現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法研究

蔡華麗

摘要：所謂現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論，與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法有所不同，這是共識(shí)。而且在現(xiàn)代社會(huì)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，而且人們的技術(shù)水平不斷提高，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的方法一定是綜合的且全面的，具有一定的系統(tǒng)性，并能夠結(jié)合傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法開拓創(chuàng)新，為機(jī)械行業(yè)帶來更多的幫助，希望能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)帶來更多的幫助。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì);創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論;方法研究;

引文：

傳統(tǒng)意義上的機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)跟不上時(shí)代發(fā)展的需求，目前現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)是在之前的基礎(chǔ)上融入新的知識(shí)得到的。總體而言，現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計(jì)要比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法優(yōu)化很多，為生產(chǎn)部門帶來了很多便捷，提高了機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率，同時(shí)在生產(chǎn)機(jī)械的過程中也把失誤降到了最低，節(jié)約了生產(chǎn)成本?？茖W(xué)技術(shù)的使用拓寬了機(jī)械設(shè)計(jì)的道路，讓不可能成為了可能。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新理論分析

1、全局設(shè)計(jì)理論

在機(jī)械設(shè)計(jì)的具體方法上，對(duì)于大多數(shù)項(xiàng)目，我們必須在設(shè)計(jì)的早期階段有一定的意識(shí)，能夠分析每個(gè)環(huán)節(jié)，并規(guī)劃出藍(lán)圖，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要方法。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的比較過程中，這與全局設(shè)計(jì)是不可分割的。然而，這種全局設(shè)計(jì)在概念上卻有所不同。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法局限于設(shè)計(jì)本身，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，我們應(yīng)該能夠從全局的角度分析一些細(xì)節(jié)，即通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備，分析外部環(huán)境因素和一些經(jīng)濟(jì)成本的影響。在機(jī)械設(shè)計(jì)的規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能保證機(jī)械設(shè)計(jì)方法更加完善完善，能滿足大多數(shù)人的利益，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中節(jié)省更多時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。必須充分關(guān)注所有環(huán)節(jié)，以開展全局設(shè)計(jì)，所謂全局設(shè)計(jì)，不是說有必要在準(zhǔn)備過程中探索大局，具體是什么方面和如何實(shí)現(xiàn)。相反，要把握一些關(guān)鍵問題和一些現(xiàn)有影響因素，根據(jù)要素規(guī)劃整體方案，避免總的談，從而達(dá)到更好的整體設(shè)計(jì)。

2、以實(shí)用為前提進(jìn)行設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，我們的目的是比較強(qiáng)烈的。首先要明確我們要實(shí)現(xiàn)的一些目標(biāo)，這樣才能更好地進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展目標(biāo)。這里我們要講的一個(gè)問題就是，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用性的前提下。大多數(shù)時(shí)候，技術(shù)人員沒有分析實(shí)際情況。在早期的機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，他們充分利用了一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)一些工程進(jìn)行了理想化的分析。設(shè)計(jì)圖紙不實(shí)用，造成一些問題。畢竟，完美的機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙必須是實(shí)用的，才能應(yīng)用到具體的工程中，這也能起到巨大的作用。如果不符合實(shí)際情況，再高端的機(jī)械設(shè)計(jì)也無法獲得更好的利潤(rùn)，這自然引出我們?cè)趯?shí)用性前提下進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的話題，這實(shí)際上給工作人員的技術(shù)水平帶來了很多考驗(yàn)。比如，機(jī)械人員在設(shè)計(jì)過程中，往往采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒有更多的實(shí)際調(diào)查，不同的企業(yè)有不同的情況，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，需要考慮工業(yè)發(fā)展水平和實(shí)際經(jīng)濟(jì)狀況，從而能夠構(gòu)建一個(gè)更符合實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)狀況。可以說，以實(shí)用性為前提是，我們希望達(dá)到的目標(biāo)，也是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法中較難解決的問題，這就要求工作人員具有較高的技術(shù)水平，也需要能夠與多方合作，探索出更完善的設(shè)計(jì)方法。

二、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法研究

1、電子信息技術(shù)設(shè)計(jì)法

通過計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊技術(shù)的完美結(jié)合，機(jī)械設(shè)計(jì)方法得以被廣泛應(yīng)用，這種設(shè)計(jì)方法使設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念能夠得以得以實(shí)現(xiàn)，能夠利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法解決人工無法完成的繁重計(jì)算工作。而計(jì)算機(jī)本身就可以憑借其精確的算法和設(shè)計(jì)思路去完成設(shè)計(jì)方案，計(jì)算機(jī)是機(jī)械設(shè)計(jì)繁重的工作得以解放，能夠事半功倍的去完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)。

（1）、使用CAD軟件

為了滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的需要，人們利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)成功的設(shè)計(jì)出了一款機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件CAD。CAD能夠幫助設(shè)計(jì)人員將復(fù)雜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，省去了計(jì)算和手動(dòng)繪圖。并且在設(shè)計(jì)過程中，自行根據(jù)需要進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)橛?jì)算機(jī)的知識(shí)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量絕對(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于設(shè)計(jì)人員，所以優(yōu)化設(shè)計(jì)成果的工作比設(shè)計(jì)人員更輕松高效。通過計(jì)算機(jī)輔助軟件的幫忙設(shè)計(jì)人員可以把一些繁瑣和容易出錯(cuò)的部分交給強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，人與計(jì)算機(jī)的合理分工使得機(jī)械設(shè)計(jì)變的高效高量。

CAD軟件不是萬能的，盡管它做了很多工作解決了很多問題但是它依然無法離開設(shè)計(jì)者的操作。首先，CAD只是輔助性軟件，例如設(shè)計(jì)思路和理念及設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谏a(chǎn)實(shí)踐中能否發(fā)揮其性能這些都不是CAD所要解決，因?yàn)橛?jì)算機(jī)只是安裝命令去執(zhí)行不具有思維，不能處理一些抽象的問題。

在未來機(jī)械設(shè)計(jì)力求實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念和思路一并由計(jì)算機(jī)或者某一軟件完成，但是從現(xiàn)有技術(shù)水平來看，實(shí)現(xiàn)著一目標(biāo)還有非常長(zhǎng)的一段距離，根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)水平，只能做到人與計(jì)算機(jī)協(xié)同操作。利用CAD設(shè)計(jì)機(jī)械機(jī)構(gòu)時(shí)主要還是要依靠設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念和思路。計(jì)算機(jī)只是安裝指令去做一些復(fù)雜的計(jì)算和整理性的工作，所以在人機(jī)合作中設(shè)計(jì)人員占據(jù)著領(lǐng)導(dǎo)者位置，而計(jì)算機(jī)只能服從指令，整個(gè)設(shè)計(jì)工作是先從設(shè)計(jì)人員開始的，然后設(shè)計(jì)人員發(fā)揮自己的創(chuàng)作力和想象力去指導(dǎo)計(jì)算機(jī)去完成一些龐大的數(shù)據(jù)處理工作，只有設(shè)計(jì)人員與計(jì)算機(jī)都發(fā)揮其最佳狀態(tài)，就能快速高效的制造出一些高質(zhì)量的設(shè)計(jì)成果。

（2）、數(shù)據(jù)庫管理

目前各行各業(yè)都在完善自己的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，以求在激烈的市場(chǎng)環(huán)境中尋求發(fā)展，目前可用于商業(yè)及事業(yè)單位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的軟件有很多。就機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域而言，就需要有一個(gè)具有強(qiáng)大功能的數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)部可以自行對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，把一個(gè)設(shè)計(jì)方案輸入進(jìn)去可以結(jié)合以往的數(shù)據(jù)給出一些指示，但是就目前科學(xué)發(fā)展而言，數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)這些功能還不是一朝一夕得以實(shí)現(xiàn)的，所以我們要利用科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作時(shí)，難免會(huì)借助一些資料和以往的經(jīng)典案列來豐富自己的設(shè)計(jì)。從一組數(shù)據(jù)到一個(gè)解決方案可能都需要翻閱大量書籍才能得到。拋開設(shè)計(jì)過程遇到的問題，就設(shè)計(jì)之前的準(zhǔn)備工作就需要好長(zhǎng)一段時(shí)間，所以那個(gè)年代的設(shè)計(jì)工作者是辛苦的。所以，人們?cè)诹私獾接?jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大的特點(diǎn)之后，就把機(jī)械設(shè)計(jì)的各種數(shù)據(jù)和資料投放進(jìn)去，一旦設(shè)計(jì)者需要可以迅速上網(wǎng)查詢，而且可以多組數(shù)據(jù)一起比較。計(jì)算機(jī)普遍被應(yīng)用的今天為機(jī)械設(shè)計(jì)者節(jié)省了很多時(shí)間，可以讓設(shè)計(jì)人員快速做好設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，把大部分經(jīng)歷放在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中。

2、從實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)

從實(shí)踐的角度看，機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵問題，也是現(xiàn)代社會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)機(jī)械總體設(shè)計(jì)需要各方的共同努力，其中首先要做的就是對(duì)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，避免出現(xiàn)過于理想化的圖紙，避免出現(xiàn)實(shí)用的圖紙，這樣不會(huì)給人們帶來更多的實(shí)惠。從實(shí)際出發(fā)，考慮具體的影響因素和具體的應(yīng)用環(huán)境、相關(guān)的經(jīng)濟(jì)問題和成本問題，以便更好地進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，使技術(shù)人員在初步的總體分析過程中有一個(gè)清晰的思路，以便開展相關(guān)的技術(shù)環(huán)節(jié)。這就是我們?cè)谏钪谐Ｕf的基于實(shí)用性的。機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙需要在相關(guān)工程中得到應(yīng)用，并在一些理論上有所創(chuàng)新，這與我們的科學(xué)探索不同。我們必須注重經(jīng)濟(jì)性，注重實(shí)用性，相應(yīng)地提高生產(chǎn)效率，才能給整個(gè)機(jī)械行業(yè)帶來更多的幫助。

3、變形設(shè)計(jì)思想

這種設(shè)計(jì)思想就是要把原設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品作為試驗(yàn)品，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出更具使用意義的產(chǎn)品，使產(chǎn)品的功能得到最大層度的體現(xiàn)。讓更多的用戶喜歡這個(gè)產(chǎn)品。變形設(shè)計(jì)其中有一種變形設(shè)計(jì)我們稱之為三維參數(shù)變形設(shè)計(jì)，因?yàn)樾枰獙⒆冃沃械膬煞N約束的驅(qū)動(dòng)作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在修改尺寸時(shí)采用傳統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)法進(jìn)行修改，并把其他的尺寸也根據(jù)情況做出一些調(diào)整，由此便得到了用一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)生產(chǎn)出的具有不同尺寸的三維零件。對(duì)于三維參數(shù)變形而言這些設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，因?yàn)槌诉@些變形設(shè)計(jì)還可以得到關(guān)聯(lián)工程圖的各個(gè)試圖的尺寸、地理位置及精確的比例和詳細(xì)的注解等，對(duì)于一系列機(jī)械設(shè)計(jì)所需要的參數(shù)都能夠得到，為生產(chǎn)制造出更高標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械產(chǎn)品提供了很大幫助。

結(jié)語：

機(jī)械設(shè)計(jì)人員在技術(shù)機(jī)信息技術(shù)如此發(fā)達(dá)的今天，需要更創(chuàng)新自身的設(shè)計(jì)意識(shí)，設(shè)計(jì)者要敢于突破舊的設(shè)計(jì)理念，要在實(shí)踐和理論中得出具有時(shí)代特色的設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)人員要善于利用技術(shù)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，在其輔助下完成質(zhì)量更高的設(shè)計(jì)成果。

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