模块简单化，从而可以满足各模块相互合作最终实现生产需要。每个模块重生产的时候要相互影响又要相互独立，才能保证模块之间按照生产技术的合并，从而满足机械生产的需要。
3.2 进行合理地模块划分，明确模块分工
模块化分工的设计是具备实际生产的需求的，这也成为它能够得到印证机械设计目的的重要方法之一。而模块化的设计理念是如何实现的呢？我们这边可以这样来谈这个问题，模块化的生产不仅仅是技术理念的合理诉求体现，更是生产工艺追求高效理念的重要实践。模块化是通过对生产流程的每一项进行细分，科学论证其对设计内容的支撑和需求表达，从而在模块化的过程中，能够划分出更为有效的调度需求，生产效率亦是若如此，对流程的细致划分使得每个环节得以阐释的更为彻底，资源的利用也得到最大化。但是这样的模块规划与设计仍然不能得到最大的实现，而要做到最理想的状态，我们还需要针对模块化设计的方法过程提出相应的标准作为参考，这种过程在实现机械生产目的的同时，也证明了模块化产品设计所取得的成果效果明显。
3.3模块组装，完善模块设计工作流程
正确的模块生产过程，并非是简单的对模块化的设计与组装，还兼具着任务的处理与调配，这主要是为了确保模块之间的联系不被切断，形成有机的整体，而模块的生产也能够得到在发生故障时而较好的可靠性。模块的包装与设计的过程，一旦出现异常的负面数据，不仅仅要通过与模块组装的调试进行校验，还要确保不对其他校对模块不产生异常的结果。而要做到这一点，设备的接口处理，无疑担当着重要的历史使命。而完善模块设计的工作流程中，模块组装的接口设计就是其中一个重要因素。我们通过对模块组装的流程进行规整，在不断提出任务前提的基础上，对生产的工作设计与包装能够得到更为合理的处置过程，使得模块设计不再是更为简单的单向流程管理，在系统和集成的管理上则得以更多的体现。流程的规划在完善，使得模块组装的各项接口得到统一，这也成为模块组装与设计更为科学有效的重要保证之一。而要做到这样的统一，兼具接口的调配成为模块化设计的另一个重要话题。在模块化设计实现，区分其原则和要求的实现，保证模块化的设计符合设计者的初衷。
结语：
综上所述，模块化的概念提出较早，随社会发展变迁，产品更新速度不断加快，同时用户需求多种多样，模块化的设计是把握市场趋势的必然选择。它不仅能够缩短设计时间，还有利用更好地指导机械设备的加工制造，提高设计水平。
参考文献：
[1]罗碧娟.基于模块化设计方法的儿童产品设计研究[J].机械设计，2014(7):121-123.
[2]任丽，倪满生.机械设计中模块化设计方法的运用分析[J].工业c，2015(44):112.
[3]白军辉.论述模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].工程技术：引文版，2016(11):00247.
第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。 常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计 关联： 机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。 创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质？ (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式（突破传统定式） (4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件） (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性
(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。 影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1)天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。 概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技 术，并利用于其他新事物。 特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾； 2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。 实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离 第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。 （1）物场要素变换：电磁场取代机械场 （2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺） 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的 想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。 ２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
现代机械设计方法试题-----复习使用 一、图解题 1．图解优化问题：min F (X)=(x 1-6)2+(x 2-2)2 s ．t ． 0．5x 1+x 2≤4 3x 1+x 2≤9 x 1+x 2≥1 x 1≥0, x 2≥0 求最优点和最优值。 最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs 与强度均值μr 相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F 。 参考解： 3．已知某零件的强度r 和应力s 均服从正态分布，且μr >μs ,σr <σs ，试用图形表示强度r 和应力s 的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R 的围。 参考解： f (s) f (r) Y >0安全状态；Y <0安全状态；Y =0极限状态 f (Y)
强度r 与应力s 的差可用一个多元随机函数Y =r -s =f (x 1,x 2,…,x n )表示，这又称为功能函数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y )，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f (r )和f (s )计算出干涉变量Y =r-s 的概率密度函数f (Y )，因此零件的可靠度可由下式求得： Y Y f Y p R ? ∞ =>=0 d )( )0( 从公式可以看出，因为可靠度是以Y 轴的右边对f (Y )积分，因此可靠度R 即为图中Y 轴右边的阴影区域。而失效概率F =1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4．用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别对这几个阶段进行分析。 失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率（或故障率）曲线反映产品总体寿命期失效率的情况。图示13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1)早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于使用的早期，失效率较高而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运转也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到t 0时失效率曲线已开始变平。t 0以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免，争取失效率低且t 0短。 (2)偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即t 0到t i 间的失效率近似为常数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件截面尺寸可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过分地加大，将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3)耗损失效期，失效率是递增型。在t 1以后失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升，如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如 报废更为经济。
机械设计中模块化设计方法的应用 发表时间：2018-08-13T11:38:54.347Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：张冬涛 [导读] 摘要：通过运用模块化的设计方法，在设计的时候运用划分和组合的方式完成所有的工作，不仅有利于提高设计的科学性，还能够提高模块化设计的效果，降低机械设计成本，对促进机械设计的顺利进行具有重要的作用。 身份证号码：44528119820216xxxx 摘要：通过运用模块化的设计方法，在设计的时候运用划分和组合的方式完成所有的工作，不仅有利于提高设计的科学性，还能够提高模块化设计的效果，降低机械设计成本，对促进机械设计的顺利进行具有重要的作用。 关键词：机械设计；模块化；设计方法 从设计层面上看，模块化在技术上的转变已经基本完成了。通过对划分和组合来完成不同的种类的机械包装，这样就可以缩短工期，这样能够减少制造需要的成本。所以说模块化从设计上还是制造上都是机械制造商最后的选择。 一、模块化的设计方法 对模块的划分、和可互换性等方面划分的好坏可以直接影响模块的实际能否成功。在进行划分的时候不仅仅要考虑在制作的时候的方便性、同时也应该考虑到在进行组合的时候是否能够轻易的组合。所以，在设计模块的时候，一定要进行详细的划分。同时，在进行模块划分时，应该考虑到在系统中的可更换性；同时也要保证模块在功能方面要有其独立性；模块之间的结合应该方面分离等等。在进行模块设计的时候应该注意模块的组合，也就是模块之间的结合面。为了能够使，模块之间进行更换，当然不同的模块之间也要保证其能够进行更换。所以，在设计模块的时候，应该保证模块具有可更换性。同时也必须增加接口处的的规格化和标准化。 二、模块化设计方法的概念与特点 （一）概念。模块化设计方法是机械设计的一种重要方法，它是指在进行机械设计的时候，将不同的组成部分划分为相应的模块，对每个模块的设计进行全面的考虑，然后将其进行组装，最后完成机械设计的所有内容。在设计的时候，对模块的划分、可互换性等方面的考虑会影响模块设计的效果，因此在具体的设计工作中，应该进行全面的考虑，不仅需要考虑制作的方便，还需要对不同的模块进行详细的划分，明确每个模块的功能，考虑不同模块组合的方便。同时，还需要确保每个模块功能的独立性，并能够进行相应的更换，从而促进系统功能的升级。 （二）特点。作为一种新的设计理念和设计方法，模块化设计方法具有自身显著的特点。一是模块化设计方法能够方便维修，由于模块化设计具有可更换的功能。因此，在具体运用中，当机械设备发生故障的时候，通过检查和分析，将出现故障的模块进行更换即可。这样大大简化了维修工序，给设备维修带来很大的方便。二是简化了包装过程。以前在包装的时候只能根据产品特点进行指定包装，设计出来的包装只能适用于相同系列的产品，给包装带来很多的不便。而运用模块化设计方法设计出来的产品，在具体运用中，能够满足多种不同产品，从而简化了包装，节约了时间和人力。三是模块化设计方法能够节约成本。在包装的时候，能够根据模块特有的功能进行，通过对各个模块的研究，还可以完善其功能，提高其质量。可以用较少的模块完成更多的机械设备包装，有利于节约设计成本。 （三）设计的特点 1）便于维修，在使用模块化设计的时候，由于模块具有可更换的特点，所以如果在机械包装的过程中发生故障的话，只需要将不合适的模块更换就可以。这样省去了在设计的时间，以及方便维修；2）简化包装设计在过去的包装中，进行设计的人主要根据产品的特点进行指定的包装，所以设计出来的包装只能使用于相同系列的产品，而对其他系列的产品不能够应用。采用模块化设计之后，可以使一种设计满足许多的系列的产品，只要在客户提货的时候进行模块之间的更换即可在对传统的机械化包装进行设计的时候要对每一个零件的设计进行考虑，这样就需要人员掌握的知识面广，这样不单单浪费时间，同时也消耗了人员的精力，这样就导致机械的生产周期短，然而，在采用了模块化之后，技术人员不用再考虑每一个零件的设计，只需要使用现有的模块即可；3）模块化包装的成本低，在进行模块化包装的时候，可以根据模块特有的功能进行。同时也可以通过对模块的不断研究，不断的完善其质量和性能，以此来增加模块化产品的数量。这样就可以用较少的模块组合成最多的机械包装。在减少设计时候的同时，也减少了设计成本。 三、模块化设计方法的具体操作步骤 为了促进模块化设计方法得到更好的运用，在设计的时候需要遵循相应的步骤和方法，确保模块的独立性和完整性，方便模块之间的连接，并力求用最少的模块设计最多的产品，保证结构的精度，性能的稳定。首先应该考虑机械设备的具体需要，合理确定模块的划分，确保模块操作的方便，并保证模块之间能够进行轻易的组合。每个模块既独立又相互依存。然后将不同的模块组合起来，实现机械设计所需要的功能。另外，还要确保每个模块具有可更换的功能，当一个模块在使用中出现问题的时候，可以对其进行更换，不影响其他模块的运行和整个机械设备的运作。 四、模块化设计方法在机械设计中的运用 为了让人们对模块化设计方法在机械设计中的运用有更为详细的了解，下面将通过具体实例，对此进行探讨与分析，具体的机械设计以数控立式车床设计为例。 （一）进行模块划分。在数控立式车床设计中，运用模块化设计方法，其中最为关键的内容是进行功能与结构分析，根据设计的具体需要，对结构的功能进行科学合理的划分，这是决定设计效果的关键内容。根据数控立式车床设计和具体工作的需要，将该模块功能划分为传动模块、执行模块、支承模块、辅助模块、监测模块，每个模块具有自身独特的功能，统一于机械设计中，促进机械设备功能的有效发挥。 （二）确定模块功能。在对模块进行划分之后，接下来进行的工作是确定每个模块的功能。有些模块只有单一的某种功能，而有些模块却有多种功能。例如，工件监测装置模块的功能是工件监测功能，刀具监测装置模块的功能是刀具监测功能，机内对刀装置模块的功能是机内对刀功能，在这些模块中，每个模块单独行使某项功能。同时，有些功能由几个模块完成的，例如，工作台模块、卡爪模块都具有工作定位功能，同时，工作台模块、卡爪模块、主变速箱模块都具有工件旋转功能。有些模块还具有多种功能，在具体运用中能够完成多种功能，例如，刀架模块具有刀具定位、刀具夹紧、刀具松开功能。在确定每个模块的功能之后，明确每个功能的任务，为合理进行模块的组织做好准备。 （三）进行模块组装。功能确定之后进行模块组装，从而确保整个机械设计各模块得到合理配置，在实际运用中发挥更大的作用。组
机械工程师考试大纲，你看一下有没有含金量 Ⅰ.基本要求 1．熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2．熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。7．熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8．了解机械制造自动化的有关知识。 Ⅱ.考试内容 一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定 （1）图框 （2）图线 （3）比例 （4）标题栏 （5）视图表示方法 （6）图面的布置 （7）剖面符号与画法 2．零、部件（系统）图样的规定画法 （1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法） （2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图 （1）机械系统原理图的画法 （2）液压系统原理图的画法 （3）气动系统原理图的画法 4．示意图 5．尺寸、公差、配合与形位公差标注 （1）尺寸标注 （2）公差与配合标注（基本概念公差与配合的标注方法） （3）形位公差标注 6．表面质量描述和标注 （1）表面粗糙度的评定参数
做机械设计的人员需具备的知识和技能这个具备的知识就是越多越好了。 我现在就在一厂里面做这个。感觉还是挺难的，因为很多东西你都要去了解、首先来说画图，就不是简单的把图形画出来，你得去了解机器的配合，设备是怎么运转的，这样你才能更好的掌握各个零件之间的尺寸、余量该怎么放，对形位公差有些什么要求。而这有要求你对机加工有个大楷的了解，什么机床能加工成什么样子，粗糙度啊什么的。 另外的话你还需要了解材料，比如45，40CR之类的有些什么特性，在后期处理的时候有什么不同，不同材料采用什么样的加工工艺、淬火后能达到什么硬度、变形量的大小等等。 另外： 1. 熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2 熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。 7．熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8．了解机械制造自动化的有关知识。 9.熟练的画出符合国家标准的产品设计图纸和工艺图（工装、卡具等）。 10.熟练的运用机械原理、机械机构、机械设计及国家标准和国际标准,按设计任务要求：创造性的设计效果好、出成本低产品。
机械设计制造及其自动化专业模块化人才培养方案一、专业人才培养目标 （一）专业培养目标 培养德、智、体、美全面发展，具有较强的工程实践能力及创新精神，能够适应较复杂的工程技术环境，在机械工程及相关领域从事机械设计工作、科技开发、应用研究；从事制造加工工艺规程的编制与实施、工艺工装的设计、数控编程工作；从事机械、电气、PLC、液压、气压等工业设备的使用、保养、维修、管理工作；从事工业产品制造的现场技术管理工作和营销等方面工作的高级应用型人才。 （二）专业培养思路 树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，借鉴世界先进国家尤其是德国应用科学大学培养应用型工程师的成功经验，结合我院“地方性、应用型、国际化”的办学定位，创建具有一定特色的工程教育模式。通过我院与相关行业和企业的密切合作，以社会需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力；培养造就创新能力强、适应企业发展需要的本专业优秀工程师。 二、培养规格和要求 1、热爱社会主义祖国，拥护共产党的领导，具有敬业爱岗、艰苦求实、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。 2、有较强的专业心、自主发展意识、创新精神、社会意识、团队合作精神和一定的社会活动能力。 3、系统地掌握数理、机械设计、机械制造、机电控制技术、工程科学技术等基础知识。 4、能正确阅读和绘制机械加工零件图和产品装配图，能使用计算机进行机械产品的辅助设计和制造； 5、具备较强的工程实践能力和工程素养及初步的科技开发、工程研究和组织管理能力。具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力以及较强开拓创新的精神，具备较强的社会适应能力、从事本专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的基本能力与素质，受到工程设计方法和科学研究方法的初步训练。 6、系统地掌握一门外语，具备良好的外语读写和口语交流技能。 7、具有较好的文化素养、生理与心理素质以及一定的美学修养。 三、学制和学分要求 学制：四年九学期，其中第五学期为认知实习学期。 学分要求：共240学分。
一、绪论 1.设计活动的特征有哪些？ 时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别？ 传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段？ 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些？ 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？ 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么？ 相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则 内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 π，π，，，，，，π 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。 用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么？ 导出方法：方程分析法、量纲分析法 基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质？ 如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相同的无量纲形式解。 出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其 功率系列（将计算值按0.5圆整） 解： 四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解 基本思路： “分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。 三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？
现代机械设计技术方法与发展探析 发表时间：2018-10-25T12:09:04.683Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：刘勇刘红亮[导读] 现代机械设计，在综合各学科知识，各学科技术交叉对设计进行改进和最佳化方面有独到的长处。武汉圣禹排水系统有限公司湖北省武汉市 430057 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要的因素。现代机械设计应与最先进的科学技术和理念相结合，不断开拓创新，本文综述了目前常用的几种现代机械设计方法并展望了未来的机械设计方法的发展趋势。关键词：机械设计；技术；方法；发展趋势现代机械设计，在综合各学科知识，各学科技术交叉对设计进行改进和最佳化方面有独到的长处。在未来绿色化，智能化的趋势下，现代机械设计技术必将进一步发展，设计出质优价廉的产品，从而促进社会发展和进步。1现代机械设计的特点机械设计是对机械的结构，工作原理，运动形式，和零件的规格尺寸进行测量研究及计算，从而将其转变成详细具体的描述方式，以之为机械制造的依据和参照。机械设计的目的是为了优化设计，也就是为了在特定的条件下组织构建出造价、性能、质量都最佳的机械。 现代机械设计有其鲜明的特点，即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、润滑方法等进行构思、分析、计算，而且还需融通多门科学知识，如创造性工程、美学、仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等，使设计出的产品在市场中具有竞争力。现代社会对机械系统提出了更高的要求，为了使产品能够立足于市场，机械系统不仅需要能够在实现预期功能的基础上，还需要设计的机械系统满足物美价廉、操作方便、安全性能高、污染小等特点。2机械设计的常用现代设计方法为了寻求能够保证设计的质量、加快设计的速度、减少和避免设计失误的方法、措施，并能够适应科学技术发展的要求，使得设计工作现代化，从而引发了对现代设计方法的研究。若把现代设计的方法应用到机械设计中，就称其为现代机械设计方法。现今，经常采用上述方法论中的创造性设计法、技术预测法、信号分析法、系统设计法、相似设计法、动态分析设计法、模糊设计法、有限元和边界元分析设计法、可靠性设计法、优化设计法、CAD计算机辅助设计法、艺术造型设计法等。 2.1专业的现代机械设计方法由于计算机计算速度快，计算量大，且具有智能的逻辑判断能力，已经成为机械设计中不可缺少的重要组成部分，它能够在机械设计的计算，决策，分析，综合以及数据图形处理方面均起到重要作用。随着现代科技技术的不断进步和高速发展，由计算机系统专业从业人员和专业的机械设计人员共同协作开发设计的计算机应用软件，使的该应用软件可以快速准确的反应机械产品在工况中的损伤、失效以及破坏机理，根据这些数据定量出针对各零件和机械的动态行为的分析，形成稳定的机械设计程序，即专业的现代机械设计方法。例如：摩擦学设计、强度设计和温度场分析等。这些软件都是在传统的设计方法基础上应用计算机技术开发出来的。 2.2通用的机械设计方法由于计算机发展的水平所限，一般专业的现代机械设计方法适用范围较小，一般的机械设计方法只能通过计算机辅助，对设计进行系统分析和计算，此种设计方法，称为通用的机械设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、cad等。这些方法并不只是针对机械产品去研究还有其自身的科学理论和方法。 ⑴优化设计。优化设计可以成功地解决解析法等其他方法难以解决的复杂问题，它是建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过计算机的数值计算出一切可能的方案，并在一切可能的方案中寻求最优方案，使期望的指标达到最优的设计方法。 ⑵模糊设计。它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。它的最大特点是可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析得出综合的数量化指标作为选择决断的依据。模糊数学的研究领域非常广泛，其包括模糊变换、模糊综合评判、模糊模式识别、模糊决策、模糊拓扑、模糊专家系统等综合理论。在机械设计中，一般将模糊技术与其它设计方法相结合，对机构进行研究。如利用模糊综合评判进行机械制造、机械设计参数、传动方案等的优化选择；将模糊技术与可靠性设计、优化设计相结合，形成了模糊可靠性设计、模糊优化设计、模糊可靠性优化设计等方法。 ⑶有限元设计。随着计算机技术的发展，有限元设计在各个工程领域中不断得到深入的应用。有限元法的基本思想是将结构离散化并用有限个容易分析的单元来表示，通过有限个节点来连接各个单元，然后根据变形协调条件综合求解。由于节点的数目也是有限的，单元的数目是有限的，所以称为有限元法。这种方法只要改变单元的数目，灵活性很大，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。 ⑷仿真与虚拟设计。虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提在产品设计阶段实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。 ⑸可靠性设计。在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力称为零件的可靠性设计。将常规设计方法中所涉及的设计变量如材料强度、疲劳寿命、尺寸、应力等，看成服从某种分布的随机变量是可靠性设计的主要特征。然后根据产品的可靠性指标要求，用概率统计的方法得出零部件的主要结构参数和尺寸。3现代机械设计的发展趋势3.1 绿色化所谓绿色设计，就是指通过高效的利用能源、资源来获得绿色产品的设计。具体而言，就是在产品设计的整个过程中，把产品的环境属性列在首位，在满足环境要求的同时，来保证产品的质量、基本功能与经济性。绿色产品是既具有特定的功能，又对人体健康以及周围的环境没有危害的产品。绿色设计既是实现人类能够享受美好健康生活，以及可持续发展的必然要求，也是未来技术发展的趋势，具有能够提高工作的效率，减少企业的投资风险，提高产品的市场竞争力的意义。 3.2智能化
机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。
模块化设计方法及其在机械设计中的应用 摘要：随着社会经济的发展，为了提高企业生产效率，模块化设计理念在机械设计领域日益广泛，其对于整合市场、优化结构具有重要意义。我们要树立创新意识，加强其在机械设计中的研究运用，实现模块化的转变。 关键词：模块化；设计方法；机械设计 随着技术的发展和经验的总结，在机械设计中，越来越多的设计方相继出现，并逐渐得到广泛的运用。在实际工作中传统的机械包装方法的弊端日益显现，越来越多不适应机械设计的需要，而模块化设计方法逐渐得到广泛的运用。 1 机械产品模块化涵义 模块化就是以它的观点去对产品或者系统进行策划和生产方案，在某个限度内的一样或者存在差异的功能、相异规格的产品探究讨论，区分并设计。机械产品的模块化主要可从以下几方面进行分析： （1）功能需求集，指的是市场和客户对模块化产品基本功能要求的合集。产品的功能需求是进行产品模块化的重要内容，是产品发展的重要方向。 （2）功能模块，强调的为产品里所能够充分发挥其性能因素的作用. （3）结构模块，指的是功能模块的具体结构，一般由部件或子结构模块组成。 （4）模块接口，指的是描述结构模块组合时相互间的几何、物理关系的结合面，模块接口是模块组合的重要依据。 （5）基础模块，通用型接口模块，能够满足基本功能，而得以实现的定向模块功能演进的模块形式。 2 模块化设计 2.1 模块划分标准 为了让人们对模块化设计方法在机械设计中运用有更为详细的了解，对模块化的设计进行划分，在数控立式车床设计中，运用模块化设计方法，其中最为关键的内容是进行功能与结构分析，这是决定设计效果的关键内容。因此，设计开始前，要对模块进行处理，详细划分模块。当前，还没有任何一种标准可以作为模块划分原则。这里，依据不同侧重点，对不同模块进行划分。模块具有独立性，
机械现代设计方法及展望 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，本文综述了目前常用的几种现代机械设计方法，并展望了未来的机械设计方法的发展趋势。 关键词：机械设计方法展望 1、引言 机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将这些转化为具体地描述以人为制造依据的工作过程。机械设计作为工程设计的重要组成部分，不仅代表着将科学发现转化为经济实践的成果，也表征着一个国家和地区的制造业发展水平。 近十几年里，工业产品的设计理论和制造方法发生了极大的变化。首先，由于计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE)和辅助制造(CAM)等方法的普遍推广，改变了传统的设计模式，提高了设计质量和工作效率，使设计加工周期大大缩短；其次，机器人及自动化生产线的广泛使用，把操作者从繁重的体力劳动和危险作业环境中解放出来，提高了劳动生产效率。 2、机械设计的常用现代设计方法 2.1专业的现代设计方法 由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件，能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理，可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为，并形成固定的设计程序，这就是专业的现代设计方法，如：振动分析和设计，摩擦学设计，热力学传热设计，强度、刚度设计，温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上，应用计算机技术开发出来的。例如：用Pro/M软件分析机械装置的动态特性，用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子，为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。 2.2 通用的现代设计方法 为了满足机械产品性能的高要求，在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析，这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究，还有其自身的科学理论和方法。 2.2.1 优化设计 机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根
机械工程材料基本知识 1.1 金属材料的力学性能 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 1.1.1强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为c,单位为MPa 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用③ 表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用c表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 1.1.2塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号S表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。 1.1.3 硬度 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。硬度的测试方法很多，生产
现代机械设计技术与方法探讨 摘要：机械设计流程通常情况下是建立在机械运行原理、结构以及机械能量传 递等基础之上的，并在具体化数据测试前提下完成人工指导。基于此，机械设计 技术显得尤为重要，必须要就相关设计技术进行不断改革创新，充分满足机械行 业的发展需求。 关键词：现代机械；设计技术；方法探讨 1导言 随着我国经济的飞速发展，我国的各行各业都呈现非常好的发展趋势。我国 的机械行业起步较早，所以发展的时间相对较长，现代的机械行业更是取得一定 突破性的进展。这门行业是经过多半年科学技术工作者的不断努力和创新从而总 结的技术方法，从而促进整个人类的进步和发展。我们现在所研究的机械技术都 是从它的特征出发，其次就是分析现代机械设计和传统的机械设计之间的区别。 2我国机械设计技术发展现状 我国在传统的机械设计上仍采用理论设计、经验设计、模型实验设计等基础 设计，这些设计对机械设计技术的安全性、使用性、经济性密切相关。随着技术 的发展，机械设计产品的内容呈现多样化与复杂化的趋势，理论设计技术与经验 设计技术逐渐受到淘汰，针对上述问题的缺陷可通过模型实验设计来进行解决。 在大型机械的设计上，模型实验设计起着十分重要的作用。目前现代机械设计新 技术开始采用优化设计技术与有限元设计技术。优化设计技术一般采用高等数学 线性代数的内容来进行技术，通过采用优化数学思维的方式来设计出最优化的机 械产品。而有限元设计技术也是一种数值方法，通过相关设计来对机械产品进行 精确度调整。 3系统化机械设计方法 现代的机械设计已经和传统的机械设计方式存在很的产别，传统的机械设计 都是注重产品是否能够实现设计之前所预期的功能，现代的机械设计更加的先进 加入更多的元素，使得设计的机械产品更加系统化、自动化、信息化和柔和化。 从现在所设计的机械产品的系统来看，机械系统把原有的控制技术不断的完善和 改进，所以整个产品的性能有个质的飞跃，而且功能方面也是不断的满足人们生 产的需求，甚至让原有的机械产品中的结构也发生了一些变化，从而让整个行业 的经济收益也得到很好的改善。所以机械结构的产品设计以及控制技术都是机械 工业发展的必然方向，也是利用较为新型的技术来改造传统机械设计的重要方法。随着科学技术的飞速发展，人们对于产品的功能要求不断增多这就导致整个机器 产品的复杂程度液提高了一个档次，所以在使用的过程中其产品的寿命也缩短， 更新换代的速度也变快。但是，在产品的设计过程中，其机械产品的设计手段在 很大程度上跟不上其更新换代的速度，更加的更不上时代的发展速度和人们的需求。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产方案和规划 等都受到整个机械行业的重点关注，这些内容也得到很多的完善，其研究的内容 也越来越深入，所以这些方面的成果也是令人满意的，而在产品的开发初期所制 定的方案是计算机辅助绘图不能实现的，所以这也很难满足设计的需求。系统化 设计方法将设计的任务有起初的抽象层面变化为现在的具体，在此基础上还进行 不同层次的划分，制定其划分出每一层需要完成的目标和方法，这样由浅到深、 有抽象到具体将各个层次都可以紧密的结合在一起，这样使得整个设计的过程变 的更加系统化，这也让整个设计的过程可以遵循所制定的方案来进行，从而在计
现代机械设计方法试题-----复习使用 2 2 minF (X)=(x I-6)2+(X2-2)2 s- t?0. 5x i+x2W4 3x i+x2W9 X1+X2A1 X1> 0X2 >0 者的干涉情况，并在图上示意失效概率 参考解: 3. 已知某零件的强度r和应力S均服从正态分布，且口r> 口s, b r<(T s,试用图形表示强度r和应力s的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R的范围。 参考解： Y>0安全状态；Y<0安全状态；Y=0极限状态 最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2.若应力与强度服从正态分布，当应力均值与强度均值汀相等时，试作图表示两 、图解题 1.图解优化问题:
数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y)，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f(r) 和f(s)计算出干涉变量 Y=r-s 的概率密度函数f(Y)，因此零件的可靠度可由下式求得： R = p (Y .0) = ° f (Y)dY 从公式可以看出，因为可靠度是以 Y 轴的右边对f(Y)积分，因此可靠度 R 即为图中 Y 轴右边的阴影区域。而失效概率 F=1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4 ?用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别 对这几个 阶段进行分析。 失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率(或故障率)曲线反映产品 总体寿命期失效率的情况。图示 13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形 象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1) 早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于 使用的早期，失效率较高 而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、 跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运 转也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到 t 0 时失效率曲线已开始变平。t 0 以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免， 争取失效率低且 t o 短。 (2) 偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即 t o 到t i 间的失效率近似为常 数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的 偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效 期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失 效率而增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件 截面尺寸可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过 分地加大，将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3) 耗损失效期，失效率是递增型。在 t i 以后失效率上升较 快，这是由于产品已经老化、 疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失 效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升， 如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多， 则不如报废更为经济。 阜期 失效期偶然失效期 耗损 to
关于三个设计的特点及实例分析 【摘要】机械设计是机械工程的重要组成部分，设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。设计方法包括常规设计、现代设计、创新设计，他们之间有区别，也有共同性。只有了解了三种设计方法的特点，并相互配合运用，才能将机械设计出的产品性能达到最高。本文通过生活中一些具体的实例分析，阐述了三种设计给人们的生活带来了巨大便利。 【关键词】常规设计；现代设计；创新设计； 1、机械设计的三种方法的特点 在知识经济发展的时代，创新是国民经济可持续发展的基石，对于一个和国家，一个民族而言，拥有持续的创新能力就意味着发展经济具有巨大的潜能。对于机械专业设计人员而言，应当看到全球制造业面临前所未有的挑战，缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本、增加产品的核心竞争力已成为制造业的共识。如何加强机械创新设计，挖掘创造性思维，显得尤为重要。 1.1 常规设计 常规设计也称为传统设计，分为初步设计，技术设计，施工设计三个步骤，常规设计是指以成熟技术结构为基础，运用常规方法来进行的产品设计，它在工业生产中大量存在，并且是一种经常性的工作。常规设计的方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算，绘图，编制设计说明的过程。如机械原理中的连杆机构综合方法、凸轮廓线设计方法、齿轮几何尺寸计算方法、平衡设计方法、飞轮设计方法、减速机的设计等。 凸轮廓线的设计连杆机构的设计齿轮的设计
1.2现代设计 现代设计是将传统设计中的经验，类比法设计提高到逻辑的，理性的，系统的新设计方法，是在静态分析的基础上，进行动态多变量的最优化。现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，其基本的设计内容是建立在常规设计的基础上，但是在强调现代设计方法时，不可忽略常规设计方法的重要性，运用现代设计理念进行的机械设计，现代设计方法从不同的角度深化了机械设计，提高了产品的质量，也降低了产品的成本。现代设计方法主要分为可靠性设计，优化设计，有限设计，计算机辅助设计，虚拟设计等。 现代工程设计常用的分析软件有ADINA ,NASTRAN ,I-DEAS ,UG ,ANSYS-等。 ansys进行应力分析 ADINA软件的应用 UG设计的手机外壳 1.3创新设计 创新性设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术知识，进行创新构思，设计出具有新颖性的，创造性及实用性机械产品的一种实践活动。创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖而且独特的设计。其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。创新设计方法分为智力激励法，提问追溯法，联想类推法，返向探索法，系统分析法，组合创新发六种。 创新设计没有局限性，创新成果是知识、智慧、勤奋和灵感的结合，生活中一些看似很简单的机械都是机械创新设计的结果。 左图为为了防止宠物狗走出花园迷路而设计的栏杆 左图为坐卧两用长凳