浅谈机械设计的三种类型
机械专业设计
机械专业设计机械专业设计涵盖了很多不同的方面和领域，以下是一些常见的机械设计领域：1. 机械零件设计：包括零件的尺寸、形状、材料和制造工艺等方面的设计。
2. 机械装配设计：将多个零件组装在一起以实现特定功能，需要考虑零件之间的配合、连接和固定方式等。
3. 机械结构设计：设计机械系统和机械装置的整体结构，包括框架、支撑结构和传动机构等。
4. 机械系统动力学设计：研究机械系统的动力学性能，如振动、冲击和动态响应等，以确保系统的稳定性和安全性。
5. 机械制造工艺设计：选择合适的制造工艺和加工方法，并考虑材料选择、工艺流程和工装夹具设计等。
6. 机械流体传动设计：设计机械系统中的流体传动装置，如液压系统、气动系统和润滑系统等。
7. 机械自动化设计：将机械系统与电子、控制和自动化技术相结合，实现自动化和智能化功能。
8. 机械产品测试与验证设计：设计测试方案和验证方法，验证机械产品的性能和可靠性。
在机械设计中，常用的软件工具包括CAD（计算机辅助设计）软件，如SolidWorks、CATIA和AutoCAD等，以及CAE（计算机辅助工程）软件，如ANSYS和Abaqus等，用于进行设计、模拟和分析等工作。
此外，机械工程师还需要熟悉相关标准和规范，如ISO（国际标准化组织）和ASME（美国机械工程师学会）等。
机械专业设计需要综合应用机械工程学、材料科学、力学、热学、电子技术等多个学科的知识和技能。
在设计过程中，还需要考虑材料性能、可制造性、成本效益、可靠性、安全性等因素。
同时，机械设计师还应该关注环境保护和可持续发展等问题，以确保设计的可持续性。
机械专业设计领域广泛，不同的行业和领域都有机械设计的需求。
一些常见的行业包括汽车工程、航空航天、能源工程、制造业、医疗设备、消费电子和机器人技术等。
浅谈机械设计的三种类型
比如方 便残 疾 人 出行用 的 拐杖 ，行 走 选 择 改 良已有 的产 品 ，根 据人 们 的 需要来 时是拐 杖 ，休 息 时能 拼成 椅 子 。再 比如 现 增添 或是变 换功 能等等 。
在 市面上 已经有 的Ｕ Ｂ Ｓ 分线器 ，一 头插在 电 三 、变型设 计 变 更产 品 的结构 配置 和 尺寸 由于 需要
ｌ． ． 研发 …………………………一
浅谈机 械 设计 的三种 类型
华北 电力大学机械 工程 系 赵 爱林
【 摘要】本文从概念和运 用方面论述 了机械设计 中的开发性设计 、适 应性设计 和变型设计 三种典型设计方法。又从社会 需求出发分析 了在 产品设计过 程中三种方
法的利弊和特点。最后提 出它们 是各有特 点、相辅相成的 ，是机械设计者们在设计过程 中应该特别注意 的。
原 理 方案 。往往 使用 一 种新 的物理 效 应来 上升 ，各 个 高校 也 更加 重视 学 生创 新 性能
例 如 ，北 方使 用 的收 割机 不适 合在 田
地 较 小 ，分布 不 集 中 的南方 使用 ，此 时 ， 代 替 旧 的物 理效 应 ，使 机器 的工作 原 理发 力 的培养 ，可见 ，创 新 已经 被越 来 越 多 的
国的机 械创 新设计 定会更 上一层楼 。
二 、适应性设 计
再 比如 ，早 期 手 机 键 盘 是 九 个 数 字 键型 的 ，有 的厂 家推 出 电脑 键 盘型 的 ，再
指 的是在 总 的方 案原 理基 本 保持 不变 到现 在 的全触 屏 ，输 入 方式 的 改变 适应 了
的情 况 下 ，对 现有 产 品进 行局 部 更改 ，或 不 断变化 的市场 。还有 同种 产 品不 同材质
机械设计基础了解机械设计中的设计风格与趋势
机械设计基础了解机械设计中的设计风格与趋势机械设计作为一门应用型技术学科，旨在将机械工程原理与计算机辅助设计方法相结合，创造出更加高效、先进的机械产品。
在机械设计领域，设计风格与趋势对于设计师来说至关重要。
本文将介绍几种常见的机械设计风格与当前的设计趋势。
1. 传统机械设计风格传统机械设计风格是指基于传统机械工程原理和经验，注重结构设计和功能实用性的设计风格。
这种风格的特点是机械结构紧凑、可靠性高、易于制造和维护。
在设计过程中，设计师通常会考虑材料的选择、零件的设计和装配等方面。
然而，传统机械设计风格在面对越来越复杂的机械系统和高精度要求的情况下，受到了一定的限制。
2. 现代机械设计风格现代机械设计风格强调创新、高效和智能化。
它借鉴了其他学科的理论和方法，如计算机辅助设计、仿真分析等。
现代机械设计风格注重将机械系统设计与最新的技术相结合，例如自动化控制、物联网和人工智能等。
这种风格下的机械产品具有更高的精度、更好的智能化程度和更高的生产效率。
3. 可持续发展设计趋势随着全球环境问题的日益突出，可持续发展设计趋势在机械设计领域日益受到关注。
可持续发展设计强调减少资源消耗、提高能源利用效率和减少环境污染。
在机械设计中，可持续发展的方法包括材料的选择、工艺的改进和废弃物的处理等方面。
通过采用可持续发展设计思想，可以使机械产品更加环保和节能。
4. 自适应设计趋势自适应设计是指机械产品能够根据不同工况和环境要求自动调整参数、储存数据和执行相应操作的设计趋势。
自适应设计可以提高机械产品的性能和可靠性，同时减少对人力的依赖。
在自适应设计中，传感器、执行器和控制算法等技术起着关键作用。
随着传感器和控制技术的不断发展，自适应设计在机械设计中的应用也越来越广泛。
总结起来，机械设计的设计风格与趋势正朝着现代化、智能化、可持续化和自适应化的方向发展。
在实际的机械设计过程中，设计师应不断学习新的设计理论和方法，灵活运用各种工具和技术，以满足不断变化的市场需求和社会发展的要求。
机械设计方法简介
§9-4 反求设计创新法
回 章
首
1 . 反求工程
把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创 新设计，进而发展自己的新技术，是发展民族经济的捷径，这一过 程称为反求工程。
2 . 反求设计
反求设计是对已有的产品或技术进行分析研究，掌握其功能原理、零 部件的设计参数、材料、结构、尺寸、关键技术等指标，再根据现代 设计理论与方法，对原产品进行仿造设计、改进设计或创新设计。
逆向推理是根据某一现象、问题或解法，分析其相反的方面、寻找新 的途径。
创造性思维是直觉思维和逻辑思维的综合，这两种包括渐变和突变的
复杂思维过程互相融合、补充和促进，使设计人员的创造性思维得到更加 全面的开发。
退出
3 . 创新方法简介
（1） 群智集中法 （2） 仿生创新法 （3） 反求设计创新法 （4） 类比求优创新设计法 （5） 功能设计创新法 （6） 移置技术创新设计法 （7） 计算机辅助创新法
1 . 机械创新设计的实质 2 . 创新设计过程中的创新思维方法 3 . 创新方法简介 4 . 机械创新设计实例分析
退出
回
章
1 . 机械创新设计的实质
首
机械创新设计(Mechanical Creative Design，MCD)是指充分发挥 设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果，进行创新构思、 设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实 践活动。
退出
回
7 . 绿色设计
章 首
（1) 绿色设计的基本概念及其特点
绿色设计(GD：Green Design)，通常也称为生态设计、环境设 计、生命周期设计或环境意识设计等。
（2） 绿色设计过程
机械设计中的设计风格
机械设计中的设计风格机械设计是一门既注重技术性又需兼顾艺术性的学科，设计风格在其中起着至关重要的作用。
一个好的设计风格能够凸显产品的独特性和品质，同时也能够提升整体的用户体验。
在机械设计中，有多种不同的设计风格可供选择，本文将探讨几种常见的机械设计风格，并分析其特点和适用场景。
一、经典风格经典风格是机械设计中最常见的风格之一。
它注重简约、大方、稳重的设计元素，通过简洁的线条和优雅的曲面来展现产品的优美与精致。
经典风格的设计通常追求形式与功能的完美结合，力求达到外貌和性能的高度统一。
这种设计风格适用于各种传统行业和高端产品，如汽车、钟表、摄影器材等。
二、现代风格现代风格是机械设计中最具时尚感和前卫性的风格之一。
它强调简洁、流线型和科技感的设计元素，追求简约与实用的结合，注重功能性和人性化。
现代风格的设计通常使用多边形的线条和流畅的曲面，给人以动感和未来感。
这种设计风格适用于科技产品、数码产品等领域，能够展现产品的现代感和时尚性。
三、个性风格个性风格是机械设计中非常灵活和多变的一种风格。
它强调独特性和个性化的设计元素，通常包含丰富的细节和特殊的造型。
个性风格的设计追求突破传统，创造独特的外观和形态，从而吸引消费者的注意力。
这种设计风格适用于新兴产业和年轻人群体，如智能设备、户外用品等。
四、工业风格工业风格是机械设计中一种比较特殊和独特的风格。
它强调简洁、粗犷和机械感的设计元素，通常使用金属、混凝土等材质，显示出产品的坚固性和实用性。
工业风格的设计追求功能至上，注重制造工艺和结构的合理性。
这种设计风格适用于工业设备、交通工具等领域，能够传递出成熟和可靠的品质。
五、自然风格自然风格是机械设计中一种注重环保和可持续发展的风格。
它强调自然、舒适和生态的设计元素，通常使用有机材料和柔和的曲线来展现产品的亲和力和友好性。
自然风格的设计追求与自然环境的融合，注重产品对环境的影响和可持续性。
这种设计风格适用于绿色产品、家具等领域，能够表达出对自然的尊重和关爱。
机械设计的四大分类
机械设计的四大分类机构设计分析机构设计分析包括机构选型、平面连杆机构设计、平面连杆机构运动分析、凸轮机构设计。
机构选型包括铰链四杆机构、单移动副四杆机构、双移动副四杆机构、空间凸轮机构；平面连杆机构设计包括铰链四杆机构设计、曲柄滑块机构设计、导杆机构设计、曲柄摇块机构设计、液气缸机构设计；平面连杆机构运动分析包括铰链四杆机构分析、曲柄滑块机构分析、导杆机构分析；凸轮机构设计包括盘形凸轮机构设计、直动凸轮机构设计、圆柱凸轮机构设计。
机械传动设计机械传动设计包括圆柱齿轮传动设计、圆锥齿轮传动设计、蜗杆传动设计、齿轮轮系设计、链传动设计、带传动设计、螺旋传动设计。
圆柱齿轮传动设计包括渐开线圆柱齿轮设计、圆弧齿圆柱齿轮设计；圆锥齿轮传动设计包括直齿圆锥齿轮设计、弧齿锥齿轮设计、摆线齿锥齿轮设计；蜗杆传动设计包括普通圆柱蜗杆传动设计、环面蜗杆传动设计；齿轮轮系设计包括行星轮系设计、定轴轮系设计；链传动设计包括滚子链传动设计计算、齿型链传动设计计算；带传动设计包括平带传动选择计算、V型带传动设计；螺旋传动设计包括滑动螺旋传动设计、滚动螺旋传动设计。
通用零部件设计零部件设计包括轴系零件设计、紧固联接设计、弹簧设计。
轴系零件设计包括轴系设计、滚动轴承设计、滑动轴承设计；紧固联接设计包括螺纹联接设计、普通键联接设计、花键联接设计、过盈联接设计、销联接设计；弹簧设计包括压缩圆柱弹簧设计、拉伸圆柱弹簧设计、扭转圆柱弹簧设计。
机械强度评价机械强度评价包括静刚度评价、静强度评价、疲劳强度评价、断裂强度评价四部分内容静刚度评价包括等直杆件扭转刚度评价、受弯梁的弯曲强度评价、薄板受弯曲载荷作用静刚度评价、薄壳变形计算；静强度评价包括常规设计静强度评价、极限设计静强度评价、热应力强度评价；疲劳强度评价包括名义应力无限寿命设计、名义应力有限寿命设计、名义应力疲劳寿命估算、局部应力－应变法疲劳寿命估算；断裂强度评价包括线弹性断裂强度评价、弹塑性断裂强度评价、裂纹扩展寿命估算。
机械设计三大理念是
机械设计三大理念是
机械设计三大理念。
机械设计是一门综合性的学科，它涉及到材料科学、力学、热力学等多个领域。
在机械设计中，有三大理念被广泛认可，它们分别是功能性、可靠性和经济性。
首先是功能性，这是机械设计的基本理念。
在设计机械产品时，首要考虑的是
产品的功能，也就是产品能够完成的任务和提供的服务。
功能性设计要求产品能够稳定可靠地完成预定的工作，并且满足用户的需求。
在功能性设计中，需要考虑产品的结构、材料、工艺等方面，以确保产品能够稳定可靠地运行。
其次是可靠性，这是指产品在规定的使用条件下，能够保持其性能不变的能力。
在机械设计中，可靠性设计是非常重要的，因为产品的可靠性直接关系到产品的使用寿命和安全性。
可靠性设计需要考虑产品的结构强度、稳定性、耐久性等方面，以确保产品在使用过程中不会出现故障或损坏。
最后是经济性，这是指在满足功能和可靠性的前提下，尽量减少产品的成本。
在机械设计中，经济性设计是非常重要的，因为产品的成本直接关系到产品的竞争力和市场占有率。
经济性设计需要考虑产品的材料成本、加工成本、运输成本等方面，以确保产品在满足功能和可靠性的前提下，尽量减少成本。
综上所述，机械设计的三大理念是功能性、可靠性和经济性。
这三大理念相辅
相成，相互制约，是机械设计工程师在设计产品时必须要考虑的重要因素。
只有在功能、可靠和经济三者兼顾的情况下，才能设计出优秀的机械产品，满足用户的需求，提高产品的市场竞争力。
浅谈机械设计方法
浅谈机械设计方法摘要：随着经济的快速发展，机械工业在国民经济中的地位越来越重要。
机械产品的设计工作是一项重要的基础工作，它贯穿于产品的整个生命周期。
因此，机械设计方法是现代产品设计中必不可少的内容，也是科学地进行产品设计、提高产品质量、降低成本、提高企业竞争力的重要保证。
机械设计方法是对工程材料、工艺和结构等进行分析计算，并应用数学和计算机技术而产生的一门技术科学。
它既具有理论基础又有实践经验，是一门综合性很强的学科。
机械设计方法主要有两大类：一类是以材料力学为基础的传统设计方法；另一类是以现代工程技术为基础的现代设计方法。
一、机械强度设计机械强度设计是指在满足承载能力的前提下，力求使结构最优，并通过结构设计来确定材料及加工工艺，从而使机械产品具有足够的强度和刚度。
它是机械设计中最基本、最重要的一个部分，其设计思路是根据对材料强度、刚度等的分析结果，采取合理的结构形式和制造工艺，使所设计的结构满足使用要求。
它包括确定机械零件材料的选用及其强度校核计算、机械零件的加工制造、机械零件装配时的定位和固定，以及在实际工作状态下确定机械部件和整机的运行状态等。
随着计算机技术和信息技术的发展，采用计算机进行强度设计已成为一个新趋势，其特点是能根据各种需要生成各种强度计算结果及应力分布图，并可根据设计要求进行计算机辅助设计。
二、机械结构设计机械结构设计是产品设计的重要组成部分，主要是在满足功能要求的前提下，合理地选用零件和装配关系，将各种零部件按照一定的形式和方法连接起来，以构成具有一定功能的机械装置。
机械结构设计包括：（1）零件设计：是机械结构设计中最基本的一步，它主要包括确定零件的使用性能、几何形状、工作条件和尺寸精度要求，选择合理的材料、制造工艺、表面处理方法等。
（2）装配设计：是将零件加工好以后，把它装配成一个完整的机器或装置。
它是保证产品使用性能和工作可靠的关键步骤。
（3）可靠性设计：是对机械产品可靠性进行全面分析和研究的一种工程方法，它主要包括确定产品结构性能指标和材料选择、零部件设计、试验和试验等方面的内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈机械设计的三种类型
作者：赵爱林
来源：《电子世界》2012年第15期
【摘要】本文从概念和运用方面论述了机械设计中的开发性设计、适应性设计和变型设计三种典型设计方法。
又从社会需求出发分析了在产品设计过程中三种方法的利弊和特点。
最后提出它们是各有特点、相辅相成的，是机械设计者们在设计过程中应该特别注意的。
【关键词】机械设计；社会需求；产品更新
机械设计(machine design)，即根据目标功能，对机械的工作原理、结构、运动方式、能量的传递方式、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作为制造依据的工作过程。
Pahl和Beitz最早将设计分为开发性设计(original design)、适应设计(adaptive design)、变型设计(variant design)，并指出在实际的设计工作中大约70%属于适应性设计和变型设计。
下面，我将就这三种设计类型谈谈个人理解。
一、开发性设计：零—原型的创新开发
一般要提出新的模式概念，或者新的原理方案。
往往使用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生根本的变化，设计中要引入某种新技术（新材料、工艺），要求设计人员有一种新的想法和构思，开发型设计能使机器品质发生质的变化。
产品的工作原理，主体结构，所实现的功能，这三者中至少有一项是首创的才可以认定为开发性设计。
开发性设计的过程最复杂，创新性强，通常需要一个比较漫长的过程，因此，这种设计往往耗时很长并且需要投资较大。
在我们的日常生活中，大家熟知的电话的发明、蒸汽机的发明、飞机的发明等等从无到有的创造性发明，都是开发性的设计结果。
在当今社会中，随着机械业的逐渐发展，社会需求的不断增加，创新的作用已经超过了运作和经营，是经济发展的重头。
除了经济方面，就科技发展来说，势必会向着更高端的目标前进，机械工业作为科技发展的基础工业，是否能够创新和发展，对整个工业和社会的发展都有着举足轻重的意义和影响。
因此，机械设计人员在开发型设计这一方面应该多加努力。
一个好的创造性观点不是轻易就能提出的，这需要我们在平时的生活和学习中不断积累素材，对生活现象不断提出自己的质疑和见解，才能有好的创意出现。
开发性设计可以着眼于社会生活的各个方面。
在日常生活方面，可以从方便人们的衣、食、住、行以及提高人们的生活质量方面考虑。
比如方便残疾人出行用的拐杖，行走时是拐杖，休息时能拼成椅子。
再比如现在市面上已经有的USB分线器，一头插在电脑上，另一头可以分出几个USB插口来，可以方便地同时给多个移动设备充电。
还有能在面包片上印出文字来的烤面包机，以及适合孩子使用的各种趣味型健身器材。
这些大都是利用已有的各种机械机构进行组合和创新从而达到产品的创新。
可以看到，这样的创意产品在当今社会层出不穷。
近年来，我国申报专利的人数在不断上升，各个高校也更加重视学生创新性能力的培养，可见，创新已经被越来越多的人所重视。
相信随着科技的不断发展，我国的机械创新设计定会更上一层楼。
二、适应性设计
指的是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加值。
由于适应性设计既有一定的创新性，又不用进行功能原理设计，很好的综合了变型设计和开发型设计的优点，具有很大的灵活性和设计潜力。
比如老式的黑白电视机，因为当时技术的局限性，是用旋钮的方式来换台的。
而现在用遥控器来控制。
电视机成像基本原理没变，控制方式变得更加方便，适应了社会的发展。
再比如从早期的自行车到摩托车，只是改变了能量的来源和转换，将产品变得更加适应社会的需求。
还有数控车床等传统机械加工业中，在原有的机械产品中加入微机或电子控制，提高了机器的质量和效率，解放了劳动力。
适应性设计不用提出新的原理，不用改变原有的基本功能，只是局部提高或增强产品的功能性，所需的时间和投资不大。
因此，在当今设计领域中是有很大发展潜力的。
因此，对于机械设计者来说，适应性设计是值得研究的一个领域。
一个好的产品必然是能顺应社会发展的，能适应社会和人文环境的。
因此，在设计过程中可以选择改良已有的产品，根据人们的需要来增添或是变换功能等等。
三、变型设计
变更产品的结构配置和尺寸由于需要传递的转矩或速比改变而重新。
这种修改一般不破坏原设计的基本原理和基本结构特征，是一种参数的修改或结构的局部调整或两者兼而有之，其目的是快速、高质量、低成本地生产新产品以满足不断变化的市场的要求。
为了快速响应市场的要求和达到利益最大化，变型设计是当今使用较为广泛的一种重要设计方式。
例如，北方使用的收割机不适合在田地较小，分布不集中的南方使用，此时，只需改变机器尺寸就可以。
再比如，早期手机键盘是九个数字键型的，有的厂家推出电脑键盘型的，再到现在的全触屏，输入方式的改变适应了不断变化的市场。
还有同种产品不同材质的变换，以及为了便利将尺寸变得更小等等。
都是通过变型设计来提高产品的质量和市场竞争力的。
在变型设计中，设计者主要考虑的应该是一个现有的产品中不方便的一面，努力的方向是如何采取措施来改变这一弱势，或者是，采用某些新的成果或者新的材料来改进产品的功能和质量，在短期内完成更新换代，使产品拥有更大的市场和竞争力。
总之，在当今的设计领域里，机械设计的三种类型有利有弊，看似独立却是相辅相成，融会贯通的。
创新设计里可能会有其它产品功能的变型设计，适应性设计里也会有设计者独特的创意设计，变型设计也可能会设计适应性设计和创新设计。
因此，作为一个机械设计者，我们在设计过程中要灵活运用这三种设计方法，以求达到顺应时代的发展和社会的需求。
参考文献
[1]黄靖远,高志,陈祝林.机械设计学[M].机械工业出版社,2006.
[2]黄纯颖,高志,于晓红.机械创新设计[M].高等教育出版,2000.
[3]周堃敏.机械系统设计[M].高等教育出版社,2009.
[4]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社,2006.
[5]李继庆,李育锡.机械设计基础[M].高等教育出版社, 2006.
[6]高志,刘莹.机械创新设计[M].清华大学出版社,2009.
[7]张美麟.机械创新设计[M].化学工业出版社,2007.。