现代机械设计特点及革新

作者：顾志勇 单位：黑龙江哈尔滨中航工业东安发动机集团有限公司

1现代机械的主要特征

1.1功能增加，柔性提高现代机械在功能上是不断更新，不断发展的。这是和传统机械相区别的因素，所以，现代机械在发展前景方面较为宽阔。并能够包含更广的对象，手段上也较为多样。例如对于电子通讯技术的利用，能够弥补传统机械操作上较为繁杂，而效果不好的弱势。机械间的协调性和整体性功能得到突出发挥，根据已经编好的程序进行运作，如果想要更改内部运行的顺序和规律等，可以不根据元件的硬件来说，只需要改变内部软件工作的性能即可。这使得工作的范围得以扩展，有利于灵活性和能动性的发挥。

1.2结构简单，性能提高传统机械对于功能的变更和增加是通过增加某一装置来实现的。方法较为单一。例如，为了达到变速的目的，就要用变速箱；为了实现不同的非线性运动规律控制，各种不同凸轮机构就相继出现。现代机械增加功能以及转变运行规律的方法选择上更为灵活多样。能够将多种技术综合利用，也可以从多个角度入手，实现总体构架的最优秀结果选择。达到总体结构的最优秀。并且，现代机械采用将内部运行装置减少的办法，使得由于运动和运动装置的变形导致的偏差变得更小，并且实现了利用电子监控等及时发现复查并解决误差隐患。使得工作的精密程度得到进一步提升。

1.3效率提高，成本降低现代机械在机械性能的稳定性以及测验等方面，能够利用计算机完成工作的模拟和再现。这种操作大大节省了时间，能够直观地观察到工作的结果。并保证质量水平。此外，它能够节约预备和其他相关细节工作的时间，使得工作的合理性和速度都得到提升。

2现代机械设计的特点

过去的机械设计从理论到实际的过程已经较为系统，新的现代机械有了全新的思路。应当这样认为，机械设计的发展是和各种学科之间挂钩的。不仅仅是机械本文的专业，这里包含哲学、思维科学、心理学和智能科学的研究成果；现代应用数学、物理学与应用化学等基础科学领域的研究成果；机械电子学、控制理论与技术、检测技术和自动化领域的研究成果；特别是电子计算机的广泛应用和现代信息科学的发展，造就了现代设计技术的理论方法体系，使现代的机械设计建立在与传统方法迥然不同、全新的层次之上。与传统的机械设计相比，现代机械设计有以下一些具体的特点。

2.1传统机械设计工作偏重于人的感性经验和主观态度要求人员的技艺能力以及判断能力较高，不过，因为计算机等方式方法的介入，使得更多更快速的方法被制定出来。突出新方法新经验的重要性。这对于传统的方式方法提出了新的挑战，过去的方式已经显得过于保守和落后。

2.2传统机械设计更倾向于展示机械自身所要求达到的能力现代机械有所发展，讲求各个要素之间的配合，例如，把设计理念与所处的环境和人的需求之间相互连接。并将每一个要素延伸其外延，将人的生物性和感官等考虑进去，达到使用的最好效果，并且将机械的整个生命循环过程都周密考虑，从设计，加工到使用，修理，报废等与人和环境的联系都计算好，以实现可持续发展以及环境与生产之间关系的平衡为指导。

2.3传统机械的设计和制造强调力学作用，一系列的方式方法都是为了获得更高强度的效果来运行图的，在设计中也强调对力学能力的把握，而比这类效果有所发展的是，现代设计中对于设计的领域方面更为宽阔，范围更广，手段更多样。

2.4在设计流程上，应当以总的目标为准，形成很多层的设计方案，每一遍方案经过修改后产生下一轮，因此一个设计的完成可能消耗很多时间和能源，而对于最好方案的选择因为没有直观的感受也带有主观性。总体来说是一项时间长低效率的工作。现代机械设计避免重复浪费的问题，而是将数字和方案直接输入计算机，得到立体图，使人员通过调整内部数字就能选择最好的方案，所以，从花费和精力投入来说，都较为科学有效。

2.5传统的设计建立在手工操作的基础上，人脑的思维进度在很大程度上被这种缓慢的操作过程所约束，许多原始发生于人脑的三维构思，在传统的设计中必须用抽象的二维图形加以表达，而代表现代机械设计的CAD技术则很好地解决了这些问题，技术人员从计算机那里可以很快地获得为进一步思维所必需的理论计算结果和信息；大量的绘图工作有计算机代理；屏幕上的三维图形可以直接与人脑中的构思接轨。在传统的设计中，机器的动态效果只能通过抽象的运动学、动力学数据加以反映，而现代的计算机仿真技术能对未来机器的运转状态清楚地加以描述。在传统的设计中，从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本，有许多部门用串行工作方法参与，需要一个漫长的过程，而现代的并行设计技术，使人们在作出一个方案的设计时，通过计算机网络同时获得后续过程相关信息，使设计者有可能及时修改方案，寻求一个全面、综合的优化方案。

3现代机械设计与计算机

3.1CAD软件的应用

计算机储存量大、运算速度快、集合分析信息能力强，可以综合分析各种数据进而得出最佳答案，这是人脑所不能比拟的。基于这些优势，我们在机械设计中广泛运用计算机技术可以说是大势所趋。需求分析与可行性研究这个部分较少用到计算机，但是其他设计步骤都可以运用计算机来完成，例如画图、计算、设计等等，再加上我们自己创新的设计理念，设计质量必然得到提高。CAD就是这样应运而生的。CAD软件主要分为系统软件、支撑软件及应用软件三个部分。在CAD软件的应用过程中，人的力量是主要的，也就是说人才是主导，设计者必须中充分发挥主观能动性，灵活运用计算机，尽可能做到人与计算机完美融合，创造性加上计算机的灵活性、精确性，这样设计出的产品才更能满足当今机械设计的要求。

3.2数据库管理

现有的数据库管理软件种类很多，广泛应用于商业领域或企事业单位管理部门。在机械设计领域，数据库管理也十分重要，需要一个储存量大、可以管理复杂数据的完善的数据库管理系统，但当下大多数此类软件还不能完全做到这一点。这就要求我们充分发挥创造性，根据自己的设计需要来建立数据库，以便更好、更精确地分析数据，从而达到想要的效果。设计者在机械设计过程中，经常需要查阅一些数据和文献，从而得到所需数据、公式或理念。传统方式需要花费大量精力去一一查找。如今进入计算机时代，设计者完全可以省下这番功夫，只需事先把机械设计的相关资料都储存进计算机系统，建立完善的数据库，这时就可以利用计算机储存量大、查找速度的优势，迅速分析查找并最终得到所需的资料。现代机械设计必然要考虑更新，变换的问题。这对于设计人员的创新问题是一个新的挑战，应当利用主体能动，充分掌握技术的分析和整理。并找到最好最优质的创新办法，使得设计工作满足不断发展的状态。