現(xiàn)代機(jī)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(jī)集團(tuán)有限公司

1現(xiàn)代機(jī)械的主要特征

1.1功能增加，柔性提高現(xiàn)代機(jī)械在功能上是不斷更新，不斷發(fā)展的。這是和傳統(tǒng)機(jī)械相區(qū)別的因素，所以，現(xiàn)代機(jī)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(jī)械操作上較為繁雜，而效果不好的弱勢。機(jī)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(jìn)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(kuò)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(jī)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(dá)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(jī)構(gòu)就相繼出現(xiàn)?，F(xiàn)代機(jī)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(dá)到總體結(jié)構(gòu)的最優(yōu)秀。并且，現(xiàn)代機(jī)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(dǎo)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(fù)查并解決誤差隱患。使得工作的精密程度得到進(jìn)一步提升。

1.3效率提高，成本降低現(xiàn)代機(jī)械在機(jī)械性能的穩(wěn)定性以及測驗等方面，能夠利用計算機(jī)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(yù)備和其他相關(guān)細(xì)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(jī)械設(shè)計的特點

過去的機(jī)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(jī)械有了全新的思路。應(yīng)當(dāng)這樣認(rèn)為，機(jī)械設(shè)計的發(fā)展是和各種學(xué)科之間掛鉤的。不僅僅是機(jī)械本文的專業(yè)，這里包含哲學(xué)、思維科學(xué)、心理學(xué)和智能科學(xué)的研究成果；現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)與應(yīng)用化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的研究成果；機(jī)械電子學(xué)、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(jī)的廣泛應(yīng)用和現(xiàn)代信息科學(xué)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(jī)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(jī)械設(shè)計相比，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計有以下一些具體的特點。

2.1傳統(tǒng)機(jī)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(jī)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(jī)械設(shè)計更傾向于展示機(jī)械自身所要求達(dá)到的能力現(xiàn)代機(jī)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(jìn)去，達(dá)到使用的最好效果，并且將機(jī)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(dǎo)。

2.3傳統(tǒng)機(jī)械的設(shè)計和制造強(qiáng)調(diào)力學(xué)作用，一系列的方式方法都是為了獲得更高強(qiáng)度的效果來運行圖的，在設(shè)計中也強(qiáng)調(diào)對力學(xué)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(yīng)當(dāng)以總的目標(biāo)為準(zhǔn)，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(jī)械設(shè)計避免重復(fù)浪費的問題，而是將數(shù)字和方案直接輸入計算機(jī)，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(xué)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(jìn)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(dá)，而代表現(xiàn)代機(jī)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(jī)那里可以很快地獲得為進(jìn)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(jī)；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(jī)器的動態(tài)效果只能通過抽象的運動學(xué)、動力學(xué)數(shù)據(jù)加以反映，而現(xiàn)代的計算機(jī)仿真技術(shù)能對未來機(jī)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(jī)網(wǎng)絡(luò)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(jī)械設(shè)計與計算機(jī)

3.1CAD軟件的應(yīng)用

計算機(jī)儲存量大、運算速度快、集合分析信息能力強(qiáng)，可以綜合分析各種數(shù)據(jù)進(jìn)而得出最佳答案，這是人腦所不能比擬的?；谶@些優(yōu)勢，我們在機(jī)械設(shè)計中廣泛運用計算機(jī)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(jī)，但是其他設(shè)計步驟都可以運用計算機(jī)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(yīng)運而生的。CAD軟件主要分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件及應(yīng)用軟件三個部分。在CAD軟件的應(yīng)用過程中，人的力量是主要的，也就是說人才是主導(dǎo)，設(shè)計者必須中充分發(fā)揮主觀能動性，靈活運用計算機(jī)，盡可能做到人與計算機(jī)完美融合，創(chuàng)造性加上計算機(jī)的靈活性、精確性，這樣設(shè)計出的產(chǎn)品才更能滿足當(dāng)今機(jī)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(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域或企事業(yè)單位管理部門。在機(jī)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(fù)雜數(shù)據(jù)的完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，但當(dāng)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(dá)到想要的效果。設(shè)計者在機(jī)械設(shè)計過程中，經(jīng)常需要查閱一些數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)，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(jìn)入計算機(jī)時代，設(shè)計者完全可以省下這番功夫，只需事先把機(jī)械設(shè)計的相關(guān)資料都儲存進(jìn)計算機(jī)系統(tǒng)，建立完善的數(shù)據(jù)庫，這時就可以利用計算機(jī)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。現(xiàn)代機(jī)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(yīng)當(dāng)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)。