机械设计理论与方法 论文

机械设计理论与方法的研究王宝（机电工程学院10714班2010071424）摘要：一个国家的机械制造水平体现着这个国家的发展程度，而机械设计理论与方法的是支撑机械制造的顶梁柱。这是一门古老而又蓬勃发展的学科。本文将带你了解机械设计理论的发展历程，研究现状与发展趋势。阐述了现代机械设计理论与方法在具体机械产品上的实际应用。最后则是自己的看法。关键词：机械设计理论与方法发展进程0引言：现代设计方法是在继承和发展传统设计方法的基础上融合了现代的科学理论和科学技术成果而的，是以设计产品为目标的一个知识群体的总成，目前已发展成一门综合交叉的学科。现代设计方法包括设计方法学，计算机辅助设计，有限元法，机械最优化设计和机械可靠性设计等。1机械设计理论与方法的发展历程研究现状和未来趋势1.1机械设计理论与方法的发展历程设计是人类一种复杂的思维过程，是创造性的劳动，是人类改造自然的基本活动之一。人类在认识世界和改造世界的历史长河中，一直在从事着设计活动。从某种意义上说，是人类不断进行的创新设计活动，推动了人类文明的进步。从设计方法的发展过程来看，设计方法的发展大致经历了如下四个阶段。直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计，当时人们是从自然现象中得到启示，或是凭自己的直观感觉来设计制作工具。设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。经验设计阶段随着生产的发展，一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。图纸的出现，既可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析，改进和提高，推动设计工作向前发展，还可以满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求以及提高生产率的要求。半理论半经验设计阶段20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和试验研究得到加强，随着理论研究的深入，试验数据及设计经验的积累，已经形成了一套半理论半经验的设计方法。这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验，公式，图表，设计手册等作为设计的依据，通过经验公式，近似系数或类比等方法进行设计。采用这套方法进行产品设计，成为传统设计。现代设计阶段近几十年来，科学技术迅速发展，设计工作所需的理论基础和手段有了很大的进步，特别是电子计算机技术的发展及应用，其计算速度不断加快，存储能力不断加强，工程软件水平不断提高，数据库的完备和网络技术的出现，对设计工作产生了革命性的影响，为设计工作提供了实现设计自动化和精密计算的条件。1.2机械设计理论与方法的研究现状在产品设计中应用CAD,CAE,优化设计，动态设计等技术方法，广泛应用试验和计算机技术进行产品设计。应用现代设计方法使新产品的开发周期大大缩短，产品质量和产品生产过程的自动化程度得到了提高，降低了产品的生产成本，增强了产品的竞争力。据目前国内外设计学者进行机械产品设计所使用的方法，现代设计方法可以概括为四类：1.21系统化设计方法系统化设计的主要特征方法是：将设计的几个设计元素组成的一个系统，每一个设计拥有独立的设计元素，各元素之间存在有机的联系，并具有层次性，这样的话，所有的设计要素进行组合后，可以达到设计系统所需的任务。1.22结构模块化设计方法通过结构模块的组合，实现产品的方案设计的方法被称为结构模块化设计方法。其具体的应用场合为：适用于特定种类的机械产品：由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易2结构模块化设计方法通过结构模块的组合，实现产品的方案设计的方法被称为结构模块化设计方法。其具体的应用场合为：适用于特定种类的机械产品：由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易。。1.23智能化设计方法借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，根据设计方法学理论，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构是智能化设计方法的主要特点1.24基于产品特征知识的设计方法用计算机能够识别的语言描述产品的特征是基于产品特征知识设计方法的主要特点，其特点还有可以表述其设计领域专家的知识和经验，并建立相应的知识库及推理机，计算机辅助产品的方案设计可以利用已存储的领域知识和建立的推理机制进行相关应用。1.3机械设计理论与方法的未来趋势许多科技工作者为了提高产品的设计质量，进行了大量的研究工作，深入研究了各种设计方法。获得了虚的有应用价值的成果。并在诸多产品的设计中发挥了良好的作用。如果在这个基础上，将宏观研究与微观研究很好地结合起来，将在设计理论与方法的研究上会有更大的成果。就目前国内外的研究状况来看，产品的设计理论与方法正在向以下几个方向发展：在科学发展观和自主创新思想指导下的设计理论与方法；（2）面向产品质量,成2.222详细设计技术设计包括确定结构原理方案，装配图设计，分析计算和优化施工设计包括零件图设计，商品化设计，编制技术文档2.223机床总体综合评价对所设计的机床进行整机性能分析和综合评价2.23试制阶段和定型投产阶段略2作者的看法2.1作者对机械设计理论与方法的掌握情况现代机械设计理论与方法是以设计机械产品为目标的一个知识群的总称，有一个完善和发展的过程。包括系统化设计、优化设计、价值工程、反求工程等。现代机械设计的发展趋势可概括为以下三个方面：性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。现代机械设计的优势，在于它吸收了各相关学科之长，且综合运用各学科知识并加以整体优化。随着计算机技术、网络技术、检测技术、控制技术等学科的飞速发展，现代机械设计的内涵将更加丰富。设计出的产品将更加符合科学原理、结构更加新颖、更加富有实用价值。2.2在实践中的应用情况利用已有的设计理论与方法设计V带轮，校核。利用制图软件画出带轮尺寸图。利用数控加工系统在机床上加工工件。2.3自己感兴趣的方向对反求工程感兴趣。反求工程技术不同于一般常规的产品仿制，采用反求技术开发的产品往往比较复杂，通常由一些复杂曲面构成，精度要求也比较高。需要专业人员运用丰富的工程设计经验、知识和创造性思维，对已有产品进行解剖、深化和再创造，是已有设计的设计，这就是反求工程的内涵，特别要强调创新是反求的灵魂。目前我国由于一些方面与外国差距比较大，有些设备国外能制造而我们没有条件制造，这是我们就可以把国外的新产品买进来利用反求工程制造出功能与之相似甚至更加先进的产品。参考文献：[1]郑金兴机械制造装备设计[M]哈尔滨工程大学出版社2008.4[2]倪洪启谷耀新现代机械设计方法[M]化学工业出版社2008.5[3]张卫国杨家军机械设计原理与方法(上）[M]华中科技大学出版社2001.5[4}张卫国杨家军机械设计原理与方法(下）[M]华中科技大学出版社2001.5[5]庞振基，黄其圣．精密机械设计[M]．北京：机械工业出版社，2005．[6]柴鹏飞．机械设计基础[M]．北京：机械工业出版社，2004．[7]孙宝钩．机械设计课程设计[M]．北京：机械工业出版社，l994[8]王隆太．先进制造技术[M]．北京：机械工业出版社，2003．[9]《ManufacturingTechnology----MetalCutting&MechineTools》PNRao[10]《Thescie