现代机械设计的发展趋势

魏鑫 解超 吕思亮

摘 要：随着工业化进程的不断加快，我国正从工业大国向工业强国大步迈进，传统的机械设计仅凭经验来预判方案的可实施性显然已经远远不够，机械设计作为机械制造的前提，对于如何快速的选择并制定最优化、最可靠的制造方案，进而进行机械制造显得尤为重要。科技的发展，要求机械系统智能化、高效化、简单化和美观化。信息化时代，计算机的应用使得机械设计不再被动，现代机械设计应运而生。本文就现代机械设计的概念、特点及发展趋势进行叙述。

关键词：现代机械设计 发展趋势 高效 智能

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）02-0-01

一、机械设计

机械设计是根据在不同情况下的使用要求，对机械的工作原理、运动方式、传动机构及其结构进行分析、计算、构思并将其转化为具体的描述，用来作为制造依据的工作过程。传统机械设计主要是依据经验的积累和用户的体验，在大脑中想象或者一次又一次实践尝试后进行设计；而现代机械设计是在科学方法及精确手段的基础上，高效地进行着最优化、最可靠性方案的设计。为了满足机械产品高质量、高性能的要求，在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计、系统分析、数据对比，形态仿真，这就是通用的现代机械设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、CAD、三维建模等。随着计算机接口技术、机械工程基础理论、系统分析、有限元分析与应用、互换性与测量技术等新学科的发展，制造技术成熟、工艺参数、经济数据的积累，以及计算机广泛的推广使用，机械设计逐渐舍弃依靠主观判断而依靠科学计算和方法。

二、现代机械设计的特点

1.机械设计自身特点

制造业的不断发展使得现代机械种类越来越多，机械系统的结构也越来越复杂。在不同的机械应用场景中选择合适的机械结构需要考虑的因素也很多：机械的工作原理、运动形式、力的传递方式、各零部件的规格及相互耦合方式、机械运动过程中各部件的做功情况及功耗，这就决定机械设计融入的学科知识有很多，设计过程综合性相当强。设计者只有通晓机、電、液等各种综合技术，才能设计出性能价格比优良的机械系统[1]。

2.机械设计者思维特点

传统的机械设计大都是建立在实践动手操作的基础上，进行不断完善来实现最终的功能。设计者在设计过程中所需要的数据、信息及大量的图纸都有计算机所提供。人类的思维局限在缓慢的操作过程及不理想的结果中，三维构思和二维图形只能在大脑中进行繁琐的构想，费时费力。但自计算机问世以来，机械设计的发展随之进入了高速发展的快车道，彻底地改变了设计者的思维方式。取而代之的是现代计算机的各种技术：仿真技术等。各种预设假定的方案在计算机的辅助下得以快速的实施并呈现，最终达到最优化设计和可靠性设计。在 CAD 软件的应用过程中，人的力量是主要的，也就是说人才是主导，设计者必须中充分发挥主观能动性，灵活运用计算机，尽可能做到人与计算机完美融合，创造性加上计算机的灵活性、精确性，这样设计出的产品才更能满足当今机械设计的要求[2]。

三、现代机械设计的发展趋势

1.高效+智能化

时间高效化，空间高效化，功能智能化。结合当下世界先进的机械设计理念、设计方法及设计工艺，根据人们日常生活中与时俱进的生活需求变化来设计，快节奏生活的今天，时间和空间显得尤为珍贵。这就要求现代机械设计的产品能够在有限时间段内完成不止一项任务使其功能增加，如：普通车床—数控车床等，达到节约时间的目的；在一定的空间内使得产品能够实现多种功能，如：传统家具—多功能家具等，实现节约空间的作用。如何降低成本，人工费其实占据很大一部分，智能在当下已不再是新词汇，已被广泛应用于各行各业，机械制造业更是成果显著，如：传统人力生产线—智能无人流水作业等。这就是现代机械设计的伟大之处。设计出更加贴切市场、贴切时代需求的新产品。

2.简单+美观化

结构简单化，外观艺术化。社会在发展，时代在进步，人们的审美逐渐要求在质量中追求个性化，艺术化，美观化，不再是曾经那种只要求“能用”的旧观念，人们的思想层面已经到了物质与精神并重的层次。创造学、美学的诞生可谓填补了现代机械设计在外观这方面的空白。结构的复杂只会使得生产效率降低，历时长，耗费大，必将被高速发展的现代机械设计出的新成果所取代。现代机械设计要求要在既能实现原有功能的同时尽可能的简化结构，优化设计，降低成本，提高性能。

总结

目前，随着人们对产品功能性越来越高的要求，机械设计行业凭借计算机辅助能够高性能、高质量、高标准的进行设计，进而来满足当前社会的需要。这不仅是目前社会发展的需要，也是将来机械制造业的发展趋势。人工智能、计算机软硬件工程、数据库存储、仿真技术等多技术融合技术也是未来机械产品设计的发展方向。现代化机械设计理念的形成和发展离不开现代技术的支持，人们对机械产品的愈来愈高的要求和市场需求的变化都推动了新的机械设计理念的形成[3]。

参考文献

[1]顾志勇.浅谈现代机械设计的特点及创新[J].科技创新与应用，2012，15：74

[2]葛秀龙.现代设计和传统机械设计的比较[J]城市建设理论研究，2015，19

[3]冉书明.浅谈运用现代设计方法树立机械设计新理念[J]中国化工贸易，2015，26，120

作者简介：魏鑫，男，汉，（1997.12-），山西临汾市尧都区，现就读于中北大学（朔州校区）机械设计制造及其自动化专业。

解超，男，现就读于中北大学（朔州校区）机械设计制造及其自动化专业。

吕思亮，男，现就读于中北大学（朔州校区）机械设计制造及其自动化专业。