谈现代机械设计方法与未来机械设计

张鹏

明阳智慧能源集团股份公司  广东省  528436 

摘要：随着以计算机为主体的现代科学技术不断提高,越来越多的计算机技术应用到了机械产品的设计和研发中。机械产品逐渐凸显出很高的智能性和自动化水平,从机械设计方式上的转变,促使我国机械设计方式得到了很大改进,在未来机械设计当中,对系统的内部升级方式将会取得更大突破。本文针对现代机械设计方式进行阐述,并对未来机械设计的方向进行了展望。

关键词：机械设计方法；未来机械设计；

引言

随着机械类产品在设计方式和设计理念上的不断创新，通过借助计算机和信息化等新型技术，可以更好地提高产品整体的工作性能及结构稳定性能。我国当前在机械设计方式上，还存在一些问题，其中最突出的是机械设计和未来发展不同步的问题，这在很大程度上阻碍了我国机械设计水平的进一步发展，影响了机械类产品质量和性能的提升，如果机械设计不能很好地解决现存问题，将会极大地影响机械行业未来的发展，甚至可能导致机械产品研发速度无法满足现代市场需求，相关产品在应用方面出现阻碍。通过对现代机械设计方式进行研究，能够更好地了解未来机械设计发展方向，从而促进我国机械设计和生产进步，顺应市场发展趋势，设计出各个方面性能更加优良的机械设备。

1.现代机械设计的特点

机械设计是实现某一种功能，同时综合制造产品的经济性、制造可能性等，从而构思的一种具有创新性机械产品过程。与传统机械设计相比，现代机械设计有着其自身独有的特点，为了使得设计的产品具有更大的市场竞争力，现代机械在设计时不仅仅需要对系统的机械工作原理、运动形式、力量的传递方式、零部件结构尺寸、外部阻力、摩擦力、各零部件间的耦合方式等等进行考虑，还需要综合融入多门新的科学知识，比如计算机学、机械电子、控制理论、仿生学、美术学等等，是一种融入多门科学知识的综合性设计过程。随着社会的发展以及科技的进步，现代机械的种类越来越多，机械系统的结构复杂度也是逐年的增加。但是从系统功能角度上来说，机械系统可以分为动力系统、执行系统、控制系统、动力传输系统等等，如果再进行细分，每个系统在原系统的基础上仍可进行划分。

2.现代机械设计方法

2.1系统化的设计方法

现代机械设计中通过运用系统化的设计方法实现了整体和部分之间的联系，有助于整个机械产品形成一体的构造，大大提高了整个机械产品的使用性能。系统化的设计方法在应用过程中需要充分表现出系统原理，并通过将这一原理应用到机械产品的生产中来实现二者的紧密融合。借助系统化的设计方法，需要根据机械产品的具体特点，并应用其各部分功能分布来实现整个机械产品设计上的层次划分，使得各个部分在使用过程中呈现层次分明的系统。

2.2结构模块化的设计方法

机械产品的设计中通过运用结构模块化的设计方法使得产品结构零部件功能更好的实现，这一设计方法的应用需要结合各零部件的特征，提前解决各零部件运作中出现的冲突情况，这不仅有助于提高整个机械产品的运行效率，而且在一定程度上可以减少机械产品的研发成本和应用损耗。在具体的应用中通过将机械产品的结构进行分层来最大程度规避机械制造中出现的风险，实现各零部件功能应用的最大优势。机械产品的设计过程中要充分结合设计者自身的思维特征，根据设计者的不同思路来更好地实现各零部件功能的应用，提高机械产品整体的性能。

3.未来机械设计

3.1智能化

现阶段，科学技术得到了飞速的发展，智能化将是今后很长一段时间内机械设计制造行业发展的必然趋势。通过将电子科技与其他多项科技进行充分的结合，从而实现生产半机械化的模式，然后通过电子技术来对机械功能进行有效的扩充，实现生产的流程化和系统化，这样才能更有效率的进行工业生产。在未来，各个行业都会应用智能化产品，这是将来的发展趋势，利用智能化技术能够对机械生产进行智能控制，可以更有效率的进行生产，也能保证安全的进行生产。目前，我国的工业大多数都是劳动密集型企业，需要大量的工人进行加工制造，但是随着智能化技术的进一步发展以及普及，将会大大减少工人的存在，甚至会实现无人化生产，推动我国经济的进一步发展。

3.2网络化

在机械行业，很多人以为机械化跟网络没有很大的联系，但事实上不是这样的，在当今网络普及的现状下，网络成了大众的一个发展交流平台，当然机械设计也不例外。在未来的发展中我们必须要把机械化设计和网络紧密联系，时刻掌握机械行业的最新动向，这样才能在未来机械设计中取得先机。

3.3数字化

数字化是应用比较广泛的科学技术，无论是生产行业还是服务行业，数字化都能在其中发挥有效作用。在自动化的机械设计制造过程中，大量生产数据由此产生，如果能对产生数据进行有效分析，那么就可以实现对机械设备的实时监控，如此便能对机械设备产生的故障与安全问题进行预警。

3.4以定量计算取代定性判断

在未来的发展中，可以运用更精确的计算工具来计算出机械产品零部件的尺寸和刚度，这在一定程度上有利于机械产品设计的规范性。当前我国部分机械设计中仍采用的是经验类比法，这一方法的应用虽然更便捷但很容易出现应用中的失误，进而导致机械产品性能的降低。

3.5以优化设计取代可行性设计

信息技术的发展为机械设计提供了更多的优化条件，因此在机械设计未来的发展中将更多地进行优化设计，通过提升机械产品的内部结构系统来提高整体的性能。在具体的应用中通过建立更贴切的数学模型来选择最优设计结果，取代传统的可行性设计方法。优化设计的应用不仅有助于提高现代机械设计方法的革新，同时有助于现代机械设备产品的整体性能提高，推动我国机械设计领域的发展进步。

3.6未来机械设计环保性提升

机械类产品的环保型设计主要是指，在当前可持续发展的战略引导下，机械设计工作也应充分地利用各种能源及资源，使设计出来的机械产品可以更加符合低耗减排的环保要求。要想实现这一目标，就需要在进行机械产品设计之前，先将环保理念作为设计标注和前提，在保证产品质量和各项功能齐备的基础上，利用新型技术和能源实现产品的节能减排，降低设备在运行过程中对环境造成的污染或破坏。在设计阶段引入环保设计理念不仅是现代机械设计发展的必然方向，同时也将是未来所有行业发展的共同趋势。

3.7未来机械设计自动化方式

随着我国现代化信息技术的不断创新和发展，新型技术手段不断更新，智能化和自动化被广泛地应用在各个领域，在此背景下，未来的机械设计也将出现较为成熟的自动化设计理念及方法。通过使用信息科技进行机械产品的自动化设计，进而取代人工设计方式，也是未来机械设计工作发展的必然趋势。通过充分的利用信息技术，将智能性和机械产品进行充分融合，利用信息技术对相关数据信息的统计、整合和分析，可以设计出性能更高的机械类产品，区别于人工设计方式，新型自动化设计方式出现误差的可能性更低，设计的产品性能更佳，也更值得信赖。同时，应用自动化设计手段，有助于推动人机结合的发展进程，对数据分析的效率大大提升，有利于提高机械产品设计的科学性和严谨性。

4.结束语

总之，随着我国机械设计行业的蓬勃发展，相应的设计理念也需要有所提高。目前机械设计正朝着计算机化、智能化发展，所以一些虚拟三维图形软件、智能设计软件也是未来发展的大势，但由于这些的研究起步较晚，目前还没有比较成熟的方案设计工具。另外，无论何种技术和方法，人才是技术创造的核心，人的创造性外加一些辅助手段，必然会对机械设计行业带来很大的益处。机械设计应朝着智能化、网络化、绿色化的方向发展。

参考文献

[1]张前森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技资讯，2011，12（18）：56-57.

[2]刘亚明.谈现代机械设计方法及进展[J].世界家苑，2013，12（10）：88-89.