现代机械设计的创新方法研究

房玉艳

【摘 要】本文通过现代机械特点、现代机械设计方法概论、机械设计制造及自动化的设计原则以及国内外机械设计创新的方法研究进行简要分析。

【关键词】现代；机械设计；创新方；法研究

一、现代机械特点

1、性能较高结构简单

与传统机械不同的是，现代機械具有较高的性能，其结构也越来越简单，功能变更更加容易、方便。随着技术的发展，设计方法变得多样化，作为设计人员，可以将多种技术进行融合，最终实现现代机械的综合利用。并通过不同的角度和切入点，使现代机械具有更加科学合理的结构，顺应时代发展的需求。

2、成本降低效率提高现代机械的成本大幅度降低，因此能够获得更多的效益，节省人力、物力、财力。同时现代机械的效率也获得提高，缩短了工作时间。对于工作成果的展示更加清晰和明确，使现代机械使用人员对于工作成果可以进行较为直观的理解和感受。在产品质量上也获得提高，工作整体质量得以提升。

3、功能增加柔性增强

现代机械的功能逐渐增加，并向着多元化的方向发展，涵盖面及涉及对象的领域越来越宽广。现代机械是顺应时代发展的产物，具有广阔的发展前景，其柔性逐渐增强。所谓柔性，就是功能要求发生变化时，机械产品能够进行很好的适应，因此柔性的增强无疑能够使现代机械获得更加广泛的应用。

二、现代机械设计方法概论

1、现代机械设计创新理论

现代机械创新设计是一种实践活动，以理论知识和实践知识为基础，充分发挥设计者的想象力和创造力，合理运用已有的科技成果和技术手段，使得设计出来的产品更加具有实用性、创造性。现代机械设计已成为一个庞大的学科，种类和结构日益复杂，功能更加多样化。机械设计创新理论是指在机械设计学理论的基础上，联系并紧密结合认识哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科中的有益成分，凝结设计人员的聪明才智，并且运用系统科学、信息科学、计算机技术等技术手段，融合美学原理，设计出对国家经济发展和社会进步有价值的产品。通常来说，可以将现代机械设计划分为三个阶段，即方案结构设计、运动设计、动力学设计。在这三个设计阶段中，方案结构设计是最初的设计环节，也是最能体现其设计的创新性的环节，其设计的原则是根据客户的需求，对机械结构进行改变和优化，使得设计出来的产品能够更好地满足客户的要求。

2、机械设计创新内涵

机械设计创新可以通过多种方式实现，较为常用的是提高机械产品的性能以及优化产品的技术特性，如适应性、可靠性、经济性等指标。此外，也可以设计全新的机械产品来实现创新。随着社会的发展，科技的进步，旧的设计思维和设计方式已不能适应现代设计的需求，机械设计需要具有独创性、实用性、突破性和联动性。独创性，即打破传统的设计模式和设计理念，采用科学合理的全新的方案和组合。实用性，即机械设计的创新应具有针对性，满足市场的需求，具有合理的功能，易于生产，使用方便。突破性，即转变原有的思维方式，不局限于机械设计领域自身，而是扩展到其他领域，并从中获取灵感，为机械设计提出新的原理，开拓新的局面。联动性，顾名思义，在对设计方案进行改进和优化的过程中，作为设计人员，应有发散性的思维，从横向、纵向、逆向不同角度进行机械设计的创新。

3、开展现代机械设计创新的意义

现代机械设计创新的研究成果，运用到生产实际将带来巨大的经济效益和社会效益，同时其具有的学术价值更是不容忽视的，对于机械设计行业的可持续发展具有非常重要的意义，是其发展的根本动力。机械设计产品所体现出来的并不仅仅是科学技术的运用与实现，更是设计者思维方式的反映。设计者在进行机械设计的过程中，其思维方式也不断地获得提高。同样设计者的思维方式融入到产品的设计中，使产品更加具有人性化的特征。在两者的相互作用下，使得机械设计作品更具实用性和可操作性，向着集约化、自动化、智能化的方向发展。现代化的创新力量不断涌入，必将促进机械设计的发展，使机械产品更加充满生机和活力。

三、机械设计制造及自动化的设计原则

1、功能的要求

由于人们的某种需求，就会去制造能满足人们需求的产品。所以说任何一种产品它一定是能满足人们的某一种需求的，所对应的是这种产品必须具备某一种功能。不同的产品有不同的功能就能满足人们不同的需求。正因如此，机械自动化系统也必须具有一定的能满足人们需求的功能。

2、利用先进的科学技术不断的改革创新

科学技术的不断发展，为机械制造业及自动化的发展提供了技术支持，也使发展机械制造业及自动化成为可能。在21世纪这个科学技术日新月异的时代，一定要利用好科学技术，使得科学技术成果为机械制造业及自动化的发展提供服务。科学技术促进了机械业的发展，机械业又反过来会推动科学技术的发展，它们两是相辅相成、互相促进。

四、国内外机械设计创新的方法研究

1、国内机械设计创新方法

随着经济的发展和科学技术的进步，对于机械产品无论从质量上还是从精度上都有了更高的要求，机械设计领域也产生了重大的突破，取得了令人瞩目的成果。先进的设计理论和设计方法不断涌现，在传统机械设计方法的基础上获得了进展。机械设计是十分复杂的过程，涉及到的知识和理论也非常复杂，在设计过程中会遇到各种各样的问题，然而在我国的科研工作者和机械设计人员坚持不懈的努力下，丰富了机械设计的理论，积累了宝贵的实践经验，对于机械设计中出现的问题，已经能够很好地进行解决。高科技及先进理论的引进使设计过程得以简化，为机械设计的发展作出重要的贡献。当前，计算机辅助设计、系统化设计、局部或全局性设计等创新方法已获得广泛的应用。

2、国外机械设计创新方法

相对于国内的机械设计创新，国外的创新研究开始的较早，并取得了一定的研究成果，目前应用得较为广泛有以下三种。普适设计理论是在传统设计方法的基础上发展起来的，起源于德国，通过将现有设计方法进行总结和规范，形成具体的设计规则模型，根据既有的经验，设计和构建能量的输出和输入环节，进而将机械设计的功能结构具体化。公理化设计理论方法则是在决策的基础上发展起来的，起源于美国，使科学决策和系统理论相结合，与普世理论相同的是，功利化设计方法同样注重于经验的积累，最终形成以法律公则和科学方法为基础的创新方法。公理化设计理论的优势在于能够优化和完善较为复杂的机械设计，其设计效果也比较令人满意。三次设计法理论主要包括系统设计、参数设计、容差设计几个方面，起源于日本，近几年获得了较为广泛的应用。这种方法是目前较为先进的设计方法，准确率和效率都有所提高，机械设计的整个过程可以很快的完成，充分体现了高质、高效、方便、快捷的特性。

3、培养机械创新设计思维

在进行机械设计的过程中，创新思维方式的培养非常重要。这是因为机械创新设计是极具创造性的工作，作为设计人员，在提高自身知识水平和能力的同时，培养具有创新精神的思维方式尤为重要。对于机械设计工作应以全新的视角来看待，突破传统的设计方法和思维模式，广开新思路，探索新方法、新技巧，运用先进设计手段，使原有的设计更加完善或者创造出全新的设计作品。发散性的思维方式也是进行创新设计的必不可少的要素，从多角度、多方面入手，善于联想，从其他事物或者不同领域获取设计灵感，从而使得设计更加优化和完善。

结束语

现代机械设计创新方法是一门综合学科，更加离不开创新。现代机械设计人员应该在传统的机械设计的基础之上，树立创新设计的思维理念，将各种创新方法综合运用，并整体优化，还要熟练应用现代机械设计分析工具，设计出高质量、高生产率、更能满足消费者需求的机械产品，顺应当代市场经济的发展潮流，提高机械产品的竞争力。

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，2011，31（18）：111.

[2]许鸿艳.讨论现代机械设计的方法及研究进展[J].湖南农机，2013，40（5）：55-57.

[3]阎文.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].机电信息，2013，357（3）：170-171.