淺析機械設(shè)計方法及發(fā)展方向

1、<p>　　淺析機械設(shè)計方法及發(fā)展方向</p><p>　　摘要：根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進行機械產(chǎn)品設(shè)計時的主要思維特點，將產(chǎn)品方案的設(shè)計概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于新產(chǎn)品特征知識和智能四種類型。指出四種方法的特點及其相互間的有機聯(lián)系，提出產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)的努力方向。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)技術(shù);機械設(shè)計;設(shè)計方法 </p><p>　

2、　中圖分類號：S611文獻標(biāo)識碼： A </p><p>　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計與制造，以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求、設(shè)計、加工、裝配、成品這一并行工程的實現(xiàn)成為可能。但是，達到這些目標(biāo)的重要前提條件之一，就是實現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計效果的三維可視化。為此隨著科學(xué)技術(shù)的進步，機械系統(tǒng)引入的新材 </p><p>　　料、新工藝、新方法越來越多，實現(xiàn)同一種技術(shù)功能所具有的功能載體和技術(shù)手

3、段也很多，因此，現(xiàn)代機械系統(tǒng)設(shè)計工作者若使自己設(shè)計出的產(chǎn)品能立足市場，除要求機械系統(tǒng)能實現(xiàn)預(yù)期的功能外，還應(yīng)使設(shè)計出的機械系統(tǒng)滿足物美價廉、運行可靠、操作方便、對環(huán)境污染 </p><p>　　小等一系列要求。設(shè)計者只有通曉機、電、液等各種綜合技術(shù)，才能設(shè)計出性能價格比優(yōu)良的機械系統(tǒng)。 </p><p><b>　　一、機械設(shè)計 </b></p><

4、;p>　　機械設(shè)計(machinedesign)，根據(jù)使用要求對機械的工作原理，結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。 </p><p>　　二、現(xiàn)代機械設(shè)計的特點 </p><p>　　現(xiàn)代機械種類很多，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。但從實現(xiàn)系統(tǒng)功能的角度上看，它主要包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)

5、行系統(tǒng)、操縱及控制系統(tǒng)等，每個系統(tǒng)叉可根據(jù)需要繼續(xù)分解為更小的子系統(tǒng)。現(xiàn)代機械設(shè)計有其鮮明的特點，即不但要求設(shè)計對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式，物流技術(shù)、各零部件的材料、形狀、尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析、計算，而且還需融通多門科學(xué)知識，如創(chuàng)造性工程、美學(xué)，仿生學(xué)、控制論、機械電子學(xué)、價值工程等，使設(shè)計出的產(chǎn)品在市場中具有競爭力。 </p><p>　　三、計算機輔助機械設(shè)計方法 <

6、/p><p>　　計算機輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign，簡稱cAD)技術(shù)是電子信息技術(shù)的一個重要組成部分。這一新興學(xué)科能充分運用計算機高速運算和快速繪圖的強大功能為工程設(shè)計及產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)，徹底改變了傳統(tǒng)的手工設(shè)計繪圖方式，極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)的速度和精度，使得科技人員的{慧和能力得到了延伸。CAD系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件系統(tǒng)是計算機輔助設(shè)計技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)；軟件系統(tǒng)是計算機輔助設(shè)計技術(shù)

7、的核心，它決定了系統(tǒng)所具有的功能。硬件和軟件的組合形成r CAD系統(tǒng)。汁算機輔助機械設(shè)計的一般過程包括： </p><p>　　1．建立數(shù)學(xué)模型：一般機械零件基本都有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型，但對沒有數(shù)學(xué)模型的則首先要建立正確的數(shù)學(xué)模型； </p><p>　　2．設(shè)計程序框圖：程序框圖根據(jù)手工計算的步驟來沒計； </p><p>　　3．用高級語言編制程序：根據(jù)程序框圖來編

8、程； </p><p>　　4．程序調(diào)試：程序編好后，先仔細(xì)檢查源程序，然后將其輸入計算機進行試算，再對程序適用范圍的邊界、轉(zhuǎn)折點進行試算，要求與手算結(jié)果完全吻合。 </p><p>　　四、系統(tǒng)化機械設(shè)計方法 </p><p>　　現(xiàn)代機械設(shè)計已突破傳統(tǒng)的機械設(shè)計只注重機械產(chǎn)品單純能實現(xiàn)預(yù)期功能的要求，使機械設(shè)計向自系統(tǒng)化、信息化，柔性化和智能化的方向發(fā)展。從系統(tǒng)

9、的觀轉(zhuǎn)自http://www.Zhazhi.com點出發(fā)，機械系統(tǒng)設(shè)計及其控制技術(shù)把原有機械產(chǎn)品的眭能、功能以及制造技術(shù)提高到一個嶄新的水平，甚至使原有的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益是巨大的。所以機構(gòu)產(chǎn)品的系統(tǒng)化設(shè)計及其控制技術(shù)是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是用新興技術(shù)改造傳統(tǒng)機械工業(yè)的有力措施?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品功能要求的日益增多，復(fù)雜性增：響，壽命期縮短，更新?lián)Q代速度加快然而，產(chǎn)品的設(shè)計，尤其是機械 <

10、/p><p>　　產(chǎn)品方案的設(shè)計手段，則顯得力不從心，跟不上時代發(fā)展的需要。目前，計算機輔助產(chǎn)品的設(shè)計繪圖、設(shè)計計算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計算機輔助設(shè)計卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計的需要。系統(tǒng)化設(shè)計方法將沒計任務(wù)由抽象到具體（由設(shè)計的任務(wù)要求到實現(xiàn)該任務(wù)的方案或結(jié)構(gòu)）進行層次劃分，擬定出每一層欲實現(xiàn)的目標(biāo)和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機地聯(lián)系在一起，使整個設(shè)

11、計過程系統(tǒng)化，使設(shè)計有規(guī)律可循，有方法可依，易于設(shè)計過程的計算機輔助實現(xiàn)。系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是：籽設(shè)計看成由若干個設(shè)汁要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)沒汁系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。在系統(tǒng)化機械設(shè)計過程中，為使設(shè)計工作更為科學(xué)合理，常把一個機械系統(tǒng)分解為若干個相聯(lián)系的比較簡單的子系統(tǒng)，可使設(shè)計和分析比較簡便。根據(jù)需要和可能，各予系統(tǒng)還可再分解為更小的子系統(tǒng)

12、，依次分解，直至能進行適宜的毆計和分析。系統(tǒng)分解時就注意以下幾點： </p><p>　　1．分解數(shù)和層次應(yīng)適宜。分解數(shù)太少，子系統(tǒng)仍很復(fù)雜，不便于模型化和優(yōu)化工作，分解數(shù)和層次太多義會給總體系統(tǒng)的綜合造成困難； </p><p>　　2．避免過于復(fù)雜的分界面。應(yīng)盡可能選擇在要素間結(jié)合枝數(shù)（聯(lián)系數(shù)）較少和作用較弱的地方；保持能量流、物料流和信息流的合理流動途徑。通常機械系統(tǒng)T作時都存在著能

13、量、物料和信息。 </p><p>　　3．種轉(zhuǎn)換，它們從系統(tǒng)輸入到系統(tǒng)輸出的過程中，按一定的方向和途徑流動，既不可中斷，也不可紊流，即使分解成各個子系統(tǒng)，它們的流動途徑仍應(yīng)明確和暢通；了解分系統(tǒng)分解與功能分解的關(guān)系與不同。系統(tǒng)分解時，每個系統(tǒng)仍是一個系統(tǒng)，它把具有比較密切結(jié)合關(guān)系的要素結(jié)合在一起，其結(jié)構(gòu)組成雖稍微簡單，但其功能往往還有多項。而功能分解時，是按功能體系進行逐級另懈，直至不能再分解的單元功能。 &l

14、t;/p><p>　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計與制造，以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求、設(shè)計、加工、裝配、成晶這一并行工程的實現(xiàn)成為可能。但是，達到這些目標(biāo)的重要前提條件之一，就是實現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件愈來愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案沒汁中初露鋒芒。 </p><p><b>　　五