试论现代机械设计方法与未来机械设计趋势

方志军

摘要：随着科学技术的快速发展，各种机械工业产品的品种和结构复杂程度不断增加，对生产器械和生产设备的要求也不断提升。随着计算机技术与信息技术在各个领域的不断应用，在现代机械构造的过程中也实现除一个日新月异的变化过程。根据当前我国的經济建设中的现实情况，各种机械产品的设计随着科学技术与经济技术的不断发展也在不断的促进。因为现代机械设计产生，它突破了传统机械设计的只关注实现产品预期功能的要求，引导机械设计系统化、智能化的发展。本文对现代机械设计的方法以及未来机械设计进行了分析研究。

关键词：现代机械设计;问题;方法;未来机械设计

引言：

当前社会是一个科学技术高度发达的社会，在当前社会发展的过程中，各个产品功能和产品需求不断增加促使当期社会额发展，这也是社会发展过程中的主要因素，在当前各种产品的设计过程中，机械产品设计已成为设计的重点和中心环节。但是现在我国现代机械设计方法在应用方面仍存在发展不同步的问题，在一定程度上阻碍了我国机械设计的进步，甚至会导致机械产品应用方面的问题。通过分析现代机械设计，可以更好的了解其发展方向，进而有助于提高我国机械设计领域的发展进步。

一、现代机械设计的内涵

机械设计是机械工程重要组成部分，也是决定机械性能最主要的因素。机械设计是设计者以设计的思维融入机械产品的具体应用中，使得机械产品使用性能得以提高。机械设计是根据机械工作原理、运动方式、零件的形状尺寸等进行构思、分析和计算，再转化成具体的描述作为制造依据的工作过程。现代机械设计理念的应用越来越注重其结构性和严谨性，需要在信息时代背景下将智能化和自动化更充分的融入到机械产品的设计和应用中，进而提高我国机械产品的整体性能。目前，我国在现代机械设计方面仍属于探索阶段，但伴随着我国科技的进步和经济的发展，机械设计领域也取得了突破性进展。

二、现代机械设计的方法

1计算机辅助设计方法

计算机技术的飞速发展，广泛应用在各个领域，包括机械设计中，因而产生了计算机辅助机械设计方法（CAD），此方法是机械设计者将计算机技术应用在构思、画图、修改和运算等方面。这一新兴的学科充分利用了计算机高速运算和简便绘图的功能，提高了机械设计产品的精度和速度。相比于传统的机械设计方法用手绘或者图纸的方法来制定设计过程，计算机辅助设计不仅可以减少机械设计人员的体力劳动，更重要的是可以提高机械设计的精确度，操作简便快速，缩短设计周期，减少设计的成本。

CAD系统包含硬件和软件两系统。其中硬件系统是计算机辅助机械设计的物质基础部分;而软件系统则是辅助设计的核心关键部分，它决定了CAD的所具有的功能，具备自动管理和控制计算机资源的功能。系统中的支撑系统，又称软件开发工具，帮助技术人员开发应用软件的工具;还有应用软件，它是用户应用上述系统来自主编制各种解决问题的程序。

CAD系统的设计过程包括建模、程序框图、编制程序和调试程序等。其中建模就是一般常见的机械零件拥有现成的模型，倘若没有的话，则需要先建立正确的模型;还有，程序框图即根据手工计算的步骤来设计程序的框图。

2结构模块化的设计方法

运用结构模块化的设计方法运用到机械产品的设计中，可以使得产品结构零部件功能更好的实现，结构模块化的设计方法的应用需要结合各零部件的特征，针对各零部件运作中出现的冲突情况能提前解决，这样可以提高整个机械产品的运行效率，还可以在一定程度上减少机械产品的研发成本和应用损耗。为了最大程度规避机械制造中出现的风险，运用结构模块化的设计方法将机械产品的结构进行分层，从而使各零部件功能应用到达最优。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系统化设计方法

现代系统分析设计方法不同于传统的分析设计方法，传统的分析设计方法在进行研究时一般是把要设计的对象分成几个独立的部分，由于各个部分的研究中，工作人员不能及时交流，而导致所设计对象的各个部分是独立的，因此得出的结论往往是不完整的、片面的。而现代系统分析设计方法是把所设计的对象看成是一个完整的系统，研究时使用系统工程的方法，并且考虑产品或系统的制造过程和运行情况的基础上寻求最佳的设计方案。即系统分析设计应同时考虑系统的开发、系统的制造和系统的运行这三个部分，只有这样才能验证出产品的设计效果。

三、未来机械设计

1智能化设计

智能化设计必将成为机械设计的未来设计方向，这由于科学技术及计算机技术的不断发展，以致机械的智能化水平越来越高。智能化模仿人类的思维甚至代替人类进行思维进行工作，它主要包含了人工智能、计算机等多种综合性的学科。智能化机械设备代替了很多人工操作的工作流程，因此，在很多工作中降低了人类工作中的危险性，从而减少了人工事故的发生。

2绿色机械设计

在可持续发展的持续推行下，未来的机械设计跟环境和生态联系在一起，绿色机械设计也将成为机械设计的一大方向。绿色机械设计是较为先进的一种科学设计方法，设计者在进行设计的时候必须要考虑到该方法及工艺对环境生态产生的影响，尽量减少在机械生产过程中对环境的污染;此外，在提高工作效率的同时，争取将能耗降到最低，这也是绿色机械设计倡导的理念。

3以自动化设计取代人工设计

伴随着我国信息技术的不断发展，在未来机械设计中会呈现出自动化的设计趋势，由信息科技自动化设计取代人工设计。充分运用电子信息技术的智能性来融合机械产品的数据资料，并通过对相关数据资料的整合分析设计出高性能的机械产品。通过运用自动化设计，可以有效提高人机结合的进程，大大提高了相关数据分析的效率，进而有助于提高机械产品设计的严谨性和科学性。

4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。

5实现网络化的设计

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，这样才能有利于在未来机械设计中了解最新动态并加以改进。

结束语

通过了解我国机械产品现代化设计方法及未来的机械设计，了解到在未来的发展中，机械设计理念的应用将更大程度与计算机技术、网络等融合，并在此融合过程中实现自身系统的升级优化，为用户提供性能更高的机械产品，并推动我国机械设计领域的发展进步。

参考文献：

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