探討現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

1、<p>　　探討現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法</p><p>　　摘要：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)不能適應(yīng)于新時(shí)期的需求，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法依據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法學(xué)，加快了設(shè)計(jì)的進(jìn)度、提升了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和成功率，也加強(qiáng)了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下的機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力?？萍嫉倪M(jìn)步，將會(huì)進(jìn)一步拓寬現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容，從而使得設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有更高的質(zhì)量。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 方法 </p&

2、gt;<p>　　中圖分類號(hào)：TH122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)不能適應(yīng)于新時(shí)期的需求，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，融合了多個(gè)社會(huì)領(lǐng)域的因素，并進(jìn)行了整體的優(yōu)化?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法依據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法學(xué)，加快了設(shè)計(jì)的進(jìn)度、提升了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和成功率，也加強(qiáng)了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下的機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力?？萍嫉倪M(jìn)步，將會(huì)進(jìn)一步拓寬現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容，從而使得設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有更高的質(zhì)

3、量。 </p><p>　　1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的方法 </p><p>　　1.1 三次設(shè)計(jì)法 </p><p>　　三次設(shè)計(jì)法分為三個(gè)主要的過(guò)程，即參數(shù)設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。參數(shù)設(shè)計(jì)是優(yōu)化組合各個(gè)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(lái)的負(fù)面影響;容差設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)做一個(gè)整體的檢驗(yàn)，保證每一個(gè)參數(shù)的具體波動(dòng)范圍，減少制作過(guò)程中的成本;而系統(tǒng)

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

5、則。普適設(shè)計(jì)理論側(cè)重在機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)的結(jié)構(gòu)，是一種立足于經(jīng)驗(yàn)的方法，其能量輸出和輸入都是和經(jīng)驗(yàn)相關(guān)。 </p><p>　　1.3 公理化設(shè)計(jì)法 </p><p>　　公理化設(shè)計(jì)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(yàn)設(shè)計(jì)。公理化設(shè)計(jì)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(jì)方法。即便是缺乏系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，公理化設(shè)計(jì)法依舊能有效地利用。由此看出，公

6、理化設(shè)計(jì)法比較傳統(tǒng)。但一些機(jī)械化設(shè)計(jì)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(jì)。而公理化設(shè)計(jì)方法卻能優(yōu)化多個(gè)復(fù)雜類型的機(jī)械設(shè)計(jì)，獲得良好的設(shè)計(jì)效果。 </p><p>　　1.4 電子信息技術(shù)設(shè)計(jì)法 </p><p>　　此機(jī)械設(shè)計(jì)方法是由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展而形成的。機(jī)械設(shè)計(jì)人員在構(gòu)思和運(yùn)算時(shí)，可借助于計(jì)算機(jī)的高速操作能力。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)多是用手工繪圖的方式，形成設(shè)計(jì)方案。而電

7、子信息技術(shù)設(shè)計(jì)法具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)步驟。不僅可以降低設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快設(shè)計(jì)的進(jìn)度，而且可以提升機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 </p><p>　　2 樹立優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想 </p><p>　　現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)建立在數(shù)學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)之上，依靠計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代計(jì)算工具，通過(guò)分析相關(guān)約束條件，找到既定問(wèn)題的最優(yōu)解的設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　優(yōu)化設(shè)計(jì)是在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)為前提，通過(guò)設(shè)定函數(shù)由計(jì)算機(jī)計(jì)算得到最優(yōu)或效率最高的設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化設(shè)計(jì)的理念符合現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的需求。優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，我國(guó)在研究上也有了較大的進(jìn)步，對(duì)一些先進(jìn)優(yōu)化程序的設(shè)計(jì)在業(yè)內(nèi)影響很大，然而對(duì)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(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新中，優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的研究方向，這種設(shè)計(jì)方法建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)者本身的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，同時(shí)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(jì)出在實(shí)用的同時(shí)可以引領(lǐng)時(shí)代發(fā)展的創(chuàng)新產(chǎn)品。 </p><p><b>　　3 變型設(shè)計(jì)思想 </b></p><p>　　所謂機(jī)械設(shè)計(jì)的變型設(shè)計(jì)，就是在以原產(chǎn)品為平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，加強(qiáng)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(jì)，就是變形

10、設(shè)計(jì)中把拓?fù)涑叽缂s束以及工程約束的驅(qū)動(dòng)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法之一。傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)部分特征驅(qū)動(dòng)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(jì)不僅包括這些，而且涵蓋了三維參數(shù)化模型驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(jì)，乃至整個(gè)產(chǎn)品生命周期的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 </p

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

12、最優(yōu)解，這些是傳統(tǒng)的計(jì)算方式所無(wú)法代替的。因而可以說(shuō)，在現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用將是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。 </p><p>　　盡管對(duì)需求和設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行分析時(shí)計(jì)算機(jī)能夠完成的工作并不多，然而剩下的設(shè)計(jì)步驟幾乎都能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算完成以節(jié)省大量的人力物力，包括畫圖，計(jì)算等等一些復(fù)雜的工作，如果能夠合理配合設(shè)計(jì)者自身的設(shè)計(jì)創(chuàng)新理念，就一定可以使得設(shè)計(jì)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(jī)械化的設(shè)計(jì)以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作為其最終目標(biāo)，但是要真正實(shí)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(shí)，由于機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新需要，目前的最佳設(shè)計(jì)方式是進(jìn)行人機(jī)合作。在應(yīng)用 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新理念是主要的，處于主導(dǎo)地位，而計(jì)算機(jī)則是設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中的一種工具，在從屬地位。所以，設(shè)計(jì)者必須在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，通過(guò)對(duì)計(jì)算

14、機(jī)的靈活操作實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)的完美結(jié)合。可以說(shuō)，人的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力配合計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算處理能力，才能設(shè)計(jì)出更加貼近當(dāng)今機(jī)械設(shè)計(jì)需求的產(chǎn)品。 </p><p>　　4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理 </p><p>　　現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)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(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)庫(kù)管理也十分重要，需要一個(gè)儲(chǔ)存量大、可以管理復(fù)雜數(shù)據(jù)的完善的數(shù)據(jù)庫(kù)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(diǎn)。這就要求我們充分發(fā)揮創(chuàng)造性，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要來(lái)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，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(jì)效果。 </p><p>　　設(shè)計(jì)者在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)者花費(fèi)大量時(shí)間和力氣自己去一一查找，十分耗費(fèi)人力。但在計(jì)算機(jī)已經(jīng)普及的今天，設(shè)計(jì)者完全可以省下這番功夫，只需事先把機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)資料都儲(chǔ)存進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，建

16、立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，這時(shí)就可以利用計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存量大、查找速度快的優(yōu)勢(shì)，迅速分析查找并最終得到所需的資料。查找資料歷來(lái)都是龐大而復(fù)雜的工作，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)解決了這個(gè)問(wèn)題，為機(jī)械設(shè)計(jì)者節(jié)約了很多時(shí)間，使他們可以把更多的時(shí)間投入到機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新當(dāng)中去，從而促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)更快更好地發(fā)展。 </p><p><b>　　5 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新，

17、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(dòng)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><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(jī)械工業(yè)出版社，1999. </p><p&