機械傳統(tǒng)設計方法方面(現代機械的設計方法)

1.現代機械的設計方法有哪些

機械設計的現代設計方法：

一、專業(yè)現代

由機械設計和計算機專業(yè)人員共同開發(fā)的計算機軟件，能夠反映和描述機械產品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞的機理，可以定量分析和計算機械零件和機械的動態(tài)行為，并形成固定的設計程序，這就是專業(yè)的現代設計方法，如：振動分析和設計，摩擦學設計，熱力學傳熱設計，強度、剛度設計，溫度場分析等等。這些軟件都是在傳統(tǒng)的設計方法基礎上，應用計算機技術開發(fā)出來的。例如：用Pro/M軟件分析機械裝置的動態(tài)特性，用ANSYS軟件分析應力都是這方面很好的例子，為準確判斷裝置的可靠性和選擇設計參數奠定了基礎。

二、通用現代

為了滿足機械產品性能的高要求，在機械設計中大量采用計算機技術進行輔助設計和系統(tǒng)分析，這就是通用的現代設計方法。常見的方法包括優(yōu)化、有限元、可靠性、仿真、專家系統(tǒng)、CAD等。這些方法并不只是針對機械產品去研究，還有其自身的科學理論和方法。

1、優(yōu)化設計

機械優(yōu)化設計是最優(yōu)化技術在機械設計領域的移植和應用，其基本思想是根據機械設計的理論，方法和標準規(guī)范等建立一反映工程設計問題和符合數學規(guī)劃要求的數學模型，然后采用數學規(guī)劃方法和計算機計算技術自動找出設計問題的最優(yōu)方案。它是機械設計理論與優(yōu)化數學、電子計算機相互結合而形成的一種現代設計方法。

2、仿真與虛擬設計

計算機仿真技術是以計算機為工具“建立實際或聯(lián)想的系統(tǒng)模型”并在不同條件下對模型進行動態(tài)運行實驗的一門綜合性技術。而虛擬技術的本質是以計算機支持的仿真技術為前提，在產品設計階段，實時地并行地模擬出產品開發(fā)全過程及其對產品設計的影響，預測產品性能、產品制造成本、產品的可制造性、產品的可維護性和可拆卸性等，從而提高產品設計的一次成功率。這種方法不但縮短產品開發(fā)周期，也實現了縮短產品開發(fā)與用戶之間的距離。

3、有限元設計

這種方法是利用數學近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。它不僅能用于工程中復雜的非線行問題、非穩(wěn)態(tài)問題的求解，而且還可用于工程設計中進行復雜結構的靜態(tài)和動力分析，并能準確地計算形狀復雜零件的應力分布和變形，成為復雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。

4、模糊設計

它是將模糊數學知識應用到機械設計中的一種設計方法。機械設計中就存在大量的模糊信息。如機械零部件設計中，零件的安全系數往往從保守觀點出發(fā)，取較大值而不經濟，但在其允許的范圍內存在很大的模糊區(qū)間。機械產品的開發(fā)在各階段常會遇到各種模糊問題，雖然這些問題的特點、性質及對計策的要求不盡相同，但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特點是，可以將各因素對設計結果的影響進行全面定量地分析，得出綜合的數量化指標，作為選擇決斷的依據。

機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件（如材料、加工能力、理論知識和計算手段等）下設計出最好的機械，即做出優(yōu)化設計。優(yōu)化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設計的機械有最優(yōu)的綜合技術經濟效果。過去，設計的優(yōu)化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學科的發(fā)展，制造和使用的技術經濟數據資料的積累，以及計算機的推廣應用，優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。

2.機械設計的方法有哪幾種,說出其步驟

機械設計可分為新型設計、繼承設計和變型設計3類。

1、新型設計 應用成熟的科學技術或經過實驗證明是可行的新技術，設計過去沒有過的新型機械。

2、繼承設計 根據使用經驗和技術發(fā)展對已有的機械進行設計更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運用費用。

3、變型設計 為適應新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標準型的變型產品。

主要程序 1緝長光短叱的癸痊含花、根據用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設計任務。 2、初步設計。包括確定機械的工作原理和基本結構形式，進行運動設計、結構設計并繪制初步總圖以及初步審查。 3、技術設計。包括修改設計（根據初審意見）、繪制全部零部件和新的總圖以及第二次審查。 4、工作圖設計。包括最后的修改（根據二審意見）、繪制全部工作圖（如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術文件（如零件表、易損件清單、使用說明等）。 5、定型設計。用于成批或大量生產的機械。對于某些設計任務比較簡單（如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計等）的機械設計可省去初步設計程序。

3.機械創(chuàng)新設計的方法都有哪些

創(chuàng)新設計的正常開展和完成，必須正確運用創(chuàng)新設計方法。

常用的創(chuàng)新設計方法主要有下面幾種：一、智力激勵法 智力激勵法又叫集思廣益法，它是由美國創(chuàng)造學家A.F.奧斯本提出的。人的創(chuàng)造性思維特別是直覺思維在受激發(fā)情況下能得到較好的發(fā)揮。

一批人集合在一起，針對某個問題進行討論時，由于每個人的知識和經驗不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種意見能互相啟發(fā)，從而誘導出更多創(chuàng)意。通過激智、集智、交流，可實現創(chuàng)新的目的。

智力激勵法可以通過召開會議，也可以通過信函、書面等形式，達到互相啟發(fā)、補充和完善見解，或發(fā)展為新的見解。二、提問追溯法 提問追溯法是有針對性地、系統(tǒng)地提出問題，在回答問題過程中，便可能產生各種解決問題的設想，使設計所需要的信息更充分，解法更完善。

提問追溯法提出的問題如下：1）有沒有其他用途？有沒有新的用途？稍加改進有沒有其他用途？2）能否借用其他經驗或發(fā)明？是否有相似的東西？是否有可模仿或可借用的東西？3）能否在結構、造型或其他方面變化一下？能否增加或減少什么？能否加高或降低一點？能否加長或縮短一點？能否加厚或減薄一點？能否減輕或加重一點？能否擴大或縮小一點？能否重新組合或再分解？4）能否用其他東西代替？能否用代用的原材料、半成品或其他的代用制造方法？5）能否增加或減少功能？6）能否在成本不變的前提下提高產品的性能？7）能否采用廉價代用材料、簡化結構、使用簡單而高效的制造工藝、提高零部件的標準化程度來降低成本？通過一連串從不同角度的發(fā)問，可啟發(fā)思維，提出新的設計方案。三、缺點列舉法 運用缺點列舉法始于發(fā)現事物的缺點，挑出事物的毛病。

在明確需要克服的缺點后，有的放矢地進行創(chuàng)造性思考，并通過改進設計去獲得新的設計方案。例如，一家生產汽車喇叭繼電器的小廠，為了改變產品銷路不暢的被動局面，廠長和技術人員、銷售人員一起對有關產品進行分析，在廣泛收集用戶意見的基礎上，分析產品的缺點，然后針對缺點采取各種不同的措施，改進了原有的產品，很快打開了銷路，銷售量一年內便增長了一倍。

四、希望點列舉法 希望點列舉法從設計者（發(fā)明者）或用戶的意愿出發(fā)提出新設想、新要求，從而激發(fā)人們去開發(fā)新產品或改進原有的產品。例如有了黑白電視機，還希望有彩色的、遙控的。

又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲，而且能見其人，為適應這種要求，開發(fā)了可視電話。希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂于某“點”，然后發(fā)散思維，最后又集中于某種創(chuàng)意。

但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣，而且更側重自由聯(lián)想。五、聯(lián)想類比法 聯(lián)想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。

對應聯(lián)想由一件事物聯(lián)想到與其對立的另一事物。例如由小想到大，由集中想到分散等。

要增強聯(lián)想能力，必須注意增加知識和經驗，不但注意吸納本專業(yè)及其他專業(yè)的學科知識，更要重視參加各種實踐活動。利用聯(lián)想進行發(fā)明創(chuàng)造是一種常用而且十分有效的方法，很多發(fā)明家都善于聯(lián)想，也得益于聯(lián)想的妙用。

例如，貝爾發(fā)明電話，開始沒有成功，以后從吉他的聲音中想到了共鳴原理，改進了裝置，才使電話發(fā)明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網聯(lián)想到可以從上到下造橋，從而發(fā)明了吊橋，突破了傳統(tǒng)的造橋模式。

聯(lián)想類比由一事物或現象聯(lián)想到與其有類似特點（如性質、外形、結構、功能等）的其他事物或現象。例如，由水波想到聲波、光波；由水波可出現干涉現象，想到光也有干涉現象等。

六、反向探求法 反向探求將人們通常思考問題的思路反轉過來，從背逆常規(guī)的途徑探尋新的解法，因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發(fā)明初期，為了避免鎢絲在高溫下的氧化，需要將燈泡內抽真空，但是使用后發(fā)現抽真空后的燈絲通電后仍會變脆。

為了解決這個問題，當時多數人的意見是繼續(xù)提高燈泡內的真空度。而美國科學家蘭米爾卻應用反向探求法提出向燈泡內充氣的方法，他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡，試驗結果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發(fā)的作用，可使鎢絲在其中長期工作，因而發(fā)明了充氣燈泡。

又例如：化學能為什么不能變成電能？聲音既是振動，那么振動為什么不能復現原聲？根據這些反問，相繼發(fā)明了電池、留聲機。七、組合創(chuàng)新法 組合創(chuàng)新法是將現有技術或產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想或新產品。

組合法的優(yōu)點是組合形式多樣，應用廣泛，便于操作，經濟有效。組合創(chuàng)新法應用的技術單元一般是已經成熟或比較成熟的技術，不需要從頭開始，因而可以最大限度地節(jié)約人力、物力和財力。

在當代社會生產和生活中，存在著大量已經開發(fā)出來的技術，只要合理組合，就能創(chuàng)造出適合需要的技術系統(tǒng)。例如，美國的“阿波羅”宇宙飛船由700萬個零件組成，但沒有一個零件是新研制的，用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統(tǒng)。

同樣“阿波羅”宇宙飛船技術中的全部技術都是現有技術的組合。組合創(chuàng)新法的類型很多。

常用的有性能組合、原理組合、功。

4.機械設計的一般過程及方法都有哪些內容

機械設計的一般過程及方法：

1、確定設計任務

需要提出設計任務書，其中包含提出任務、分析需求和確定任務三個步驟。

2、方案設計

根據制定的設計任務書進行方案設計，對設備的功能、用材、原理等提出可能的解決方案并反復確認，確認一個選定的方案。

3、技術設計

確定方案時，需要提供原理圖或者機械結構圖，亦或者機構運動簡圖。設計方案后，開始對機械部分進行技術設計，外形、結構、材料、標準件、圖紙等。

4、編寫技術文件

設備圖紙的加工、驗收、試運行和技術文件的編制。

擴展資料：

機械設計的基本要求

1、造型美觀、減少污染

2、滿足可靠性要求 ：盡量減少零件數目。

3、操作方便、工作安全操作系統(tǒng)簡便可靠，減輕操作人員的勞動強度。

4、實現預定的功能： 在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的工作期限內能正常運行。

5、滿足經濟性要求 ：要求設計及制造成本低、機器生產率高、能源和材料耗費少、維護及管理費用低。

參考資料：搜狗百科詞條--機械設計

5.機械設計的方法是什么

機械設計（machine design），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。

機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計，如紡織機械設計、礦山機械設計、農業(yè)機械設計、船舶設計、汽車設計、機床設計、壓縮機設計、內燃機設計、汽輪機設計、泵設計等專業(yè)性的機械設計分支學科。

機械設計大體可分為 ： ①新型設計（開發(fā)性設計）。應用成熟的科學技術或經過實驗證明可行的新技術，設計未曾有過的新型機械，主要包括功能設計和結構設計。

②繼承設計。根據使用經驗和技術發(fā)展對已有的機械設計更新，以提高性能、降低制造成本或減少運行費用。

③變型設計。為適應新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪，從而發(fā)展出不同于標準型的變型產品。

機械設計的主要程序為： ①根據用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設計任務。 ②初步設計。

包括確定機械的工作原理和基本結構形式，進行運動設計、結構設計并繪制初步總圖以及初步審查。 ③技術設計。

包括修改設計（根據初審意見）、繪制全部零部件和新的總圖以及第二次審查。 ④工作圖設計。

包括最后的修改（根據二審意見）、繪制全部工作圖（如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術文件（如零件表、易損件清單、使用說明等）。 ⑤定型設計。

用于成批或大量生產的機械。對于某些設計任務比較簡單（如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計等）的機械設計可省去初步設計程序。