基于现代机械设计理论方法特点与研究进展的探讨

Vol.28No.3

M ar.2012

赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第3期（下）

2012年3月2l 世纪机械制造业竞争的是国际化的、动态化的和多元化的，它面临着新的机遇，同时又存在着极大的危机.随着社会的不断发展，市场对机械产品的质量、结构、功能、性价比以及外形的多样化和个性化提出了更高的要求，同时由于环境资源的制约，要求市场上有更多资源节约型、可持续发展的机械产品不断涌现.因此，制造业的竞争焦点，实际上就是设计的竞争，目前进行现代机械设计理论方法的研究比以往任何时期都更加显得十分重要.1

机械现代设计理论及方法的发展进程

机械设计理论方法的发展经历了二个历史阶段.一是17世纪前的“直觉设计阶段”和17世纪后的“经验设计阶段”、“传统设计阶段”，通常人们把它们统称为“传统设计阶段”.传统的机械设计是以经验为基础，运用设计手册、数学和力学公式进行设计，这种设计方法的特点是：设计水平低、成功率低、花费大、信息反馈周期长，它已远远不能满足产品的功能需求和市场需求，必将逐渐淡出历史的舞台.二是目前的现代设计阶段.

随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，人类对机械产品提出了越来越高的要求，这就使得机械设计的理论和方法不断向前推进.同时科学技术的不断进步，也为现代机械设计的理论和方法提供了手段.而设计理论和方法的进步往往会带动产品的革新，从而形成良性循环.

目前国内外设计科学形成了不同的流派，主要有以下几个主要流派：一是英、美、日的创造性设计学派.他们认为设计包含创造、分析和决策三要素.强调创新性方法研究，系统工程、价值分析、安全技术、人机工程，市场分析及CAD 技术等.二是德国、北欧机械设计方法学学派.他们强调系统总体设计，层次细、规范详细.三是俄罗斯、东欧的新设计法学派.他们强调基础，提倡发散、变性、收验三步设计程式.四是中国的设计学.他们强调综合、系统和适用性相统一.

现代机械设计方法是基于现代机械设计理论形成，而现代机械设计理论是对现代机械产品原理的科学总结，是判断产品能否满足设计要求的依据.随着科学技术的发展，机械设计理论和方法也在不断前进，因此现代设计理论和方法有种类较多，目前主要有下列四种：(1)现代设计方法学.包括并行设计、系统设计、功能设计、模块化设计、模糊设计、价值工程、反求工程技术、质量功能配置、绿色设计、面向对象的设计、工业造型设计.(2)计算机辅助设计.包括优化设计、

有限元法、智能计算机辅助设计、工程数据库、虚拟设计和模拟仿真.(3)可信性设计.包括安全设计、可靠性设计、动态分析与设计疲劳可靠性设计、防断裂设计、减摩耐磨设计、防腐蚀设计、健壮设计、耐环境设计、维修性设计、测试性设计、人机工程设计.(4)设计试验技术.包括环保性能试验、仿真与虚拟试验、可靠性试验[1].2

现代机械设计方法理论的范畴和特点

现代机械设计理论和方法是对传统设计方法的继承、创新和发展，它是将机械技术、信息技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和管理科学等有机地加以综合，形成的一门多学科、多专业相互交融的系统设计科学.如果从系统的观点分析，现代机械设计理论和方法又是一个由时间维、逻辑维、方法维组成的三维系统.时间维反映了产品规划、方案设计、技术设计和加工设计流程的时间顺序；逻辑维是指解决问题的逻辑步骤，现代机械设计采取先分析、再综合、然后评价、最后决策的步骤；方法维是指机械设计设计过程中的各种思维方法和工作方法.现代机械设计采用各种先进的设计理论方法，使机械设计进入优质、高效和创新的新时代[2].

现代机械设计具有的范畴如下：(1)信息论方法.如信息分析法，技术预测等.(2)系统论法.如系统分析法，人机工程等.(3)控制论法.如动态分析法等.(4)优化论法.它是现代设计法的目标.(5)对应论方法.如相似设计、

反求工程设计等.(6)智能论方法.如CAD ，计算机辅助分析等，它是现代设计方法的核心.(7)寿命论方法，如可靠性和价值工程等.(8)离散论方法.如有限元和边界元方法.(9)模糊论方法.如模糊评价和决策等.(10)突变论方法.如创造性设计等，它是现代设计方法的基础.(11)艺术论方法.如艺术造型等[1].

传统机械设计方法设计者是根据机械设计的任务和目标，以生产经验数据作为设计依据，运用一些基本的设计计算理论，采用模拟、类比、试凑等方法进行设计.由于试验和测试条件差、技术水平低，整机的性能分析也难以深入，因此新产品的研发往往需要经多次试验和修改，从而造成产品设计时间长、耗费大、所谓满意往往带有很大的主观性等

基于现代机械设计理论方法特点与研究进展的探讨

蔡郭生，王笃雄

（扬州大学机械学院，江苏扬州225009）

摘要：阐述了机械设计学科的发展历史，现代机械设计理论方法的特点、范畴和内涵.分析了我国机械设计领域与发达工业国家存在的差距及现代机械设计理论方法的发展方向，提出了只有下功夫弥补现代机械设计理论的不足，才能使我国的机械设计水平整体提升的观点.

关键词：机械设计理论；设计方法；发展趋势中图分类号：TH122

文献标识码：A

文章编号：1673-260X （2012）03-0094-02

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问题.而现代机械设计理论与方法是在多学科（思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科）支持下，研究机械设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学，它具有下列特点：

2.1创新性.创新是一个国家和民族的灵魂，是生存、发展壮大的前提.现代机械设计依托的是先进设计理论和设计工具，它能使设计者的创造性思维能力得到充分发挥，使设计者灵活运用各种创造性的手法，开发出高质量、低成本、服务优且符合环保概念的产创新品.

2.2系统性.现代机械设计注重用系统的观点来看待设计问题它既考虑产品本身，还考虑对系统和环境的影响，即注重人－机－环境的大系统关系.

2.3动态性.传统机械设计只考虑产品的的静态特性，而现代机械设计需要同时考虑产品的静态和动态特性.

2.4前瞻性.在产品设计初期，现代机械设计不仅考虑产品生命周期的全过程和各个阶段的性能要求，同时还考虑系统和环境的影响.这种具有前瞻性的设计可以让人们及早发现产品的潜在缺陷，将可能发生的机械故障减小到最低程度，它能保证自然生态资源的平衡，实现人类的可持续发展.例如，电动汽车的出现就是一个反映现代机械设计具有前瞻性的例证，在电动汽车设计过程中，设计人员既考虑了有关电动汽车的技术问题，又考虑了驾驶操作方便、乘客安全舒适以及动力燃料供应、城市布局、道路发展规划等社会问题.

2.5多学科理论和技术的交融性.现代设计理论方法是一门新兴的综合性交叉学科，它交叉与融合了现代设计方法学、可靠性设计技术、有限元方法、计算机辅助设计技术、工业造型设计等多种学科.例如，可靠性设计涉及产品设计、生产、使用、管理、贮存、运输等各个环节，它是将概率与统计理论、失效物理和机械学等多种学科有机相结合起来的一门综合性很强的科学.由于现代机械设计理论方法具有多学科理论和技术的交融性，因此现代机械设计减小了传统设计中经验设计的盲目性和随意性，提高了设计的主动性、科学性和准确性.

2.6并行化、自动化、计算机化.传统设计方式是由许多部门用串行工作方法参与设计，由于信息是串行的，采用人工检索资料、手工计算和绘图，因此易造成大量返工，且质量难保证，设计过程漫长.现代设计方法是新理论与计算机应用相结合的产物,采用计算机化后可进行并行设计，可把人们的经验、智慧和创造力与计算机高速运算的功能有机地结合起来.随着计算机软硬件的发展以及工程数据库、网络技术的广泛应用，机械设计数据的准确性、稳定性大大提高，提高了工程技术人员的设计效率，设计手段也更加精确，设计方法更加现代化.

3我国现代机械设计理论和方法的现状及发展方向据2010年统计，我国制造业的工业增加值已居世界第二位，这说明中国已经成为世界制造大国，但远不是世界制造强国.这是因为我国的机械产品不仅缺乏自主知识产权，缺乏自主创新产品，而且在产品的性能和质量上与发达国家的差距较大[3].据韩国产业银行最近发表的《韩、中主要产业技术竞争力分析》报告称，我国的技术竞争力落后韩国3～8年，中韩在汽车和一般机械的差距在四年以上.改革开放后，我国的机械设计水平虽然有较大的进步，但与发达的美德日等工业化强国相比，仍然相当于他们六七十年代的水平.我国机械制造业的落后说明了我国在机械产品设计理论、方法和技术领域的落后，这也说明了加快发展我国机械产品现代设计理论方法研究的重要性和紧迫性.

二十世纪八九十年代，我国机械行业为了打造“数字化”和“信息化”工厂，许多企业花巨资购买了世界高端的CAD／CAM／CAE软件，如AUTOCAD、PR0/E、UG、ANSYS 和ADAM S等，并培训了一大批机械设计人员.但很多企业在CAD应用的深度和广度仍有很大局限性，他们仅仅是利用CAD进行工程绘图，只实现了机械设计的“甩图板”目的，而三维CAD/CAM/CAE、仿真设计等应用却很少.采用先进的CAD软件进行工程绘图或做产品结构优化计算，确实能减轻设计人员的工作强度，提高机械设计效率，但机械设计不等于计算，也不等于机械制图加计算，它并不能从根本上解决中国目前机械设计水平低下的问题.在机械产品生命全周期中，由于设计成本只占制造总成本的3%左右，而设计阶段决定了产品的结构、功能、质量、成本、可制造性、可维修性等主要性能指标，所以设计阶段决定了产品整个成本的70%左右，制造阶段及后续其他相关阶段只决定约30%的总成本[4].因此大力开展现代设计理论方法的研究，并把现代设计理论方法在我国制造业中推广使用，对于提高我国机械制造业在世界市场上的竞争能力，具有重要的意义.

目前现代机械设计理论方法的发展趋势是：在性能上向高精度、高效率、智能化的方向发展；在功能上向小型、轻型、多功能化方向发展；在层次上向集成化方向发展.具体来讲是：设计对象由单机走向系统；设计要求由单目标走向多目标，产品设计周期缩短；设计所涉及的领域由单一领域走向多个领域；产品设计由自由发展走向有计划的发展；设计工作的人员从单人走向小组；设计的发展要适应科学技术的发展；绿色设计思想.

4结论

（1）现代机械设计理论是对传统机械设计理论的发展，是现代机械设计的基础与核心.现代设计方法是基于现代机械设计理论形成的，现代机械设计方法仅仅是现代机械设计的手段和目的.

（2）机械产品的竞争实质上就是设计的竞争.深入地研究现代机械设计理论方法对机械设计水平的影响，对提高我国机械产品的创新能力和竞争力，为推动我国从制造大国走向制造强国是非常有益的.

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参考文献：

〔1〕孙靖民.现代机械设计方法[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.8.

〔2〕王隆太.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

18～19.

〔3〕温诗铸，黎明.机械学发展战略研究[M].北京：清华大学出版社，2003.

〔4〕Simon S;Ram D S;Christophe B Design repositories: next-generation engineering design databases2004.

现代机械设计方法复习题【答案2】

现代机械设计方法试题-----复习使用考试形式：闭卷（带计算器与尺）一、图解题 1．图解优化问题：min F (X)=(x 1-6)2+(x 2-2)2 s ．t ． 0．5x 1+x 2≤4 3x 1+x 2≤9 x 1+x 2≥1 x 1≥0, x 2≥0 求最优点和最优值。最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs 与强度均值μr 相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F 。参考解： 3 ．已知某零件的强度r 和应力s 均服从正态分布，且μr >μs ,σr <σs ，试用图形表示强度r 和应力s 的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R 的范围。参考解： f (s) f (r) Y >0安全状态；Y <0安全状态；Y =0极限状态 f (Y)

强度r 与应力s 的差可用一个多元随机函数Y =r -s =f (x 1,x 2,…,x n )表示，这又称为功能函数。设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y )，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f (r )和f (s )计算出干涉变量Y =r-s 的概率密度函数f (Y )，因此零件的可靠度可由下式求得： Y Y f Y p R ?∞ =>=0d )( )0( 从公式可以看出，因为可靠度是以Y 轴的右边对f (Y )积分，因此可靠度R 即为图中Y 轴右边的阴影区域。而失效概率F =1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4．用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别对这几个阶段进行分析。失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率（或故障率）曲线反映产品总体寿命期失效率的情况。图示13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1) 早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于使用的早期，失效率较高而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运转也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到t 0时失效率曲线已开始变平。t 0以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免，争取失效率低且t 0短。 (2) 偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即t 0到t i 间的失效率近似为常数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件截面尺寸可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过分地加大，将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3) 耗损失效期，失效率是递增型。在t 1以后失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升，如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如报废更为经济。

浅谈现代机械设计及其发展趋势

浅谈现代机械设计及其发展趋势【摘要】现代机械设计是一项系统性很强的综合性技术，是一个国家制造水平的重要标志，是一个国家经济发展的关键内容。机械制造要与社会发展相互促进，了解机械制造技术的现状与发展趋势，敢于创新，才能把握机遇。本文就这话题展开探讨，以增进对现代机械制造的了解，促进经济发展。【关键词】机械设计；产品制造；现状；发展趋势不论是发达国家还是发展中国家，都在大力发展机械制造技术。机械制造成为了衡量一国工业水平的重要标准，也成为了各个国家之间科技竞争力的重大内容。现代机械制造技术在传统制造技术的基础上，与计算机技术、信息技术、自动控制技术等完美结合，是集机械、电子、信息、材料与管理技术于一体的综合性技术。一个国家的制造水平是一个国家的经济支柱，是工业得以发展的基础，是影响国民经济发展的关键性因素。目前，我国正处于经济发展的关键时期，作为一个发展中的工业大国，我们最薄弱环节是机械制造技术。展望未来制造业的发展，必须与人类和社会的进步同步，但是无论怎样发展都必须与自然界保持和谐，这样才可以保证国民经济的可持续发展。对于我国的机械制造业而言，了解我国机械制造技术的发展现状，把握现代机械制造的发展趋势，抓住发展机遇，不断的更新理念，把机械制造技术放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，我国由制造业大国向制造业强国过渡的伟大目标才有可能尽早实现。 1.现代机械制造技术的发展历程自从我国工业时代的兴起到现在，机械制造业不断在发生变化。从手工到机械，机械手工相结合，到自动化、智能化等等，并且随着科学技术的更新进步不断的发展新的机械制造技术。根据生产方式的变化，可以分为五种类型：第一类是劳动密集型生产方式，这包括早期的工业生产和手工制造业。第二类是随着工业化的发展，生产社会化的不断加快，设备密集型的生产方式出现，汽车制造业和轴承等这样的大批量流水线生产业被研发，这些均属于设备密集型。第三类是信息密集型生产方式，这类生产方式是指新型机电一体化设备的加工生产，它实现了人与机器设备之间的信息交流，机器能够通过获得的信息实现快速准确的加工。第四类是知识密集型生产方式，制造理念的飞跃即属于此类生产方式，其典型代表有计算机集成制造和柔性制造在内的较少信息参与的加工，柔性制造系统计算机集成制造系统。第五类是智能密集型生产方式，敏捷制造和智能制造是这类生产的主要内容，它是一种全新的生产方式，目前正在被研究和实施智能密集型生产方式的技术可以快速响应市场的变化，超前地开发产品，从而实现多品种产品的全过程管理。 2.现代机械制造技术的现状及其特点近年来，我国虽然不断采用先进的制造技术，并且积极引进国外先进技术，

现代机械设计方法(答案)

一、绪论 1.设计活动的特征有哪些？时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别？传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段？计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些？智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么？相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则内容：第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量；第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 π，π，，，，，，π 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。用途：第一定理：介绍相似现象的属性；第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π；第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么？导出方法：方程分析法、量纲分析法基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质？如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相同的无量纲形式解。出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其功率系列（将计算值按0.5圆整）解：四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解基本思路： “分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？

考试科目833机械设计(一)[001]

考试科目：833机械设计（一）适用专业：机械制造及其自动化、机械设计及理论一、复习要求要求考生熟悉通用机械零件的基本知识，掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有综合运用所学知识设计通用零件和简单机械的能力。二、主要复习内容 1.绪论（1）了解课程的内容、性质与任务。（2）掌握有关的机械设计基本概念。 2.机械零件的强度（1）掌握疲劳曲线及极限应力曲线的意义及用途；能根据材料的几个基本力学性能（σB、σs、σ-1、σ0）及零件的几何特性，绘制零件的极限应力线图。（2）掌握单向稳定变应力的机械零件疲劳强度计算方法：① r=常数；②σm=常数；③σmin=常数。了解应力等效转化的概念。（3）熟悉疲劳损伤累积假说（Miner法则）的意义及其应用方法。（4）掌握教材中有关线图及数表的查询方法。 3.螺纹连接和螺旋传动（1）掌握螺纹及螺纹连接件的类型、特性、标准、结构、应用场合及有关的防松方法。（2）能正确进行螺栓组的受力分析并进行螺栓尺寸的计算及类型、规格的选用。（3）在受拉伸载荷或受倾覆力矩的紧螺栓连接中，能用螺栓连接的受力变形线图分析说明降低螺栓刚度、增大被连接件刚度及增大预紧力可以提高螺栓抗疲劳能力。（4）掌握滑动螺旋传动的设计计算方法。 4.键、花键、无键连接和销连接（1）了解键连接的类型及应用特点；掌握键的主要类型及尺寸的选择方法。（2）了解花键连接的类型、特点及应用。 5.带传动（1）了解带传动的类型、特点及应用场合。（2）掌握带传动的工作原理、受力分析、弹性滑动及打滑等基本理论。（3）了解带传动的失效形式及设计准则。（4）熟悉带的应力计算及其变化规律。（5）掌握带传动的参数选择。（6）熟悉带传动的张紧方法及措施。 6.链传动（1）了解链传动的工作原理、特点及应用；掌握链传动的“多边形效应”，即链传动的运动不均匀性及动载荷是如何产生的，可采取什么措施（如改变链轮齿数、转速、链条节距等）以改善链传动的运动不均匀性及动载荷。（2）掌握分析滚子链传动发生跳齿、脱链的主要原因的方法。（3）掌握链传动的安装布置和张紧。（4）了解滚子链传动的设计计算方法。 7.齿轮传动（1）了解齿轮传动的特点及应用；掌握不同条件下齿轮传动的失效形式、设计准则、强度计算方法。

现代机械设计方法

一、绪论 1.设计活动的特征有哪些时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性二、设计方法学

1.设计过程包括哪几个阶段计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则

内容：第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量；第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。用途：第一定理：介绍相似现象的属性；第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π；第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什

机械设计理论与方法的研究

邓灿（机械设计制造及其自动化六班）摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。自古至今，新的设计理论和方法不断形成，最大程度地满足了社会和人们的需要。本文阐述了机械设计理论与方法的历史变演、发展现状以及未来趋势，提出了继承与创新相结合的重要性。关键词：机械设计理论方法发展 0 前言为了满足机器的使用功能要求、经济性要求以及劳动保护和环境保护要求等，设计人员必须有一个科学的设计过程。机械设计是对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。自机械学科开创以来，设计学领域就占据着非常重要的位置，在不同的阶段它都有一套完整的理论和方法，进过积累和创新，不断闪现出新的亮点，最大程度地满足社会和人们对产品的需求。下面介绍了机械设计理论与方法的历史进程、研究现状，通过调研、分析和总结对未来的发展趋势做出了展望。 1 历史回顾机械设计是为生产机械所必须进行的技术决策活动，由于基础薄弱、积累的经验少等原因，这门学科的确立相对较晚。按照机械界的说法，20世纪60年代以前的机械设计理论与方法称为传统机械设计，其理论与方法都是根据常规的思路和步骤，目前我们所使用的《机械原理》及《机械设计》等教材主要讲述的是常规设计技术，虽然比之现代设计技术它存在着明显的局限性，但是它是学习、应用发展现代设计技术的基础，它的经典性是每一个机械设计人员所不敢轻视和忽略的。 1.1传统机械设计的经典理论（1）理论基础机械设计需要观念指导，传统的设计方法能适应和满足当时人们的要求，则必然存在一套公认的理论。这套理论的基础有两点： 1）、静态解析和稳定性解析的观念；在传统设计理论形成时期，牛顿力学的思维方式总是将处于变动状态之中的事物，抽象为处于相对稳定状态(包括静态)之中来描述；再加之受当时的实验和模拟技术水平的限制，所以就把复杂状态的问题采取近似的、粗略的简化处理，以便进行实验模拟和数值处理。 2）、合格设计的观念传统的机械设计着重于实现机械本身预定的功能，最大程度地满足机器的工作能力，而对工艺和成本等考虑得较少。整个设计往往是根据任务和目标，先做出第一个方案，甚至造出样机，然后通过评定与考核，进行修改，形成第二轮方案，如此反复，直到满意为止。（2）概念体系针对这个理论基础，传统的设计论还建立了自己的经典概念，从而形成了静态解析的理论体系。其概念的建立，大致有两种模式： 1）将客观的变动状态抽象为稳定状态或静态，进而建立概念，如“载荷” 的概念； 2）对具有随机性的现象，略去其分散趋势的统计特征，仅只抓住集中趋势的统计特征来建立概念，如“应力”概念和“强度”的概念。（3）设计准则

现代机械设计技术方法与发展探析

现代机械设计技术方法与发展探析发表时间：2018-10-25T12:09:04.683Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：刘勇刘红亮[导读] 现代机械设计，在综合各学科知识，各学科技术交叉对设计进行改进和最佳化方面有独到的长处。武汉圣禹排水系统有限公司湖北省武汉市 430057 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要的因素。现代机械设计应与最先进的科学技术和理念相结合，不断开拓创新，本文综述了目前常用的几种现代机械设计方法并展望了未来的机械设计方法的发展趋势。关键词：机械设计；技术；方法；发展趋势现代机械设计，在综合各学科知识，各学科技术交叉对设计进行改进和最佳化方面有独到的长处。在未来绿色化，智能化的趋势下，现代机械设计技术必将进一步发展，设计出质优价廉的产品，从而促进社会发展和进步。1现代机械设计的特点机械设计是对机械的结构，工作原理，运动形式，和零件的规格尺寸进行测量研究及计算，从而将其转变成详细具体的描述方式，以之为机械制造的依据和参照。机械设计的目的是为了优化设计，也就是为了在特定的条件下组织构建出造价、性能、质量都最佳的机械。现代机械设计有其鲜明的特点，即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、润滑方法等进行构思、分析、计算，而且还需融通多门科学知识，如创造性工程、美学、仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等，使设计出的产品在市场中具有竞争力。现代社会对机械系统提出了更高的要求，为了使产品能够立足于市场，机械系统不仅需要能够在实现预期功能的基础上，还需要设计的机械系统满足物美价廉、操作方便、安全性能高、污染小等特点。2机械设计的常用现代设计方法为了寻求能够保证设计的质量、加快设计的速度、减少和避免设计失误的方法、措施，并能够适应科学技术发展的要求，使得设计工作现代化，从而引发了对现代设计方法的研究。若把现代设计的方法应用到机械设计中，就称其为现代机械设计方法。现今，经常采用上述方法论中的创造性设计法、技术预测法、信号分析法、系统设计法、相似设计法、动态分析设计法、模糊设计法、有限元和边界元分析设计法、可靠性设计法、优化设计法、CAD计算机辅助设计法、艺术造型设计法等。 2.1专业的现代机械设计方法由于计算机计算速度快，计算量大，且具有智能的逻辑判断能力，已经成为机械设计中不可缺少的重要组成部分，它能够在机械设计的计算，决策，分析，综合以及数据图形处理方面均起到重要作用。随着现代科技技术的不断进步和高速发展，由计算机系统专业从业人员和专业的机械设计人员共同协作开发设计的计算机应用软件，使的该应用软件可以快速准确的反应机械产品在工况中的损伤、失效以及破坏机理，根据这些数据定量出针对各零件和机械的动态行为的分析，形成稳定的机械设计程序，即专业的现代机械设计方法。例如：摩擦学设计、强度设计和温度场分析等。这些软件都是在传统的设计方法基础上应用计算机技术开发出来的。 2.2通用的机械设计方法由于计算机发展的水平所限，一般专业的现代机械设计方法适用范围较小，一般的机械设计方法只能通过计算机辅助，对设计进行系统分析和计算，此种设计方法，称为通用的机械设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、cad等。这些方法并不只是针对机械产品去研究还有其自身的科学理论和方法。 ⑴优化设计。优化设计可以成功地解决解析法等其他方法难以解决的复杂问题，它是建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过计算机的数值计算出一切可能的方案，并在一切可能的方案中寻求最优方案，使期望的指标达到最优的设计方法。 ⑵模糊设计。它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。它的最大特点是可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析得出综合的数量化指标作为选择决断的依据。模糊数学的研究领域非常广泛，其包括模糊变换、模糊综合评判、模糊模式识别、模糊决策、模糊拓扑、模糊专家系统等综合理论。在机械设计中，一般将模糊技术与其它设计方法相结合，对机构进行研究。如利用模糊综合评判进行机械制造、机械设计参数、传动方案等的优化选择；将模糊技术与可靠性设计、优化设计相结合，形成了模糊可靠性设计、模糊优化设计、模糊可靠性优化设计等方法。 ⑶有限元设计。随着计算机技术的发展，有限元设计在各个工程领域中不断得到深入的应用。有限元法的基本思想是将结构离散化并用有限个容易分析的单元来表示，通过有限个节点来连接各个单元，然后根据变形协调条件综合求解。由于节点的数目也是有限的，单元的数目是有限的，所以称为有限元法。这种方法只要改变单元的数目，灵活性很大，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。 ⑷仿真与虚拟设计。虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提在产品设计阶段实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。 ⑸可靠性设计。在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力称为零件的可靠性设计。将常规设计方法中所涉及的设计变量如材料强度、疲劳寿命、尺寸、应力等，看成服从某种分布的随机变量是可靠性设计的主要特征。然后根据产品的可靠性指标要求，用概率统计的方法得出零部件的主要结构参数和尺寸。3现代机械设计的发展趋势3.1 绿色化所谓绿色设计，就是指通过高效的利用能源、资源来获得绿色产品的设计。具体而言，就是在产品设计的整个过程中，把产品的环境属性列在首位，在满足环境要求的同时，来保证产品的质量、基本功能与经济性。绿色产品是既具有特定的功能，又对人体健康以及周围的环境没有危害的产品。绿色设计既是实现人类能够享受美好健康生活，以及可持续发展的必然要求，也是未来技术发展的趋势，具有能够提高工作的效率，减少企业的投资风险，提高产品的市场竞争力的意义。 3.2智能化

机械结构设计的原则和特点

5.1.1机械结构设计的任务机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 5.1.2机械结构设计特点机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 5.2机械结构件的结构要素和设计方法 5.2.1结构件的几何要素机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，

一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 5.2.2结构件之间的联接在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、

现代机械设计方法的分类

现代机械设计方法的分类现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。现代设计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化。现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的 ,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托 ,以多种科学方法及技术为手段 ,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。现代设计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计一、并行设计并行设计是一种对产品及其相关过程（包括设计制造过程和相关的支持过程）进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类：（I）基于人员协同和集成的并行化。就是把组成与产品方面有关的，针对给定设计任务的专门的、综合性的设计团体（企业）协同起来。丰田的产品开发过程有四个主要内容：一个产生主要设计的概念论文的规划阶段 , 同步设计的系统设计阶段 , 一个具有设计标准的详细设计阶段一个精益生产的样机模具阶段。广泛地协调，不仅仅在设计而且还有生产以及销售协调从概念到市场完整的项目 ,概念创造以及概念支持者,规格、成本目标、设计以及主要部件选择，确信产品概念精确地被转换为车型的技术细节 ,直接地、经常地与设计师以及工程师交流 ,建立与顾客直接接触（产品经理办公室实施它自己的市场调查，除了通过市场营销进行的定期市场调查）。前端设计设计环节与供应商实现设计的集成多部门协调研发以客户为中心降低批量规模（2）基于信息、知识协同和集成的并行化。该方法基于计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用面向制造（DFM）和面向装配（DFA）的设计方法，涉及CAX技术、产品信息集成（PDM）技术以及与人员协同集成有关的信息技术。当然，这两种机电产品并行设计方法并不是相互独立的。在实际应用过程中，它们往往是紧密结合在一起的。实例：并行工程应用于整车项目开发案例研究在组织机构上，建立一支跨部门矩阵式的开发团队，团队全体成员共同对团队的目的和目标负责，每一个成员都能理解其职责。它确定团队活动的焦点，包括服务和产品。全体成员相互依赖，在协同环境中工作，实施信息预发布、设计评审及反馈，定期组织团队会议，进行信息交流、讨论，进行团队决策，确保团队计划向前推进。结构上可将开发团队划分成若干小组（IPT）。并行工程所需的体系结构通常由工程设计、质量管理、过程管理、软件环境和生产制造等 5 个系统组成（见图 1）。一般地，汽车整车产品开发共有 4 个大的阶段，即策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制阶段。并行工程在实施过程中对设计进度和质量控制都可分多级并行循环体，对开发进行协同、配合、反馈和修改的循环工作。设计部门与技术支持、工艺、质量、制造、销售、计算机仿真和供应商等部门形成一个大的循环体，各部门内部又有各专业小组之间的小循环体，根据需求不同可建立不同的循环体（见图 2）。 1. 在整车项目开发周期管理中的作用图 3 所示为整车开发过程的大计划，纵向列出全部工作内容，横向列出整体开发的时间，在

关于现代机械设计理论与方法研究进展的综述

关于现代机械设计理论与方法研究进展的综述金陵科技学院机电工程学院孙志会摘要：现代机械设计理论是现代机械设计的基础与核心，而现代机械设计方法是现代机械设计的手段和目的。现代机械设计具有动态的、科学的、计算机化的特点，在技术上体现智能化、经济性和精确性。在现代设计理论与方法的研究方面，我国与发达国家还存在一定的差距，主要表现在材料科学的研究及制作技术两个方面差距最大。关键词：机械设计理论与方法研究前景分析机械设计是机械产品开发设计的一个重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素，从古至今的科技发展，无一不包含机械设计理论的成果。现代机械设计理论是对现代机械产品原理和机理的科学总结，而现代机械设计方法是使现代机械产品满足以及判断现代机械产品是否满足设计原则的依据。现代机械设计方法是基于现代机械设计理论形成的，现代机械设计理论是现代机械设计的基础与核心。因此，掌握机械设计理论的程度将直接反映机械设计的水平。随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，社会对机械产品提出了越来越高的要求，这就使得机械设计的理论和方法不断向前推进，同时，科学技术的不断进步，也为现代机械设计的理论和方法提供了手段。现代机械具有的特征 ①机械应是一种有“头脑”的手足延长；②不仅仅只处理物质和能量，而且更关注处理信息；③满足人们的综合需求；机械将具有更强

的智能。正因为现代机械具有以上特征，因此，现代机械设计在设计思想、设计准则和设计过程上与传统机械设计都有所不同。传统机械设计更多地靠经验和借鉴，关注机械系统对象，以经典力学、强度等准则，过程为任务→方案→样机→试验→修改→（重复）；现代机械设计则更多地运用最新技术、大系统论，以广义力学、可靠性等准则，过程为虚拟样机→评价→优化参数→设计与制作。现代机械设计在技术上体现智能化，其中包含了大量创造性思维过程和智能活动。现代机械的设计方法现代机械设计方法具有的范畴：1.信息方法论，如信息分析法、技术预测等；2.系统论法，如系统分析法、人机工程等；3.控制论法，如动态分析法等；4.优化论法，它是现代设计法的目标；5.对应论方法，如相似设计等；6.智能论方法，如CAD、计算机辅助分析等； 7.寿命论方法，如可靠性和价值工程；8.离散论方法，如有限元和边界元方法；9.模糊论方法，如模糊评价和决策等；10.突变论方法，如创造性设计等；11.艺术论方法，如艺术造型等。在生产实际中常用的现代设计方法有：1.技术预测法，2.创造性设计，3.系统设计法，4.信号分析法，5.相似设计法，6.模糊设计法，7.动态分析设计法，8.有限元和边界元方法，9.优化设计法，10.可靠性设计法，11.计算机辅助设计法，12.艺术造型法。国内外现代设计理论和方法主要流派 1.德国、北欧机械设计方法学流派特点：强调系统总体设计，层次细、规范详细。

机械设计及理论.doc

机械设计制造及其自动化专业培养方案一、培养目标本专业立足于国家及地方经济建设和行业发展的需要，培养基础宽厚、实践动手能力强、综合素质高、视野开阔、具有创新精神和社会责任感的应用型高级专门人才；使学生在机械工程相关领域内，具有运行管理、应用研究、设计制造、科技开发和经营销售等方面的能力。学生毕业后主要在公路、铁路、港口、市政、建筑、制造企业等部门生产第一线从事机械设备的管理、运用、控制、设计、机械化施工、产品研发等工作。二、专业特色及实现途径（一）专业特色本专业为国家管理专业和湖南省特色专业，依托的“机械工程”学科为湖南省“十二五”重点建设学科，学校具有“机械工程”一级学科硕士学位授予权和“工程车辆轻量化与可靠性技术”湖南省高校重点实验室。本专业已形成一支学术水平高、教学科研能力强、知识与年龄结构合理、教学科研经验丰富的师资队伍，教师中大多数具有机械设计制造企业工作经历。本专业依托行业优势，设置工程机械、机电一体化两个专业方向，以创新实践能力培养为重点，不断优化专业结构，提高人才的培养质量。几十年来，已培养了近三千名本科生，形成了“立足交通和工程机械行业，传承‘铺路石’精神；夯实基础知识，突出机电一体化；强化工程实践与动手能力，培养面向基层的高级应用型人才”的专业特色。（二）实现途径 1、坚持“立足交通和工程机械行业，服务基层”的人才培养理念 50多年的办学历史，数千名毕业生工作在公路建设施工或工程机械行业的第一线，传承脚踏实地、艰苦奋斗、乐于奉献、锐意进取的“铺路石”精神，获得了社会的广泛认可。毕业生就业主要在路桥、水利、港航等交通施工企业及三一重工、中联重科、柳工等工程机械制造企业。因此，本专业在人才培养目标定位上，始终以“紧密依托交通行业，面向基层，服务区域经济发展”为宗旨，坚持将我校的“铺路石”精神融入到人才培养的各个环节，培育、磨练和培养学生“下得去、用得上、干得好、留得住”的思想品质。 2、更新教学理念，改革教学方法，优化课程体系和教学内容，注重基础知识教育长期以来，本专业积极开展教育教学创新，不断更新教学理念，与产业、行业专家共同研究、完善与生产实践、社会发展需要相适应的宽口径、厚基础、重实践的课程体系。坚持工程机械的特色专业方向，学科优势贯穿于课堂教学和创新实践中，将典型的科研成果凝练

现代机械设计理论与方法的研究与应用

现代机械设计理论与方法的研究与应用摘要：阐述了机械设计学科的发展历史，现代机械设计理论方法的特点、范畴和内涵。分析了我国机械设计领域与发达工业国家存在的差距,指出了现代机械设计理论方法的发展方向。当前制造业的竞争焦点实际上就是设计的竞争，目前进行现代机械设计理论方法的研究比以往任何时期都更加显得十分重要。关键词:机械设计理论，设计方法,发展进程，发展趋势，应用前景（一）:(1)机械设计理论及方法的发展进程机械设计理论方法的发展经历了二个历史阶段。一：17世纪前的“直觉设计阶段”和17世纪后的“经验设计阶段”、“传统设计阶段”。通常统称为“传统设计阶段”。传统的机械设计以经验为基础，运用设计手册、数学和力学公式进行设计，这种设计方法的特点是：设计水平低、成功率低、花费大、信息馈周期长。它已远远不能满足产品的功能需求和市场需求，淡出了历史的舞台。二：目前的现代设计阶段。随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，人类对机械产品提出了越来越高的要求，这就使得机械设计的理论和方法不断向前推进。科学技术的不断进步，也为现代机械设计的理论和方法提供了手段。而设计理论和方法的进步往往会带动产品的革新，从而形成良性循环。目前国内外设计科学形成了不同的流派，主要有以下几个主要流派：一是英、美、日的创造性设计学派。他们认为设计包含创造、分析和决策三要素强调创新性方法研究，系统工程、价值分析、安全技术、人机工程，市场分析及CAD技术等；二是德国、北欧机械设计方法学学派。他们强调系统总体设计，层次细、规范详细。三是俄罗斯、东欧的新设计法学派。他们强调基础，提倡发散、变性、收验三步设计程式。四是中国的设计学。他们强调综合、系统和适用性相统一。现代机械设计方法是基于现代机械设计理论形成，而现代机械设计理论是对现代机械产品原理的科学总结，是判断产品能否满足设计要求的依据。 (2)我国现代机械设计理论和方法的现状据2010年统计，我国制造业的工业增加值已居世界第二位，这说明中国成为了世界制造大国，但是距离世界制造强国的目标还有很长的路要走。分析后不难发现，表面上是产品的性能和质量上与发达国家的差距较大，本质上是我国的机械产品缺乏自主知识产权和自主创新产品。我国在机械产品设计理论、方法和技术领域的落后，凸显了加快发展机械产品现代设计理论方法研究的重要性和紧迫性。二十世纪八九十年代，我国机械行业为了打造“数字化”和“信息化”

浅谈现代机械设计方法与未来机械设计

168研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2019.06 (下)3.3?风管安装在规范和设计允许的条件下，安装的风管应具有一定的坡度。在安装过程中，如果风管弯头超过500mm ，则需安放导流片减少系统阻力，以使管道内的风速均匀。此外，还需在风管三通处设置调节阀，保证各风口处风量的均匀性。尤其是大主风管上腹部若需开风口，则应把导流调节叶片安放在离空调位置最近的三只风口后，而防火阀则需安装在墙体前后的500mm 内。同时，为了降低空调运转时的噪音，需在其出风口和回风口处安装消声器。其风管底部若设有纵向接缝，则需进行密封，法兰垫片可用橡胶或发泡橡塑密封材料。若风管尺寸偏大，应在其靠近室外机风口的地方设置可调节风阀，以对风量进行控制。另外，还应采用保温材料对风管和部件进行保温施工，所用的材料需粘贴稳固，风管机水管在技术缝和穿墙的地方需保证保温层的连续性。 3.4?设备安装在中央空调安装工程的所有环节中，设备安装处于关键环节，其设备主要有冷水机组、风机盘管、冷却塔等，涉及的设备数量大，应认真对待其安装工作。（1）冷水机组安装。该机组是中央空调的核心设备，蒸发器排出的气体冷媒经过绝热压缩后会转为高温高压状态，随后经冷凝器处理成为液态冷媒，并在节流阀中膨胀成低压而变为气液混合物。（2）风机盘管及新风机安装。在风机盘管安装时，应按冷凝水的排放要求设定其安装高度，出水口位置宜定在冷凝水管的最高处，并预留水封安装所需的高差。为避免设备振动给建筑结构带来的危害，空调末端设备都需安放减振吊杆或隔垫。此外，设备安装完毕后需进行复检，以使水压试验得以保证，同时在施工时要确保排水管坡度符合要求，以便冷凝水可排放到设计指定的地方。另外，为随着机械类产品在设计方式和设计理念上的不断创新，通过借助计算机和信息化等新型技术，可以更好地提高产品整体的工作性能及结构稳定性能。我国当前在机械设计方式上，还存在一些问题，其中最突出的是机械设计和未来发展不同步的问题，这在很大程度上阻碍了我国机械设计水平的进一步发展，影响了机械类产品质量和性能的提升，如果机浅谈现代机械设计方法与未来机械设计杜东平（大庆石化建设有限公司，黑龙江?大庆?163714）摘要：随着以计算机为主体的现代科学技术不断提高，越来越多的计算机技术应用到了机械产品的设计和研发中。机械产品逐渐凸显出很高的智能性和自动化水平，从机械设计方式上的转变，促使我国机械设计方式得到了很大改进，在未来机械设计当中，对系统的内部升级方式将会取得更大突破。本文针对现代机械设计方式进行阐述，并对未来机械设计的方向进行了展望。关键词：现代机械；设计方式；未来机械设计；中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）06（下）-0168-03 械设计不能很好地解决现存问题，将会极大地影响机械行业未来的发展，甚至可能导致机械产品研发速度无法满足现代市场需求，相关产品在应用方面出现阻碍。通过对现代机械设计方式进行研究，能够更好地了解未来机械设计发展方向，从而促进我国机械设计和生产进步，顺应市场发展趋势，设计出各个方面性能更加优良的机械设备。保证风机盘管与管道间能连接可靠，用于连接的软管需要具备一定的耐压值。（3）冷却塔及水泵安装。绝大多数的冷却塔均为玻璃钢制件，且是在现场组装的，所以施工前应对其进行严格的检验，安装时还应对间隙检查以保证其满足所需，防止使用时发出噪声。4?结语中央空调系统具有一定的复杂性，安装时容易受到一些因素的影响，而使其在运行时造成比较高的能耗，这将不利于它的正常使用和我国经济的可持续发展。为此，在中央空调系统安装时，应根据其安装技术要求在节能理念的指引下进行安装，在满足其功能性的基础上以最大的限度降低其能耗，从而实现节能减排的目的，以取得良好的经济和社会效益。参考文献：[1]智研咨询.?家用中央空调六年增长超五倍，2017市场规模达到310亿元[EB/OL].?https://https://www.360docs.net/doc/9b2389005.html,/s?id=1620878212835804091，2018-12-26.[2]梁富君.高层建筑中央空调的节能技术[J].智能城市，2018,4(18):114-115.[3]武增旺.节能理念在中央空调安装工程中关键技术的思考[J].山西建筑,2017,43(21):180-181.[4]王旭.大型公共建筑空调系统施工质量控制及优化研究[J].江西建材,2017(07):78.[5]杨轶.民用建筑中央空调系统安装技术研究[J].能源与环境,2016(06):105-106.?[6]石华春.中央空调系统能耗与安装技术的相关探讨[J].四川建筑,2018,38(03):258-259.[7]姚群威.智能控制技术在中央空调系统的应用[J].技术与市场 ,2017,24(06):103-104.

17年12月考试《现代机械设计理论与方法》考核作业

东北大学继续教育学院现代机械设计理论与方法试卷（作业考核线下） B 卷（共 4 页）总分题号一二三四五六七八九十得分注：请您单面打印，使用黑色或蓝色笔，手写完成作业。杜绝打印，抄袭作业。一．选择题（可多选，每題2分，共20分） 1. 机械产品的设计规划阶段，应完成如下主要工作（）。 A) 产品的市场需求分析 B) 产品设计的可靠性报告 C) 产品的功能原理设计 D ）产品的结构方案设计 E ）产品的装配草图绘制 F ）产品的零件图和其他技术文件 2. 以下有关机械系统特点的描述哪些是正确的（）。 A) 整体性 B) 系统性 C) 独立性 D) 相关性 3. 机械产品的功能是对（）进行传递和变换的程序、功效和能力的抽象化描述。 A) 机械流 B) 能量流 C) 物质流 D) 电流 E ）信息流 F ）控制流 4. 功能分解的结果有两种表达方式，其中，（）在形式上比较简单、直观，可以清晰地表达各分功能的层次关系，而（）则能够更充分地表达各分功能之间的相互配合关系。 A) 功能结构图 B) 功能树 C) 功能元 D ）核心功能 5. 布置传动系统时，一般把带传动安排在传动链的（）。 A) 低速端 B) 高速端 6. 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？（）。 A) B) C) D) ） C) 变形协调原理 D) 任务分配原理 E ）自补偿原理 8. 图示平面问题，满足（）。 x x O y A B u=0v=0（a ） B y A A v=0 （b ） O x O x ｖ=0 y B C D