现代机械设计论文大全11篇

现代机械设计论文篇（1）

2系统化机械设计方法

现代化机械设计正在向智能化、柔性化、系统化、信息化发展，而不再是把实现机械某一个单一的功能来作为设计的目标。从系统的角度为着眼点，机械系统设计过程中，为了让机械产品能够创造更高的经济效益和社会效益，必须要在产品制造技术、功能、性能等方面，充分利用先进的技术，让产品的结构产生质的飞跃。在对传统机械设备改造的过程中，系统化设计和控制技术的应用成为了不可或缺的重要因素。人们对于机械产品的功能的需求随着科学技术的飞速发展日益增多，这就导致了机械构造变得越来越复杂，产品寿命期逐渐缩短，机械产品更替的频率逐渐加快。尽管如此，机械产品实际上所展现出的功能仍然无法满足现代社会的需要。现在，计算机辅助设计已经广泛应用于整个产品设计的过程中，从最初的设计计算，到设计绘图，再到生产规划和加工制造，计算机辅助设计都充分表现了独特的优势并且成果喜人。然而，对于产品开发初期方案的设计，计算机辅助设计还是有着不足，不能完全满足设计的预期需求。如何让整个机械设计更加系统化，设计过程更有规律性，从而更好的应用计算机辅助设计，这是必须要考虑的问题。于是，系统化设计法应运而生，采用这种设计方法，可以将设计任务由抽象到具体，由浅入深进行层次的划分，然后对每一层次的既定目标和所采取的方法进行规划。系统化设计法的优势在于，每一个设计都是相对独立却又保持着有机的联系，这些个设计结合在一起，就构成了完整的机械系统设计。为使设计工作科学有效的进行，在机械系统过程中，首先要把一机械系统分解为若干个子系统，各个子系统相对比较简单，相互之间存在着联系，各子系统还可再分解为更小的子系统，以此类推，直至可以满足设计和分析的需要。系统分解时需要注意：首先要把握好分解数和层次。分解数太少和太多都不可以，太少则导致子系统仍很复杂，不利于进行模型化和系统优化，太多又会对总体系统的综合造成难题。其次，分界面不能过于复杂，可以在要素间结合枝数（联系数）较少和作用较弱的地方选择分界面。此外，通常机械系统工作时，能量、物料和信息三者之间存在着转换关系，从系统输入到系统输出的过程中，按一定的方向和途径流动，不可以中断或产生紊流，即便分解成各个子系统，它们的流动途径仍应畅通和明确，在设计过程中，必须保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。最后，需要了解到，系统分解与功能分解的不同。系统分解时，它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起，其结构组成虽稍微简单，但其功能往往还有多项，每个系统仍是一个系统。而功能分解时，是按功能体系进行逐级分解，直至不能再分解的单元功能。

现代机械设计论文篇（2）

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现代机械设计论文篇（3）

中图分类号：F407.4

0.前言

机械设计（machine design），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、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。

1.现代机械设计概述

1.1现代机械设计的内涵

在20世纪60年代初期，人们将机械设计方案的过程分为不同的设计阶段，如用户体验阶段、设计方案阶段、技术设计与工艺设计阶段等。但是随着科技的不断发展，产品技术的发展不再单纯依赖于设计者的思想灵感或经验技术，而是逐渐发展成为一门科学，并且是以知识为基础，具有科学设计手段的现代机械设计技术。随后，现代机械设计又引进了多种不同的设计方法理念，例如系统科学、信息科学、计算机技术等，这些都为我国的机械设计理念增色不少。

1.2现代机械设计的特点

现代机械设计种类繁多，其结构也越来越复杂。现代机械设计可以从实现功能的角度来考查，其中包括系统功能、传统功能、执行功能和操作功能等，这些功能都可以用来协助机械的运作，每一种功能都有其自身的特点。现代机械设计方法一般都是凭借计算机网络或其他一些现代化机械设备，引进先进的现代化设计理念及方法，创造出具有现代化机械设计特点的作品。现代机械设计的主要工具也是计算机，如利用计算机计算、分析、绘图等，可以大大提高现代机械设计的效率。

2.国内外现代机械设计的方法与理论

随着科技的不断发展，人们对于机械产品的质量要求越来越高，许多科研工作者对现代机械设计方法都进行了研究。在国外有许多现代机械设计方法，比较著名的有普适设计理论方法、公理化设计理论方法和三次设计法理论。

2.1国外现代机械设计的方法

2.1.1普适设计理论方法

普适设计理论产生于德国，其理论方法的精华就是经验的累积和总结。现代机械设计种类较多，这就需要有一个系统的理论方法对其进行总结与归纳。普适设计理论方法是一种典型的设计方法学，这种理论建立起了一系列系统的理论设计方法，从策略、规则、方法到实施都有其具体的设计规则模型。普适设计理论方法的重点就是构建机械设计的功能结构，其每一步的能量输入与输出都是根据已有的经验作为基础所构建出来的，所以普适设计理论方法是一种基于经验的方法。

2.1.2公理化设计理论方法

公理化设计理论方法产生于美国，是一种基于决策的理论设计方法。公理化设计理论方法结合了普适法的经验累积，利用系统理论作为基础，再加上其自身的科学决策，构建起以科学基础和法律公则为基础的设计理论方法。公理化设计理论方法还是一种较为传统的方法，在没有系统知识和经验的时候也可以有效利用。有些机械化设计理论较为复杂，如果根据一般的理论设计方法不能有效地设计出好的机械作品，利用公理化设计理论方法，就能对各种复杂的机械设计进行优化，从而达到很好的设计效果。

2.1.3三次设计法理论

三次设计法理论是由日本学者提出的，这种机械设计理论方法主要包括3个过程，即系统设计、参数设计和容差设计。

（1）系统设计是整个机械设计的核心理念，也是最基础的部分，它是整个机械设计的始发站。

（2）参数设计就是对各个功能进行优化组合，使系统中所有参数组合最佳，这样可以使产品的负面影响减到最小。

（3）容差设计相当于是对整个机械设计的一个检验，确认各个参数的波动范围，从而尽可能减少制作成本，整个设计过程总称为三次设计。

三次设计法理论是目前国际公认的质量最高的机械设计方法，其设计的核心内容就是参数设计和容差设计，每一种设计都是整个机械设计过程中的有效工具，利用其设计方法对机械设计的参数进行优选。

2.2国内现代机械设计的方法

机械设计理念在不断发展，为适应科学发展的要求，我国大量的科研工作者也对其进行了不断地探讨和研究，并且取得了一些成果。这些新型的设计方法理念，有效地解决了机械设计过程中出现的一些问题，具有很好的实用性。计算机辅助机械设计方法、系统化机械设计方法和局部或全局性的设计方法都是我国科研工作者的研究成果，下面以其为代表进行介绍。

2.2.1计算机辅助机械设计方法（简称“电子信息技术”）

计算机辅助机械设计方法是随着计算机科学技术的不断发展而兴起的一种机械设计方法。机械设计人员在画图、构思和高速运算等方面可以运用计算机来协助工作。传统的机械设计方法，除了科学的设计理念，其设计步骤也非常重要，传统的机械设计方法都是利用图纸或手绘而制作出设计方案，而计算机辅助方法出现之后，设计者就可以利用计算机有效地进行产品设计。计算机辅助机械设计方法不仅可以减少设计人员的体力劳动，还可以提高设计质量，缩短设计周期。

2.2.2系统化机械设计方法

系统化机械设计方法是对传统机械设计方法的一种突破，它改变了以往一成不变的单纯的功能性要求。系统化机械设计方法使整个机械设计的方法理念更加系统化、信息化与智能化，能够在不丢失数据的前提下，通过对用户信息进行管理或禁用某些程序，使一些丢失的数据还原，保护用户系统的利益，从而保护整个系统。系统化机械设计方法通过多种方式对用户系统进行合理保护：（1）利用一些软件对硬盘中的信息进行管理；（2）有效地隐藏备份，如系统化机械设计方法可以还原一些丢失的文件、更改文件属性或对文件加密等。

2.2.3局部或全局性设计方法

国内现代化机械设计方法理念较之以前更为全面，实用性更强。现代化机械设计理念更为科学，通过它可以全面了解整个机械设计过程，系统地对整个机械设计过程进行监测或督查，以提高工作效率。

3.现代机械设计的研究进展

现代机械设计全面发展。随着科技的不断进步，现代机械设计方法逐渐面向大众，适应市场化的发展需求。

（1）全球化。机械设计全面发展，在全球化的进程当中占据着非常重要的地位，所以面向全球化是机械设计发展的必然趋势。

（2）网络化。在机械设计的发展中，很多人认为机械化与网络没有太多的联系，但事实上这种思想是错误的，当今社会网络化越来越成为大众交流发展的一个平台，任何事情在网络化这个大平台中都可以得到讨论，因此机械化设计是与其紧密相连、密不可分的。

（3）虚拟化。设计过程本身就是一个抽象的过程，自然带有一定的虚拟色彩。

（4）自动化与绿色化。这是现代机械设计中较为先进的一种科学理念，设计者应有效地利用这种理念进行设计，以提高机械设计工作的效率，降低能耗。

4.结语

随着我国机械制造产业的不断发展，我国的机械设计理念也需要不断更新。高质量、高生产率一直是机械设计的主要目标。因此，21世纪机械设计应朝着柔性化、灵捷化、智能化、信息化、网络化、绿色化的方向发展。

现代机械设计论文篇（4）

中图分类号：F224；F407.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）30-0052-02

我国目前正处速发展的时期，农业的发展随着科技的不断更新也发生很大变化，但还是有很多需要改良的地方。农业机械化在我国大部分已经做到普及。而农业机械化水准的不断提高也预示着农业质的飞跃。因此，对农业设计方面的技术要求也在不断地提高。但是，在设计研究时，由于农业机械化本身具有一定的特殊性和复杂程度，有很多不确定的影响因素，比如环境、成本、周期等，会使设计所得的方法在实践过程中出现一些缺陷和问题。而现代机械设计方法的应用可以很好的避免这些问题，提高研发效率，加强产品的质量和竞争水平。

1 现代机械设计方法概述

现代设计方法的出现和更新主要原因是设计的现代化方法可以通过科学技术来保证达到对设计质量、速度和误差率的要求。现代设计方法不只是科学合理的，而且是动态的。现代化设计方法很好地将科学设计理论和工程设计实践相结合，二者相互促进相互制约。

现代设计方法有很多，包括被称为现代设计方法的前提的信息分析预测法等信息方法论；系统分析等系统论法；动态分析等控制论方法；促进其不断进步的优化论方法；类似设计等对比论法；使用最多的核心方法计算机辅助设计等智能方法；还有寿命论方法、离散论方法、模糊论方法、突变论方法、艺术论方法等等。

现代机械设计方法，顾名思义，就是在机械设计中加入现代设计方法的手段。目前在机械设计中上文提到现代设计方法大部分都得到了广泛应用。现代设计方法在农机设计中一直起到了十分重要的作用。农业的不断发展也推动了农业机械化的进程。现代机械设计的发展也在不断向前。农业机械设计方法将在实践过程中不断地改革和进步。

2 现代机械设计方法在农机设计中的应用研究

2.1 现代机械设计方法在农机设计中应用的影响因素

现代机械设计方法在农机设计中的应用由于田间试验情况的不同，会存在一些不利影响因素。

第一，农耕具有非常强的时效性。在我国北方只有一年一季春种秋收，南方相对较好但是也只有一年两季来进行作物耕种。所以，如果在试验过程中出现状况导致不能按时耕种，就错过了耕种季节，只能等到下一年。这样所造成的损失是非常大的。因此，对于农业机械设计的试验频率是不利的。

第二，农业是靠天吃饭的行业。恶劣的天气和土壤环境也是很不利于农耕的。另外，作物种子是一切的根本，种子质量的好坏严重影响整个农业过程和成果。在农业机械设计方面更是如此。

第三，现代机械设计方法在农机设计中应用的研究通常是需要长期不断地进行试验，然后根据试验结果不断调整和修正方法，从而使得理论和实践更好结合。不断地试验无疑需要花费很多的人力物力财力。因此，成本问题也是现代机械设计方法在农机设计中应用的一个影响因素。控制成本的必要性不言而喻。

第四，随着我国在世界各国的地位的不断提高，很多外国企业在中国建起了工厂。往往外国企业在经济和技术方面都优于国内企业。这就大大增强了农产品行业的市场竞争性。

以上详细介绍了农机设计中机械设计方法应用过程中所存在的不利影响因素。随着机械设计方法的不断优化和我国经济的飞跃发展，我们会在理论和实践结合中不断设计出适合我国农业机械发展的方法。

2.2 现代机械设计方法在农机设计中应用的好处

现代机械设计方法在农机设计中的不断应用实践过程中，我们发现现代设计方法为农机设计的发展起到很好的作用。

因为现代机械设计方法在不断试验的过程中不断地进行对相关具体参数的改良，而且试验中会相应进行虚拟产品的生产制造，减低成本，同时还可以对虚拟和实物进行测试和比对来修正整个设计方法，提高设计方法应用的实用性和有效性。

现代机械设计方法主要是通过计算机和试验来进行研究测试和完善的。这样可以使整个设计的时间大大缩短，有效完成试验及实践应用。

另外，采用的是以试验为主的研究方式，所以成本方面也能有效降低和控制。在现代机械方法在农机设计的应用研究过程中，主要是用计算机来进行测试和修正改良，一般都是以达到测试试验的最理想目标值为准。所以，在这样先进的方法下所得到的成果的精度是非常高的。

3 现代机械设计方法在农机设计中应用的探究

目前，现代设计方法应用在农机设计方面的发展和我国航空业汽车业等其他发展迅速的行业相比较还比较缓慢。

农业方面的企业在其生产经营的过程中，对于机械设计方法的改进和更新重视程度不够，而且对企业自身具有的相关资源的利用程度不够。这样的经营方式必然导致企业生产的农业产品不符合市场需要也达不到所需水准，产品质量也会受到不良影响，产品的销售停滞不前，最终造成企业整体经济效益的损失。

在农业生产过程中常用的播种机一般是由有机架、地轮、运转系统、开沟器及其他构造相对简单的设备组成的。虽然播种机有型号之分，也因存在着播种机的部件构成和所属参数不同的情况，但是这些产品的基本功能没有什么实质的区别，相对来说，其结构的稳定性较好，因此对农机设计中现代设计的阐述和模式化起到非常好的辅助作用。

农机设计中自然少不了对播种机械设备设计的研究。在农业生产中，对于不同的作物品种和不同的生产方式下要采取不同的方式来进行播种作业。比如条形标播种、穴播种等方式。根据播种原理的不同，播种也有机械和人工两种不同的方式。另外，播种机械作业的可使用范围和动力等级的不同也有采用单体播种的情况。

前文提到在实际生产生活中，农业生产和气候、天气、自然环境息息相关。因此，其明显的季节性特征就要求多采用通过计算机提高试验成果的先进技术，比如计算机辅助设计技术等等。

信息、网络、电子、材料方面的技术在不断地走进机械工业中来。现代农业机械化的要求也使得现代设计方法与农机设计更加紧密结合。农业机械化在不断地靠近智能网络化。在农机设计中引入现代机械设计的技术的情况下，在农业机械的设计周期的缩短方面得到了很大的改善，农业相关产品的产品质量也得到了很好的改良，很好地做到成本减少质量过关，农产品企业的收益和效益都有很明显的提高。

通过新的设计理念概念的引入和新的技术方法的影响，很多从事农机设计的人员在设计理念和思维方式上受到了很好的启发，有效提高自身在农机设计方面的研发水准，使得自己在市场经济的大环境下有很强的竞争能力，从而机械设计现代化与农机设计的相融合程度发展的更好。

在现代机械设计方法应用到农机设计的过程中，优化重要参数是农机设计的最重要的工作之一。参数的有效优化和改良对于整体机械设计方法的修正起到十分重要的作用。农机设计中的相关的研究人员可以通过现代化的科学设备进行计算和分析某些的标函数不断地改变参数的来进行试验得到和确定最优设计参数。试验是不断重复不断修正不断改良的过程。量变到质变的转换是需要漫长的过程的。

在现代机械设计方法应用到农机设计的这一过程中也是如此，需要农机设计的相关人员不断地试验不断地实践不断地应用和调整才能做到设计方法的不断更新和改良。

4 结 语

本文结合当下实际对现代设计方法进行了基本阐述，并对现代机械设计方法应用到农机设计的过程中所存在的影响进行分析，并且进一步对现代机械设计在农机设计中应用进行探讨和研究。农业的发展对农业机械化的普及和提高提出了更高的要求。所以，现代机械设计有效应用到农机设计中是十分重要的研究课题。

参考文献：

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现代机械设计论文篇（5）

机械设计是追求快速、尖端和科学化的过程，也是推动生产发展、社会进步和经济运行的重要动力。在国外，机械设计已经成为高水平的技术行业类型，并受到人们的追捧和关注。机械设计向着科学化方向发展，就必然绕不开自动化技术，二者的结合和应用也是业界研究的焦点。尤其在现在，研讨机械设计与自动化技术的结合、应用以及未来发展趋势，其现实意义十分明显。

1.机械设计与自动化技术的紧密联系

我们都知道，机械设计的过程其实就是机械不断发展、演进和提升的过程，是一种生产力的进步需求。机械设计需要运用多种技术和技能，比如工程学的知识、设计理论、工业理论等。要看到，随着机械设计的进步和发展，更为便捷化、科学化技术的引入和应用，已经是大势所趋。自动化技术与机械设计的紧密结合，正是机械设计现代化的一种必然结果。自动化技术应用与现代机械设计，不但可以有效简化机械设计的程序、步骤和内容，而且大大提高机械设计的效率和质量，同时为机械设计工程的量产与高产提供了可能。众所周知，自动化技术融合了诸如电子技术、控制工程技术、信息技术、系统工程理论、自动控制技术等多种先进的技术、技能，是现代工业发展、科技进步所不可或缺的技术类别，并且在国民经济和社会建设中发挥着不可替代的重要作用。将自动化技术完善的应用到机械设计中，不但是可行的，而且是必然的趋势。在我国，机械设计制造及其自动化已经成为现代机械学科的重要内容，也日益引起人们的关注，成为了业界研究的热点话题。

事实充分说明，机械设计与自动化技术的结合是机械设计走向科学化、自动化、工程化和尖端化的必然选择。当然，现代机械设计自动化早已实现，而且已经在生产实践中发挥了建设性的作用，为生产效率的提升和设计工作的变革提供了巨大的技术支持。或许可以这样理解，现代机械设计与自动化技术已经须臾不可分离，二者之间的相互渗透与影响很难用量化的数字或文字进行描述。总之，自动化技术在机械设计中的应用，为现代机械设计的功能提升和品质保证提供了新的路径，是机械设计进一步发展的标志。

2.自动化技术在机械设计中的应用

前文已经讲到，机械设计制造及其自动化已经融为一体，其间的联系十分紧密，并且已经朝着更为科学化、信息化的方向发展。例如，在现代机械系统设计中，设计者需要掌握诸如基础的设计技术、机械制造技术、计算机技术、电子技术、自动化技术等多种技能和技巧。同时，我们可以看到，机械系统设计的过程其实就是运用自动化技术对机械的零部件、材料和各种组件进行有机组合与调配的过程。机械系统设计的目的就是将机械设计系统化、科学化，形成设计工程的完整体系，保证机械设计的有效性。在此期间，自动化技术可谓是无处不在。自动化技术为机械设计提供了完整的技术链条支撑，同时保证了设计工作的顺利开展，这是一张密不可分的状态和结果。所以，自动化技术在技术设计中的应用是很明显的，这种应用已经显现出巨大的功能性作用。

例如，工业自动化是自动化技术的一个重要方向，也是反映了自动化技术发展的基本趋势。在工业自动化的技术分类中，有一种计算机辅助设计的技术类型，即通常所说的CAD。计算机辅助设计真是现代机械设计中经常应用的技术，它可以大大提高机械设计的工程效率，保证设计的质量。同时，借助计算机的高效率和精密操作，机械设计能够实现量产和高产，这是人力操作所很难达到的。因此，诸如CAD这样的自动化技术能够促进机械设计的功能提升与效率提高，其积极作用是很难具体量化说明的。

3.机械设计自动化的未来发展趋势

根据机械设计及自动化应用的现状，我们可以对机械设计自动化的未来发展做出基本的判断和分析。首先，机电一体化是未来机械设计自动化的大趋势。所谓的机电一体化，即包括微机、传感器、控制系统、动力原等内容的机械电子一体化系统，这个系统是完整有效的，可以保证机械设计的高效率。其次，未来机械设计自动化将朝着更为智能化控制的方向发展。也就是说，自动化技术的进一步发展和升级将部分或完全脱离人力的干扰，而是完整借助计算机、机械仪表、控制系统来开展机械设计、制造等工作。智能化控制可以进一步提升机械设计的效率和效能，同时大大节省人力的开支。再者，未来机械设计自动化的流程将会更加简练和便捷，其工作效率会进一步提高。自动化技术的本质就是帮助工人拜托束缚，利用自动运行的机器完成既定的工作，解放被工作“捆绑”的人。未来，借助高尖端智能化技术、计算机技术和微电子技术等新型技术，机械设计的自动化也必然可以更加“自由”，设计的流程和步骤会根据有利于解放生产力和生产过程。

此外，未来机械自动化技术的发展会要求工人和技术人员必须具备相应的知识结构、理论技能和操作水平。也就是说，虽然自动化技术解放了机械设计的生产力，提升了机械设计的技能和质量，但是并不意味着工人和设计人员能够完全脱离设计流程。恰恰相反的是，未来的机械设计人员必须通过了解自动化技术的应用流程和步骤，来不断的强化技术的使用效能和效果，使自动化技术真正发挥出功能性的作用。

总之，机械设计的自动化是未来发展的大方向和大趋势，而借助自动化技术的应用谋求机械设计的进一步发展，则是本行业与从业者的真正期盼。

参考文献：

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现代机械设计论文篇（6）

Abstract： Mechanical structure design as part of the foundation of the traditional mechanical design teaching， as a teacher， on the one hand to consider how existing mechanical design theory and methods based on the methods and theories of modern mechanical design， application of modern computer effective combination of the twobroadened the mechanical design ideas and methods of teaching. From several aspects of how to investigate computer-aided design throughout the teaching of mechanical design.

Key words： machinery design；teaching method；rearch

【中图分类号】G42 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2013）05-0250-01

引言

随着计算机技术的飞速发展， 利用计算机辅助设计来改善机械类专业基础课程机械设计教学学模式已成为必然趋势。机械结构设计作为传统机械设计教学中最基础的一部分，作为教师一方面考虑如何在现有机械设计理论与方法的基础上与现代的机械设计方法和理论，应用现代的计算机将两方面有效的结合起来，更加拓宽了机械设计教学的思路和方法。本文将从以下几个方面来探讨计算机辅助设计如何来贯穿于机械设计的教学中去。

1.传统机械设计教学中面临的挑战

《机械设计》是一门古老的学科，随着时代的发展本课程的教学也出现一系列的问题，主要体现在以下四个方面：（1）传统的课堂教学形式仍占主要地位课堂教学是传授知识的主阵地和主渠道，《机械设计》课程内容的广泛性与授课方式及学时的有限性之间有矛盾，影响了学生掌握更多有关机械设计的知识，限制了学生分析、构思和设计能力的培养，阻碍了教学改革进程。 （2）实践知识的匮乏。现在的大学生尤其是近机专业类的，他们在平时的实践和实验课程中接触机械方面的机会比较少，就是观察到一些机械机构与原理方面的现象，也不会刻意去留意。这样的话，学习本课程，就更缺乏实践方面的知识，甚至连感性认识都没有。（3）现代设计理论及方法的出现。近些年来，现代机械设计方法取得了飞速的发展，目前常用的有：计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、设计方法学设计、并行设计、人机工程学设计、虚拟现实、相似系列产品的设计、质量驱动设计、工程反求设计和分型设计等。一个新的机械设计体系正在发展和形成，现代设计方法将不断得到推广和应用。这方面也是我们机械设计教学遇到的新的挑战。（4）缺乏实践手段，教学目标难以实现《机械设计基础》是一门实践性较强的课程，边学习边实践才能实现提高设计能力、培养创造性素质的要求。但实际上由于学时所限，加之一般院校缺乏相关实验、实习操作手段，很难达到上述要求。由于学生缺乏对实际机械系统的感性认识，所以教学效果不太理想。（5）社会需求和要求的不断提高。

2.计算机辅助设计融入机械设计教学模式的研究

就《机械设计》教学在新的时代面前提出了这些迫切的要求，本文对该课程的教学模式进行了初探。主要从以下四个方面进行探究。（1）机械设计教学中推广三维设计的方法。（2）注重培养学生的创新能力。（3）优化教学手段。（4）CAD的虚拟技术是一种新兴的多学科交叉技术，它涉及多方面的学科研究成果与专业技术。以虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象，能使设计人员与多维的信息环境进行交互。同时，利用虚拟技术可以大大地减少实物模型和样件的制造。虚拟技术以CAD为基础，是一种新的制造系统，这种系统按应用情况又可分为增强的可视化系统和基于现实的CAD系统。①增强的可视化系统。利用现行的CAD系统进行建模，通过对数据格式进行适当的转换输出虚拟环境系统。利用三维的交互设备（如头盔式显示器、数据手套等），在一个虚拟真实的环境中，设计人员对虚拟模型进行各个角度的观察。目前投入使用的虚拟设计多采用增强的可视化系统，这主要是因为基于建模系统还不够完善，相比之下，目前CAD建模技术比较成熟，可以利用。②基于虚拟现实的CAD系统。利用这样的技术用户可以在虚拟环境中进行设计活动。与纯粹的可视化系统相反，这种系统不再使用传统的二维交互手段进行建模，而直接进行三维设计。此外，它也支持如语言识别、手势及眼神跟踪等。这种虚拟设计系统在机械设计的教学中融会贯通，更加深入的了解现代机械设计的理念和思维。

3.总结

《机械设计》是一门非常重要的技术基础课程，内容多，课时少。研究如何解决当前机械设计教学中面临的问题，我们一方面要从教学内容，教学方法不断提高和改进，另外还要培养在机械设计中融入现代计算机的设计思想，增强他们学习的主动性，为今后进行相关机械设计工作打好良好的基础。

现代机械设计论文篇（7）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.248

0 前言

现阶段，科学技术是我国的发展主导。从主观的角度来分析，机械设计工作的执行，其目的在于更好的满足社会及市场上的需求，越是好的产品，越是在设计方面投入了更多的研究。现代机械设计比较注重的是科学方法及精确的手段，传统机械设计比较注重的是经验的积累和用户的体验，二者既有各自的优势和劣势，同时也可以在不同的产品上进行相互融合。因此，机械设计在未来的拓展空间上是比较大的，可以深入研究。

1 现代机械设计和传统机械设计的方法对比

在机械设计的过程中，我国经历了从无到有、从有到多、从多到精的过程，现下所具备的能力，完全可以更好的应对社会上的需求。可是从长远的角度来分析，单纯在机械设计本身进行研究，并不能获得十足的进步，还必须进行阶段性的整理、分析、讨论，将自身的优势和劣势予以高度的明确，为日后的工作发展与市场、社会把握，提供更多的参考。结合以往的工作经验和当下的工作标准，认为现代机械设计和传统机械设计，在方法的对比中，优劣势集中在以下几点：

（1）传统设计方法在执行的过程中，其最大的优势在于积累的时间特别长，很多经验已经表现出了科学的特点，同时在可靠性、可行性方面都比较的肯定。传统机械设计方法，都是上一辈的人员经验总结，再加上下一辈的传承拓展来完成的，面对不同时代的需求，往往是表现出了多样化的特点[1]。当然，也有后辈前辈理论的情况出现。劣势则在于，传统机械设计的主观性比较强，很多设计方法都是为了应对小众的需求，并没有在大众乃至社会层面做出较多的努力，因此在操作性和专业性方面，都需要依托较少的人员来完成，在传承的过程中，精通人员不断减少。

（2）现代机械设计的开展，得到了更多人的欢迎。在时代的角度上分析，现代机械设计的运用、操作、试验、分析等等，都在各种科学数据上完成的，同时在开放性方面也比较高，能够经得住各个专业的筛选与探查。从优势上分析，现代机械设计的方法更加简单，运用较多的设计软件和设计设备，能够在较短的时间内得到机械产品的模型和初步定义，之后的更新与优化，将会在功能上、效果上不断的完善，最终确保得到社会上的肯定[3]。从劣势上分析，现代机械设计方法过于简单，仅仅拥有很少的经验和理论就可以从事相关工作，以至于市场上的某些假冒伪劣产品不断的增加，一定程度上对消费者产生了误导作用。同时，近年来的现代机械设计虽然比较多元化，可是在某些指标的突破上未获得较大的成果。

2 设计特点对比

机械设计的执行过程中，一定要在特点上有所把控。传统机械设计虽然逐步的退出了历史的舞台，但是认可的群体毕竟较多，同时其在经验的指导上和方法的总结上，仍然有很多的内容值得去探索与分析，因此在未来的很长一段时间内，还会得到很高的关注度。在优劣的分析中，有必要针对现代机械设计和传统机械设计的特点进行分析。

（1）传统机械设计的特点在于精益求精。很多机械产品的实施，都是经过了无数次的失败以后才得到的。一般而言，传统机械设计的执行过程中，在最开始就设定了非常远大的目标，基本上每一代产品的出现，都是对上一代产品的完全更替，从性能上到操作上，实现对上一代产品的全面碾压，由此来达到更好的更替效果[3]。但是，这种特点的劣势在于，研究过程非常的困难，有很多的固有难题需要进行突破，不仅容易耗费几代人的心血，而且最终的成功率也不是特别的高，还存在一定的偶然性情况。

（2）现代机械设计强化了传统机械设计对强度准则的要求。有限单元法和断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计中的应用，强化了设计者强度设计的能力，现代设计的准则也因此拓宽到产品设计的更多领域。现代消费者对产品的需求从实用需求上升到物质与精神享受并重的层次，对现代机械设计提出了艺术和美学方面的要求。另外，现代设计根据各种给定的条件，运用优化设计的原理和方法，借助计算机求取最佳设计参数和设计方案。在现代设计中，优化意识还延伸到产品的总体方案论证，产品结构和工艺设计各个方面，并产生了遗传算法、模糊算法等许多新的理论方法。

3 总结

本文对现代机械设计和传统机械设计的优劣对比进行讨论，从得到的成果来看，二者的优势和劣势都非常的突出，未来的研究方法，应趋向于将两者有效的结合，在各个层面对机械设计的方法、手段进行完善处理，特别是在产品的体验上要不断的提升，有意识的增加实质性内容，为社会和市场提供最需要的帮助。

参考文献：

现代机械设计论文篇（8）

中图分类号:TH12 文献标志码:A 文章编号:1671－1602(2016)10－0044－02

1现代设计的定义和方法

现代设计是把传统的设计理论和设计方法作为基础，把计算机的应用作为标志，是具有信息化时代特征的新型设计技术。目前，现代设计已经逐渐发展到产品规划、产品制造、产品营销、产品运行、产品回收等各个层面，除开传统设计的理论和方法外，与设计相关连的技术和学科，特别是自动化的技术、制造工艺、材料知识、自然科学的知识、系统的管理技术等在现代设计中也是十分必要的内容。现代设计的方法是对把产品作为目标的知识的总称，其涵盖的内容和方法非常广泛，主要包括可靠性的设计、优化的设计、有限元的设计、计算机的辅助设计、价值工程等。

2机械设计

机械设计是属于综合性较强的工程技术，其在社会生活和生产中有着无可替代的重要作用。例如:人类生活所需的各种用品和工具，工业生产中所需的各种仪器和设备等都和机械设计紧密相连。在机械设计中，主要把机械设计的过程分为以下四个阶段:①产品规划的阶段;②方案设计的阶段;③技术设计的阶段;④制造和试验的阶段。

3机械创新设计的思路

机械的创新设计是设计者在对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术进行创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。在机械创新设计中要着重解决的问题是对机械产品的创造模式、机理、方法、过程等进行探讨，通过对机械产品的程式化、算法化、符号化、定量化来强化机械设计的质量、效率、可靠性。虽然机械创新设计要基于机械设计的传统方法，但是机械创新设计更追求创造性，因为要加强机械产品的竞争力就必须强调设计的创新性。在机械创新设计中，虽然设计的投入只有产品总投入的5%，但是设计的决策在产品投入中占70%。由于在设计阶段就要对产品的结构、性能、成本、质量、维护等因素进行确定，且创新设计不仅是关于产品使用周期的设计，还是关于用户和市场的设计，因此只有通过机械设计的创新才能使机械产品具有更加良好的竞争力。机械的创新设计不仅繁杂、耗时、费脑力，还紧张、繁重、费体力，要有效地提升创新设计的效率，就要使用科学的设计工具和设计方法，而设计的自动化便是创新设计的理想目标。在机械的创新设计中，其科学性一方面可以让设计者从系统的层面认识设计，从而有效地避免不良设计;另一方面可以实现设计工具的寻求愿望，因此机械创新设计不仅是设计工作的实际需求，更是机械设计中CAD技术的未来发展趋势。

4现代设计创新的研究

机械创新设计是在设计者对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。机械的优化设计、计算机的辅助设计、有限元设计、系统设计、创新设计等形成了现代设计的系统方法库，且现代设计对利于设计思想和设计方法的学科不断吸收。专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等的发展使创新设计在机械设计中越来越重要，因为不仅专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等已经给创新设计奠定了理论基础，而且创新设计的发展还能促进创造思维的机理解释和科学技术的发展。在机械的创新设计中，创新设计的内容主要包括两个方面:①完善机械产品的经济性、技术性、适用性、可靠性;②设计和创造满足生活和生产需求的新产品。在机械的创新设计中，其关键的核心主要是对机械产品的创造模式、机理、方法进行探索，并对机械产品的创新设计进行定量化和程式化。

5现代设计未来的发展趋势

现代设计是把分析软件和工程设计作为基础，把计算机作为工具，通过现代的设计理念进行设计的新型方法。ADAMS、PRO－E、SolidEdge、I－DEAS、UG、SolidWorks、NASTRAN、ADINA等都是现代设计中使用较多的分析软件。现代设计的方法中，在使用分析软件和计算机的同时，要遵循常规设计的内容，且在现代设计的方法强调中，不能忽视了常规设计的重要作用。现代设计的方法较多，且涉及学科较广，虚拟的设计、优化的设计、计算机辅助的设计、可靠性的设计、并行的设计、有限元的设计等都是现代设计中经常使用的设计方法。由于现代设计方法的通用性较强，比如:在优化的设计方法中，其理论基础不仅可以在机构的和零件的优化设计中使用，还能在建筑工程和电子工程等领域中使用，因此现代设计的发展较为快速。现代设计发展迅速的表现如下:1、机构的计算机辅助设计和计算机辅助设的并行发展。2、机械的优化化设计和优化设计。3、机械的可靠性设计和可靠性设计。4、设计过程更为数字化，既要对工程中确定性变量的数学建模和描述进行完善，还要对非确定性变量的数学建模和描述进行研究。5、设计过程更为智能化和自动化，不仅要对各种方法库、数据库、知识库进行研究、健全、发展，还要对商品软件的研发自学习、自适应、自编程，例如:对信息、数据、知识获取和处理技术的研究。6、对多目标和不可微模型进行优化、对工程的不确定模型和动态的多变量进行优化等优化程序和优化方法的研究，并且优化程序和优化方法的研究已经发展到了对广义工程系统领域的优化。7、对网络的协同设计和并行设计的技术研究、方法研究、软件研究。8、对仿真虚拟的试验研究、对虚拟设计的研究、对快速形成仿真虚拟的研究，这种研究是把计算机的仿真作为研究基础，集智能技术、人机工程、成形技术、多媒体技术、光电传感的技术、并行工程、材料、计算机的图形学等为一体的综合性研究。9、对CAD技术应用、推广、发展的研究，在CAD技术的研究中其关键内容是对功能性较强的商品软件进行研发。10、对微型机电系统的应用技术、设计方法、设计理论进行研究，例如:智能计算、纳米技术、微型机械的系统和微型机器人的系统的设计与计算。11、对关于生态设计的理论研究和方法研究，例如:对绿色的产品进行设计、对生产过程的清洁化进行设计、对产品的可回收进行设计等。12、对基础的设计理论和共性的设计技术进行研究。

参考文献:

［1］魏学忠．现代设计方法在机械创新设计中的研究［J］．硅谷，2010，(23):98．DOI:10．3969/j．issn．1671－7597．2010．23．083．

［2］鲁绪芝，赖惠芬．基于现代设计方法学的机械创新设计研究［J］．现代制造工程，2007，(7):111－113．DOI:10．3969/j．issn．1671－3133．2007．07．035．

［3］武丽．机械产品的现代设计方法及其创新［J］．科技创新导报，2008，(33):184－185．DOI:10．3969/j．issn．1674－098X．2008．33．147．

［4］李旭．现代机械设计的创新方法［J］．科技经济市场，2015，(5):199－199．DOI:10．3969/j．issn．1009－3788．2015．05．146．

现代机械设计论文篇（9）

关键词：教学模式；研究性教学；机械设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0198-02

研究性教学模式要求教师多种教学方法综合应用，有效结合教学内容和学生的知识基础，促使学生积极参与课堂教学过程，激发学生对新知识的求知欲。《现代机械设计方法》课程的教学，学生要系统地掌握专业理论知识，培养结合专业理论知识解决实际问题的能力，同时培养学生的创新思维与创新能力。在《现代机械设计方法》课程中应用研究性教学模式有利于教师将教学与研究相结合，有利于学生的全面发展。

一、研究性教学模式的特点

研究性教学模式，要求教师创设一种类似研究的情境，学生进行信息材料的收集、分析，在探索求知的过程中，将外在知识转化为个人内在经验和稳定的个性心理品质，从而培养学生的创新精神和实际能力。它将学生的集中学习变为分散学习，将教师的直接讲授变为有效指导[6]。研究性教学是以学生为中心，教师由传授者、权威者转变为交流者、合作者和学生学习的引导者或促进者；学生由被动的接受者变为学习的主人和主动参与者、创新者[1，2]。

二、《现代机械设计方法》课程的主要特点

《现代机械设计方法》是一门综合性、交叉性学科。《现代机械设计方法》涉及创新设计理论与方法、有限元方法与应用、优化设计、可靠性设计等方面的内容。课堂教学学时有限，要在有限的学时内，完成课程教学任务，使学生了解、认识和掌握现代机械设计的思想、理论与方法。本课程的主要特点如下[1]。

1.创新性。在设计过程中人的创造性与创新性最为重要，这既包括设计者个人的创造性思维，也包括设计团队的集体智慧，通过各种创造方法的综合应用，给出各种新颖独特的设计方案，开发满足市场需求的新产品。

2.系统性。运用系统工程的思维解决技术系统问题。设计方案既要考虑整体最优，又要考虑生产的可能性及市场的接纳性，同时各个子部分又是一个有机的整体。

3.优化性。借鉴优化理论及方法，实现机械设计方案优化：参数选取科学、结构先进，机械系统整体无论是功能还是性能都最优，同时能以较低的成本实现产品的基本价值功能与辅助价值功能。

4.综合性。现代机械设计方法是一门综合性的学科，设计方法多元化，学科交叉性显著。综合应用信息论、相似论、模糊论、可靠性、有限元、人机工程学及价值工程、预测学等理论，大量应用计算机技术进行辅助设计，创新性地提出设计方案，解决工程实际问题。

三、《现代机械设计方法》课程研究性教学模式的实施

1.教学目标的制定。课程教学目标是培养学生追求卓越的学习态度，发现问题、提出问题、解决问题的能力。现代机械设计方法课程实施研究性教学模式，保证学生对基本理论、设计方法的科学掌握，同时提高学生个体创新能力与团队合作意识，引导学生参加科学研究和企业实践等活动，做到学校内外相结合。

2.以企业实际问题为导向，科学安排课堂内容。由于现代机械设计方法课程具有较强的理论性和实践性，应以解决企业实际问题为导向，结合学生的现有知识结构，确定科学的、个性化的、符合市场及企业需求的教学内容，紧凑的教学进度，高效地指引学生深入浅出地掌握现代机械设计方法的概念与方法体系，并能够在实践中真正地解决问题。

3.双元教学模式与评价体系。所谓双元教学模式就是教师研究性教学、学生研究性学习。课前教师要做好现代机械设计方法理论研究，认真备课；学生预习、复习相关基础知识。课上采用教师引入设计案例，把教学内容设计成由学生提问，教师与学生共同对现代机械设计案例或疑难问题进行讨论，学生通过积极的分析生成新的理解、新的假设[2-4]。课后教师给学生布置设计选题，学生完成设计方案、汇报和展示课题研究结果。考虑设计选题的复杂情况，每个设计选题可以让学生单独完成或者分小组完成，设计方案是开放性的，也就是可以有多个方案，老师与学生展开讨论，在讨论中既巩固了基础理论知识，又激发了学生的创新思维。在这个过程中也增加了教师的工作量，教师需要充分的课前准备[5，6]。

评价与激励要从教师和学生两条线展开。对于教师的评价，要从精神上和物质上两方面进行鼓励。由于研究性教学教师课前准备工作量增大，对于课堂的把控能力要增强，因此学校要有相应的教改项目课题，鼓励教师进行研究性教学模式的研究，既实现物质奖励又实现精神激励。对于学生的激励，因为需要学生积极参与课堂讨论及课后作业的广泛资料阅读，因此学生课堂表现对于其最终的成绩影响非常大，可以使学生平时课堂表现占到总成绩的40%，大作业占到40%，基础知识试卷占到20%。这样可以充分调动学生的学习积极性，使学生清楚地认识到，课程成绩的高低，是由实践能力即解决问题的能力及课堂的参与度决定的。

4.开放性的教学资源。研究性教学模式的实施需要电子教学资源的促进，开放性的教学资源对于研究性教学模式的实施非常重要。网络教学资源，例如PPT、教学大纲、课堂导论视频都可以让学生在课前获得。这样学生可以有效利用多媒体课件、电子书籍、专用设计软件、网络资料、网上习题练习，自我学习“现代机械设计方法”知识体系，有效地拓展学生课外学习、研究和交流的空间与时间，不断完善研究性教学模式，使课堂教育的延展性不断增强。

四、结束语

“现代机械设计方法”是一门多元化、学科交叉性较强的课程。本文从四个方面探讨了研究性教学模式的实施，从老师与学生两个视角分别进行了分析，对于教师开展类似教学模式具有一定的启迪作用。

参考文献：

[1]王晓光.F代机械设计方法的主要内容和特点[J].科技论坛，2012，（22）.

[2]张斌.会计学课程研究性教学：理论框架与经验证据[J].教育与现代化，2010，（9）.

[3]香卓伦，杨晖，张佑青.项目管理教学模式的研究与实践[J].中国职业技术教育，2005，（2）.

[4]李敏，陈兴文，张俊星.信息处理系列课程研究性教学的探索与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2010，（4）.

[5]甘大力.“项目管理”课程研究性教学的实践与思考[J].煤炭高等教育，2011，（1）.

[6]楚岩枫，任宏昌.研究型教学模式在《项目管理》课程教学中的应用研究[J].教育教学论坛，2014，（9）.

现代机械设计论文篇（10）

一、数字化驱动下农业机械设计研发

农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平，对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面，也给农业设计带来了巨大的变化。

1）信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。

农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计，企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果，用户可以在线反馈设计过程中存在的问题，相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图，在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践； 以往产品创新主要集中于具体设计过程，如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台，以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范

2）数字化技术强调产品协同设计。

农业现代化的发展催生了许多新需求，这些新需求也亟需新的设计的方法，就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法，一是德国设计理论的系统化设计方法，二是TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）三是公理设计（AxiomaticDesign，AD），对于目前我国而言，需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动，跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习，可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一，锻炼设计者虚拟想象空间，提升农业机械的设计水平，有效实现零污染的设计理念，促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统，以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。

3）虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。

虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频，能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械，其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术，可以有效的克服以上缺点，一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能，另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟，以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。

结论

本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求，以及存在的问题，针对数字化与信息技术的发展趋势与特点，如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式，本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势，结合分析了农机产品设计制造现状，进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势，针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇，研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式，采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品，并对产品进行设计、开发、评价、修改，通过这方面的讨论，以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。

参考文献

[1] 夏红霞；面向通用类机械产品虚拟装配的工程数据库管理系统研究[D]；合肥工业大学；2010年.

现代机械设计论文篇（11）

随着科技的进步，新兴学科和技术的不断涌现，原来的一些机械设计方法已适应不了当今的时代潮流。特别是方案设计是目前智能化CAD的瓶颈之一，已成为各国设计学者研究和探讨的热点。本文从以下几个方面浅谈一下机械设计的理论和方法。

1 现代机械设计的概念和地位

机械设计是指根据对机械产品的设计要求，应用当代先进技术成果，通过设计人员的创新思维，经过反复调查、分析、论证、判断做出决策，并采用适当的设计模型使之量化，最终将输入的物料（毛坯、半成品等）、能量（机械能、电能、热能等）或信号（测量值、数据、控制信号等）转化为功能完善、技术先进、经济合算、造型优美、深受用户欢迎的技术装置或机械的过程。

机械设计是生产机械产品的第一步，是决定机械产品性能的关键环节。据统计，机械产品的生产成本，70%由设计阶段决定。所以必须把好设计关。

2 现代机械设计发展趋势

随着科技的进步，设计水平发展很快。首先，机械设计的基础理论和各种专业产品设计机理的研究得到进一步加强；其次，关键零部件的设计研究得到加强。

2.1 通过设计来完善产品的功能及原理

任何一种机器的更新换代都有三个途径：一是改革工作原理；二是通过改进工艺结构和材料，提高技术性能；三是加强辅助功能，使其更适应使用者的心理。特别是第二步、第三步，目前发展迅猛，开发得比较成熟。

2.2 通过设计提高产品质量

（1）基本性能方面。随着科技的进步，出现一系列的新工艺、新材料，如硬质合金材料的出现，使普通车刀在高速切削下的寿命大大提高。

（2）适应能力方面。机械设计除应满足产品的基本性能外，还要考虑工作情况发生变化时的产品适应能力。如采用齿轮传动的自行车代替链传动，更能适应在恶劣环境下的使用。

3 现代机械设计原则

机械设计应遵循以下原则：

1.实用性原则 市场需求是设计动力的源泉。机械设计首先要满足所设计机械产品的基本功能和必要的辅助功能要求。

2.经济性原则 所设计的产品应尽量降低成本，提高附加值，提高经济效益和市场竞争力。

3.安全性原则 所设计的产品应在技术上采取必需的、可靠的安全防护措施，保证操作者、管理者的人身安全和机器的安全。

4.优化原则 所设计的产品应达到当代科学技术先进水平，产品制造和使用达到最佳水平，多种原理方案和设计参数达到“最优解”。

5. 可靠性原则 所设计的产品应在规定的时间内完成规定的功能，即不发生失效。

4 现代机械设计理论与方法

设计理论是对产品原理和机理的科学总结，设计方法是使产品满足以及判断产品是否满足设计原则的依据。现代设计方法是基于设计理论形成的，因而更具科学性和逻辑性。

4.1 利用现代计算机软硬件技术的设计方法

在产品开发初期借助于设计方法学，利用多媒体工具进行系统的开发。根据这一指导思想，利用数学系统理论，同时考虑系统工程理论产品设计技术和系统开发方法学，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件。根据这一设计方法，往往把产品的整个开发过程概括为产品规划、开发和生产规划三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。

（1）产品规划——构思产品。其任务是确定产品的外部特征，如色彩、形状、表面质量、人机工程等，并将最初的设想用CAD立体模型表示出来，建立能够体现整个产品外形的简装模型。

（2）开发——设计产品。该阶段主要根据系统合成原理，在立体模型上配置和集成解元素，把实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后，即可对产品的配置进行分析。产品配置分析是综合产品规划和开发结果的重要手段。

（3）生产规划——加工和装配产品。在这一阶段中运用CAD技术，用计算机图案显示解元素在相应位置的装配过程，即通过虚拟装配模型揭示造型和装配间的关系，由此发现难点和问题，并找出解决问题的方法。借助于现代计算机软硬件技术，通过三维图形软件、多媒体和超媒体技术以及虚拟现实技术进行设计。

4.2 积极开发发展绿色设计、制造

（1）绿色设计制造是现代设计制造的可持续发展模式。人们已经认识到环境与发展是密不可分的。要从根本上解决环境问题，必须转变发展模式和消费模式，即为资源型发展模式逐渐转变为技术型发展模式，依靠科技进步，节约资源和能源，提高效益，减少废物排放，实施清洁生产和文明消费，建立资源与环境相联系的新的发展模式。这是人类探索了几个世纪终于领悟到的发展观——可持续发展。

（2）发展绿色设计制造将为企业发展带来新的机遇。开发绿色设计制造是人类可持续发展战略的重要组成部分，是每个企业家必须考虑的企业行为，但是不少企业认为绿色制造投入大，见效慢，经济效益不如直接抓成本、抓产量、抓品种等见效快，因而无视对环境的污染，甚至宁愿被罚款，也不愿采取措施。

实际上，环境全面改善，一方面可改善员工的健康状况和提高工作安全性，减少不必要的开支；另一方面在绿色制造环境下工作的员工心情舒畅，有助于提高员工的主观能动性和工作效率，以创造出最大的利润，使企业具有更好社会形象，为企业增加无形资产。

（3）发展绿色制造将推动新一轮技术创新。在全球性竞争日趋激烈的背景下，利用高新技术和现代化管理来提高生产率，节约自然资源投入，以及节约劳动和各种形式的资本，是促进经济增长与发展的主要源泉。事实上，从产品设计到制造技术，从企业组织到营销策略的制定，一批绿色制造技术与概念已经在发展之中。

5 机械设计的现状与展望

目前，机械设计还仍处于半理论半经验的阶段。

随着现代科学技术的迅速发展，近30多年来机械设计发生了较大变化，设计理论更新颖，设计方法更科学、更完善，计算精密度更高，计算速度更快了。

从某种意义上说，机械设计是科学技术转化为生产力的过程，科学技术的发展又促进了机械设计技术和方法的现代化。机械优化设计给机械工程界带来了巨大经济效益，随着技术更新和产品竞争的加剧，优化设计的发展前景非常的广阔。但我们仍需关注的是，在优化技术水平得到了提高的同时，国内机械加工或工艺水平、加工手段和制造技术也应配套提升才行。