探討現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新方法

1、<p>　　探討現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新方法</p><p>　　摘要：傳統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)不能適應(yīng)于新時期的需求，現(xiàn)代機械設(shè)計方法依據(jù)計算機技術(shù)和設(shè)計方法學(xué)，加快了設(shè)計的進(jìn)度、提升了設(shè)計的質(zhì)量和成功率，也加強了市場經(jīng)濟(jì)形勢下的機械產(chǎn)品競爭力?？萍嫉倪M(jìn)步，將會進(jìn)一步拓寬現(xiàn)代機械設(shè)計的內(nèi)容，從而使得設(shè)計產(chǎn)品具有更高的質(zhì)量。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機械設(shè)計 創(chuàng)新 方法 </p&

2、gt;<p>　　中圖分類號：TH122文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　傳統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)不能適應(yīng)于新時期的需求，現(xiàn)代機械設(shè)計方法在傳統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，融合了多個社會領(lǐng)域的因素，并進(jìn)行了整體的優(yōu)化?，F(xiàn)代機械設(shè)計方法依據(jù)計算機技術(shù)和設(shè)計方法學(xué)，加快了設(shè)計的進(jìn)度、提升了設(shè)計的質(zhì)量和成功率，也加強了市場經(jīng)濟(jì)形勢下的機械產(chǎn)品競爭力?？萍嫉倪M(jìn)步，將會進(jìn)一步拓寬現(xiàn)代機械設(shè)計的內(nèi)容，從而使得設(shè)計產(chǎn)品具有更高的質(zhì)

3、量。 </p><p>　　1 現(xiàn)代機械設(shè)計的方法 </p><p>　　1.1 三次設(shè)計法 </p><p>　　三次設(shè)計法分為三個主要的過程，即參數(shù)設(shè)計、容差設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計。參數(shù)設(shè)計是優(yōu)化組合各個功能部分，讓系統(tǒng)內(nèi)的各參數(shù)達(dá)到最佳的組合,從而減小產(chǎn)品所帶來的負(fù)面影響;容差設(shè)計是對機械設(shè)計做一個整體的檢驗，保證每一個參數(shù)的具體波動范圍，減少制作過程中的成本;而系統(tǒng)

4、設(shè)計是機械設(shè)計的基礎(chǔ)部分和核心理念，也是機械設(shè)計的開始階段。三次設(shè)計法的核心內(nèi)容是容差設(shè)計和參數(shù)設(shè)計，它也是質(zhì)量最高的設(shè)計方法。 </p><p>　　1.2 普適設(shè)計法 </p><p>　　普適設(shè)計注重總結(jié)和積累經(jīng)驗。由于機械設(shè)計種類隨著時代發(fā)展逐漸增多，需要一個系統(tǒng)性的理論方法來歸納和總結(jié)。普適設(shè)計理論是設(shè)計方法中的典型，它建立了系統(tǒng)性的設(shè)計方法，在規(guī)則、方法和策略中都有確切的設(shè)計規(guī)

5、則。普適設(shè)計理論側(cè)重在機械設(shè)計內(nèi)的結(jié)構(gòu)，是一種立足于經(jīng)驗的方法，其能量輸出和輸入都是和經(jīng)驗相關(guān)。 </p><p>　　1.3 公理化設(shè)計法 </p><p>　　公理化設(shè)計法立足于決策理論。此方法結(jié)合了普適法，吸收了普適法的經(jīng)驗設(shè)計。公理化設(shè)計法的基礎(chǔ)是系統(tǒng)理論，加上科學(xué)決策，便可以形成法律公則和科學(xué)基礎(chǔ)為主的設(shè)計方法。即便是缺乏系統(tǒng)經(jīng)驗和知識，公理化設(shè)計法依舊能有效地利用。由此看出，公

6、理化設(shè)計法比較傳統(tǒng)。但一些機械化設(shè)計很復(fù)雜，倘若不依據(jù)先進(jìn)的理論方法并不能加以設(shè)計。而公理化設(shè)計方法卻能優(yōu)化多個復(fù)雜類型的機械設(shè)計，獲得良好的設(shè)計效果。 </p><p>　　1.4 電子信息技術(shù)設(shè)計法 </p><p>　　此機械設(shè)計方法是由于計算機技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展而形成的。機械設(shè)計人員在構(gòu)思和運算時，可借助于計算機的高速操作能力。傳統(tǒng)機械設(shè)計多是用手工繪圖的方式，形成設(shè)計方案。而電

7、子信息技術(shù)設(shè)計法具有先進(jìn)的設(shè)計理念和準(zhǔn)確的設(shè)計步驟。不僅可以降低設(shè)計人員的勞動強度，加快設(shè)計的進(jìn)度，而且可以提升機械設(shè)計的質(zhì)量。 </p><p>　　2 樹立優(yōu)化設(shè)計的思想 </p><p>　　現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計建立在數(shù)學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)之上，依靠計算機等現(xiàn)代計算工具，通過分析相關(guān)約束條件，找到既定問題的最優(yōu)解的設(shè)計方法。 </p><p>　　優(yōu)化設(shè)計是在現(xiàn)代機械設(shè)計中一

8、種先進(jìn)的創(chuàng)新方法，以現(xiàn)代的數(shù)學(xué)最優(yōu)理論和計算機技術(shù)為前提，通過設(shè)定函數(shù)由計算機計算得到最優(yōu)或效率最高的設(shè)計方案，優(yōu)化設(shè)計的理念符合現(xiàn)代機械設(shè)計發(fā)展的需求。優(yōu)化設(shè)計方面，我國在研究上也有了較大的進(jìn)步，對一些先進(jìn)優(yōu)化程序的設(shè)計在業(yè)內(nèi)影響很大，然而對其在應(yīng)用方面還不能延伸到所有相關(guān)領(lǐng)域。在現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新中，優(yōu)化設(shè)計是一個很重要的研究方向，這種設(shè)計方法建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上，對設(shè)計者本身的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，同時需要其擁有先進(jìn)的創(chuàng)新理念，能夠在原

9、有基礎(chǔ)上不斷挑戰(zhàn)新的高度，設(shè)計出在實用的同時可以引領(lǐng)時代發(fā)展的創(chuàng)新產(chǎn)品。 </p><p><b>　　3 變型設(shè)計思想 </b></p><p>　　所謂機械設(shè)計的變型設(shè)計，就是在以原產(chǎn)品為平臺進(jìn)行二次開發(fā)，加強零件的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，部件通用化以及產(chǎn)品的系列化。進(jìn)而滿足更多用戶的具體需求。 </p><p>　　產(chǎn)品三維參數(shù)化的變型設(shè)計，就是變形

10、設(shè)計中把拓?fù)涑叽缂s束以及工程約束的驅(qū)動作為設(shè)計基礎(chǔ)的設(shè)計方法之一。傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計對部分特征驅(qū)動尺寸做出修改，使其他關(guān)聯(lián)尺寸得到相應(yīng)調(diào)整，從而得到結(jié)構(gòu)相同但尺寸不同的系列零件三維模型；三維參數(shù)化變型設(shè)計不僅包括這些，而且涵蓋了三維參數(shù)化模型驅(qū)動后與之相關(guān)聯(lián)的工程圖的視圖位置、比例、尺寸、注釋、B0M 表等相關(guān)信息的自動更新，生產(chǎn)制造的下游工裝夾具、工藝規(guī)程規(guī)劃、NC 代碼等的參數(shù)化關(guān)聯(lián)設(shè)計，乃至整個產(chǎn)品生命周期的參數(shù)化設(shè)計。 </p

11、><p>　　4 應(yīng)用計算機技術(shù)進(jìn)行機械設(shè)計 </p><p>　　4.1 使用 CAD 軟件 </p><p>　　作為信息時代成果之一的現(xiàn)代機械設(shè)計，其進(jìn)步和發(fā)展與計算機技術(shù)密不可分，用計算機進(jìn)行復(fù)雜的分析和計算能夠大大減少設(shè)計所需的必要時間，并幫助進(jìn)行設(shè)計的改進(jìn)和調(diào)整。由于計算機具有儲存量大，速度快以及處理信息能力強的特點，所以能夠在短時間內(nèi)通過各種數(shù)據(jù)的分析找出

12、最優(yōu)解，這些是傳統(tǒng)的計算方式所無法代替的。因而可以說，在現(xiàn)代的機械設(shè)計中計算機技術(shù)的廣泛運用將是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。 </p><p>　　盡管對需求和設(shè)計的可行性進(jìn)行分析時計算機能夠完成的工作并不多，然而剩下的設(shè)計步驟幾乎都能夠通過計算機運算完成以節(jié)省大量的人力物力，包括畫圖，計算等等一些復(fù)雜的工作，如果能夠合理配合設(shè)計者自身的設(shè)計創(chuàng)新理念，就一定可以使得設(shè)計質(zhì)量大幅度提高，而 CAD 軟件就是被出于這樣的目的而開

13、發(fā)的。 </p><p>　　現(xiàn)代機械化的設(shè)計以完全實現(xiàn)自動化作為其最終目標(biāo)，但是要真正實現(xiàn)這一目標(biāo)需要做到的事情還有很多，甚至當(dāng)前的科技水平還需要有所不足。同時，由于機械設(shè)計的創(chuàng)新需要，目前的最佳設(shè)計方式是進(jìn)行人機合作。在應(yīng)用 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計的時候，設(shè)計者的創(chuàng)新理念是主要的，處于主導(dǎo)地位，而計算機則是設(shè)計者在設(shè)計的過程中的一種工具，在從屬地位。所以，設(shè)計者必須在設(shè)計的過程中充分發(fā)揮其主觀能動性，通過對計算

14、機的靈活操作實現(xiàn)人與計算機的完美結(jié)合。可以說，人的主觀能動性和創(chuàng)造力配合計算機的強大計算處理能力，才能設(shè)計出更加貼近當(dāng)今機械設(shè)計需求的產(chǎn)品。 </p><p>　　4.2 數(shù)據(jù)庫管理 </p><p>　　現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫管理軟件種類很多，廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域或企事業(yè)單位管理部門。在機械設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)據(jù)庫管理也十分重要，需要一個儲存量大、可以管理復(fù)雜數(shù)據(jù)的完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，但當(dāng)下大多數(shù)此類軟件

15、還不能完全做到這一點。這就要求我們充分發(fā)揮創(chuàng)造性，根據(jù)自己的設(shè)計需要來建立數(shù)據(jù)庫，以便更好、更精確地分析數(shù)據(jù)，從而達(dá)到我們想要的設(shè)計效果。 </p><p>　　設(shè)計者在機械設(shè)計過程中，經(jīng)常需要查閱一些數(shù)據(jù)資料和文獻(xiàn)，從而得到所需數(shù)據(jù)、公式或理念。傳統(tǒng)方式是設(shè)計者花費大量時間和力氣自己去一一查找，十分耗費人力。但在計算機已經(jīng)普及的今天，設(shè)計者完全可以省下這番功夫，只需事先把機械設(shè)計的相關(guān)資料都儲存進(jìn)計算機系統(tǒng)，建

16、立完善的數(shù)據(jù)庫，這時就可以利用計算機儲存量大、查找速度快的優(yōu)勢，迅速分析查找并最終得到所需的資料。查找資料歷來都是龐大而復(fù)雜的工作，計算機的出現(xiàn)解決了這個問題，為機械設(shè)計者節(jié)約了很多時間，使他們可以把更多的時間投入到機械設(shè)計的創(chuàng)新當(dāng)中去，從而促進(jìn)了機械設(shè)計更快更好地發(fā)展。 </p><p><b>　　5 結(jié)束語 </b></p><p>　　現(xiàn)代的機械設(shè)計需要創(chuàng)新，

17、所以設(shè)計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，能夠熟練操作現(xiàn)代設(shè)備進(jìn)行分析處理，以設(shè)計出質(zhì)量更高，更能滿足用戶需求的機械設(shè)備，這同時也是機械設(shè)計的發(fā)展的一貫要求和準(zhǔn)則。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]葉云岳．科技發(fā)明與新產(chǎn)品開發(fā)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999. </p><p&