现代机械设计发展趋势研究

现代机械设计发展趋势研究

杨博

辽东学院118000

摘要：新世纪之后，我国的各项科学技术都得到了快速发展，推动我国从工业大国向工业强国靠拢，然而，作为工业发展技术支撑的机械制造，显然以无法满足其发展需求，而机械设计又是机械制造的前提，因此，要想解决当前发展的困境，必须从根本入手，即机械设计，制定可靠方案，制造符合社会发展需求的机械产品。文章以机械设计概念为基础，阐述了现代机械设计的特点及现状，并对其发展趋势做出分析，以期通过文章所述，推动机械设计及制造发展的同时，促进我国工业化发展。

关键词：现代机械设计特点现状趋势

引言

机械设计作为机械制造的根本，其良好设计方案的制定，是确保机械产品功能发挥的基础，因此，新信息时代背景下，机械设计需依靠强大的计算机技术，从而优化设计方案，并模拟其方案的可行性，进而制造出更为智能化、高效化、简洁化、美观化的机械产品，服务于社会，推动社会的发展。

一、机械设计概念

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、电、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]。

二、现代机械设计的现状

从以往机械设计技术的情况来看，多依托人工设计的方式，设计人员通常在图纸上进行设备设计绘制，此种设计过程的不足之处在于：设计人员的设计思维受限，难以借鉴先进的设计理念，同时难以实现对产品研发成本的科学预算，此外，传统的机械设计方式往往需要耗费研发人员较多的时间，还有就是受限于研发设计人员的沟通不足，往往影响到设备设计的进程。随着计算机网络的普及与发展，制造业的机械设计也逐渐向现代化方向发展，利用计算机网络上庞大的共享资源系统，借鉴经验，扬长避短，在设计上优化计算结果，机械设计向着自动化以及高效率的方向发展，不仅缩短了设计的时间，而且设计上更加精确。

三、现代机械设计的发展趋势

1、高效与智能化

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、简单与美观化

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。

结束语

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。

参考文献

[1]魏鑫，解超，吕思亮.现代机械设计的发展趋势[J].中文信息，2018(2)

[2]吴浩源.浅析机械设计制造及其发展趋势[J].湖北农机化，2019(7)