鄒家柱　劉愛華

摘要：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，人們對于環(huán)境保護的日益重視，機械設(shè)計領(lǐng)域也受到了巨大的影響，傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法已經(jīng)不能夠滿足當代發(fā)展對機械的要求。文童對當代機械設(shè)計發(fā)展的趨勢進行相關(guān)的探索。

前言：

機械設(shè)計發(fā)展的三個階段的是將預定的目標，經(jīng)過一系列的規(guī)劃與分析決策產(chǎn)生一定的信息形成設(shè)計，并通過制造，使設(shè)計成為產(chǎn)品，造福人類。機械設(shè)計的發(fā)展史按時間來分，可分為三個階段：從古代社會到17世紀為機械設(shè)計起源和古代機械設(shè)計階段，由17世紀至第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束為近代機械設(shè)計，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束直到現(xiàn)在為現(xiàn)代設(shè)計階段。如果按其內(nèi)容可分為：直覺設(shè)計階段，經(jīng)驗設(shè)計階段和理論設(shè)計階段。兩種劃分是一一對應的，是從不同角度來劃分機械設(shè)計的發(fā)展史。每一個階段在設(shè)計理論，方法和制造工藝方面都有明顯的特色。

1.機械設(shè)計的發(fā)展史

在我國古代，機械發(fā)明，設(shè)計者與制造者是統(tǒng)一的。有許多著名的人物，他們的成果代表了當時我國的機械的設(shè)計水平。唐代的時侯我國與許多國家開展了經(jīng)濟，文化和科學技術(shù)的交流，對中國和世界其它的一些國家有很大的影響。由于貿(mào)易的發(fā)展，要求商品增加，從而改進生產(chǎn)設(shè)備，使機械設(shè)計有了很大的發(fā)展，造紙，紡織，農(nóng)業(yè)，礦業(yè)，陶瓷，印染，兵器等都有了新的進展，機械設(shè)計水平也提高了一大步。

在1854年學者勞萊克斯發(fā)表了著作《機械制造中的設(shè)計學》把過去溶在力學中的機械設(shè)計學獨立出來，建立了以力學和制造為基礎(chǔ)的新科學體系，由此放生了“機構(gòu)學”，“機械零件設(shè)計”，成為機械設(shè)計中的基本的內(nèi)容。在這一基礎(chǔ)上，機械設(shè)計學得到了很快的發(fā)展。在疲勞強度，接觸應力，斷裂力學，高溫蠕變，流體動力潤滑，齒輪接觸疲勞強度計算，彎曲疲勞強度計算，滾動軸承強度理論等方面都取得了大量的成果，新工藝，新材科的，新結(jié)構(gòu)的不斷涌現(xiàn)機械設(shè)計的水平也取得了很大的發(fā)展。機器的尺寸減少，速度增加，性能提高，機械設(shè)計的計算方法和數(shù)據(jù)積累也相應有了很大的發(fā)展，反映了時代的特色。

現(xiàn)代機械設(shè)計方法的特征是，它具有自己的學科體系和專門的內(nèi)容。其核心技術(shù)有3個方面：

（1）以產(chǎn)品的“功能”作為機械設(shè)計的核心目標。美國麥爾斯提出了“顧客購買的不是產(chǎn)品的本身，而是產(chǎn)品所具有的功能”，說明了“功能”是產(chǎn)品的本質(zhì)和靈魂。原理的提出大大解放了設(shè)計師的思想，為了實現(xiàn)功能，可以采用不同的原理和結(jié)構(gòu)。我們可以從近年來的計時裝置，文件復制設(shè)備，通訊方法等方面的飛速發(fā)展看出，設(shè)計師的聰明才智得到了發(fā)揮，多方面滿足了社會需要。

（2）“人機學”的形成和發(fā)展。機械的工作與人是不可分的，有些操縱的信號要靠人輸入。必須考慮操縱者的反應速度和能力限制，還必須考慮操縱者和乘客的舒適性。雖然許多產(chǎn)品已經(jīng)向自動化發(fā)展，許多民用產(chǎn)品對使用者的技術(shù)要求日益降低。但是機械產(chǎn)品畢竟是為了人類設(shè)計的?？紤]“人機學”是提高產(chǎn)品的競爭能力的重要方面。實際上“傻瓜化”就是當前處理人機問題的一個重要的途徑。

（3）建立系統(tǒng)的“工業(yè)設(shè)計”學科體系。工業(yè)設(shè)計是設(shè)計者使產(chǎn)品在外觀，色彩，形狀，尺寸比例等方面的合理設(shè)計，使產(chǎn)品與人，環(huán)境更協(xié)調(diào)，以得到更好的使用效果與況爭力。

2.現(xiàn)代代機械制造業(yè)設(shè)計的發(fā)展趨勢

2.1現(xiàn)代化機械設(shè)計的核心是數(shù)字化

隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，在設(shè)計之前可以對整個生命周期進行建模。利用計算機進行模擬，利用計算機定義產(chǎn)品設(shè)計的整個生命周期的完整過程，為機械設(shè)計提供參考：設(shè)計中可以采用大量的數(shù)字化的設(shè)計工具和手段。利用數(shù)字化的管理手段對整個設(shè)計的過程進行科學的管理，從而確保資源的優(yōu)化配置，提高設(shè)計效率。

2.2現(xiàn)代化機械設(shè)計的大趨勢是并行化

通過計算機平臺的支持，設(shè)計團隊可以共享相關(guān)的信息，不在一個地方的設(shè)計人員和可以進行協(xié)同設(shè)計工作。在設(shè)計的過程中可以最大限度的獲得技術(shù)支持，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，提升設(shè)計能力。而傳統(tǒng)意義上的機械設(shè)計是一種串行的設(shè)計理念，將產(chǎn)品分成幾個步驟，然后一個環(huán)節(jié)完成了才能進行下個環(huán)節(jié)。并且在設(shè)計過程中各個階段的設(shè)計缺乏溝通手段，不能夠?qū)Πl(fā)現(xiàn)的問題進行及時的修正，從而極大的延長了機械設(shè)計的開發(fā)周期，增加了大量的工作量。

現(xiàn)代化機械朝著大型化、綜合化的方向發(fā)展，機械自身的構(gòu)造和功能將變得越來越復雜，產(chǎn)品在開發(fā)初期做出的相應的設(shè)計思路將會直接影響到后期的設(shè)計。所以在開發(fā)設(shè)計的初級階段一定要進行充分的論證和實驗，考慮產(chǎn)品面臨的各種因素，這樣可以極大的降低在產(chǎn)品后期的修改的次數(shù)，縮短開發(fā)周期?，F(xiàn)代機械設(shè)備的科技含量不斷的增加，其所涉及到多個部門的知識，一個企業(yè)往往沒有能力獨立完成一個機械的完整的設(shè)計，就需要將相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)或者是研究機構(gòu)的設(shè)計人員集中起來共同設(shè)計，通過并行工程的強大支持，各個領(lǐng)域的設(shè)計人員同時進行機械的設(shè)計，優(yōu)勢互補，強強聯(lián)合，最終設(shè)計出滿意的機械產(chǎn)品。

2.3現(xiàn)代化機械設(shè)計的要求是智能化

隨著自動化技術(shù)在機械領(lǐng)域的使用，機械的自動化程度越來越高。設(shè)計師充分利用智能技術(shù)展開機械的設(shè)計工作，組成一套智能化的體系。智能化系統(tǒng)能夠獨立的進行計算以及邏輯推理，大大減少設(shè)計師的工作量，提高設(shè)計工作效率。

3.結(jié)束語

發(fā)展我國的機械設(shè)計科學研究，必須集中探討機械設(shè)計各主要環(huán)節(jié)的正確工作方法和解決問題的途徑，收集開發(fā)新產(chǎn)品的成功經(jīng)驗和范例，積累大量的設(shè)計資料，了解世界有關(guān)行業(yè)的發(fā)展動向，致力于提高我國機械工業(yè)的水平，生產(chǎn)具有國際競爭力的機械產(chǎn)品。相信我國學者們要總結(jié)過去設(shè)計經(jīng)驗并吸收外國先進的學術(shù)思想和科學技術(shù)的基礎(chǔ)上，定能研究出一套適合我國的國情。高效優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟地進行設(shè)計的規(guī)律和方法來為加速現(xiàn)代化建設(shè)做出應有的貢獻

參考文獻

[1]李潤方，林騰蛟，陶澤光，韓西.現(xiàn)代機械設(shè)計方法及其應用[J].機械工藝師，2000，（09）.

[2]張艷.談現(xiàn)代機械設(shè)計方法與未來機械設(shè)計[J].現(xiàn)代機械，1998，（02）.

[3]劉利軍.談現(xiàn)代機械設(shè)計方法[J].包頭職業(yè)技術(shù)學院學報，2003，（01）.