探索現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

1、<p>　　探索現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法</p><p>　　摘要：概述了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及特點(diǎn)，闡述了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的方法與理論，最后就現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展情況進(jìn)行了分析探討?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)一項(xiàng)需要有較高專業(yè)知識的活動，同時(shí)需要專業(yè)素質(zhì)比較高的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的要求。但是，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及社會的進(jìn)步，本文如何提高科技創(chuàng)新能力進(jìn)行了討論。 </p><p>　　

2、關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械；設(shè)計(jì)方法；理論；研究 </p><p>　　中圖分類號： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　前言：現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)需要創(chuàng)新，所以設(shè)計(jì)人員必須具備全新的創(chuàng)新理念，充分發(fā)揮其主觀能動性的同時(shí)，能夠熟練操作現(xiàn)代設(shè)備進(jìn)行分析處理，以設(shè)計(jì)出質(zhì)量更高，更能滿足用戶需求的機(jī)械設(shè)備，這同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展的一貫要求和準(zhǔn)則。 </p><p>　　自

3、從我國高等院校提倡素質(zhì)教育以來，對學(xué)生的培養(yǎng)由知識型向創(chuàng)新能力型轉(zhuǎn)變，對于機(jī)械類學(xué)生來講，就是要注重培養(yǎng)他們的機(jī)械創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程是機(jī)械類專業(yè)中一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，主要教學(xué)研究內(nèi)容是常用機(jī)構(gòu)和通用零件的基本知識和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)院校教學(xué)目標(biāo)的不同，課程通常安排 1-4 周不等的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，即課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論和技術(shù)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一次綜合實(shí)踐訓(xùn)練，是對學(xué)生所學(xué)設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和

4、設(shè)計(jì)能力的鍛煉和檢查，通常的做法是在學(xué)完本課程的全部理論課之后，由教師給定若干題目和設(shè)計(jì)方案，學(xué)生被動接受進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，這種課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)的是對學(xué)生基本設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，不利于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)。為主動適應(yīng)高等院校對于學(xué)生素質(zhì)能力培養(yǎng)的要求，加強(qiáng)對學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，我們對機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)模式改革進(jìn)行了探索和實(shí)踐，并取得了明顯的成效。 </p><p>　　1 機(jī)械類創(chuàng)新能力

5、的培養(yǎng) </p><p>　　1.1 創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng) </p><p>　　創(chuàng)新思維能力是創(chuàng)造力的源泉，愛因斯坦說過：“想象力比知識更重要，因?yàn)橹R是有限的，而想象力概括著世界的一切，推動著進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉?！币虼耍囵B(yǎng)創(chuàng)新思維能力對于機(jī)械類學(xué)生來講更為重要，包括邏輯思維能力、思維轉(zhuǎn)換能力、分析綜合能力、分解協(xié)調(diào)能力等。創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力離不開創(chuàng)新思維，而思維總是從問題開始的，為了

6、激勵學(xué)生的創(chuàng)新思維，應(yīng)該在課堂教學(xué)以及設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中不斷地提出問題、分析問題、解決問題、再提出新問題，迫使學(xué)生跟著教師的思路去積極思考，不僅掌握現(xiàn)有知識，更要通過不斷地學(xué)習(xí)新的知識、新的能力來對所要研究的內(nèi)容進(jìn)行綜合歸納和比較。出新問題本身就是創(chuàng)新。思維轉(zhuǎn)換能力是用已有知識解決復(fù)雜問題的能力，將復(fù)雜問題簡單化，在于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決問題的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力；分析綜合能力首先從機(jī)械（機(jī)器和機(jī)構(gòu)）分析開始，逐步弄清其本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律，然后在此基礎(chǔ)上

7、進(jìn)行機(jī)械綜合，綜合就是設(shè)計(jì)，就是創(chuàng)造；分解協(xié)調(diào)能力即先將復(fù)雜的大系統(tǒng)“分解”為若干簡單的小單元，以便應(yīng)用已學(xué)知識和方法進(jìn)行分析，可對復(fù)雜事物總體進(jìn)行全面透徹地了解與掌握。 </p><p>　　1.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng) </p><p>　　有了創(chuàng)新思維，還需要有敢于創(chuàng)新的機(jī)械設(shè)計(jì)能力，包括原理方案設(shè)計(jì)、傳動方案設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需求設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)、零部件

8、的能力，初步掌握在機(jī)械工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中使用各種技術(shù)（現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)、現(xiàn)代測試技術(shù)）、技能和現(xiàn)代化工程工具的能力，具有對機(jī)械設(shè)計(jì)問題進(jìn)行系統(tǒng)表達(dá)、建立模型、分析求解和論證的能力，我們建設(shè)了機(jī)械裝備創(chuàng)新基地，對學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法的教學(xué)與培訓(xùn)，使學(xué)生掌握當(dāng)前主流商業(yè)軟件的使用方法，并進(jìn)行相關(guān)的創(chuàng)造性的裝備設(shè)計(jì)與分析，提高綜合設(shè)計(jì)素質(zhì)與技能，以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。 </p><p>　　1.3 創(chuàng)新實(shí)

9、踐能力培養(yǎng) </p><p>　　創(chuàng)新實(shí)踐能力是創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)兩個(gè)層次的深化和提升，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、制造加工能力、分組協(xié)作能力和組織管理能力等。創(chuàng)新實(shí)踐是學(xué)生將創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容動手制作轉(zhuǎn)換成實(shí)物的過程，通過這一環(huán)節(jié)的實(shí)踐，不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力，而且加深學(xué)生對機(jī)械系統(tǒng)知識的理解，提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)積極性，鍛煉了分組協(xié)作能力和組織管理能力。并且在學(xué)生之間通力合作親自動手制作出自己設(shè)計(jì)的機(jī)器模型后，會產(chǎn)生一種發(fā)自內(nèi)

10、心的成就感，這種成就感是不斷激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的源泉。 </p><p>　　2、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的基本特點(diǎn) </p><p>　　以自動化設(shè)計(jì)取代人工設(shè)計(jì)。充分利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件及軟件平臺，極力提高人機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自動化水平，以提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，這是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的基本特征。以動態(tài)建模取代靜態(tài)模型。典型的如以機(jī)器結(jié)構(gòu)動力學(xué)計(jì)算取代靜力學(xué)計(jì)算，以實(shí)時(shí)在線測試數(shù)據(jù)作為評

11、價(jià)依據(jù)等。以定量計(jì)算取代定性判斷。如以有限元計(jì)算非規(guī)則零件的尺寸和剛度，取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)類比法確定箱體各部分壁厚等。以變量取代常量如最優(yōu)化設(shè)計(jì)中用隨機(jī)變量取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中通常以經(jīng)驗(yàn)常量校核的粗略數(shù)據(jù)處理方法。以優(yōu)化設(shè)計(jì)取代可行性。設(shè)計(jì)用設(shè)計(jì)變量恰當(dāng)?shù)亟⒃O(shè)計(jì)目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，從眾多的可行性解決方案中求其最優(yōu)解。強(qiáng)調(diào)從設(shè)計(jì)階段就并行地綜合考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中各方面的要求與相互關(guān)系，避免串行設(shè)計(jì)中可能發(fā)生的干涉與返工。 </p&g

12、t;<p>　　3、人-一機(jī)學(xué)的設(shè)計(jì) </p><p>　　任何機(jī)器設(shè)備,不論其自動化程度有多高,都需要人的控制、管理和維修,才能發(fā)揮其效能。因此,在設(shè)計(jì)機(jī)器的時(shí)候,必須對整個(gè)“人—機(jī)系統(tǒng)”作通盤的合理設(shè)計(jì)。 </p><p>　　人—機(jī)學(xué)的主要研究內(nèi)容大體上包括三個(gè)方面: </p><p>　　(1)機(jī)器系統(tǒng)中直接由人操作或使用的部件如何適合于人的使

13、用。機(jī)器系統(tǒng)中直接由人操作或使用的部件如各種顯示儀表、示波屏、操縱器、駕駛盤、開關(guān)、，駕駛工作臺、以及各種照明裝置等等。這些裝備都必須適合于人的使用，才能保證工作效率達(dá)到最優(yōu)。人—機(jī)學(xué)所要解決的不是這裝備的工程技術(shù)設(shè)計(jì)問題，而是從適合于人的使用的角度，向設(shè)計(jì)人員提供必要的參數(shù)和要求。比如怎樣設(shè)計(jì)儀表才能保證人看得清晰，而且辯讀迅速;怎樣設(shè)計(jì)操縱器才能使人應(yīng)用時(shí)得心應(yīng)手，既方便而又工效高，怎樣的照明條件使人視覺效率達(dá)到最優(yōu)等等。 <

14、/p><p>　　(2)環(huán)境控制和生命保證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)和科技的發(fā)展，促使人類向自然界的各個(gè)領(lǐng)域深人進(jìn)軍，人們也就面臨了種種特殊的環(huán)境條件。比如在航空、宇航、潛水、南北極考察等情況下，就會經(jīng)受缺氧、高溫、低溫、失重、振動、噪聲、污染、輻射以及氣壓變化等等特殊條件。為了戰(zhàn)勝這些不利的環(huán)境因素，保證機(jī)器正常工作和從保證人體安全、舒適和工作效率出發(fā)，為工程設(shè)計(jì)人員提供這方面的設(shè)計(jì)參數(shù)和要求。 </p>&

15、lt;p>　　(3)人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) </p><p>　　為了提高整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)的效能，還必須;決整個(gè)機(jī)器系統(tǒng)與人體相配合的問題。比如適器系統(tǒng)如何與人的信息傳遞特性相配合，機(jī)P系統(tǒng)的特性如何與人在操縱活動中的傳遞函當(dāng)相配合;如何通過人、機(jī)雙重優(yōu)化控制來提砰機(jī)器系統(tǒng)性能等等問題。 </p><p><b>　　結(jié)語： </b></p><p&g

16、t;　　振興機(jī)械工業(yè),促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的升級換代,提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)水平的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì),因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)械產(chǎn)品,設(shè)計(jì)水平不高,制造再好,也是一個(gè)落后的產(chǎn)品。要提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量,就必須對傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法進(jìn)行全面的改革,將傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作從經(jīng)驗(yàn)的、類比的、靜態(tài)的和手工計(jì)算方法改革成科學(xué)的、合乎邏輯的、動態(tài)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　由于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法還在不斷的發(fā)展,它的研究

17、內(nèi)容和應(yīng)用范圍還在不斷的擴(kuò)大,這就需要我們?nèi)ヌ剿?、總結(jié)和提高,其中以動態(tài)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為它 </p><p>　　的核心。希望從事機(jī)械工程研究和機(jī)械設(shè)計(jì)的同志們共同努力,為提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平而總結(jié) </p><p>　　出一套符合我國國情的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p&g

18、t;<p>　?。?］ 孫靖民 6 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)［H］9 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， </p><p>　?。?］ 趙松年 6 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)［H］9 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， </p><p>　?。?］ 濮良貴 6 機(jī)械設(shè)計(jì)［H］9 高等教育出版社 </p><p>　?。?］陳立周等:《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982. </p&