机械设计的特点及创新举措

机械设计的特点及创新举措
【摘要】随着现代科学技术的发展，我国的工业得到了长足的进步，在工业生产中机械是非常重要的一环，而机械的设计更是在根本上对机械本身起到了决定性的作用。

在注重整体功能的基础上用现代设计方法和计算机技术，提高产品设计的质量、效率和精度，满足对产品的适用性，经济性、可靠性、美观性的统一要求。

同时，现代机械在进行设计时，不断地进行创新，对推动机械制造业发展的有利保证。

对此，本文主要阐述现代机械设计的特点及创新。

【关键词】现代机械；机械设计；特点；创新
1 现代机械设计的内涵及特点
1.1 设计内涵
具体来讲，现代机械设计就是将微电子、机械、控制、信息等技术在系统工程的基础上有机地结合到一起，借此来实现机械系统最优化的目标。

鉴于机械设计是为系统服务的，故此从系统的角度上看，可将现代机械设计看作是一个三维系统，这里的三维主要是指逻辑维、时间维以及方法维。

逻辑维具体是指解决相关问题的逻辑程序或步骤，即分析、综合、评价、决策，这是解决现代机械设计中相关问题最为合理的四个步骤；时间维则是反映时间顺序的设计过程，大致可分为四个阶段，即产品规划、方案确定、技术以及加工设计；方法维指的是机械设计过程中所采用的各种思维方式和设计方法。

1.2 主要特点
1.2.1 计算机化
在人类社会不断发展的过程中，计算机的出现极大程度地推动了生产力的提高。

现如今随着计算机技术水平的进步，使其被广泛应用于各个领域当中，在机械设计的各个环节中都需要借助计算机来完成，如优化设计、系统仿真等等。

1.2.2 系统性
在应用现代机械设计解决产品设计中的各种相关问题时，其主要通过系统的观点将机械看成是一个具有特定功能以及各部分相互关联的有机整体，这充分体现出了现代机械设计的系统性。

1.2.3 动态性
现代机械设计不仅重视产品在静态下的性能，更加重视其在工作环境下的动态性能，这样的设计能够进一步提高产品的整体性能。

1.2.4 创新性
由于现代机械设计主要是以科学的设计理论以及先进的设计工具为基础，故此其能够真正发挥出设计者丰富的想象力和创造性思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研发出更多具有创新性的机械产品。

2 运用创新思维实现机械设计的重要意义
机械创新设计能够提高机械设计人员的智能化水平，达到建立有效的机械设计“专家”系统的目标，加速机械设计向着智能化、自动化、最优化以及集成化的方向迈进。

另外，机械设计的创新探索能够有效地锻炼机械设计人员的创造性思维，激发他们的潜在能力，提高人员自身实现技术创新的自觉意识。

依据机械设计的划分阶段，在方案结构设计、运动设计和动力设计3个阶段中，创新思维下的机械制造产品，通常会含有较高的科技含量，从而在市场推进的过程中就会回收到不可估量的经济与社会效益。

3 机械创新设计思维的原则
3.1 最短路径原则
首先要对产品具有的功能进行明确，然后找出最佳的设计例子，以便在最快的时间内接近目标，然后选用正确的价值工程方法，再将价值较低的极少数组件找出来，当做研究的对象，分析出对象当前存在的矛盾，尝试在最小的变动之下将矛盾解决。

这种方法需要消耗的能量是最少的，也就是所说的选用的路径是最短的。

3.2 相似性联想原则
联想是要针对事物之间的相似性进行分析和归纳，联想合理与否的一点重要依据就是是否具有相似性，相似性由产品的实例进行决定，如果多样产品实例同时满足一种功能要求，那么它们之间就可以说是存在着一定的相似性。

4 现代机械设计模式创新的有效途径
4.1 优化设计
现代机械设计模式的创新应当朝着优化设计的方向发展，而所谓的优化设计则是指以数学规划为理论依据、以计算机为设计工具，并在充分考虑与设计有关的各种制约因素的基础上，寻求与预定目标相符的最优方案的设计过程。

简单来讲，优化设计方法是现代机械设计创新中比较先进的一种，其建立在计算机技术和最优化的数学理论基础上，并借助计算机和数学函数得出效率最高、最优化的设计方案，这种设计理念完全符合时代发展对机械设计的要求。

设计人员在利用该方法进行机械设计时，能够对各方面的影响因素进行综合考虑，这样可以更加系统和全面地对问题进行分析和解决，从而获得最为精确的设计数据，达到缩短
设计周期的目的。

4.2 系统化设计
现代机械设计模式的创新应当以突破传统设计仅重视产品实现预期功能这一目标，借此来使机械设计朝着智能化、自动化、柔性化、信息化和系统化的方向发展。

通过系统化设计能够在原有机械设计的基础上使产品的各方面功能和整体性能提高到一个全新的水平线上，而且有极大可能使产品的结构发生变化，从而带来巨大的经济效益和社会效益。

为此，系统化设计必然会成为现代机械设计未来的发展趋势。

系统化设计通过层次划分、逐层实现的方式，将原本抽象的设计任务转变为具体化，使整个设计过程变得更加系统，有规律可循、有方法可依，更容易实现计算机辅助设计。

4.3 变型设计
所谓的变形设计实质上就是在原有的设计基础之上进行新的研发，借此来使机械上的零部件更加标准、通用化水平更高，由此生产出具有系列化的产品，满足更多用户的不同需求，变形设计其实就是一种创新，这种设计方法有三种形式：其一，纵系列变形设计，即在产品结构、原理以及功能都相同的条件下，改变尺寸和性能参数的设计；其二，横系列变形设计，即以基础型产品为基础对其各方面功能进行扩展的设计；其三，跨系列变型设计，即设计具有先进动力参数的不同类型产品。

采用变型设计能够在确保产品原有功能以及原理不变的前提下，按照用户的使用需求对相关参数进行调整，以此来设计出更加完善且符合用户要求的产品。

在机械设计中比较常用的变型设计是产品三维参数化变形设计，即以工程、拓扑及尺寸这三者的约束驱动为技术基础的一种设计方法，它能够实现各类相关信息的自动更新，如视图位置、尺寸、比例等，而且还能实现整个产品生命周期的参数化设计。

4.4 充分运用CAD软件
充分运用计算机技术开展机械设计是大势所趋，在设计过程中有很多步骤都可以借助计算机制图软件来实现。

在计算、画图以及设计等方面，CAD软件是非常得力的助手。

在软件使用的过程中，设计人员可以随心所欲地施展才华，设计的效率和精准度也得到了全面的提高。

CAD软件主要包括系统软件、支撑软件和应用软件3个部分。

而人是CAD软件应用的主体，要注意的是，在运用CAD软件的过程中，必须要具备扎实的专业知识与设计经验，不能够完全依赖软件而不去调动思维，只有做到人脑与电脑的结合，才能灵活地运用计算机设计出完美的作品。

5 结束语
综上所述，在新时期新形势下，加强现代机械设计的特点及创新研究是非常必要的，其不仅关系到企业自身的壮大，关系到社会经济的健康可持续发展，从
长远角度来说更关系到我国社会的稳定与经济的繁荣。

创新是社会发展的不竭动力，是现代化机械设计的重要组成部分，更是提高机械性能的关键因素。

因此，我们必须要立足当下，从当前机械设计的不足出发，探索新旧结合的契合点，勇于创新，大胆尝试，积极调动从业人员的创新性思维，从而促进我国机械设计的现代化发展，为我国社会和经济的发展保驾护航。

参考文献：
[1]李才运.现代设计和传统机械设计的比较[J].工业技术，2012.
[2]杨海荣.现代机械设计的创新方法研究[J].设计与分析，2011.。