现代设计和传统机械设计的比较
摘要:随着现代科学技术的发展,现代机械产品设计更加强调创造性,在注重整体功能的基础上以现代化的设计方法和计算机技术作为工具,提高了设计的质量、效率和精度,满足了产品对经济性、适应性和可靠性统一的要求。与传统设计相比,现代机械设计在功能、结构和产品的设计要求方面都有明显的优势。
关键词:机械设计传统设计现代设计
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、润滑方法等进行构思、分析和计算并将这些转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。传统的机械设计也称常规设计,是一种以强度和低压控制为中心的安全系数设计、经验设计、类比设计和机电分离设计。随着现代科学技术的发展,现代机械产品设计更加强调创造性,在注重整体功能的基础上以现代化的设计方法和计算机技术作为工具,提高了设计的质量、效率和精度,满足了产品对经济性、适应性和可靠性统一的要求。与传统设计相比,现代机械设计在功能、结构和产品的设计要求方面都有明显的优势。
1 现代设计方法和传统设计方法比较
1.1 传统的设计方法
传统设计方法以直觉设计、经验设计、静态设计为基础,所使用
浅谈现代机械设计及其发展趋势 【摘要】现代机械设计是一项系统性很强的综合性技术，是一个国家制造水平的重要标志，是一个国家经济发展的关键内容。机械制造要与社会发展相互促进，了解机械制造技术的现状与发展趋势，敢于创新，才能把握机遇。本文就这话题展开探讨，以增进对现代机械制造的了解，促进经济发展。 【关键词】机械设计；产品制造；现状；发展趋势 不论是发达国家还是发展中国家，都在大力发展机械制造技术。机械制造成为了衡量一国工业水平的重要标准，也成为了各个国家之间科技竞争力的重大内容。现代机械制造技术在传统制造技术的基础上，与计算机技术、信息技术、自动控制技术等完美结合，是集机械、电子、信息、材料与管理技术于一体的综合性技术。一个国家的制造水平是一个国家的经济支柱，是工业得以发展的基础，是影响国民经济发展的关键性因素。目前，我国正处于经济发展的关键时期，作为一个发展中的工业大国，我们最薄弱环节是机械制造技术。展望未来制造业的发展，必须与人类和社会的进步同步，但是无论怎样发展都必须与自然界保持和谐，这样才可以保证国民经济的可持续发展。对于我国的机械制造业而言，了解我国机械制造技术的发展现状，把握现代机械制造的发展趋势，抓住发展机遇，不断的更新理念，把机械制造技术放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，我国由制造业大国向制造业强国过渡的伟大目标才有可能尽早实现。 1.现代机械制造技术的发展历程 自从我国工业时代的兴起到现在，机械制造业不断在发生变化。从手工到机械，机械手工相结合，到自动化、智能化等等，并且随着科学技术的更新进步不断的发展新的机械制造技术。根据生产方式的变化，可以分为五种类型：第一类是劳动密集型生产方式，这包括早期的工业生产和手工制造业。第二类是随着工业化的发展，生产社会化的不断加快，设备密集型的生产方式出现，汽车制造业和轴承等这样的大批量流水线生产业被研发，这些均属于设备密集型。第三类是信息密集型生产方式，这类生产方式是指新型机电一体化设备的加工生产，它实现了人与机器设备之间的信息交流，机器能够通过获得的信息实现快速准确的加工。第四类是知识密集型生产方式，制造理念的飞跃即属于此类生产方式，其典型代表有计算机集成制造和柔性制造在内的较少信息参与的加工，柔性制造系统计算机集成制造系统。第五类是智能密集型生产方式，敏捷制造和智能制造是这类生产的主要内容，它是一种全新的生产方式，目前正在被研究和实施智能密集型生产方式的技术可以快速响应市场的变化，超前地开发产品，从而实现多品种产品的全过程管理。 2.现代机械制造技术的现状及其特点 近年来，我国虽然不断采用先进的制造技术，并且积极引进国外先进技术，
《机械系统设计》 搬运机械手控制系统设计 姓名： 学号： 学科专业：机械设计制造及其自动化
摘要 由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；能显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 关键词：可编程控制器PLC; 机械手; 伺服马达
前言 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。用机械手可以代替人从事单调﹑重复或繁重的体力劳动﹐实现生產的机械化和自动化﹐代替人在有害环境下的手工操作﹐改善劳动条件﹐保证人身安全。20世纪40年代后期﹐美国在原子能实验中﹐首先采用机械手搬运放射性材料﹐人在安全室操纵机械手进行各种操作和实验。50年代以后﹐机械手逐步推广到工业生產部门﹐用于在高温﹑污染严重的地方取放工件和装卸材料﹐也作为机床的辅助装置在自动机床﹑自动生产线和加工中心中应用﹐完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。机械手主要由手部机构和运动机构组成。手部机构随使用场合和操作对象而不同﹐常见的有夹持﹑托持和吸附等类型。运动机构一般由液压﹑气动﹑电气装置驱动。机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化保护人身安全，因而广泛应用机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 1.系统流程图 机械手整个搬运过程要求都能自动控制。下图是机械手控制系统的逻辑流程图。系统启动之前，机械手处于原始位置，条件是机械手在高位﹑左位。
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？
机械设计的发展历史 摘要：设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计。同时也要求设计人员不仅有丰富的专业知识，而且要掌握先进的设计理论，设计方法及设计手段，科学的进行设计工作，这样才能及时得到符合要求的产品。 关键词：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计 主要内容： 1 机械设计发展的三个阶段 机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面就按时间来划分，把机械设计发展史划分为三个阶段来论述。 1.1 第一阶段：机械设计起源和古代机械设计 我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，剡木为楫，剡楫之力以济不通”，“断木为杵，掘地为舀”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在《周易》第47卦“困”的卦辞中有“困于金车”，金车指用铜装饰起来的豪华马车。清代学者章诚说“六经皆史”，在我国古代文献中随处可以见机械产品与人民生活密切的联系，在我国春秋战国时代的著作《道德经》中有“三十辐共一毂，像日月也”的说法，而在秦陵发掘出来的二号铜车马，车融会贯通就有30个车辐。虽然据统计，当时的车每个车轮用30个轮辐，但是对轮辐的数目已经有了一定的规则。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的的地位。 在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。世界其它的国家也有不少机械的成果。但这些设计多是凭设计者的经验完成的缺乏必要的，有一定精度的理论的计算。 1.2 近代机械设计 17世纪欧洲的航海，纺织，钟表等工业的兴起，提出了许多技术部题，1644年英国组成了“哲学学院”，德国成立了实验研究会和柏林学会，1666年，法国，意大利也成立了研究机构。在这些机构中工作的意大利人伽里略（1564~1642）发表了自由落体定律，惯性定律，抛物体运动，还进行过梁的弯曲实验；英国人牛顿提出了到家动的三大定律，1688年，他提出
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 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
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
5.1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 5.1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 5.2机械结构件的结构要素和设计方法 5.2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，
一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 5.2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、
关于现代机械设计理论与方法研究进展的综述 金陵科技学院机电工程学院孙志会 摘要：现代机械设计理论是现代机械设计的基础与核心，而现代机械设计方法是现代机械设计的手段和目的。现代机械设计具有动态的、科学的、计算机化的特点，在技术上体现智能化、经济性和精确性。在现代设计理论与方法的研究方面，我国与发达国家还存在一定的差距，主要表现在材料科学的研究及制作技术两个方面差距最大。 关键词：机械设计理论与方法研究前景分析 机械设计是机械产品开发设计的一个重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素，从古至今的科技发展，无一不包含机械设计理论的成果。现代机械设计理论是对现代机械产品原理和机理的科学总结，而现代机械设计方法是使现代机械产品满足以及判断现代机械产品是否满足设计原则的依据。现代机械设计方法是基于现代机械设计理论形成的，现代机械设计理论是现代机械设计的基础与核心。因此，掌握机械设计理论的程度将直接反映机械设计的水平。随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，社会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，同时，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。 现代机械具有的特征 ①机械应是一种有“头脑”的手足延长；②不仅仅只处理物质和能量，而且更关注处理信息；③满足人们的综合需求；机械将具有更强
的智能。正因为现代机械具有以上特征，因此，现代机械设计在设计思想、设计准则和设计过程上与传统机械设计都有所不同。传统机械设计更多地靠经验和借鉴，关注机械系统对象，以经典力学、强度等准则，过程为任务→方案→样机→试验→修改→（重复）；现代机械设计则更多地运用最新技术、大系统论，以广义力学、可靠性等准则，过程为虚拟样机→评价→优化参数→设计与制作。现代机械设计在技术上体现智能化，其中包含了大量创造性思维过程和智能活动。 现代机械的设计方法 现代机械设计方法具有的范畴：1.信息方法论，如信息分析法、技术预测等；2.系统论法，如系统分析法、人机工程等；3.控制论法，如动态分析法等；4.优化论法，它是现代设计法的目标；5.对应论方法，如相似设计等；6.智能论方法，如CAD、计算机辅助分析等； 7.寿命论方法，如可靠性和价值工程；8.离散论方法，如有限元和边界元方法；9.模糊论方法，如模糊评价和决策等；10.突变论方法，如创造性设计等；11.艺术论方法，如艺术造型等。 在生产实际中常用的现代设计方法有：1.技术预测法，2.创造性设计，3.系统设计法，4.信号分析法，5.相似设计法，6.模糊设计法，7.动态分析设计法，8.有限元和边界元方法，9.优化设计法，10.可靠性设计法，11.计算机辅助设计法，12.艺术造型法。 国内外现代设计理论和方法主要流派 1.德国、北欧机械设计方法学流派特点：强调系统总体设计，层次细、规范详细。
机械设计的发展史 20100313 哈工程 摘要：如果说书籍是人类精神文明进步的阶梯，那么机械无疑是人类物质文化前进的动力。而机械设计则是机械发展过程中必不可少的一个环节。设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计，这样才能及时得到符合要求的产品。 关键字：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计、展望 “设计"的最初含义是将符号，记号的意思。随着生产的发展和科技的进步，设计的内涵不断向深度和广度发展，设计的含义愈来愈深刻和愈来愈先进。机械设计是人类改造自然的基本的活动之一，是复杂的思维过程，过程中蕴含着创新和发明的机会。 机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面论述一下机械设计发展史的三个阶段及中国机械发展。 一、机械设计发展史的三个阶段 第一阶段机械设计起源和古代机械设计 我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，服牛乘马，引以致远”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在我国古代文献中随处可以看见机械产品和人民生活密切联系。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的地位。 在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。在国外，这一时期以16世纪达芬奇的创造活动为顶点，由于作为机械设计的基础知识—力学尚未成熟，因此这一阶段设计最高水平就是达芬奇所构想的齿轮，螺旋，而中国的记里鼓车和秦代出现的齿轮传动则比达芬奇更早的达到这个水平。世界其他的国家也有不少的机械成果，但这些设计多是凭设计者的经验完成的，缺乏必要的，要有一定精度的理论的计算。
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”。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”
168研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术 中国设备工程 2019.06 (下)3.3?风管安装 在规范和设计允许的条件下，安装的风管应具有一定的 坡度。在安装过程中，如果风管弯头超过500mm ，则需安放 导流片减少系统阻力，以使管道内的风速均匀。此外，还需 在风管三通处设置调节阀，保证各风口处风量的均匀性。尤 其是大主风管上腹部若需开风口，则应把导流调节叶片安放 在离空调位置最近的三只风口后，而防火阀则需安装在墙体 前后的500mm 内。同时，为了降低空调运转时的噪音，需在 其出风口和回风口处安装消声器。其风管底部若设有纵向接 缝，则需进行密封，法兰垫片可用橡胶或发泡橡塑密封材料。 若风管尺寸偏大，应在其靠近室外机风口的地方设置可调节 风阀，以对风量进行控制。另外，还应采用保温材料对风管 和部件进行保温施工，所用的材料需粘贴稳固，风管机水管 在技术缝和穿墙的地方需保证保温层的连续性。 3.4?设备安装 在中央空调安装工程的所有环节中，设备安装处于关键 环节，其设备主要有冷水机组、风机盘管、冷却塔等，涉及 的设备数量大，应认真对待其安装工作。 （1）冷水机组安装。该机组是中央空调的核心设备， 蒸发器排出的气体冷媒经过绝热压缩后会转为高温高压状 态，随后经冷凝器处理成为液态冷媒，并在节流阀中膨胀成 低压而变为气液混合物。 （2）风机盘管及新风机安装。在风机盘管安装时，应 按冷凝水的排放要求设定其安装高度，出水口位置宜定在 冷凝水管的最高处，并预留水封安装所需的高差。为避免 设备振动给建筑结构带来的危害，空调末端设备都需安放 减振吊杆或隔垫。此外，设备安装完毕后需进行复检，以 使水压试验得以保证，同时在施工时要确保排水管坡度符 合要求，以便冷凝水可排放到设计指定的地方。另外，为随着机械类产品在设计方式和设计理念上的不断创新， 通过借助计算机和信息化等新型技术，可以更好地提高产品 整体的工作性能及结构稳定性能。我国当前在机械设计方式 上，还存在一些问题，其中最突出的是机械设计和未来发展 不同步的问题，这在很大程度上阻碍了我国机械设计水平的 进一步发展，影响了机械类产品质量和性能的提升，如果机 浅谈现代机械设计方法与未来机械设计 杜东平 （大庆石化建设有限公司，黑龙江?大庆?163714） 摘要：随着以计算机为主体的现代科学技术不断提高，越来越多的计算机技术应用到了机械产品的设计和研发中。机械产品逐渐凸显出很高的智能性和自动化水平，从机械设计方式上的转变，促使我国机械设计方式得到了很大改进，在未来机械设计当中，对系统的内部升级方式将会取得更大突破。本文针对现代机械设计方式进行阐述，并对未来机械设计的方向进行了展望。 关键词：现代机械；设计方式；未来机械设计； 中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）06（下）-0168-03 械设计不能很好地解决现存问题，将会极大地影响机械行业未来的发展，甚至可能导致机械产品研发速度无法满足现代市场需求，相关产品在应用方面出现阻碍。通过对现代机械设计方式进行研究，能够更好地了解未来机械设计发展方向，从而促进我国机械设计和生产进步，顺应市场发展趋势，设计出各个方面性能更加优良的机械设备。保证风机盘管与管道间能连接可靠，用于连接的软管需要具备一定的耐压值。（3）冷却塔及水泵安装。绝大多数的冷却塔均为玻璃钢制件，且是在现场组装的，所以施工前应对其进行严格的检验，安装时还应对间隙检查以保证其满足所需，防止使用时发出噪声。4?结语中央空调系统具有一定的复杂性，安装时容易受到一些因素的影响，而使其在运行时造成比较高的能耗，这将不利于它的正常使用和我国经济的可持续发展。为此，在中央空调系统安装时，应根据其安装技术要求在节能理念的指引下进行安装，在满足其功能性的基础上以最大的限度降低其能耗，从而实现节能减排的目的，以取得良好的经济和社会效益。参考文献：[1]智研咨询.?家用中央空调六年增长超五倍，2017市场规模达到310亿元[EB/OL].?https://https://www.doczj.com/doc/48992016.html,/s?id=1620878212835804091，2018-12-26.[2]梁富君.高层建筑中央空调的节能技术[J].智能城市，2018,4(18):114-115.[3]武增旺.节能理念在中央空调安装工程中关键技术的思考[J].山西建筑,2017,43(21):180-181.[4]王旭.大型公共建筑空调系统施工质量控制及优化研究[J].江西建材,2017(07):78.[5]杨轶.民用建筑中央空调系统安装技术研究[J].能源与环境,2016(06):105-106.?[6]石华春.中央空调系统能耗与安装技术的相关探讨[J].四川建筑,2018,38(03):258-259.[7]姚群威.智能控制技术在中央空调系统的应用[J].技术与市场 ,2017,24(06):103-104.
浅谈对机械工程的认识 机械工程是一门涉及利用物理定律为机械系统作分析、设计、制造及维修的工程学科。机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和维修各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。它是以机构和机器为基本对象的科学，各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。 而本书机械工程概论》用于机械工程学科相关专业学习，是一本用系统工程方法将知识与素质教育集于一体的教科书，简明直白的向大一新生介绍了机械工程的基本概念、基础知识、主要内容以及现代机械工程教育的现况。通过此书，我对机械工程建立了一个初步概念，也对自己所学的专业产生了一些认识，对自己今后从业的范围有了一些了解，明确了自己的奋斗目标，激发了自己的兴趣和热情，增强了自己的自信心，变得更加热爱自己的专业。 从动态观点看，机械工程又是一个技术过程。它包
含了人类的主要技术活动：1）发明与革新。2）设计与测试。3）制造（加工与制作）。4）使用与维修。因此，各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容，因此，某些通过机械加工获得的技术产品，尽管不能看作是机构和机器，也常常被认为属于机械工程的范畴。 机械工程按工作性质可分为六个方面：1）建立和发展可以直接应用于机械工程的工程理论基础。2）研究、设计和发展新的机械产品。3）机械产品的生产。4）机械制造企业的经营和管理。5）机械产品的应用。6）研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染和自然资源过度耗费方面的问题及其处理措施。但不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同。 关于机械工程发展史，在许多研究机械工程史著作中
哈尔滨职业技术学院学报 ２００７年第５期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ?１１５? 一、现代机械工程设计的特点 机械设计是为实现某一使用功能，同时考虑其运动可能性、制造可能性、经济可能性，从而构思一种具有一定创新的机械产品的过程。 传统的机械设计过程：一是市场（用户）对产品的需求调查；二是工程设计问题的归纳定义；三是工程设计问题的综合；四是设计问题的分析和方案的优化；五是已有设计方案的反复评价修改；六是绘制工程图样和撰写设计文件。上述设计过程分别涉及以下各方面的工作和相关的技术人员：市场预测、科学思维方法学、相似理论和模型试验、价值工程、可靠性设计、测试与分析技术、类比设计和设计信息管理。传统的设计技术受低劣的设备条件和落后的技术方法所限，只能在保守的观念下，依据粗略的验算甚至估计，通过大量的简化和静止化假设完成机械工程设计，它必然使设计存在随意性，对个人的经验和习惯的依赖性极大，极难实现合理、准确和高效的设计。 现代设计技术充分利用了当今迅速发展起来的计算机技术、计算技术、应用数学和力学、电子学、测试和分析技术，使设计技术有可能从经验的、静止的和随意性很大的传统设计变为基于计算数据、知识工程或专家系统的、动态的现代设计。这需要充分收集、分析和检索必要的信息、快速的数值运算和方案寻优，因而必然大规模地使用ＣＡＤ技术和人工智能技术、数据库技术等。 现代设计虽然大体上继承了传统设计的原则和步骤、价值分析法则和指标、造型设计标准和观念、类比设计思想、 组合／分解方法等，但科技发展对设计技术的促进使之不可 能一成不变地沿袭旧有模式，而是几乎在产品设计全周期的各阶段，都应引入现代科技成果和工具，使用各学科的新发现、新观念。如在以机能设计为中心的问题定义和问题综合阶段，要使用创造心理学提出的“经验转换”、“侧向思维”等多种启发方式，引导自己和同伴的思维活动；在计算机技术、通讯技术、图形图象处理和传输技术基础上组建“计算机支持的协同工作”（ＣＳＣＷ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＷｏｒｋｉｎｇ）环境以综合集体的智慧；用系统工程的观点乃至大系统理论对问题进行分解简化或综合分析。而在随后的分析计算和优化设计阶段（或者总称详细设计阶段），应以弹性力学为基础，以有限元分析系统为工具进行机械结构的应力／应变分析和强度计算，以塑性力学、材料力学为基础，以有限元方法、计算机数字仿真和图形仿真技术为手段，进行针对材料屈曲和塑性破坏的极限设计；以振动理论、强化试验理论和安全寿命预测理论为基础，在计算机系统支持下完成针对疲劳损伤的疲劳设计。由此可见，现代设计技术的相关学科领域除上述传统设计过程中涉及的技术门类外，还融进了计算机仿真技术、随机振动与动态载荷分析、模块化设计、优化设计、计算机辅助设计、有限元分析、动态试验及其强化、计算机信息交换方法和标准等，其中，动态、优化和计算机化是其核心。 此外，产品市场的激烈竞争和用户对产品质量、价格和交货期的要求使提高产品质量、降低产品成本、缩短产品开发周期成为现代机械工程设计中越来越重要的目标，各种新 中图分类号：ＴＨ１２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—８９７０—（２００７）０５—０１１５—０２ ［收稿日期］２００７－０４－０２ ［作者简介］商昌桥（１９６４－），男，昌吉职业技术学院讲师。 现代机械设计的特点及设计手段的未来发展之我见 商昌桥 （昌吉职业技术学院，新疆昌吉８３１１００ ） 摘要：随着计算机软硬件性能和水平的持续提高，以及计算机技术对各行各业全面深入的渗透，各技术领域的思维、观念和方法都获得了不断地更新。这样一场全面的世界科技进步对机械设计领域也同样产生了深刻的革命性的影响。各种设计技术、计算技术、设计工具乃至新材料、新工艺在机械设计与制造中的应用，使机械工程设计过程中单调机械的工作大幅度持续减少，设计人员的创造性思维得到前所未有的解放。与此同时，传统的理论体系、方法体系也受到强烈的冲击。笔者在此讨论的主题是现代机械设计的特点及设计中最具活力的计算机辅助设计（ＣＡＤ）技术的发展趋势。 关键词：机械设计技术；计算机辅助设计；智能化；集成化
基于自动化发展的机械设计探析 伴随着社会经济的快速发展，我国的机械制造业也取得了一定的成效，机械设计制造及其自动化发展是一项结合多方面技术而发展起来的机械设计与制造学科，其发展重点主要集中在机械设计的自动化技术发展这方面。文章主要探讨了机械设计制造及其自动化的发展特点，并重点分析了未来机械设计制造及其自动化发展方向这方面的内容。 标签：机械设计制造；自动化；智能化 机械自动化发展就是指相关机械制造企业利用先进的生产技术实现机械制造、加工的对象化连续自动作业。加强机械设计制造的自动化发展是保证整个机械行业实现可持续发展的前提。而从企业的经济效益方面来说，机械设计自动化技术的发展，也是提升企业经济效益的重要手段。而将机械设计制造与自动化技术相结合也是现代科学技术发展的一个趋势。将机械设计制造与电子信息技术、互联网技术、现代通讯技术等进行融合，是现代社会学科交叉共同推动技术结构完善、技术能力提升的一个发展方向。因此，加强现代机械设计制造及其自动化发展方向的研究也就具有十分重要的现实意义和价值。 1 机械设计制造及其自动化发展的优点分析 1.1 提升了工作效率和产品质量 机械设计自动化最重要的功能是能够有效实现生产作业流程的自动化控制和处理。而优秀的机械设计自动化产品对生产作业流程控制的精确性、灵敏度等都有比较准确的把握，通过自动化的机械操作系统能够保证机械制造程序按照产品设计精准地完成规定的操作动作。而自动化的机械操作全程受操作系统的数据控制，没有主观因素的影响，能够实现操作流程有序进行，精确的规定动作能够更好地提升生产效率、保证产品的质量。 1.2 改善了机械制造行业的劳动条件 机械设计的自动化发展是一种知识密集型和技术密集型相结合的工程技术的发展，这种机械设计自动化产品能够有效减轻工作人员的工作负担，将人们从繁重的手工作业中解放出来，而机械制造自动化产品的诞生，也能够大大改善机械行业的生产环境、有效提升行业的劳动条件，加快整个机械制造行业自动化办公的速度，对促进生产行业的四个现代化的实现创造了良好的条件。 1.3 增强了机械设备的安全性和可靠性 机械设计的自动化功能还包括监视自动化、警报处理自动化、问题诊断自动化、系统保护自动化，等等。在生产作业过程中，如果遇到电压不稳、短路、超负荷运载等电力方面的故障时，可通过自动化控制系统采取相应的控制保护措