现代机械设计方法探究
内燃机与配件
现代机械设计方法探究
周唯
(江汉大学，武汉430000)
摘要：随着时代的进步，现代机械制造技术也较以往有了大幅提升，特别是机械产品的制造工艺方面，不仅满足机械产品设计质 量要求，同时还具有一定的创新之处。除此之外，现代机械设计方法较传统机械设计方法相比，在产品设计周期、设计效率以及设计质 量方面都有巨大优势，同时设计出来的产品还兼具绿色环保、安全可靠、成本低廉等众多特点，产品的实用性、功能种类以及样式外观 也存在较大改变。因此，本文就从现代机械设计方法与传统机械设计方法对比出发，对现代机械设计方法进行深入探究。
关键词：机械设计;现代设计;传统设计
0引言
机械设计是指以满足产品的使用需求为导向，对产品 的结构、工作方式、润滑方式等方面进行系统全面的分析、计算，最终设计出一款能够满足各项使用需求的机械产品 的过程即为机械设计。由于传统机械设计方法存在时间已 久，因此习惯上也称为常规机械设计方法。但是，随着社会 的发展和时代的进步，常规的机械设计方法由于其设计时 间长、设计效率低下，同时设计出来的产品质量也满足不 了人们的使用需求，迫切需要一种新型的机械设计方法代 替，因此，现代机械设计方法就应运而生。现代机械设计方 法是在传统机械设计方法的基础上进行改革和创新，摒弃 了传统的机械设计理念，改良了机械设计工艺，极大地提 高了产品设计质量、缩短了产品设计周期，最大限度地满
作者简介：周唯（1994-)男，湖北武汉人，本科在读，研究方向为 机械设计及其自动化。
图10
10结束语
本次设计首先说明了模具工业的重要地位和当今模足机械设计人员对机械产品的设计需求，是目前主流的机 械设计方法。现代机械设计方法经过多年的发展，现在也 已形成了一套相对完善的理论体系，主要包括系统分析设 计方法、优化设计方法、有限元分析方法以及反求工程设 计等若干模块。
1现代机械设计方法与传统机械设计方法的优劣对比
传统的机械设计方法是理论的、静态的，是以设计人 员对设计产品的理论认知和相关经验为基础的直觉设计，总的来说具有以下两个特点：①产品设计理论认知恒定，对于复杂多变的外部环境适应性较差。一般来说，传统机 械设计方法的理论认知来自设计人员的自身经验以及反 复试验，一旦确定了就固定不变，不适用于如今复杂多变 的社会环境，就比如说产品的安全性能方面，高安全性的 产品需要的投入资金较多，就会造成设计成本的增加，而低成本产品则无法满足产品使用的安全系数要求。②设计
具的现状。其次介绍了注塑模设计的的一般原则，对塑件 进行了分析，对模具整体进行布局，对成型零件、推出机 构、浇注系统、温度调节系统、排气系统进行了设计，对导 向机构进行了简单改进，对动模板与定模板进行了修改。该模具属于简单脱模机构，没有侧向抽芯机构，但是用的 点浇□会有开模先后顺序的要求，做完这些工作之后，该 模具的设计到此结束。
在设计的过程中有一些不够严谨的地方，比如一些详 细尺寸未写明，尺寸的来源未做详细解释，语言不够精简 等。在完成了整个设计以后，经过老师的指导，改正了许多 的不足之处和错误，进一步地加深了笔者对注塑模设计、工作、原理的理解。
参考文献：
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Internal Combustion Engine & Parts? 9 ?
理念落后，跟不上科技的更新脚步。随着科学技术水平的 曰益提高，机械产品的技术含量要求也不断提升，机械设 计理论体系也日趋复杂化，传统的机械设计方法已跟不上 时代发展的脚步，满足不了产品的使用需求。
相比较之下，现代机械设计方法就实现了动态化和实 用化。现代机械设计方法融合了计算机信息技术、思维科 学学科以及设计理论系统工程等领域的知识，使得通过现 代机械设计方法设计出来的机械产品在功能上更加丰富 化和人性化，外观上更加自然化和实用化，质量上也更加 可靠化和安全化。总的来说，现代机械设计方法具有以下 特点:①满足时代的需求。随着科技水平的发展，机械产品 更新换代频繁，机械设计技术也推陈出新，因此，机械设计 人员需要不断研发新产品，以满足社会的需求。此时，传统 的机械设计方法由于被动性较强，逐渐不能适应这个飞速 发展的时代，需要具有较强主动性的现代机械设计方法来 满足人们的使用需求。②绿色环保。产品的绿色环保性现 在也是消费者选购产品时的重要参考因素之一。随着人类 生活环境的日益恶劣，消费者的环境保护意识也大幅度提 升，传统的机械设计方法片面地追求产品的低成本和高效 益，在材料的选择、产品的加工、制造、运输等过程都不符 合现在的绿色环保观念，对生态环境造成了严重的破坏。相反，现代机械设计方法充分考虑了产品与环境的之间的 联系，从产品的设计到报废回收都经过了反复思考，最终 确定了成本与环境之间的平衡。③设计周期短，设计成本 低。传统的机械设计方法通常先依据设计方案生产出样 机，再通过对样机进行反复的试验和分析，拟定第二套设 计方案，以上过程重复多次，直至设计出满意的机械产品。因此，传统的机械设计方法具有设计周期长、投入成本高 的缺点。现代机械设计方法则充分利用了其他科学技术发 展为我们带来的便利，先在计算机上进行仿真设计，然后 进行不断的优化，直至达到预期的设计目标，具有时间短、投资少的特点。
2现代机械设计方法
2.1系统分析设计方法
传统的系统分析设计方法提倡将整个设计对象拆分 成若干个独立的板块，再由每个板块的研究队伍进行单独 的设计分析。这种分析设计方法虽然具有较强的针对性，但是不同项目之间的交流会或多或少地存在障碍，这样就 影响了各部分整合成整体的效果，所得出来的结论也不是 全面的。现代系统分析设计法则强调整体思想，采用系统 工程的方法展开研究，同时系统开发、系统制造过程及系 统运行过程的实际情况，在满足既定条件的要求下，追求 最佳的设计方案，从而确保产品能够达到预期的效果。
2.2 优化设计方法
传统的优化设计方法是指设计人员在满足产品既定 条件的要求下，先拟定初步的设计思路，再考虑产品的安 全系数，对产品的强度、硬度以及使用寿命等计算、分析和 修正，确定最终的尺寸大小。而现代优化设计方法在此基 础上，将设计的后续阶段，即产品的运输和流通，也纳入了 优化设计的范围内。因此，现代优化设计方法所考虑的内容更加全面，从而设计出来的产品也近乎完美。建立数学
模型是现代机械优化设计方法的核心内容。通过建立相应
的数学模型，复杂抽象的机械设计问题就变成了一个个具
体形象的数学问题，设计人员再通过运用一定的数学知
识，根据模型的特征，选取最为恰当的优化设计方法，然后
利用计算机求出数学解，并将其转化代入到机械问题中，
从而解决了机械设计问题。
2.3有限元分析方法
随着科学技术水平的发展，相关的科研计算方法也更
加完善和成熟，从而为现代机械设计提供了便利。例如，有
限元分析法就是伴随计算机技术的发展而衍生出的一种
新型设计计算方法，它最早出现于连续力学领域，服务于
数值分析，后来因其在数值计算分析方面的便利性，又被
广泛应用于热学领域和磁学领域，现在又被引入了机械设
计领域。有限元分析法就是将分析对象拆分为若干个具有
一定形状的单位元，这些单位元之间彼此分离却又存在联
系，然后再确定分析对象各个变量并通过联立方程求解，
最后再将结果进行整理分析的分析方法。例如，在使用有
限元分析软件ANSYS时，首先根据对象的特征建立有限
元模型，通常将平面分析对象看作四边形，立体分析对象
则视为六面体，其次由设计人员确定单元参数，并计算单
元函数，最后将结果收集起来，进行分析，从而得出结论。
2.4反求工程设计
对已设计出来的先进产品进行拆解研究，钻研其中的
现代机械设计方法，进而设计出同样或者类似的机械产品
的过程即为反求工程设计，因其是一个逆向的研究过程，
所以也称逆向工程。我国制造业市场需求量大，具有广阔
的发展前景，但是我国的制造技术和人才却相对落后和缺 乏。国际上的制造业强国掌握先进的机械设计技术，但是
却对外严格保密，实施封锁。因此，我国通过购买国外先进
的机械产品，再运用反求工程设计的方法，研制出我国自
主的先进机械设备，大大缩短了高新技术的研发周期，促
进了我国科学技术的发展。
3结论
现代机械设计方法是在传统机械设计方法的基础上
加以改进和完善，在继承传统机械设计方法优点的同时，
也对传统机械设计方法的缺点进行弥补和更正，从而提高
了机械设计的主动性，缩短了设计周期，降低了设计成本。
现代机械设计方法糅合了当前科学技术发展的诸多成果，
从产品的设计，到产品的生产，再到产品的回收处理都完
胜于传统机械设计方法，因此，每个从事机械设计工作的
设计人员都应对现代机械设计方法有所理解和掌握，并在
实际的设计过程中加以实践和运用，从而设计出近乎完美
的机械产品。
参考文献：
[1] 肖仁强.现代机械设计技术与方法探讨[J].山东工业技术，2017(03).
[2] 王顶言.现代机械设计技术的创新研究[J].祖国，2017( 01).
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