现代机械设计的创新设计理论与方法

栾永娟

（天津天海石化设备制造有限公司天津市300350）

摘要：近年来，我国在工业领域发展过程中取得了辉煌成就，但工业发展不能脱离机械而单独存在，这也使机械设计创新变得尤为重要。本文根据以往工作经验，对现代机械设计理论特点进行总结，并从机械型号和规格设计、结合计算机技术进行设计、运行并行设计以及集成设计形式、机械设计的反求设计四方面，论述了现代机械设计创新的具体方法。

关键词：机械设计；计算机技术；集成设计

前言

随着世界经济市场竞争的逐渐加剧，各个国家的消费者对产品质量要求进一步提升，整个机械设计理论和方式需要得到改进，以此来迎合现代人民的生产需求。在我国，虽然在机械设计水平上取得了很大进步，但国际市场对机械设计的要求开始向质量和外观层面转变，面对此种类型的竞争压力，我国只有将自身机械设计水平提升，才能在国际市场中站稳脚跟。

1.现代机械设计的理论特点

1.1创新性

创新是任何技术发展的必要前提条件，一个国家和企业一旦脱离创新意识，必然会被市场所淘汰。站在现代设计理论发展角度来说，创新显得更加重要，截止到目前，很多设计理论均是依靠传统设计创新和完善而得到的，在此过程中，人们不但要吸取传统设计中的优点，还要利用现代理念弥补其中存在的不足之处，只有这样，才能为最终的产品质量提供保障。总的来说，现代设计理念要求设计人员有较强的工作能力，其应具备更强的学习和总结能力，能在工作中进行大胆尝试和创新，在压低设计成本的同时，帮助企业获得更好利润[1]。

1.2系统性

在很多新型设计理念之中，均具备很强的系统性特点，这主要是由于很多机械产品是由单个产品组合而成，在设计方法上同样需要展示出一定的组合设计特点。随着市场需求的不断变化，让独立的机械产品设计成为了该类市场发展的主要趋势，通过该种设计理念的应用，让机械产品设计变得更具针对性，各个设计环节也更容易创新。

1.3融合性

截止到目前，我国现代机械设计理论和方法的发展时间相对较短，属于新兴科技项目，它在很多传统设计理论和方式的基础上做了改善。并且，我国现代机械设计理念将很多学科内容融入到其中，如计算机技术、力学等。在这些学科内容的指引下，整个机械设计理念不再单一，在各种学科融合的依托下发展壮大，将融合性特点真正展示出来。

1.4前瞻性

机械设计的最终目的是与市场发展需求相符，同时也要满足具体的产品生产过程要求。因此，在整个产品设计过程中，需要对产品使用环境和生产环境进行全面考虑，避免产品因受到外界因素的影响而陷于无法使用的状态，或是无法继续进行生产操作。因此，在现代机械产品设计过程中，设计人员应具备前瞻性[2]。

2.现代机械设计创新的具体方法

2.1对机械型号和规格进行设计

站在现代机械设计角度来说，想要对基础功能进行全方位保障，人们需要做好机械型号和规格的改进工作，进而实现机械生产的标准化发展，让机械零件的用途变得更加广泛。由于不同领域对机械规格参数等要求不同，使得机械零件的应用范围进一步扩大。在不同领域之中，为了对不同应用要求进行满足，设计人员以相同功能的保留为前提条件，对机械零件的尺寸和参数进行逐步改造，这种设计方式可以对后续零件的更好应用起到很大帮助，在降低机械制造材料和成本开销同时，为企业带来巨大的经济效益，解决资源竞争等问题，赋予机械制造环保性的特点。该种设计方法的提出，主要是以使用者需求为基础，实现产品的跨系列、标准化建设，让整个产品功能变得更加完善，为居民生活提供更多便利条件。另外在机械产品型号和规格设计上，以数学模型为主，通过模型对机械产品进行全面分析，确保机械产品的规范化发展。

2.2结合计算机技术进行设计

现阶段，计算机技术的发展取得了很大成就，促使计算机主体功能越来越强大，如果能够将计算机技术和机械产品设计结合在一起，根据实际功能需求提出具体的改进意见，则可让整个设计变得更具科学化。另外，人们还可以利用网络交流平台建设，与工作人员一起分享设计理念，进而帮助设计人员吸收新的知识，开拓设计视野，为后续工作创新提供新的基础。除此之外，人们还可以将计算机技术应用到产品设计过程中，实现各种机械产品的智能化设计，降低人力使用量和企业生产成本，提高机械生产效率。在此种技术的作用之下，智能化机械将会具备明显的自动调节能力，以适应不同领域中的机械功能要求。整体来看，计算机在产品型号改进上的作用不能被忽视，设计人员可以通过三维模型的有效应用，突破传统设计限制，在实现精密零件常态化生产的同时，为我国工业化发展创造更多有利条件[3]。

2.3运行并行设计以及集成设计形式

在并行设计和集成设计作用下，传统串行设计得到了改进。在产品开发前期，设计人员将各种影响因素考虑其中，避免了产品在设计过程中出现反复修改的情况，减少企业的经济损失。另外，并行设计和集成设计还能将机械产品的研发周期缩短，提升企业经济效益。在利用该种形式进行机械产品开发时，设计人员可以根据实际情况对参数进行统一协调设计，让机械产品功能变得更加丰富，进一步适应现代国民生产生活要求。并行设计和集成设计还能在短时间内实现机械产品的合理创新，让更加优质的产品得以研发。整体来看，在上述两种技术的作用下，企业获得的最终经济效益提升程度极为明显，促使其经济建设变得更加稳固，市场份额也会越来越高。

2.4机械设计的反求设计

在具体反求工程建设过程中，需要提高对下列问题的重视程度：首先，选用合理的测量方式和设备类型，在提升测量精度的同时，降低误差；其次，对三维重构方式进行合理设计，同样可以提升测量精度和降低误差；再次，将智能技术和信息化技术全面结合，构成新的参数还原技术，使得参数还原问题得以解决；另外，人们可以对设计产品装配关系之中的建模体系进行研究和分析，这也是解决参数还原问题的有效途径。最后，在软件开发过程中，人们应该将原型产品设计精度分析功能展示出来，让一些原始参数的作用合理展示出来。需要注意的是，反求设计还会涉及到三维参数优化设计，该项设计内容属于机械变形设计中的一种形式，除了能够对传统零件尺寸进行修改之外，还能得到不同尺寸下零件的三维模型[4]。

总结：综上所述，传统机械设计理念已经无法与新的市场需求相符，这对于相关企业发展来说极为不利。为此，各个企业需要对整个机械设计理念和方法进行创新，将计算机等新型技术融入其中，提升产品设计过程的科学性。在该阶段之中，机械设计理念发生了很大变化，与其他学科知识融合在一起，最终实现机械产品的系统化发展。

参考文献：

[1]李寰.浅析现代设计理论和方法在冶金机械设计中的应用[J].中国设备工程,2018(16):212-213.

[2]乔东平,肖艳秋,罗国富.新工科形势下现代设计理论与方法课程改革与创新探讨[J].文化创新比较研究,2018,2(01):126-127+129.

[3]程会凯.试论创新思维在现代机械设计中的体现[J].山东工业技术,2017(09):236.

[4]王华.机械创新设计中现代设计方法的融入分析[J].时代农机,2017,44(04):22+32.10000