現(xiàn)代機械設(shè)計特點及革新

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作者：顧志勇     單位：黑龍江哈爾濱中航工業(yè)東安發(fā)動機集團有限公司

1現(xiàn)代機械的主要特征

1.1功能增加，柔性提高現(xiàn)代機械在功能上是不斷更新，不斷發(fā)展的。這是和傳統(tǒng)機械相區(qū)別的因素，所以，現(xiàn)代機械在發(fā)展前景方面較為寬闊。并能夠包含更廣的對象，手段上也較為多樣。例如對于電子通訊技術(shù)的利用，能夠彌補傳統(tǒng)機械操作上較為繁雜，而效果不好的弱勢。機械間的協(xié)調(diào)性和整體性功能得到突出發(fā)揮，根據(jù)已經(jīng)編好的程序進行運作，如果想要更改內(nèi)部運行的順序和規(guī)律等，可以不根據(jù)元件的硬件來說，只需要改變內(nèi)部軟件工作的性能即可。這使得工作的范圍得以擴展，有利于靈活性和能動性的發(fā)揮。

1.2結(jié)構(gòu)簡單，性能提高傳統(tǒng)機械對于功能的變更和增加是通過增加某一裝置來實現(xiàn)的。方法較為單一。例如，為了達到變速的目的，就要用變速箱；為了實現(xiàn)不同的非線性運動規(guī)律控制，各種不同凸輪機構(gòu)就相繼出現(xiàn)。現(xiàn)代機械增加功能以及轉(zhuǎn)變運行規(guī)律的方法選擇上更為靈活多樣。能夠?qū)⒍喾N技術(shù)綜合利用，也可以從多個角度入手，實現(xiàn)總體構(gòu)架的最優(yōu)秀結(jié)果選擇。達到總體結(jié)構(gòu)的最優(yōu)秀。并且，現(xiàn)代機械采用將內(nèi)部運行裝置減少的辦法，使得由于運動和運動裝置的變形導致的偏差變得更小，并且實現(xiàn)了利用電子監(jiān)控等及時發(fā)現(xiàn)復查并解決誤差隱患。使得工作的精密程度得到進一步提升。

1.3效率提高，成本降低現(xiàn)代機械在機械性能的穩(wěn)定性以及測驗等方面，能夠利用計算機完成工作的模擬和再現(xiàn)。這種操作大大節(jié)省了時間，能夠直觀地觀察到工作的結(jié)果。并保證質(zhì)量水平。此外，它能夠節(jié)約預備和其他相關(guān)細節(jié)工作的時間，使得工作的合理性和速度都得到提升。

2現(xiàn)代機械設(shè)計的特點

過去的機械設(shè)計從理論到實際的過程已經(jīng)較為系統(tǒng)，新的現(xiàn)代機械有了全新的思路。應當這樣認為，機械設(shè)計的發(fā)展是和各種學科之間掛鉤的。不僅僅是機械本文的專業(yè)，這里包含哲學、思維科學、心理學和智能科學的研究成果；現(xiàn)代應用數(shù)學、物理學與應用化學等基礎(chǔ)科學領(lǐng)域的研究成果；機械電子學、控制理論與技術(shù)、檢測技術(shù)和自動化領(lǐng)域的研究成果；特別是電子計算機的廣泛應用和現(xiàn)代信息科學的發(fā)展，造就了現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的理論方法體系，使現(xiàn)代的機械設(shè)計建立在與傳統(tǒng)方法迥然不同、全新的層次之上。與傳統(tǒng)的機械設(shè)計相比，現(xiàn)代機械設(shè)計有以下一些具體的特點。

2.1傳統(tǒng)機械設(shè)計工作偏重于人的感性經(jīng)驗和主觀態(tài)度要求人員的技藝能力以及判斷能力較高，不過，因為計算機等方式方法的介入，使得更多更快速的方法被制定出來。突出新方法新經(jīng)驗的重要性。這對于傳統(tǒng)的方式方法提出了新的挑戰(zhàn)，過去的方式已經(jīng)顯得過于保守和落后。

2.2傳統(tǒng)機械設(shè)計更傾向于展示機械自身所要求達到的能力現(xiàn)代機械有所發(fā)展，講求各個要素之間的配合，例如，把設(shè)計理念與所處的環(huán)境和人的需求之間相互連接。并將每一個要素延伸其外延，將人的生物性和感官等考慮進去，達到使用的最好效果，并且將機械的整個生命循環(huán)過程都周密考慮，從設(shè)計，加工到使用，修理，報廢等與人和環(huán)境的聯(lián)系都計算好，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境與生產(chǎn)之間關(guān)系的平衡為指導。

2.3傳統(tǒng)機械的設(shè)計和制造強調(diào)力學作用，一系列的方式方法都是為了獲得更高強度的效果來運行圖的，在設(shè)計中也強調(diào)對力學能力的把握，而比這類效果有所發(fā)展的是，現(xiàn)代設(shè)計中對于設(shè)計的領(lǐng)域方面更為寬闊，范圍更廣，手段更多樣。

2.4在設(shè)計流程上，應當以總的目標為準，形成很多層的設(shè)計方案，每一遍方案經(jīng)過修改后產(chǎn)生下一輪，因此一個設(shè)計的完成可能消耗很多時間和能源，而對于最好方案的選擇因為沒有直觀的感受也帶有主觀性?？傮w來說是一項時間長低效率的工作。現(xiàn)代機械設(shè)計避免重復浪費的問題，而是將數(shù)字和方案直接輸入計算機，得到立體圖，使人員通過調(diào)整內(nèi)部數(shù)字就能選擇最好的方案，所以，從花費和精力投入來說，都較為科學有效。

2.5傳統(tǒng)的設(shè)計建立在手工操作的基礎(chǔ)上，人腦的思維進度在很大程度上被這種緩慢的操作過程所約束，許多原始發(fā)生于人腦的三維構(gòu)思，在傳統(tǒng)的設(shè)計中必須用抽象的二維圖形加以表達，而代表現(xiàn)代機械設(shè)計的CAD技術(shù)則很好地解決了這些問題，技術(shù)人員從計算機那里可以很快地獲得為進一步思維所必需的理論計算結(jié)果和信息；大量的繪圖工作有計算機；屏幕上的三維圖形可以直接與人腦中的構(gòu)思接軌。在傳統(tǒng)的設(shè)計中，機器的動態(tài)效果只能通過抽象的運動學、動力學數(shù)據(jù)加以反映，而現(xiàn)代的計算機仿真技術(shù)能對未來機器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)清楚地加以描述。在傳統(tǒng)的設(shè)計中，從概念設(shè)計、技術(shù)設(shè)計到編制工藝、計算工時成本，有許多部門用串行工作方法參與，需要一個漫長的過程，而現(xiàn)代的并行設(shè)計技術(shù)，使人們在作出一個方案的設(shè)計時，通過計算機網(wǎng)絡同時獲得后續(xù)過程相關(guān)信息，使設(shè)計者有可能及時修改方案，尋求一個全面、綜合的優(yōu)化方案。

3現(xiàn)代機械設(shè)計與計算機

3.1CAD軟件的應用

計算機儲存量大、運算速度快、集合分析信息能力強，可以綜合分析各種數(shù)據(jù)進而得出最佳答案，這是人腦所不能比擬的。基于這些優(yōu)勢，我們在機械設(shè)計中廣泛運用計算機技術(shù)可以說是大勢所趨。需求分析與可行性研究這個部分較少用到計算機，但是其他設(shè)計步驟都可以運用計算機來完成，例如畫圖、計算、設(shè)計等等，再加上我們自己創(chuàng)新的設(shè)計理念，設(shè)計質(zhì)量必然得到提高。CAD就是這樣應運而生的。CAD軟件主要分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件及應用軟件三個部分。在CAD軟件的應用過程中，人的力量是主要的，也就是說人才是主導，設(shè)計者必須中充分發(fā)揮主觀能動性，靈活運用計算機，盡可能做到人與計算機完美融合，創(chuàng)造性加上計算機的靈活性、精確性，這樣設(shè)計出的產(chǎn)品才更能滿足當今機械設(shè)計的要求。

3.2數(shù)據(jù)庫管理

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫管理軟件種類很多，廣泛應用于商業(yè)領(lǐng)域或企事業(yè)單位管理部門。在機械設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)據(jù)庫管理也十分重要，需要一個儲存量大、可以管理復雜數(shù)據(jù)的完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，但當下大多數(shù)此類軟件還不能完全做到這一點。這就要求我們充分發(fā)揮創(chuàng)造性，根據(jù)自己的設(shè)計需要來建立數(shù)據(jù)庫，以便更好、更精確地分析數(shù)據(jù)，從而達到想要的效果。設(shè)計者在機械設(shè)計過程中，經(jīng)常需要查閱一些數(shù)據(jù)和文獻，從而得到所需數(shù)據(jù)、公式或理念。傳統(tǒng)方式需要花費大量精力去一一查找。如今進入計算機時代，設(shè)計者完全可以省下這番功夫，只需事先把機械設(shè)計的相關(guān)資料都儲存進計算機系統(tǒng)，建立完善的數(shù)據(jù)庫，這時就可以利用計算機儲存量大、查找速度的優(yōu)勢，迅速分析查找并最終得到所需的資料?，F(xiàn)代機械設(shè)計必然要考慮更新，變換的問題。這對于設(shè)計人員的創(chuàng)新問題是一個新的挑戰(zhàn)，應當利用主體能動，充分掌握技術(shù)的分析和整理。并找到最好最優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新辦法，使得設(shè)計工作滿足不斷發(fā)展的狀態(tài)。