機械傳統(tǒng)設(shè)計方法方面(現(xiàn)代機械的設(shè)計方法)

1.現(xiàn)代機械的設(shè)計方法有哪些

機械設(shè)計的現(xiàn)代設(shè)計方法：

一、專業(yè)現(xiàn)代

由機械設(shè)計和計算機專業(yè)人員共同開發(fā)的計算機軟件，能夠反映和描述機械產(chǎn)品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞的機理，可以定量分析和計算機械零件和機械的動態(tài)行為，并形成固定的設(shè)計程序，這就是專業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計方法，如：振動分析和設(shè)計，摩擦學(xué)設(shè)計，熱力學(xué)傳熱設(shè)計，強度、剛度設(shè)計，溫度場分析等等。這些軟件都是在傳統(tǒng)的設(shè)計方法基礎(chǔ)上，應(yīng)用計算機技術(shù)開發(fā)出來的。例如：用Pro/M軟件分析機械裝置的動態(tài)特性，用ANSYS軟件分析應(yīng)力都是這方面很好的例子，為準確判斷裝置的可靠性和選擇設(shè)計參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。

二、通用現(xiàn)代

為了滿足機械產(chǎn)品性能的高要求，在機械設(shè)計中大量采用計算機技術(shù)進行輔助設(shè)計和系統(tǒng)分析，這就是通用的現(xiàn)代設(shè)計方法。常見的方法包括優(yōu)化、有限元、可靠性、仿真、專家系統(tǒng)、CAD等。這些方法并不只是針對機械產(chǎn)品去研究，還有其自身的科學(xué)理論和方法。

1、優(yōu)化設(shè)計

機械優(yōu)化設(shè)計是最優(yōu)化技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域的移植和應(yīng)用，其基本思想是根據(jù)機械設(shè)計的理論，方法和標準規(guī)范等建立一反映工程設(shè)計問題和符合數(shù)學(xué)規(guī)劃要求的數(shù)學(xué)模型，然后采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法和計算機計算技術(shù)自動找出設(shè)計問題的最優(yōu)方案。它是機械設(shè)計理論與優(yōu)化數(shù)學(xué)、電子計算機相互結(jié)合而形成的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。

2、仿真與虛擬設(shè)計

計算機仿真技術(shù)是以計算機為工具“建立實際或聯(lián)想的系統(tǒng)模型”并在不同條件下對模型進行動態(tài)運行實驗的一門綜合性技術(shù)。而虛擬技術(shù)的本質(zhì)是以計算機支持的仿真技術(shù)為前提，在產(chǎn)品設(shè)計階段，實時地并行地模擬出產(chǎn)品開發(fā)全過程及其對產(chǎn)品設(shè)計的影響，預(yù)測產(chǎn)品性能、產(chǎn)品制造成本、產(chǎn)品的可制造性、產(chǎn)品的可維護性和可拆卸性等，從而提高產(chǎn)品設(shè)計的一次成功率。這種方法不但縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，也實現(xiàn)了縮短產(chǎn)品開發(fā)與用戶之間的距離。

3、有限元設(shè)計

這種方法是利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。它不僅能用于工程中復(fù)雜的非線行問題、非穩(wěn)態(tài)問題的求解，而且還可用于工程設(shè)計中進行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動力分析，并能準確地計算形狀復(fù)雜零件的應(yīng)力分布和變形，成為復(fù)雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。

4、模糊設(shè)計

它是將模糊數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到機械設(shè)計中的一種設(shè)計方法。機械設(shè)計中就存在大量的模糊信息。如機械零部件設(shè)計中，零件的安全系數(shù)往往從保守觀點出發(fā)，取較大值而不經(jīng)濟，但在其允許的范圍內(nèi)存在很大的模糊區(qū)間。機械產(chǎn)品的開發(fā)在各階段常會遇到各種模糊問題，雖然這些問題的特點、性質(zhì)及對計策的要求不盡相同，但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特點是，可以將各因素對設(shè)計結(jié)果的影響進行全面定量地分析，得出綜合的數(shù)量化指標，作為選擇決斷的依據(jù)。

機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是機械生產(chǎn)的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。機械設(shè)計的努力目標是：在各種限定的條件（如材料、加工能力、理論知識和計算手段等）下設(shè)計出最好的機械，即做出優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設(shè)計者的任務(wù)是按具體情況權(quán)衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計的機械有最優(yōu)的綜合技術(shù)經(jīng)濟效果。過去，設(shè)計的優(yōu)化主要依靠設(shè)計者的知識、經(jīng)驗和遠見。隨著機械工程基礎(chǔ)理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展，制造和使用的技術(shù)經(jīng)濟數(shù)據(jù)資料的積累，以及計算機的推廣應(yīng)用，優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學(xué)計算。

2.機械設(shè)計的方法有哪幾種,說出其步驟

機械設(shè)計可分為新型設(shè)計、繼承設(shè)計和變型設(shè)計3類。

1、新型設(shè)計 應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過實驗證明是可行的新技術(shù)，設(shè)計過去沒有過的新型機械。

2、繼承設(shè)計 根據(jù)使用經(jīng)驗和技術(shù)發(fā)展對已有的機械進行設(shè)計更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運用費用。

3、變型設(shè)計 為適應(yīng)新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標準型的變型產(chǎn)品。

主要程序 1緝長光短叱的癸痊含花、根據(jù)用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設(shè)計任務(wù)。 2、初步設(shè)計。包括確定機械的工作原理和基本結(jié)構(gòu)形式，進行運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制初步總圖以及初步審查。 3、技術(shù)設(shè)計。包括修改設(shè)計（根據(jù)初審意見）、繪制全部零部件和新的總圖以及第二次審查。 4、工作圖設(shè)計。包括最后的修改（根據(jù)二審意見）、繪制全部工作圖（如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術(shù)文件（如零件表、易損件清單、使用說明等）。 5、定型設(shè)計。用于成批或大量生產(chǎn)的機械。對于某些設(shè)計任務(wù)比較簡單（如簡單機械的新型設(shè)計、一般機械的繼承設(shè)計或變型設(shè)計等）的機械設(shè)計可省去初步設(shè)計程序。

3.機械創(chuàng)新設(shè)計的方法都有哪些

創(chuàng)新設(shè)計的正常開展和完成，必須正確運用創(chuàng)新設(shè)計方法。

常用的創(chuàng)新設(shè)計方法主要有下面幾種：一、智力激勵法 智力激勵法又叫集思廣益法，它是由美國創(chuàng)造學(xué)家A.F.奧斯本提出的。人的創(chuàng)造性思維特別是直覺思維在受激發(fā)情況下能得到較好的發(fā)揮。

一批人集合在一起，針對某個問題進行討論時，由于每個人的知識和經(jīng)驗不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種意見能互相啟發(fā)，從而誘導(dǎo)出更多創(chuàng)意。通過激智、集智、交流，可實現(xiàn)創(chuàng)新的目的。

智力激勵法可以通過召開會議，也可以通過信函、書面等形式，達到互相啟發(fā)、補充和完善見解，或發(fā)展為新的見解。二、提問追溯法 提問追溯法是有針對性地、系統(tǒng)地提出問題，在回答問題過程中，便可能產(chǎn)生各種解決問題的設(shè)想，使設(shè)計所需要的信息更充分，解法更完善。

提問追溯法提出的問題如下：1）有沒有其他用途？有沒有新的用途？稍加改進有沒有其他用途？2）能否借用其他經(jīng)驗或發(fā)明？是否有相似的東西？是否有可模仿或可借用的東西？3）能否在結(jié)構(gòu)、造型或其他方面變化一下？能否增加或減少什么？能否加高或降低一點？能否加長或縮短一點？能否加厚或減薄一點？能否減輕或加重一點？能否擴大或縮小一點？能否重新組合或再分解？4）能否用其他東西代替？能否用代用的原材料、半成品或其他的代用制造方法？5）能否增加或減少功能？6）能否在成本不變的前提下提高產(chǎn)品的性能？7）能否采用廉價代用材料、簡化結(jié)構(gòu)、使用簡單而高效的制造工藝、提高零部件的標準化程度來降低成本？通過一連串從不同角度的發(fā)問，可啟發(fā)思維，提出新的設(shè)計方案。三、缺點列舉法 運用缺點列舉法始于發(fā)現(xiàn)事物的缺點，挑出事物的毛病。

在明確需要克服的缺點后，有的放矢地進行創(chuàng)造性思考，并通過改進設(shè)計去獲得新的設(shè)計方案。例如，一家生產(chǎn)汽車喇叭繼電器的小廠，為了改變產(chǎn)品銷路不暢的被動局面，廠長和技術(shù)人員、銷售人員一起對有關(guān)產(chǎn)品進行分析，在廣泛收集用戶意見的基礎(chǔ)上，分析產(chǎn)品的缺點，然后針對缺點采取各種不同的措施，改進了原有的產(chǎn)品，很快打開了銷路，銷售量一年內(nèi)便增長了一倍。

四、希望點列舉法 希望點列舉法從設(shè)計者（發(fā)明者）或用戶的意愿出發(fā)提出新設(shè)想、新要求，從而激發(fā)人們?nèi)ラ_發(fā)新產(chǎn)品或改進原有的產(chǎn)品。例如有了黑白電視機，還希望有彩色的、遙控的。

又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲，而且能見其人，為適應(yīng)這種要求，開發(fā)了可視電話。希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂于某“點”，然后發(fā)散思維，最后又集中于某種創(chuàng)意。

但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣，而且更側(cè)重自由聯(lián)想。五、聯(lián)想類比法 聯(lián)想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。

對應(yīng)聯(lián)想由一件事物聯(lián)想到與其對立的另一事物。例如由小想到大，由集中想到分散等。

要增強聯(lián)想能力，必須注意增加知識和經(jīng)驗，不但注意吸納本專業(yè)及其他專業(yè)的學(xué)科知識，更要重視參加各種實踐活動。利用聯(lián)想進行發(fā)明創(chuàng)造是一種常用而且十分有效的方法，很多發(fā)明家都善于聯(lián)想，也得益于聯(lián)想的妙用。

例如，貝爾發(fā)明電話，開始沒有成功，以后從吉他的聲音中想到了共鳴原理，改進了裝置，才使電話發(fā)明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網(wǎng)聯(lián)想到可以從上到下造橋，從而發(fā)明了吊橋，突破了傳統(tǒng)的造橋模式。

聯(lián)想類比由一事物或現(xiàn)象聯(lián)想到與其有類似特點（如性質(zhì)、外形、結(jié)構(gòu)、功能等）的其他事物或現(xiàn)象。例如，由水波想到聲波、光波；由水波可出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，想到光也有干涉現(xiàn)象等。

六、反向探求法 反向探求將人們通常思考問題的思路反轉(zhuǎn)過來，從背逆常規(guī)的途徑探尋新的解法，因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發(fā)明初期，為了避免鎢絲在高溫下的氧化，需要將燈泡內(nèi)抽真空，但是使用后發(fā)現(xiàn)抽真空后的燈絲通電后仍會變脆。

為了解決這個問題，當時多數(shù)人的意見是繼續(xù)提高燈泡內(nèi)的真空度。而美國科學(xué)家蘭米爾卻應(yīng)用反向探求法提出向燈泡內(nèi)充氣的方法，他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡，試驗結(jié)果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發(fā)的作用，可使鎢絲在其中長期工作，因而發(fā)明了充氣燈泡。

又例如：化學(xué)能為什么不能變成電能？聲音既是振動，那么振動為什么不能復(fù)現(xiàn)原聲？根據(jù)這些反問，相繼發(fā)明了電池、留聲機。七、組合創(chuàng)新法 組合創(chuàng)新法是將現(xiàn)有技術(shù)或產(chǎn)品通過功能、原理、結(jié)構(gòu)等方面的組合變化形成新的技術(shù)思想或新產(chǎn)品。

組合法的優(yōu)點是組合形式多樣，應(yīng)用廣泛，便于操作，經(jīng)濟有效。組合創(chuàng)新法應(yīng)用的技術(shù)單元一般是已經(jīng)成熟或比較成熟的技術(shù)，不需要從頭開始，因而可以最大限度地節(jié)約人力、物力和財力。

在當代社會生產(chǎn)和生活中，存在著大量已經(jīng)開發(fā)出來的技術(shù)，只要合理組合，就能創(chuàng)造出適合需要的技術(shù)系統(tǒng)。例如，美國的“阿波羅”宇宙飛船由700萬個零件組成，但沒有一個零件是新研制的，用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統(tǒng)。

同樣“阿波羅”宇宙飛船技術(shù)中的全部技術(shù)都是現(xiàn)有技術(shù)的組合。組合創(chuàng)新法的類型很多。

常用的有性能組合、原理組合、功。

4.機械設(shè)計的一般過程及方法都有哪些內(nèi)容

機械設(shè)計的一般過程及方法：

1、確定設(shè)計任務(wù)

需要提出設(shè)計任務(wù)書，其中包含提出任務(wù)、分析需求和確定任務(wù)三個步驟。

2、方案設(shè)計

根據(jù)制定的設(shè)計任務(wù)書進行方案設(shè)計，對設(shè)備的功能、用材、原理等提出可能的解決方案并反復(fù)確認，確認一個選定的方案。

3、技術(shù)設(shè)計

確定方案時，需要提供原理圖或者機械結(jié)構(gòu)圖，亦或者機構(gòu)運動簡圖。設(shè)計方案后，開始對機械部分進行技術(shù)設(shè)計，外形、結(jié)構(gòu)、材料、標準件、圖紙等。

4、編寫技術(shù)文件

設(shè)備圖紙的加工、驗收、試運行和技術(shù)文件的編制。

擴展資料：

機械設(shè)計的基本要求

1、造型美觀、減少污染

2、滿足可靠性要求 ：盡量減少零件數(shù)目。

3、操作方便、工作安全操作系統(tǒng)簡便可靠，減輕操作人員的勞動強度。

4、實現(xiàn)預(yù)定的功能： 在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的工作期限內(nèi)能正常運行。

5、滿足經(jīng)濟性要求 ：要求設(shè)計及制造成本低、機器生產(chǎn)率高、能源和材料耗費少、維護及管理費用低。

參考資料：搜狗百科詞條--機械設(shè)計

5.機械設(shè)計的方法是什么

機械設(shè)計（machine design），根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。

機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設(shè)計，如紡織機械設(shè)計、礦山機械設(shè)計、農(nóng)業(yè)機械設(shè)計、船舶設(shè)計、汽車設(shè)計、機床設(shè)計、壓縮機設(shè)計、內(nèi)燃機設(shè)計、汽輪機設(shè)計、泵設(shè)計等專業(yè)性的機械設(shè)計分支學(xué)科。

機械設(shè)計大體可分為 ： ①新型設(shè)計（開發(fā)性設(shè)計）。應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過實驗證明可行的新技術(shù)，設(shè)計未曾有過的新型機械，主要包括功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。

②繼承設(shè)計。根據(jù)使用經(jīng)驗和技術(shù)發(fā)展對已有的機械設(shè)計更新，以提高性能、降低制造成本或減少運行費用。

③變型設(shè)計。為適應(yīng)新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪，從而發(fā)展出不同于標準型的變型產(chǎn)品。

機械設(shè)計的主要程序為： ①根據(jù)用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設(shè)計任務(wù)。 ②初步設(shè)計。

包括確定機械的工作原理和基本結(jié)構(gòu)形式，進行運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制初步總圖以及初步審查。 ③技術(shù)設(shè)計。

包括修改設(shè)計（根據(jù)初審意見）、繪制全部零部件和新的總圖以及第二次審查。 ④工作圖設(shè)計。

包括最后的修改（根據(jù)二審意見）、繪制全部工作圖（如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術(shù)文件（如零件表、易損件清單、使用說明等）。 ⑤定型設(shè)計。

用于成批或大量生產(chǎn)的機械。對于某些設(shè)計任務(wù)比較簡單（如簡單機械的新型設(shè)計、一般機械的繼承設(shè)計或變型設(shè)計等）的機械設(shè)計可省去初步設(shè)計程序。