机械设计技术论文大全11篇

机械设计技术论文篇（1）

2CAD技术及软件功能

2.1CAD技术

CAD技术指的是计算机辅助设计技术(CAD-ComputerAidedDesign)，是利用计算机及其图形设备软件帮助设计人员进行图形参数计算、设计、绘制、修改、尺寸标注、信息储存等工作的计算机应用技术。

2.2CAD软件功能

目前Auto-cad软件开发出了平面图形处理的二维cad和立体图形处理的三维cad图形处理模块，用户可根据各自的需要对图形进行设计与处理。软件提供了二维平面绘图、绘图辅助工具、图形编辑、文字书写与修改、尺寸标注及计算、图层管理、三维图形绘制、网络共享、数据交换等多种功能，使用时根据用户的特殊需要选取不同功能进行工作，操作极为方便。

3CAD技术在矿山机械设计中的应用

CAD技术很好地解决机械设计过程中图形绘制困难的问题。通过计算机软件绘制的机械设备图纸，设计、生产加工、维修人员可以在计算机上轻松地利用CAD图形阅读软件进行尺寸的标注和修改、结构部件的位置调整和准确定位，并可以对局部区域进行放大和缩小查看，既方便设计人员对整体-局部位置关系的设计，又有利于生产加工及维修人员对部件细节和部件结构位置的把握。因此在目前的机械设计尤其是装备复杂结构紧凑化、大型化、特种化的矿山机械中得到了广泛的应用。利用CAD技术在矿山机械设备设计中的好处主要有：

3.1减少设计工作的工作周期和工作量

采用CAD技术进行机械设备的设计工作，一方面使得机械设备的复杂构造转化成简单的几何图形，这既方便图形的绘制，也利于生产加工制造单位对于机械设备构造的整体把握；另一方面也使得机械设备设计工作量减少，设计周期变短，更方便机械设备的设计工作。

3.2有利于机械设备构件细节的设计

CAD技术软件能够对图形的局部区域进行放大和缩小查看、编辑处理，在实际的图形绘制过程中，可以更加注重细节的把握。将平常很难准确把握的部件结构细节处理清楚，并且保证精细构件与周边构件的精确结合，尤其是涉及齿轮咬合部分，这就有效地避免了由于机械设备构件结合不准造成的机械设备故障，给机械的日常工作提供保障。

3.3有利于机械设备构件的修改

CAD图形编辑软件提供了图形修改功能，主要包括线条修改（打断、延伸、删除等）、尺寸修改（拉伸）等。在机械设备设计中图形绘制出现问题时，可以方便地利用软件提供的编辑模块进行修改，操作极为方便。

3.4有利于机械设备的直观装配

CAD技术绘制的图形对于各部件的安装位置及大小有着精确的标注，因此在进行机械设备的生产加工制造过程中，各部件组合安装更加直观。在图形绘制过程中，随时利用软件对机械设备进行模型演示，以方便查找设计中存在的问题。

3.5保证机械设备设计质量

CAD技术是计算机应用技术的一种，有力地避免了机械设备设计中人为的失误造成的设计质量降低问题，并且其智能控制系统可以精确地查找设计中存在的问题，因此，更容易保证机械设备设计质量，更利于机械设备的设计工作。

4CAD技术未来的发展趋势

随着计算机技术的发展与进步，CAD技术也相应的得到飞速的发展，通过CAD技术在实际机械设计中的设计讨论，我们认为未来的CAD技术会越来越向着标准化、智能化、普及化发展。

4.1CAD技术的标准化

CAD技术在机械设计制造中图形的绘制、编辑、修改中占据有重要的地位，越来越多的设计单位、机械制造公司和机械使用单位利用CAD技术来进行日常的工作。因此，CAD技术必定向着应用技术的标准化发展以逐渐减少在交流过程中引起的误解，这既是CAD技术日常应用的需要，也是CAD技术发展的必然要求。

4.2CAD技术的智能化

CAD技术软件如果只是单纯的提供图形绘制和编辑修改工具模块，那么在实际的工作过程中会因为操作复杂而“难以上手”从而导致设计人员工作效率的下降，并且在实际的工作中可能会由于操作困难而导致图形绘制出现偏差和错误，不利于设计工作的进行。因此，CAD技术在未来发展过程中需要重点注意智能化发展，以完整的模块功能代替繁琐的编辑技巧，更方便设计工作图形绘制的进行。

4.3CAD技术的普及化

CAD技术在图形绘制应用上的强大功能优势保证着它的使用市场空间，那么在未来的工作过程中，CAD技术会得到越来越广泛的应用和普及，不仅局限于机械设备的图形设计，包括房屋装修、管线敷设、工艺流程设计等多种实际生产生活活动都可以应用CAD技术，极大地方便人们的日常生活。

机械设计技术论文篇（2）

工业设计的一个重要的目标就是通过设计能够为人们提供一个更为舒适的生活方式，提升人们的生活质量，使得我们的生活更加的自然、环保以及和谐，因此工业设计这项工作还具有很强的实践性，需要有较强的应用性。

1.2时代感强

应该注意的是，在不同的时代背景之下，工业设计应该有不同的需求。在当前新的形势之下，工业设计的基本需求就是绿色、节能，由此可见，工业设计还具有较强的时代感。

2工业设计的发展现状

在工业革命之后，工业设计行业迅速发展起来，但是从总体上来看，我国的工业设计历史较短，发展的速度相对比较缓慢。近几年来，随着我国社会主义市场经济的发展，我国很多企业面临经济方面的纠纷也越来越多，这就使得一些企业开始意识到工业设计的重要意义，将更多的注意力转移到了工业设计当中。并且这些企业在工业设计中也确实投入了大量的财力和人力资源，他们希望能够通过优化工业设计来提升企业自身的核心竞争力。

3机械设计制造技术的发展情况

机械设计制造技术包括了很多的步骤和环节，例如：产品的设计以及产品的制造等，此外还涉及到了产品的售后服务等环节。我国的机械设计制造基础相对比较薄弱，同西方发达国家相比较还存在较大的差距，主要表现为当前我国主要依靠引进国外的先进技术来实现发展，自主创新能力不高，这也限制了我国机械设计制造技术的发展与进步。此外，虽然我国的劳动力资源丰富，但是在投入的资金方面还不够充足，这也在一定的程度上造成了机械设计制造行业发展缓慢。我国工业产品的质量虽然在最近几年得到了一定的提升，但是在工业产品的使用性能方面还存在一定的不足，在产品外观的设计上还有所欠缺。

4工业设计以及机械设计制造技术的应用

工业设计同机械设计制造技术有各自不同的特征，如果能够将这二者有机的结合在一起，那么就可以极大的提高企业的竞争力，提高企业的经济效益。但是从当前的实际情况来看，我国很多的小型企业在生产的技术以及生产的资金投入等方面还受到了一定的限制，这样就使得他们在机械的设计和制造技术上难以取得突破，技术水平相对比较落后，为企业的工业设计带来了难度。所以在机械设计制造技术的应用过程中，政府的相关部门需要充分的发挥好宏观调控的作用，对市场经济进行合理的、适当的调节，从而更好的引导工业企业朝着节能以及环保的方向发展。此外还可以对中小企业给予一定财政方面的支持，鼓励他们转变传统的设计理念。

机械设计技术论文篇（3）

不断的将机械产品的创新能力优化与提高，与国家、机械领域的企业单位发展与生存有着密切的联系。在美国，相关的机械工程的设计委员会制定了2005年到2030年的有限资助计划领域中，将机械创新设计作为重要的资助之一；另外，机械个性化的发展趋势以及机械市场的复杂多变也要求了企业需要在机械设计当中不断的更新、设计，迎合市场的需要，而自动化技术创新的运用是确保企业能够在第一时间内研发出迎合市场需求的产品的有利武器。因此，对于21世纪的机械工程设计学科来说，创新性与快速性就成为企业是否能够适应市场需要、社会发展的关键所在。在机械产品概念设计的初期阶段，也就是原理方案的设计当中决定了产品是否具备创新性。

对于机械产品的设计概念来说，主要是设计到了人们的创新思维，也可以看成为人脑抽象与形象思维综合运用的一种结果。当然也受到了人们创新思维以及知识积累的局限。人们进行机械创新设计时，具有很大的随机性，并不能够确保想要的设计，同时兼具创新性的方案能够在一定的时间段之内得出。因此，想要在第一时间内设计出满足市场需求、能够占据市场的产品，存在一定的困难局限性，也是不太现实的问题，因此，在机械产品的创新迅速实现过程中，基于计算机化的创新就是非常有效的方法之一。

从广义的机构学的教学来看，对于机电一体化系统（包含了机、电、液与控制等等），都可以将其看成为两个组成部分——广义的传动机构与传动载体。而对于创新机电一体化系统的方案，就在于创新广义机构。因此，笔者在本文当中针对机械设计当中自动化技术创新的运用提出了一套机械系统创新设计以及自动化的方案（基于三维平台，以下所述都是基于三维平台）。

二、机械设计与自动化体系

对于上述中的复杂机械系统进行创新设计以及对于机械相应的自动化系统的组成方面，主要是以下：两种具有较强的获得创新性设计方案的能力的、在计算机化方法当中适合于机械系统创新设计当中较为复杂的方案；直接支持产品设计方案的三维虚拟样机装配与仿真的自动化建模过程，能自动化地对创成的复杂机械系统符号方案进行仿真、建模以及装配。而快速与创新则是其最大优点。

对于初期机械设计概念的这一阶段放纵，主要通过自动化系统为创新设计提供两套方案：其一，基于机械设计的基本规则而采用的创新设计方案；其二，创新方案的功能改良分解以及重组。考虑到这两种系统设计在方案的产生原理上都是采用的符号形式将最终的方案列出。而对于机械概念设计的初期阶段的使用符号的方案，机械自动化则会将方案进一步的分解成为机构的基本形式以及相互的连接这两个方面。在进行识别基本的机构方法选取上可以考虑到进行运动分析，从而将内部各个构件运动时所产生的分析数据展示出来。为了将开发机械产品的速度进一步提高，就能够使用面向对象的技术来进行基本机构的设计。然后，三维平台进行的二次开发，在采用的措施当中选择特征控制参数、数据库驱动等等，对于整体的基本机构三维造型设计，能够使用少量特征控制参数对其进行驱动。能够良好的解决基本机构虚拟建模的问题。

机械设计技术论文篇（4）

关键词:

现代机械设计;创新方法;研究

在科技高速发展的今天，人们的思维方式也产生了很大变化，机械设计人员除了要准确掌握机械设计原理以外，还要在思维方式上有所拓展。要求机械设计人员创新理念，在结构设计上与产品的相关功能进行紧密联系，将设计手段与计算机辅助设计进行有效融合，只有这样才能够设计出令受众满意的机械产品。

1现代机械设计

与传统机械设计相比，现代机械设计更加注重计算机化、动态化和科学化。现代机械设计理论是在机械设计理论学科基础上形成的，它包括了信息、控制、优化等内容，而对于相对比较复杂的产品而言，现代机械设计的优势也体现得更加明显。现代机械设计是在传统机械设计的基础上形成的，但它又在传统机械设计的基础上进行了极大创新，进而形成了一个完美且科学合理的机械产品设计。这不仅需要传统机械设计的相关经验，而且还需要在现代机械设计中引入先进的设计方法。

2机械设计方法及过程

具体机械设计步骤如图1所示。项目设计的前期工作主要包含对地区的实地调研，并对其进行可行性研究，制定可行性的计划和方案。方案设计主要包括:对功能的总体分析、对系统原理进行解释，确定最佳方案。技术设计包括:技术的总体设计、实验环节设计以及选型设计等。施工设计主要包括:零件画图、编写相关的技术文件、生产，等等。在机械设计中，每一个环节都要充分发挥人的主观能动性，利用科学技术手段来对机械设计进行不断创新。

3设计方法创新

创新设计是机械设计领域中对专业知识和设计经验的一个综合，在设计过程中能够真正体现出机械产品的真实价值，所设计的产品一般都是由人的主观能动性和创造性思维共同促成，这也是形成新思维模式的一种方法。对机械设计进行创新时，首先要充分发挥人的主观意识和想象力，能够在机械设计的过程中，运用现代化的机械设计方法来对产品进行创新设计，其设计模式也要选择现代化的科学思维方式来对设计理念进行分析，并且要求运用现代化的科学方法和工具来保证设计过程的完整性。在实际的机械设计过程中还要保证设计的创造性，尤其在对新产品进行设计时，要凸显创新意识。现代机械设计的创新主要包括两方面的内容:第一，通过创新使已经成型的产品更加具有技术性和可靠性。第二，从其他方面挖掘创新设计点，通过创新设计出机械产品来满足人们日益增长的生产生活需求。这两方面的创新与创新思维模式紧密联系在一起，而且与科学技术手段和设计工具也存在紧密联系。

3.1机械创新设计步骤

A.重点研究机械产品的工作原理及其本质。B.重点对机械生产产品的性能和结构进行分析，并对其类型进行综合考量。C.对机械产品的尺度以及参数进行优化选择。D.对机械产品进行最终的综合分析和协调。机械长效设计步骤的具体内容如图2所示。

3.2机械创新设计分类

3.2.1变形设计

这一设计手段主要是在原机械产品的基础上进行系列化、标准化的设计，以此来进一步满足使用者的实际需求，除此之外，还要对产品的功能、原理以及结构进行系统性分析，同时还可以进行跨系列产品的设计，这也是产品动力提升的主要手段。

3.2.2可靠性设计

这一设计也是当前机械设计中工程师们追求的主要目标。可靠性是衡量产品质量的重要指标。一般来说，可靠性设计与常规设计基本上都可以实现对应，常规的设计手段是凭借着多年的经验来进行设计，而可靠性设计则是在常规设计的基础上进行了延伸，更加系统地明确了科学分析与设计变量之间的关系。机械的可靠性设计融合了当前各个学科的知识点，并且将常规设计中的变量直接转变为随机变量，以分布规律为基准，运用相关的统计方法来对机械产品进行设计，从而满足可靠性的要求。

3.2.3并行设计

一般传统的机械设计采用的是串行设计方法，这种方法存在一个较大的弊端，即:生产周期相对较长且成本非常高。并行设计是一种系统化的设计方法，它也是以计算机为基础，这种设计手段打破了传统意义上的系统内部结构，创建了相互促进、相互协调的设计模式，很好地实现了机械设计制造的一体化发展。在机械设计制造的过程中，设计人员还充分考虑了机械设计质量、周期以及成本等因素，由此可见，并行设计是一种集成性极强的设计方法。

3.2.4反求设计

反求设计方法是目前多数国家发展科学技术和研究新产品的主要设计方法。目前反求设计需要解决的问题主要包括:A.三维重构方法，提高设计进度，减小误差区间。B.结合人工智能形成一套科学的设计还原技术，进而完成对原有设计的反求。C.重点研究适合反求设计的机械产品模型技术，并将相关的配套产品进行模型建立，以方便原始参数的反求还原要求。

4结语

本文针对当前现代化的机械设计理论进行了系统分析，对机械设计中的相关设计方法进行重点讨论，并对现代机械设计中的创新点进行了系统研究。通过研究发现，现代机械设计要比传统意义上的机械设计优势更为明显，这一优势主要体现在系统的结构重组以及实现过程上。现代机械设计与科学技术手段的结合也使机械设计的创新提升到了另一个高度。创新是以人的主观能动性为基础，而机械设计人员要想以创新思维来对产品需求进行分析和设计时，须保证对现代机械设计工具熟练掌握，只有这样才能够设计出满足人们实际需求的机械产品。

参考文献:

［1］曹春红，张斌，王利民，等.基于免疫神经网络的几何约束求解技术的研究［C］//第二十七届中国控制会议论文集，2008.

［2］张铮，胡社教，江萍.基于EP模式的特征选择算法［C］//2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集，2011.

［3］戴旭东，谢友柏.以企业为中心的产品设计平台构建方法［C］//第二届中国CAE工程分析技术年会论文集，2006.

［4］戴旭东，谢友柏.集成分布式知识资源的企业技术研发平台构建［C］//企业应用集成系统与技术学术研究会论文集，2006.

［5］许勇，邹慧君.基于子系统匹配的机电一体化系统概念设计［C］//全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集，2005.

［6］彭一凡，陈文.基于XML的动态数据结构持久化方法之研究［C］//促进企业信息化进程———第九届中国Java技术及应用交流大会文集，2006.

机械设计技术论文篇（5）

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.

机械设计技术论文篇（6）

一、有关机械设计理论的概括及研究方向

（一）机械设计理论的基本概括

机械设计及理论是机械工程一级学科所属的二级学科，是研究机械科学中具有共性的基础理论和设计方法的学科，是对机械进行功能分析与综合并定量描述与控制机械性能的基础技术学科，也是定位机械工程中的各项细致工作流程及程序的归纳总结的简单理论介绍。它主要研究各种机械、机构以及其零件的工作原理、现代传动与控制技术、运动和动力学性能、摩擦物理学、关系力学、机械创新与设计等有关课题。机械学科与仿生学、信息学、生物学、电子学等许多学科相互渗透，从而促进了机械设计与理论学科的新发展。机械设计这个学科的特色与优势，它是以复合材料构件设计与制造、计算机辅助工程、轻工自动机械设计及理论研究为目标，将计算机辅助设计与现在检测技术应用于机械以及产品的设计过程中。具有工程设计和管理的综合素质极其丰厚的专业知识，适合从事工程技术，科研等工作。我国近年来在机械设计研究上取得了骄人的成绩。

（二）机械设计理论的主要研究方向

现如今，随着科技的快速发展，机械设计理论也逐渐的完善、增多起来，特别是更好地扩大了机械设计理论在各方面上的研究，主要有以下几个研究方向：现代设计理论与方法：机械创新设计与方法、机械系统动态设计与仿真、优化设计、新型传动理论设计、机器人机构及其控制与仿真技术、数学机械化在机械中的运用；机械创新设计与检测技术：机械创新设计与检测技术主要用于研究机械创新设计与有限元计算分析，机械振动与噪声测试与分析，计算机辅助设计与制造、图像处理技术；轻工自动机械设计及理论：主要研究的领域是轻工自动机械现代设计理论，轻工自动机械先进传动技术，新型传动机构研究与开发、轻工机械动力传动的节能与环保、轻工业机器人开发与应用研究、机器人新机型、仿生机械研究等；仿生机械学：仿生原理与技术；驱动与控制技术、机械运动与控制。

二、机械设计理论在汽车工程上的研究

随着工业革命的发展，人类历史上出现了第一辆汽车，近些年来，又随着汽车工业的迅速发展，汽车变成了“改变世界的机器”，它不仅仅改变了人们的生活方式，方便了人们的出行，还在一定程度上有效的提高了人们的生活质量和生活水平。虽然，在过去的几十年里汽车行业的发展有了很大的进步，可是，目前的科学技术水平依然还是有限的，对于汽车的研究在各方面还需要更进一步的提高。新型机械设计理论以及一些基本原理在汽车工程方面有着很大的研究方向，并且对其有着一定的推动作用。

（一）机械理论在汽车工程技术上的研究

汽车工业的发展代表着一个国家制造业的发展，它直接决定了该国家制造业的发展水平。在某种程度上，它不仅仅是最广泛的一种工业，还是最新技术的最大载体之一，例如，有些航空、航天领域的高新技术只有通过汽车工程工业才能够更好的转化为较为规模型的产业，这就决定了新型机械设计理论及基本原理在汽车工程、工业上有着很大的促进作用。近些年来，对于汽车工程技术的研究有着越来越高的标准，这就迫使研究工作者更全面的运用机械设计理论为汽车工业的发展做好准备。

（二）机械设计理论在汽车工程实际操作方向上的研究

在实际生活当中，对于汽车工程的研究离不开技术方面上的研究，更离不开实际操作方向上的研究，这些实际操作上的研究与机械设计的基本理论有着密不可分的关系，甚至有些实际操作，例如对汽车的噪声、振动等等有着很强的密切性，并且对于这些问题的解决有着很好的作用效果。

三、新型机械设计理论在汽车工程上的应用

（一）机械设计理论在汽车工程噪声、振动上的应用

在评价汽车舒适性中有一项十分重要的指标，那就是NVH分析，它直接关系到了汽车产品的市场形象。NVH不仅有助于对振动频率进行匹配，用于消除振动过程中出现的耦合现象，还有利于改善产品的振动特性，从而大大降低汽车的噪声及振动。利用NVH分析可以预先得到新开发车型性能指标，还能对设计以及制造等各个环节进行更好的优化和完善，该分析不仅从设计成本上，还是从开发周期上考虑，都为设计新型车型提供了很好的保障。

（二）机械设计理论在汽车结构强度与模态分析及结构优化上的应用

车身是车的主要总成，因此车身必须有很好的强度来保证车的寿命，以足够的静刚度来保证车的装备与使用要求。在机械创新设计与检测技术中机械创有限元分析的方法能够有效地满足上述车身的设计，其主要应用体现在：一是在汽车设计中对结构件、主要机械零件的强度、刚度和稳定性进行分析：二是在汽车结构分析中通常采用有限元法来进行各构件的模态分析，同时在计算机上可以清晰地观看各构件的振动模态，这就为结构的动态设计提供了方便。因此有限元分析的方法在汽车结构上的应用从而提高了车身设计水平。

四、结语

机械设计的基本原理以及设计理论有着很好的应用前景，特别是在汽车工程方面上发挥着良好的效果，不仅仅体现在对于汽车工程技术和实际操作上的研究，还体现在了对于汽车工程、设计上的具体应用，这些对于汽车工程的发展有着极大的推动作用。

参考文献：

[1]温文源.客车车身结构的有限元分析及优化设计研究[D]. 2011年

机械设计技术论文篇（7）

0引言

对于科学技术高速发展的现代化，传统的机械设计制造已经不能很好地配合科技发展迅速的社会，所以必须将传统的机械设计制造与现代多项技术相结合比如：信息与计算机技术，加入计算机技术可以实现传统机械设计的自动化；将机械设计制造与电子技术相结合，可以实现产品的机电一体化，更好地服务大众，节约时间，减少成本。机械设计制造及自动化是对传统机械制造技术的传承，也是一个发展[1]。

1机械设计制造及自动化概述

1.1机械设计制造及自动化理论

机械设计制造及自动化包括多个方向：机械电子方向、机械制造方向等，总的目标是实现对加工对象的自动化生产，如图1、2、3所示，分别是自动数控机床、自动封装机、以及机器人。机械设计制造及自动化是多个专业学科相互交融相互发展的理论，包括电子技术、控制技术、计算机技术等。利用传统机械技术与计算机技术相结合，能够实现例如机器人的自动控制，解放生产力，减少人工成本[2]。

1.2机械设计制造及自动化概念

（1）机械设计

机械设计是机械生产的基础，影响机械性能的因素有很多，包括：机械设计、材料、动力等，而机械设计是决定机械性能的主要因素之一。一般而言，机械设计之后还要进行优化设计已达到最好的效果。优化设计相关的要求包括：成本低、污染少、性能好、尺寸小等[4]。

（2）机械自动化技术

机械自动化技术是多方因素相互影响的综合性技术，将传统的机械设计制造与现代多项技术相结合比如：信息与计算机技术，加入计算机技术可以实现传统机械设计的智能化自动化；将机械设计制造与电子技术相结合，可以实现产品的机电一体化[5]。

2机械设计制造及自动化发展

2.1机械设计制造及自动化发展现状

（1）设计水平

我国机械设计水平不是很高，与国外先进技术还有相当大的差距，缺少创新，可以适当地对员工进行培训，加强实践经验。

（2）制造工艺

我国机械设计制造采用的生产、设计方法与国际发达国家平均水平相比较为落后，目前许多发达国家已经将许多高科技技术与机械制造技术相融合包括：3D打印技术、纳米技术等，这种高技术水平能够提高生产力、提高产品质量、减少成本，我国仍然需要不断去发展创新。

（3）自动化技术

我国缺乏相关技术的人才，目前只是引入自动化这一理念，但是在生产过程中运用自动化技术还不是很普遍。

2.2机械设计制造及自动化发展趋势

（1）智能化发展

在技术高速发展的现代化时代，社会要求更快的生产效率、更精确的精度，所以机械设计制造及自动化技术会向智能化的方向不断发展，让机器代替人工，不仅可以提高效率，解放生产力还能减少人工错误。所以机械设计制造及自动化向智能化发展是必然的趋势。

（2）网络化发展

现代的时代已经是网络的时代，所以机械设计制造及自动化也会跟随大趋势的发展，相关的技术必定通过网络共享。

（3）绿色化发展

环境污染是现代社会面临的严峻的问题，所以需要减少污染，势必要向绿色化发展，为了人类的可持续发展，这个是必须遵循的规定，也是机械设计制造及自动化发展必须要坚持的方向。

3机械设计制造及自动化应用研究

3.1机械设计制造及自动化问题

（1）技术不成熟

我国机械设计制造采用的生产、设计方法与国际发达国家平均水平相比较为落后，目前许多发达国家已经将许多高科技技术与机械制造技术相融合包括：3D打印技术、纳米技术等。

（2）缺乏推广

τ诟呖萍嫉挠τ茫我国宣传力度不够，很多企业只是听说有相关技术，对于它的应用并不熟悉，也没有相关的部门单位去宣传，培训，从而导致很多的企业仍然在使用传统的方法和工艺，使机械设计制造及自动化及技术发展受到限制。

（3）缺乏专业人才

一方面，对于机械设计熟悉的优秀人才，许多都是年龄较大的学者，对于新技术的应用可能接受能力较差，适应的缓慢，另一方面，大学毕业的学生接受新事物新知识的能力较强但却又缺乏相关的实践经验，所以导致了人才的缺乏。

3.2机械设计制造及自动化策略

（1）引进先进国家的机械自动化技术

引进发达国家先进的技术，学习优秀的技术，取其精华去其糟粕，通过学习别人优秀的技术来提神自我的技术，加速我国机械设计制造及自动化的发展进程。

（2）加强推广力度

对于机械设计制造及自动化的应用，我国宣传力度不够，很多企业对于它的应用并不熟悉，很多的企业仍然在使用传统的方法和工艺，使机械设计制造及自动化及技术发展受到限制。所以要加强宣传力度，让相关的部门进行宣传培训，使得更多的企业能够熟悉自动化技术并且运用到实际的生产过程中去。

（3）加强创新

引进他国先进的技术并不是长久之计，我们需要自主创新，自己实现技术的提升，这样才是长久之计。所以要培养相关人员的创新意识，提高创新能力，减少引进他国技术的成本。

4结论

对于机械设计制造及自动化的发展，一方面要分析其发展现状和发展的趋势，然后对机械设计制造及自动化应用方面的问题进行剖析，提出相应的解决策略，这样才能更好地应用机械设计制造及自动化相关技术，提高生产效率，促进社会发展。

参考文献：

机械设计技术论文篇（8）

中图分类号：TH122 文献标识码：A

机械设计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、以及各个零件的材料和形状的尺寸、方法进行构思、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。本文着重从现代机械设计方法及其发展进行探讨。

一、现代机械设计的特点

机械设计作为机械工程的最重要的组成部分，是机械生产的第一步，它是决定机械性能的最主要的因素。现代的机械设计它包括众多的种类并且结构也愈来愈复杂。但从实现系统的功能来看，她主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等，这些系统有根据各自的需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计它具有鲜明的时代现代特点，它不仅要求设计对机械的工作原理、工作结构、运动方式、力以及能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、等方式进行构思、分析和计算，而且还融入多门的现代科学知识。如：在现代机械中融通创造性的工程学、美学、控制论、机械电子学等，使得设计出的产品更具有时代气息，进而使得产品在市场上具有竞争优势。

二、现代机械的设计方法

（一）信息论方法

它主要包括信息分析法和技术预测法，其目的是帮助机械设计归总有用的信息，使得这些信息能够为设计人员提供机械设计的灵感，该方法是现代机械设计方法的前提。并且信息论方法能收集大量的设计信息和设计经验，它能够帮助缺乏设计经验的新手完成工作。此外，信息论方法能够大大的提高设计的效率，加快产品的更新速度，缩短设计的时间，从而在市场的竞争中处于优势地位。

（二）创新设计法

为了适应新知识经济时代的发展要求，提出现代机械设计创新理论。在机械设计中，创新设计法的应用能够培养设计者创造性的思维，创新设计方法以自己优势优于其他的创新，使得设计出的产品能够在激烈竞争的环境中处于优势地位。创新性的机械设计能够最大限度的增强其设计的用途和性能。

（三）绿色产品设计技术

绿色产品的设计技术主要是指在设计机械产品中应该符合低消耗、高效益以及保护环境的要求。绿色产品设计应该要求现代机械设计中用最小的能源消耗获得最大的能源利用率，此外还需符合对环境影响较小的环保要求。设计产品的结构布局、加工工艺和材料的选择上都应该在设计之初考虑到。另外，还应针对环境设计对机械技术进行设计。这主要是指在设计的过程中对于产品来说，能否回收、是否可以重复利用、是否可以维护，以及是否能够有益于人们的身体。

三、现代机械设计的发展方向

现代机械设计与传统的机械设计有着许多不同的特点，由于传统设计技术跟不上现代经济发展的步伐，因此，应该采用现代的设计方法，借助各类的工程软件来帮助设计人员完成产品的开发工作。但随着经济的发展，现代机械设计必须朝着一个新的方向发展才会在机械设计领域内树立其长盛不衰的地位。

（一）人性化设计

随着物质水平的提高人们越来越关注精神的需求，因此在机械设计中应该突出人性化，满足人的精神需求。该发展方向它适应了当今人文社会的提倡，也凸显了人的价值意义。如：在现代的机械设计中，计算机技术已经全面的应用到机械设计中，因此，在机械设计的过程中，采用微机控制技术，使得控制和操作的人性化能够最大限度的提高机械设计的安全性和舒适性。

（二）系统性设计

该设计方向主要是从系统性的观点入手，把机械设计看作一个整体，该设计的实现主要依赖信息化技术，实现人、机、环境的相互协调。在具体的实施过程中，应把其中的总系统逐一的分解为单一的子系统，采用现代设计理论和方法进行系统性的设计，它的目的是在与追求系统优化为目标协调各个子系统的设计和匹配。

（三）虚拟化设计

21世纪科学技术的核心技术是虚拟技术、计算机通讯技术和网络技术。虚拟技术作为三大核心技术之首，足以可以看出它的重要性，虚拟技术主要包括虚拟加工、虚拟测试、虚拟控制等，虚拟化设计作为一种虚拟设计，它主要利用声、光、电、机、计算机等综合技术的有机组合。它能够极大的改变人类现有的思维和生活模式。

综上所述：现代机械设计它是一个创造性的工作工程，是多种技术学科相互渗透、相互结合的产物。机械设计只有不断的与当代先进的科学技术相结合才能促进自身的发展，因此来说，现代机械设计应该适应社会的发展，才能对社会做出贡献。

参考文献：

[1].许鸿艳.讨论现代机械设计的方法及研究进展[J].湖南农机，2013（05）.

机械设计技术论文篇（9）

一、前言

随着知识经济、信息时代的来临,机械工业与信息技术、电子技术的紧密结合已经和必将使机械工业进入一个高速发展的新时期,新概念、新设计、新技术、新工艺、新材料层出不穷。根据学校提出的“立足重庆、背靠行业、走向世界、服务全国”的办学思想,特别是“冶金、石油”两大行业对机械类创新人才的知识、能力、素质要求,构建机械设计制造及其自动化专业人才培养体系,使学生掌握将来对市场经济和科技高速发展产生自适应能力所必需的相关基础知识,培养以创新能力为核心的各种能力,适应时展的需求。

二、用人单位对机械类人才的能力的要求

现代机械实际上是一个由计算机信息网络协调与控制,用于完成包括机械力、运动、物质流和能量流在内动力学任务、机械和电子部件相互联系的伺服系统,对机械类人才提出了更高的要求。通过开展企业机械类人才的能力要求的问卷调查,对机械类专业本科学生在校期间应强调那些课程学习?调查结果如下表所示:

调查表明:用人单位也十分强调学生不仅应掌握基本的机械设计理论及方法,而且应掌握与机械学科紧密结合的现代信息技术,如计算机技术、CAD/CAM、现代测试与控制技术等。

三、指导思想与思路

创新人才的具体内涵表现为:具有宽厚扎实的基础知识(现代“大工程系统”本身和创新思维均以坚实的基础理论知识为基本保证,同时需要多学科知识的交叉、碰撞与融合)、从事工程创新活动的各种能力(包括探索实践能力、自主学习能力、协同合作能力、创新设计能力、表达交流能力等)、从事工程创新活动的综合素质。在制定机械设计制造及其自动化专业的人才培养方案过程中,以“加强基础、拓宽口径、凝练特色、背靠行业、重视能力”为指导思想,将通识教育与专业教育有机结合,以机械科学、电子技术、计算机技术、机电控制技术为主体构建学科基础课程体系,兼顾工程科学教育与工程实践训练。形成体现理论教学、实验实践教学、自主研学三元结合,科学有序、整体优化的人才培养新体系。如图l所示:

四、人才培养体系

1.理论教学系统

根据科学技术的发展趋势及各门课程在机械工程中的实际作用,将机械类创新人才培养理论教学系统分为通识基础课、大类学科基础课、专业限选、专业任选、专业特色等四个层次,如图2所示。具体实施时,前三年加强基础,拓宽口径;四年级结合所属学科的科研特色,培养学生的专业兴趣和专业技能,从而实现“大类培养、方向成才”的目的。所谓“大类培养”是指课程体系的设置遵从“大工程、大教育”的思想;“方向成才”是指从专业特色出发,设置若干3～4个体现学科特色的方向模块,提高学生的社会适应能力。

(1)由机械制图与CAD基础、机械工程材料、金属工艺学、机械原理、机械设计、机械制造工艺学、互换性与技术测量等课程以及相关实验课程、实践性环节组成的纵贯本科四年的机械技术课程群;

(2)为有效地培养机械类学生在机电控制技术中的应用能力和创新能力而形成的以“微机原理”、“机械程测试”、“液压与气压传动”、“液压传动课程设计”等的机电控制技术课程群;

(3)集成了现代设计及制造过程中的多项先进技术,包括CAD/CAM技术、反求工程、虚拟制造、快速成形、产品数据管理、数控技术等的数字化设计与制造课程群。

2.实验与实践教学系统

机械类创新人才培养体系强化实践性教学系统的建设,在逐步开放相关实验室的基础上,要求实验教学与教师科研课题相结合,开发更多设计性、综合性、研究性实验供学生选择,将更多的实际问题引入教学实验、开拓实验、实践教学的新形式、新内容。具体表现在以下四方面:

(1)独立设置实验课程

重点对机械制图与CAD基础、机械原理、机械设计、机械制造工艺、机械工程测试、互换性与技术测量等课程的实验环节进行了力度较大的改革,构建相关课程实验新体系,对能够在实验室进行的教学在实验室进行。对实验内容作了重大改革,更新、改进和新增大量实验内容,提出了为学生综合设计能力和创新能力培养总目标服务的实验项目。

(2)强化综合实践环节

学生综合设计能力的培养需要通过一系列的具体设计训练来实现。因此,在制订具体培养方案时,相关课程均考虑安排了相应的、多级设计型大作业或课程设计、综合实践等环节。例如,一年级时的工程制图大作业,重点训练构形设计和制图表达能力;二年级通过机械制造基础实践、现代制造技术工程实践、工程材料课程的学习与实践,掌握机械设计所必须的工艺知识;三年级通过机械设计课程设计重点培养总体设计能力、创新设计能力以及运动方案设计和机械零部件工作设计、结构设计的能力,利用CAD/CAM技术进行中等复杂程度的机械设计。

(3)自主研、学系统

自主研、学系统贯穿教/学全过程,体现实践能力培养的渐进性和以学生为主体的自主研、学平台,使学生通过参加各类学科竞赛、课外科技创新活动、创业活动、“挑战杯”、机械创新设计大赛等。通过真实的工程环境,诱发学生的创新萌动与欲望,激发学生的创新意识,使学生从被动参与,主动参与直到勇于参与创新活动,最终达到培养学生创新精神与创新能力的目的。

五、结束语

科学技术的进步赋予机械工程以新的内涵,使其成为最能包融和吸纳众多学科知识,并能充分体现各学科最新科技成就的结合点,越来越多地显示着知识经济的特征。相应地,在机械工程领域中,人才的作用越来越大,对人才的要求越来越高。机械类人才必须具有大工程的思想,具备扎实的业务基础、宽领域的基本知识,较强的创新设计与实践能力,特别是要有较高的综合素质,才能适应现代社会对机械人才的需要。围绕机械类应用型创新人才培养进行系统研究与全面实践,以理论教学、实验实践教学、自主研学三大系统建设为主线,创建了能充分体现时代特征、规格定位准确、方案科学创新的人才培养体系。

参考文献:

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[2]叶取源,钱道中,张增泰.创新人才培养的思考与实践[J].中国大学教育,2002(1):12-15.

[3]迟毅林,等.大基础平台下的多特性模块教学改革与实践[J] .高等工程教育研究,2006,(1).

[4]杨叔子,张福润.面向21世纪改革机械工程教学[J].高等教育研究,2000,(4).

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[6]梁锡昌.论“机械设计制造及自动化专业”教学新体系[J].中国机械工程,1998,19(8).

[7]钟晓勤、瞿志构.现代机械工程应用型本科人才培养方案的探索与实践[J].中国大学教学,2005(11)

[8]黄新华,刘国荣.办好应用型本科教育的几点认识[J].大学教育研究,2003,(1).

机械设计技术论文篇（10）

引言

机械的可靠性是通过设计、制造、检验等各个步骤共同决定的，每一环节的工作细节都会对机械的可靠性造成一定的影响，只有在确保各环节正常运作的前提下，才能保证制造出来的机械具有可靠性。可靠性设计是机械可靠性的前提、基础，所以机械的设计环节是保证机械可靠性的重要前提。可靠性设计过程中，除了采用传统技术，还用到了各种分析预测的手段，以保证可靠性设计的质量。随着现代科技水平的不断提高，可靠性设计也正在进军电子领域。在应用可靠性理论设计产品时，应选用合理的设计方法。

1 机械可靠性内涵

机械的可靠性是指机械产品在规定的使用条件下，在一定时间内能够使使用效果达到预期的效果。但是由于工程材料的特性以及工程测量、事后加工、安装误差等因素影响，使设计出的机械成品的使用能力具有不确定性，这种随机性的因素对机械可靠性的影响极为重要。可靠性技术理论起源于20世纪20年代，应用于20世纪40年代，最早是应用在二战末德国V-Ⅱ火箭的诱导装置上，参加研究的人员提出了利用概率乘积法则，将一个系统的可靠度看成该系统的子系统可靠度乘积的理念，而这也是机械可靠性理论的雏形。可靠性的快速发展是在《结构的安全度》一文发表后开始的，自从该文发表以来，结构可靠性在学术界引起了诸多专业人士的重视。

随着科技的不断进步，现代技术的发展对于机械质量的要求越来越高，产品的可靠性成为世界工业领域关注的重点。可靠性的衡量标准是可靠度，在距离可靠性理论提出近半个世纪的今天，可靠性技术已有了很大程度上的提高，诸多电子产品的可靠性已经比较成熟，而机械产品的可靠性设计还有待提高。近几年，我国已经开始关注机械可靠性的发展问题，并取得了一定的成绩，但是由于可靠性涵盖面太广、基础数据很缺乏等问题，导致我国机械的可靠性设计应用并不成熟。

机械可靠性是一门边缘性的学科，涵盖面广，涉及的领域多，可将多门学科的知识紧密结合，融会贯通，形成一门全新的设计方法。考虑到实用性等问题，机械可靠性的设计方法更接近传统设计模式，这种方法的运用能明显地提高机械运行的经济效益，对于我国机械设备的质量提高具有重要作用。

2 国内外机械可靠性设计发展

2.1 国内发展现状

我国对可靠性理论的研究开始于上个世纪60年代，但是多数精力放在对电子产品的可靠性研究方面，对于机械可靠性研究起步较晚直到80年代才开始发展。机械可靠性在我国开始发展以后，相继成立了多个可靠性研究协会，制定了相关标准与制度，并取得一定的成绩。

我国研究机械可靠性的相关人员先后提出了一些观点，如赵国藩等建立了广义随机空间的概念，分析随机变量相关性的结构可靠度，扩大了现有可靠度计算方法的适用范围，还研究了使用原始空间来分析可靠性，由于这种方法自身的特点，适用于随机变量的概率分布函数不存在显式时可靠度的计算。此后又同李云贵提出了4阶矩法来计算可靠度，这种算法的提出提高了可靠度计算的精确度。

总体而言，可靠度的设计理论多，但是实际运用少，部分研究成果运用的实际效果不佳，与外国取得的成果投入使用水平有较大差距。由于我国机械设计技术本身与外国存在差距，造成了目前我国可靠性研究滞后的现状。

2.2 国外发展现状

美国是可靠性研究起步较早的国家之一，其对机械可靠性的研究也处于领先地位。美国亚利桑那大学教授对机械零件可靠性概率设计方法有深入研究，并对机械故障的设计、监测、故障进行研究，对于美国的可靠性数据收集和分析做出了巨大贡献，并通过总结研究成果，编制可靠性设计手册。这些手册和指南的编订对于其国家研究可靠性设计方案发挥了巨大作用。

日本可靠性设计研究的体系引自美国，但是由于后来日本对可靠性的深入研究，形成了一套与美国完全不同的可靠性研究体系。日本对于机械可靠性的研究重视实际用途，通过现有技术，分析相关理论，并通过不断的实地实验，对存在的问题进行分析与改进，不断地改进可靠性研究设计方案，使得可靠性的实用性得到很大的提升。在工程应用方面，重视可靠性试验与故障诊断等，并善于从失效产品中总结经验。

前苏联的可靠性理论吸取了美国的部分优点，虽然不及美国可靠性理论体系详细，却也弥补了美国的不足之处，加上前苏联对于可靠性研究的重视，其可靠性在当时就得到突飞猛进的发展。前苏联重视机械产品可靠性和寿命，将其作为科技发展规划的重点之一，并了一系列国家可靠性标准。相关人员认为可靠性技术的主要内容是预测，并在预y规定的条件下使用产品，其可靠性研究的方向主要有两个，一是靠数学统计和方法和使用信息的统计技术进行处理技术，还要保证复杂系统的可靠性技术；二是适用于机械制造行业，使用多方面的设计技术，以此保证可靠性的工艺发展。

英国对于可靠性的研究，成立了可靠性研究小组，并总结汇编了可靠性指南，从失效模式、使用环境、实验难度等多个方面说明了可靠性应用的重点，提出可靠性评估方法。其重视可靠性试验的数据收集，通过欧洲委员会的支持，成立了欧洲可靠性数据库协会，其数据丰富，协作网遍及欧洲各国。

3 机械可靠性设计的一般流程

众所周知，可靠性是衡量产品质量的指标，随着人们对于产品质量的要求越来越高，我国对于可靠性研究越来越重视。近年来，机械可靠性受到工程技术人员的重视。实践证明，机械可靠性存在于设计、制造和使用三个阶段。设计水平决定了产品的可靠性水平，制造和使用是体现产品的可靠性。可靠性设计的流程为：先要进行产品定义，分析收集相似产品的相关技术，拟定载荷谱以及载荷条件，明确维修方案及维修、保障要求等，可靠性定量要求，初步设计，详细设计，产品耐久性预计，设计综合检查，设计结果输出。

可靠性设计的各个环节环环相扣，任何一个环节出现问题都会影响机械可靠性。只有环环紧扣，才能保证设计出的产品的可靠性。

4 结束语

目前，我国的可靠性设计技术已经越来越受到各行各业的广泛关注，机械可靠性设计技术也在不断更新换代。从整体来看，目前我国机械可靠性研究还不成熟，投入实际应用的作用不大，与外国发达国家差异明显。另一方面，可靠性能使机械产品的性能与预测更接近，提高安全性与经济性，希望通过作者在文中的讨论，读者们能对目前我国机械可靠性的不足与优点有所认识，也期待我国机械可靠性技术能有更大的发展。

参考文献

[1]闻邦椿，张义民，鄂中凯，等.机械设计手册[M].第5版.北京：机械工业出版社，2010.

机械设计技术论文篇（11）

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．

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［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．