机械设计及现代设计方法

现代机械设计方法

【摘 要】随着科学技术的发展，社会的进步，现代机械产品的设计除了在质量上的要求外，还注重机械产品的创新性。现代机械设计方法的提出就是为了提高机械产品的设计质量、缩短机械产品的设计时间和提高机械产品的设计效率，并且设计出的产品满足产品设计的经济性、环保性、适应性和可靠性的要求。与传统机械设计方法相比，现代机械设计方法有设计周期短、耗费低、主动性强和绿色环保等特点，它所设计的产品在功能、结构和产品的外观方面都有明显的进步。

【关键词】机械设计；现代设计；传统设计

机械设计是根据产品的使用要求对机械产品的结构、运动形式、工作原理、润滑方式等进行分析、计算和设计并将这些方法应用到具体的设计过程的方法。传统的机械设计方法也称常规机械设计方法，是需要设计人员去检索资料、手工计算和绘图，设计周期长，设计质量不高的产品设计方法。随着科学科学技术的发展，产品迅速的更新换代，传统的机械设计方法已不能满足机械设计人员的设计要求，这就提出了现代机械设计方法。现代机械设计方法是对传统机械设计方法的完善和改变，它以发展并完善设计理论、改进产品的设计方法、提高设计产品的质量和缩短设计周期为目标为宗旨，包含了创造性设计方法、系统分析设计方法、优化设计方法、有限元分析方法、反求工程设计等。

1.传统机械设计方法与现代机械设计方法

传统机械设计的方法是以设计人员对于所设计产品的理论认知和工作经验为基础而进行静态、直觉的设计。（1）产品的理论认知来自于长期的设计经验和实验结果，是固定不变的。但现实社会往往是复杂多变的，这就存在设计出的产品考虑不全面，存在安全隐患，我们用安全系数来概述。如果选择的安全系数过大，则投入产品的资金就会增加，成本增加；如果选择的安全系数过小，则在保证产品的安全性方面很难做到。（2）工作经验是设计人员根据所设计产品已经存在的设计过程和经验公式，或设计人员本身的设计思路与同类或者相似产品的设计方法进行类比。随着不断提高的产品技术含量，设计体系变的越来越复杂，传统的机械设计方法已不能满足产品的更新速度和市场的需求。

1 机械设计及理论

一、培养目标

培养为社会主义现代化建设服务，德、智、体全面发展的从事机械设计及理论的教学、科研、产品开发和组织管理的高级专门人才。具体要求如下：

1、认真学习掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，树立马克思主义世界观；坚持四项基本原则，热爱祖国，具有集体主义观念，艰苦奋斗的作风；遵纪守法，品德优良；具有严谨的治学态度，求实创新精神；服从国家需要，积极为社会主义现代化建设服务。

2、掌握本专业坚实的基础理论和系统的专门知识，以及必要的科学实验与生产实践技能；了解所从事研究方向的国内外发展动态；能用一门外语较熟练地阅读专业书刊和撰写论文摘要；具有从事与机械学科相关的教学、科学研究、生产和组织管理工作的能力。

3．身体健康。

二、研究方向

1.产品性能设计与开发技术

2.动力机械设计及理论

3.机械工程计算机应用技术

4.现代设计方法及人工智能

三、学习年限

学习年限为3年，在职研究生可延长一年。根据实际情况，经本人申请，导师同意，校长批准，可适当缩短或延长。

课程学习与论文工作并重。研究生必须通过课程考试，成绩达到合格标准，总计不少于33学分，完成教学实践和社会实践，并通过论文答辩，方可授予硕士学位。

四、培养方式和方法

1．思想教育工作

要求硕士生除了学好必修的马克思主义理论课外，还必须参加本校的政治学习、形势教育以及公益等活动。

充分发挥导师的作用，做到既教书又育人。要定期对研究生的思想品德作全面考核鉴定。研究生入学一年半后，进行一次中期考核，考核通过者，方能继续论文工作，未通过者按分流处理。 2 2．课程学习

硕士生必须学好学位课程，还要根据研究方向的需要和研究生的基础条件选读几门选修课程。课程学习方式，可采取课堂讲授、专题报告和讨论及在导师指导下自学指定书刊、写学习报告等方式，培养研究生独立获得知识、独立思考、分析和解决问题力。注意因材施教。无论采取何种方式，所学课程都必须通过考试或考查，成绩合格（学位课必须通过考试，成绩在70分以上为合格）者，方可获得学分。

浅析现代机械设计的特点与方法

【摘要】机械工程作为一门古老学科，必须不断加强与现代先进科学技术的紧密结合，从而促进自身不断向前发展和进步。当下，机械设计已然进入现代设计阶段，它要求在继承和发展传统设计的基础上，融合相关学科知识，形成一门新的设计知识体系。

【关键词】现代机械设计特点；现代机械设计方法

1.机械设计的概述

所谓机械设计就是指对机械的零部件和整体的设计的过程。这个过程主要是指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、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。

2.传统机械的局限性

传统机械主要是由动力机、传动机构、执行机构和操控装置等组成，基本上分为动力机械、能量转化机械、工作机械这三类。传统机械设计的特点是：以长期的实践总结出来的设计理论和实验数据等累积经验为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法所进行的设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法。但它与现代机械设计方法相比，还是有着一定的局限性：

（1）方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，按照惯性思维方式，过早地确定方案。这种方案设计不考虑设计创新，因此难以做出最优设计方案。

（2）零部件设计中，仅对重要零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计或是微小的改动，与实际工作有时会相差甚远，从而造成失误。

（3）传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人-机-环境之间关系的重要性。

（4）传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期相对较长、效率也低下。

3.现代机械设计

3.1现代机械概念

授课内容：绪 论

目的要求:了解机械设计基础课程研究对象及学习要求

重点难点：重点：课程学习要求 难点：课程学习要求

计划学时：2

绪 论

第一节 本课程研究的对象和内容

本课程研究对象：机 械（机器与机构的总称

机器的定义：执行机械运动的装置

机器的分类

机器主体部分由机构组成

曲柄滑块机构:活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴连续转动

凸轮机构:凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；

齿轮机构:两个齿轮保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作；

机械是机器和机构的总称 机械原理

机械设计 ：研究机器、机构运动原理

：研究组成机器、机构的零件设计原理 设计基础 机械

机器

工作机 原动机 将其他形式的能量转化为机械能的机器

利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器

机器的功能组成 动力部分

传动部分

控制部分

执行部分 6 5 4 3

8 7 1 2

9 10

第二节 本课程在教学中的地位

一、本课程的特点

是工程制图、工程材料及机械制造基础、理论力学，材料力学、金工实习等理论知识和实践技能的综合运用，同 时，为后续课程的学习打下基础

通过本课程的学习，可以培养大家初步具备运用手册设计简单机械设备的能力，为今后操作、维护、管理、革新工程机械设备创造条件

三、怎样学好本课程

1.重思考，常想几个问题：

A.什么样子 B.怎么运动 C.工作原理、方式 D.现实生活中的实际例子

2.会查表、会用工具书

3.不注重公式的记忆——哪些公式要记忆，会在课堂上和考试前提醒

4.多看一些设计方面的书，如工业设计、机械优化设计等

5.一定要会几个设计软件 二维的：AUTOCAD 三维的：Pro/E、UG等

机构的分类 通用机构

专用机构 用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等

只能用于特定场合，如钟表的发条机构

授课内容：第1章 平面机构的自由度和速度分析（§1.1—§1.2）