機械產品方案設計精選(九篇)
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第1篇：機械產品方案設計范文
引 言
科學技術的飛速發(fā)展，產品功能要求的日益增多，復雜性增加，壽命期縮短，更新換代速度加快。然而，產品的設計，尤其是機械產品方案的設計手段，則顯得力不從心，跟不上時展的需要。目前，計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產品開發(fā)初期方案的計算機輔助設計卻遠遠不能滿足設計的需要。為此，作者在閱讀了大量文獻的基礎上，概括總結了國內外設計學者進行方案設計時采用的方法，并討論了各種方法之間的有機聯系和機械產品方案設計計算機實現的 發(fā)展趨勢。
根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征，可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。
1、系統(tǒng)化設計方法
系統(tǒng)化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯系，并具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現設計系統(tǒng)所需完成的任務。
系統(tǒng)化設計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎，制訂了設計的一般模式，倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設計思想的基礎上，制訂出標準VDI2221“技術系統(tǒng)和產品的開發(fā)設計方法。
制定的機械產品方案設計進程模式，基本上沿用了德國標準VDI2221的設計方式。除此之外，我國許多設計學者在進行產品方案設計時還借鑒和引用了其他發(fā)達國家的系統(tǒng)化設計思想，其中具有代表性的是：
(1)將用戶需求作為產品功能特征構思、結構設計和零件設計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎，從產品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉換為產品開發(fā)各階段的技術目標和作業(yè)控制規(guī)程的方法。
(2)將產品看作有機體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產品的設計過程劃分成功能需求層次、實現功能要求的概念層次和產品的具體設計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產品的功能要求，形成產品功能系統(tǒng)結構。
(3)將機械設計中系統(tǒng)科學的應用歸納為兩個基本問題：一是把要設計的產品作為一個系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關系；二是將產品設計過程看成一個系統(tǒng)，根據設計目標，正確、合理地確定設計中各個方面的工作和各個不同的設計階段 。
由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同，進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設計方法。
1.1 設計元素法
用五個設計元素(功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數)描述“產品解”，認為一個產品的五個設計元素值確定之后，產品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設計學者采用了類似方法描述產品的原理解。
1.2 圖形建模法
研制的“設計分析和引導系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產品的功能結構及其相關的抽象信息，實現了系統(tǒng)結構、功能關系的圖形化建模，以及功能層之間的聯接 。
將設計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內容豐富的語義模型結構、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現關系間的任意結合等特點，將設計方法解與信息技術進行集成，實現了設計過程中不同抽象層間信息關系的圖形化建模。
文獻［11］將語義設計網作為設計工具，在其開發(fā)的活性語義設計網ASK中，采用結點和線條組成的網絡描述設計，結點表示元件化的單元(如設計任務、功能、構件或加工設備等)，線條用以調整和定義結點間不同的語義關系，由此為設計過程中的所有活動和結果預先建立模型，使早期設計要求的定義到每一個結構的具體描述均可由關系間的定義表達，實現了計算機輔助設計過程由抽象到具體的飛躍。
1.3 “構思”—“設計”法
將產品的方案設計分成“構思”和“設計”兩個階段。“構思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設計任務要求的原理解。“設計”階段的工作則是具體實現構思階段的原理解。
將方案的“構思”具體描述為：根據合適的功能結構，尋求滿足設計任務要求的原理解。即功能結構中的分功能由“結構元素”實現，并將“結構元素”間的物理聯接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結構元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設計”是根據功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結構元素”，再定量地描述所有“結構元素”和聯接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結構示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設計單元(GE)”、“結構元素(KE)”、“功能結構元素(FKE)”、“聯接結構元素(VKE)”、“結構零件(KT)”、“結構元素零件(KET)”等概念，以及描述結構元素尺寸、位置和傳動參數間相互關系的若干種簡圖，把設計專家憑直覺設計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應用現有知識的方法，并將其應用于“構思”和“設計”階段。
從設計方法學的觀點出發(fā)，將明確了設計任務后的設計工作分為三步：1) 獲取功能和功能結構(簡稱為“功能”)；2) 尋找效應(簡稱為“效應”)；3) 尋找結構(簡稱為“構形規(guī)則”)。并用下述四種策略描述機械產品構思階段的工作流程：策略1：分別考慮“功能”、“效應”和“構形規(guī)則”。因此，可以在各個工作步驟中分別創(chuàng)建變型方案，由此產生廣泛的原理解譜。策略2：“效應”與“構形規(guī)則”(包括設計者創(chuàng)建的規(guī)則)關聯，單獨考慮功能(通常與設計任務相關)。此時，辨別典型的構形規(guī)則及其所屬效應需要有豐富的經驗，產生的方案譜遠遠少于策略1的方案譜。策略3：“功能”、“效應”、“構形規(guī)則”三者密切相關。適用于功能、效應和構形規(guī)則間沒有選擇余地、具有特殊要求的領域，如超小型機械、特大型機械、價值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：針對設計要求進行結構化求解。該策略從已有的零件出發(fā)，通過零件間不同的排序和連接，獲得預期功能 。
1.4 矩陣設計法
在方案設計過程中采用“要求—功能”邏輯樹(“與或”樹)描述要求、功能之間的相互關系，得到滿足要求的功能設計解集，形成不同的設計方案。再根據“要求—功能”邏輯樹建立“要求—功能”關聯矩陣，以描述滿足要求所需功能之間的復雜關系，表示出要求與功能間一一對應的關系。
Kotaetal將矩陣作為機械系統(tǒng)方案設計的基礎，把機械系統(tǒng)的設計空間分解為功能子空間，每個子空間只表示方案設計的一個模塊，在抽象階段的高層，每個設計模塊用運動轉換矩陣和一個可進行操作的約束矢量表示；在抽象階段的低層，每個設計模塊被表示為參數矩陣和一個運動方程。
1.5 鍵合圖法
將組成系統(tǒng)元件的功能分成產生能量、消耗能量、轉變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結合，實現功能結構的自動生成和功能結構與鍵合圖之間的自動轉換，尋求由鍵合圖產生多個設計方案的方 法。
2、結構模塊化設計方法
從規(guī)劃產品的角度提出：定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎，引用已有的產品解(如通用零件部件等)描述設計任務，即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解，這樣，能夠在產品規(guī)劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾，早期預測生產能力、費用，以及開發(fā)設計過程中計劃的可調整性，由此提高設計效率和設計的可靠性，同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層，(1)產品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄，對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發(fā)早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。
認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解，而具有新型解的專用功能只是少數，因此，在專用機械設計中采用功能化的產品結構，對于評價專用機械的設計、制造風 險十分有利。
提倡在產品功能分析的基礎上，將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構，通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的接口(聯接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化，具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術，將變形設計與組合設計相結合，根據分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具，提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排，形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設計工程師選擇解元素。
根據機械零部件的聯接特征，將其歸納成四種類型：1)元件間直接定位，并具 有自調整性的部件；2) 結構上具有共性的組合件；3)具有嵌套式結構及嵌套式元件的聯接 ；4)具有模塊化結構和模塊化元件的聯接。并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規(guī)則，由此實現元件間聯接的算法化和概念的可視化。
在進行機械系統(tǒng)的方案設計中，用“功能建立”模塊對功能進行分解，并規(guī)定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機構型式的一一對應。“結構建立”模塊則作為功能解的選擇對象以便于實現映射算法。
3、基于產品特征知識的設計方法
基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。
機械系統(tǒng)的方案設計主要是依據產品所具有的特征，以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策，完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調、管理和使用。為此，國內外設計學者針對機械系統(tǒng)方案設計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。
3.1 編碼法
根據“運動轉換”功能(簡稱功能元)將機構進行分類，并利用代碼描述功能元和機構類別，由此建立起“機構系統(tǒng)方案設計專家系統(tǒng)”知識庫。在此基礎上，將二元邏輯推理與模糊綜合評判原理相結合，建立了該“專家系統(tǒng)”的推理機制，并用于四工位專用機床的方案設計中。
利用生物進化理論，通過自然選擇和有性繁殖使生物體得以演化的原理，在機構方案設計中，運用網絡圖論方法將機構的結構表達為拓撲圖，再通過編碼技術，把機構的結構和性能轉化為個體染色體的二進制數串，并根據設計要求編制適應值，運用生物進化理論控制繁殖機制，通過選擇、交叉、突然變異等手段，淘汰適應值低的不適應個體，以極快的進化過程得到適應性最優(yōu)的個體，即最符合設計要求的機構方案。
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3.2 知識的混合型表達法
針對復雜機械系統(tǒng)的方案設計，采用混合型的知識表達方式描述設計中的各類知識尤為適合，這一點已得到我國許多設計學者的共識。
在研制復雜產品方案設計智能決策支持系統(tǒng)DMDSS中，將規(guī)則、框架、過程和神經網絡等知識表示方法有機地結合在一起，以適應設計中不同類型知識的描述。將多種單一的知識表達方法(規(guī)則、框架和過程)，按面向對象的編程原則，用框架的槽表示對象的屬性，用規(guī)則表示對象的動態(tài)特征，用過程表示知識的處理，組成一種混合型的知識表達型式，并成功地研制出“面向對象的數控龍門銑床變速箱方案設計智能系統(tǒng)GBCDIS”和“變速箱結構設計專家系統(tǒng)GBSDES”。
3.3 利用基于知識的開發(fā)工具
在聯軸器的CAD系統(tǒng)中，利用基于知識的開發(fā)工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向對象的方法，創(chuàng)建了面向對象的設計方法數據庫，為設計者進行聯軸器的方案設計和結構設計提供了廣泛且可靠的設計方法譜。則利用NEXPERT描述直線導軌設計中需要基于知識進行設計的內容，由此尋求出基于知識的解，并開發(fā)出直線導軌設計專家系統(tǒng)。
3.4 設計目錄法
構造了“功能模塊”、“功能元解”和“機構組”三級遞進式設計目錄，并將這三級遞進式設計目錄作為機械傳動原理方案智能設計系統(tǒng)的知識庫和開發(fā)設計的輔助工具。
3.5 基于實例的方法
在研制設計型專家系統(tǒng)的知識庫中，采用基本謂詞描述設計要求、設計條件和選取的方案，用框架結構描述“工程實例”和各種“概念實體”，通過基于實例的推理技術產生候選解來配匹產品的設計要求。
4、智能化設計方法
智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發(fā)設計、表達產品的構思、描述 產品的結構。
在利用數學系統(tǒng)理論的同時，考慮了系統(tǒng)工程理論、產品設計技術和系統(tǒng)開發(fā)方法學VDI2221，研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發(fā)系統(tǒng)軟件MUSE。
在進行自動取款機設計時，把產品的整個開發(fā)過程概括為“產品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產規(guī)劃”三個階段，并且充分利用了現有的CAD尖端技術——虛擬現實技術。1) 產品規(guī)劃—構思產品。其任務是確定產品的外部特性，如色彩、形狀、表面質量、人機工程等等，并將最初的設想用CAD立體模型表示出，建立能夠體現整個產品外形的簡單模型，該模型可以在虛擬環(huán)境中建立，借助于數據帽和三維鼠標，用戶還可在一定程度上參與到這一環(huán)境中，并且能夠迅速地生成不同的造型和色彩。立體模型是檢測外部形狀效果的依據，也是幾何圖形顯示設計變量的依據，同時還是開發(fā)過程中各類分析的基礎。 2) 開發(fā)—設計產品。該階段主要根據“系統(tǒng)合成”原理，在立體模型上配置和集成解元素，解元素根據設計目標的不同有不同的含義：可以是基本元素，如螺栓、軸或輪轂聯接等；也可以是復合元素，如機、電、電子部件、控制技術或軟件組成的傳動系統(tǒng)；還可以是要求、特性、形狀等等。將實現功能的關鍵性解元素配置到立體模型上之后，即可對產品的配置(設計模型中解元素間的關系)進行分析，產品配置分析是綜合“產品規(guī)劃”和“開發(fā)”結果的重要手段。3) 生產規(guī)劃—加工和裝配產品。在這一階段中，主要論述了裝配過程中CAD技術的應用，提出用計算機圖像顯示解元素在相應位置的裝配過程，即通過虛擬裝配模型揭示造形和裝配間的關系，由此發(fā)現難點和問題，并找出解決問題的方法，并認為將CAD技術綜合應用于產品開發(fā)的三個階段，可以使設計過程的綜合與分析在“產品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產規(guī)劃”中連續(xù)地交替進行。因此，可以較早地發(fā)現各個階段中存在的問題，使產品在開發(fā)進程中不斷地細化和完善。
我國利用虛擬現實技術進行設計還處于剛剛起步階段。利用面向對象的技術，重點研究了按時序合成的機構組合方案設計專家系統(tǒng)，并借助于具有高性能圖形和交換處理能力的OpenGL技術，在三維環(huán)境中從各個角度對專家系統(tǒng)設計出的方案進行觀察，如運動中機構間的銜接狀況是否產生沖突等等。
將構造標準模塊、產品整體構造及其制造工藝和使用說明的擬訂(見圖1)稱之為快速成型技術。建議在產品開發(fā)過程中將快速成型技術、多媒體技術以及虛擬表達與神經網絡(應用于各個階段求解過程需要的場合)結合應用。指出隨著計算機軟、硬件的不斷完善，應盡可能地將多媒體圖形處理技術應用于產品開發(fā)中，例如三維圖形(立體模型)代替裝配、拆卸和設計聯接件時所需的立體結構想象力等等。
利用智能型CAD系統(tǒng)SIGRAPH-DESIGN作為開發(fā)平臺，將產品的開發(fā)過程分為概念設計、裝配設計和零件設計，并以變量設計技術為基礎，建立了膠印機凸輪連桿機構的概念模型。從文獻介紹的研究工作看，其概念模型是在確定了機構型、數綜合的基礎上，借助于軟件SIGRAPH-DESIGN提供的變量設計功能，使原理圖隨著機構的結構參數變化而變化，并將概念模型的參數傳遞給下一級的裝配模型、零件設計。
5、各類設計方法評述及發(fā)展趨勢
綜上所述，系統(tǒng)化設計方法將設計任務由抽象到具體(由設計的任務要求到實現該任務的方案或結構)進行層次劃分，擬定出每一層欲實現的目標和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機地聯系在一起，使整個設計過程系統(tǒng)化，使設計有規(guī)律可循，有方法可依，易于設計過程的計算機輔助實現。
結構模塊化設計方法視具有某種功能的實現為一個結構模塊，通過結構模塊的組合，實現產品的方案設計。對于特定種類的機械產品，由于其組成部分的功能較為明確且相對穩(wěn)定，結構模塊的劃分比較容易，因此，采用結構模塊化方法進行方案設計較為合適。由于實體與功能之間并非是一一對應的關系，一個實體通常可以實現若干種功能，一個功能往往又可通過若干種實體予以實現。因此，若將結構模塊化設計方法用于一般意義的產品方案設計，結構模塊的劃分和選用都比較困難，而且要求設計人員具有相當豐富的設計經驗和廣博的多學科 領域知識。
機械產品的方案設計通常無法采用純數學演算的方法進行，也難以用數學模型進行完整的描述，而需根據產品特征進行形式化的描述，借助于設計專家的知識和經驗進行推理和決策。因此，欲實現計算機輔助產品的方案設計，必須解決計算機存儲和運用產品設計知識和專家設計決策等有關方面的問題，由此形成基于產品特征知識的設計方法。
目前，智能化設計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現實技術進行設計，直觀性較好，開發(fā)初期用戶可以在一定程度上直接參與到設計中，但系統(tǒng)性較差，且零部件的結構、形狀、尺寸、位置的合理確定，要求軟件具有較高的智能化程度，或者有豐富經驗的設計者參與。
值得一提的是：上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯系，如結構模塊化設計方法中，劃分結構模塊時就蘊含有系統(tǒng)化思想，建立產品特征及設計方法知識庫和推理機時，通常也需運用系統(tǒng)化和結構模塊化方法，此外，基于產品特征知識的設計同時又是方案智能化設計的基礎之一。在機械產品方案設計中，視能夠實現特定功能的通用零件、部件或常用機構為結構模塊，并將其應用到系統(tǒng)化設計有關層次的具體設計中，即將結構模塊化方法融于系統(tǒng)化設計方法中，不僅可以保證設計的規(guī)范化，而且可以簡化設計過程，提高設計效率和質量，降低設計成本。
第2篇：機械產品方案設計范文
引言
科學技術的飛速發(fā)展，使產品功能的要求日益增多、復雜性增加、壽命期縮短、更新換代速度加快。然而產品的設計，尤其是機械產品方案的設計手段則顯得力不從心，跟不上時展的需求。在經濟全球化的環(huán)境下，機械制造業(yè)的競爭實質上是產品設計的競爭。如何快速地進行機械產品的開發(fā)是提高制造業(yè)市場競爭能力的一個關鍵問題，進行機械產品現代設計理論、方法和應用技術的研究是十分重要的一項基礎性工作。
目前計算機輔助產品的設計繪圖、計算、加工制造、生產規(guī)劃已得到廣泛深入地研究，并初見成效，而產品開發(fā)初期方案的計算機輔助設計卻遠遠不能滿足設計需要。為此本文概括總結了國內外設計學者進行方案設計時采取的方法，并討論了各種方法間的有機聯系和機械產品方案設計計算機實現的發(fā)展趨勢。
機械產品方案設計方法概括為以下四大類型：
1.系統(tǒng)化設計方法
系統(tǒng)化設計方法的主要特點是：將設計看成有若干設計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機聯系，并具有層次性，所有要素結合后，即可實現設計系統(tǒng)所需完成的任務。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設計方法。
1.1.設計元素法
用五個設計元素（功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數）描述“產品解”，認為一個產品的五個設計元素值確定之后，產品的所有特征和特征值即已確定。
1.2.圖形建模法
研制出設計分析和引導系統(tǒng)，用層次清楚的圖形描述出產品的功能結構及其相關的抽象信息，實現了系統(tǒng)結構、功能關系的圖形化建模，以及功能層之間的鏈接。
1.3.“構思”一“設計”法
將產品的方案設計分為“構思”和“設計”兩個階段。“構思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設計任務要求的原理解。“設計”階段的工作則是具體實現構思階段的原理解。
1.4.矩陣設計法
在方案設計過程中采用“要求一功能”邏輯樹描述要求與功能之間的相互關系，得到滿足要求的功能設計解集，形成不同的設計方案。再根據“要求一功能”邏輯樹建立“要求一功能”關聯矩陣，以描述滿足要求所需功能之間的復雜關系，表示出要求與功能間一一對應的關系。
1.5.鍵合圖法
將組成系統(tǒng)元件的功能分成產生能量、消耗能量、轉變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結合，實現功能結構的自動生成和功能結構與鍵合圖之間的自動轉換，尋求由鍵合圖產生多個設計方案的方法。
2.結構模塊化設計方法
從規(guī)劃產品的角度提出：定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎，引用已有的產品解（如通用零部件等）描述設計任務，即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解。這樣能夠在產品規(guī)劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾，早期預測生產能力、費用，以及開發(fā)設計過程中計劃的可調整。由此提高設計效率和設計的可靠性，同時降低新產品的成本。
3.基于產品特征知識的設計方法
基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已儲存的領域知識和建立的推理機制，實現計算機輔助產品的方案設計。
機械系統(tǒng)的方案設計主要是依據產品所具有的特征，以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策，完成機構的型、數綜合。想要實現這一階段的計算機輔助設計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調、管理和使用。
4.智能化設計方法
智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發(fā)設計、表達產品的構思、描述產品的結構。
在進行機電產品設計時，把產品的整個開發(fā)過程概括為“產品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產規(guī)劃”三個階段。
4.1.產品規(guī)劃一構思產品。任務是確定產品的外部特征，如色彩、形狀、表面質量、人機工程等，并將最初的設想用CAD立體模型表示出來，建立能夠體現整個產品外形的簡單模型。立體模型是檢驗外部形狀效果的依據，也是幾何圖形顯示設計變量的依據，同時還是開發(fā)過程中各類分析的基礎。
4.2.開發(fā)一設計產品。該階段主要依據“系統(tǒng)合成”原理，在立體模型上配置和集成解元素。將實現功能的關鍵性解元素配置到立體模型之后，即可對產品的配置進行分析。
4.3.產品規(guī)劃一加工和裝配產品。該階段主要是裝配過程中CAD技術的應用，提出用計算機圖形顯示解元素在相應位置的裝配過程，即通過虛擬裝配模型揭示造型和裝配間的關系，由此發(fā)現難點和問題，并找出解決問題的方法
5.總結
值得一提的是，上述各種設計方法并不是完全孤立的，各種方法之間都存在一定程度上的聯系。如結構模塊化設計方法中，劃分結構模塊時就蘊含有系統(tǒng)化思想；建立產品特征及設計方法知識庫和推理機時，通常也需運用系統(tǒng)化和結構模塊化方法；此外，基于產品特征知識的設計同時又是方案智能化設計的基礎之
網絡技術的蓬勃發(fā)展，使得異地協(xié)同設計與制造，以及從用戶對產品的功能需求一設計一加工一裝配一成品這一并行工程的實現成為可能。但是，達到這些目標的重要前提條件之一，就是實現產品方案設計效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設計軟件愈來愈多地應用于產品的方案設計中，虛擬現實技術以及多媒體、超媒體工具也在產品的方案設計中初露鋒芒。
機械產品的方案設計正朝著計算機輔助實現、智能化設計和滿足異地協(xié)同設計制造的需求方向邁進。綜合運用文中的四種類型設計方法是達到這一目標的有效途徑。國外在這方面的研究已初見成效，我國的設計學者應該意識到與國際交流合作的重要性，并采取積極的措施。
參考文獻：
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[2]康曉東CAD技術（上）[J]機械工程師，1997， （6）：54.
第3篇：機械產品方案設計范文
一般而言，在對機械產品的結構進行設計時，其主要就是對產品的總體結構、各部分的配置以及產品的外形進行設計。一般由于客戶對機械產品的功能會有不同的要求，因此對機械結構方案的設計也不盡相同。對機械產品結構進行設計時，其根本要求就是要能設計出不同結構形態(tài)的產品，從而設計出新型的機械產品結構形狀[2]。社會經濟的發(fā)展，使得人們對機械產品功能以及結構需求有了更高的要求，對機械產品結構設計的要求也隨之提高，因此設計人員必須要滿足客戶的使用功能以及安裝，要能充分利用有限的空間，盡量將機械產品的功能進行集中設計。如傳統(tǒng)的辦公室，其環(huán)境無法有效改善的原因就是不同類型的復印機、掃描設備以及打印機等，無法對文檔設備進行一體化處理。為了滿足人們的需求，辦公廠家開始改進和設計辦公機械設備，采用綜合和離散的創(chuàng)新思維模式，在有效保證產品的基本形狀和構造的前提下，設計并制造出多功能一體機，將復印、掃描以及打印等文檔處理功能集中于一體，使辦公環(huán)境得到有效改善。
2機械產品運動方案創(chuàng)新設計
對機械產品運動方案進行設計時，設計人員必須要以客戶對產品功能的需求為依據，從機械產品結構的原理出發(fā)，構思和設計機械產品功能原理。運動方案的設計是一個系統(tǒng)運動方案的設計，主要包括原動機、執(zhí)行部件以及傳動機構等設計，從而來有效滿足機械產品結構功能的運動性能，其能有效解決機械產品在實際過程中存在的問題[3]。一般來說，機械產品運動方案設計的好壞對產品的使用性能、工藝、成本以及結構等方面的能力有著直接的影響，運動方案的設計是對產品的社會效益、環(huán)境、經濟性、性能以及整體質量的確定，機械產品設計過程使用過程以及后續(xù)產品制造的基礎就是運動方案的設計。就機械產品結構來說，可以采用不同的運動方案來實現機械產品的具體功能，當然不同的功能需要不同的機構來實現，因此機械產品運動方案的設計是整個設計工作的關鍵，設計人員必須要從產品功能的實際需求進行具體分析，充分利用創(chuàng)新思維，從而來優(yōu)化設計產品的活動架構，使產品運動方案更具可行性。如對汽車前驅和后驅的運動方案進行設計，一般傳統(tǒng)的后驅運動方案由于存在動力效率較低、牽引力不足、車內空間小、安裝復雜、驅動部件多以及較高的生產制造成本等問題，已經無法適應時展的需求。汽車生產廠商為了滿足人們對汽車機動性以及舒適性的要求，不斷對汽車的運動方案進行創(chuàng)新設計，采用逆反和移植的創(chuàng)新思維方式，前置發(fā)動機，促使汽車前輪的傳動機構與發(fā)動機的輸出軸直接相連，從而驅動汽車前輪的運動。這樣的驅動方式雖在一定程度上增加了前輪的負載，使得輪胎的磨損量加大，但是能明顯簡化汽車的驅動機構，減少零部件數量，有效降低汽車的造價，且能有效下降汽車整車的重量，有效改善汽車的加速性能，縮短剎車的距離，降低油耗；另外將發(fā)動起前置，能使車內的空間得到大量釋放，提高汽車的舒適性。
3機械產品動力能源創(chuàng)新設計
隨著能源應用技術、材料加工技術以及制造技術的不斷發(fā)展和進步，設計人員在選擇機械產品動力能源的過程中，一般選擇不同的能源，包括太陽能、電能、天然氣以及石油等能源。在設計的過程中，設計人員可以將自身的創(chuàng)造性思維進行充分有效的發(fā)揮，改進或者重新設計機械產品的各個系統(tǒng)，在機械產品的動力能源中應用更多更好的清潔能源[4]。如以汽車為例，現今公共交通工具中應用較為廣泛的就是電動汽車，電動汽車主要使用的就是電能，其相較于傳統(tǒng)的燃油汽車，電動汽車不會排放有害氣體造成大氣污染，在單位電能生產過程中，電動汽車所排放的污染物與傳統(tǒng)燃油汽車相比較，電動汽車造成的污染也能得到明顯控制。電動汽車的有效使用，能降低大氣污染的程度，且其能充分利用晚間用電低谷時出現的富余電力，有效提高發(fā)電設備使用效率，降低能耗，達到節(jié)能減排的目的，提高其經濟效益。電動汽車的應用是創(chuàng)新思維在機械產品動力能源設計中的具體體現。
4結束語
第4篇：機械產品方案設計范文
在產品同質化現象嚴重、市場競爭日趨激烈的今天，產品的競爭力已不再由技術性因素唯一確定，品牌、外形及設計風格等工業(yè)設計領域考慮的因素已成為影響購買行為的重要因素[1]。在一般機電產品的設計中，消費者對產品在美學上的主觀感受往往是影響用戶滿意度的關鍵因素，蘋果的iMac電腦就預示著一場“計算機的美學革命”[2]。工業(yè)設計的思想與方法已成為小型機電產品提高附加價值與競爭力的主要手段，在這些產品的設計中扮演著舉足輕重的作用。隨著技術的發(fā)展與進步，近年來在大型軌道交通工具的設計與制造中，工業(yè)設計也逐漸進入技術人員的視野，并越來越體現出其意義與價值。在高速列車的設計制造領域，國內幾家主要企業(yè)都先后成立了專門的工業(yè)設計部門，著力培養(yǎng)工業(yè)設計團隊，科研院校也已展開針對列車內室的情感化設計等軟性技術的研究[3]。然而，在大型鐵路養(yǎng)護機械軌道車的設計中，基于技術的工程設計仍然是其重心所在，基本沒有出于工業(yè)設計的考慮，在此背景下本文以國內某軌道車制造企業(yè)為研究對象，探討工業(yè)設計的思想與方法在大型工程機械制造企業(yè)的應用問題。
1某軌道車制造企業(yè)的設計現狀分析
JY重型工程機械有限公司是國有鐵路控股公司，目前已成為軌道車輛、電氣化鐵路施工維修檢測車輛、大中型養(yǎng)路機械及輕軌地鐵維修車輛四大產品系列的專業(yè)生產廠家，是我國在軌道車制造行業(yè)的龍頭企業(yè)。JY公司沿用了我國制造業(yè)傳統(tǒng)的“串行設計”[4]工作模式，其軌道車設計流程如圖1所示。設計工作從產品規(guī)劃開始，在決定了產品功能與技術要求之后就進行產品結構設計，然后進行加工工藝設計、模具設計與制造工作，與此同時進行車輛電氣系統(tǒng)的設計，檢測合格之后就進行產品試制，如果滿足要求就進入量產環(huán)節(jié)。上述產品設計流程是基于JY公司的一系列職能部門的，分別是工程機械研究所、技術應用部、信息技術部及試驗檢測中心等，這些部門中集中了鐵道車輛、鐵道電氣化、工程機械、流體力學、自動控制、技術經濟等專業(yè)的技術人員，把開發(fā)智能化、高科技含量的新產品作為公司的宗旨。從JY公司的設計模式可以發(fā)現，其工作重心是技術創(chuàng)新、結構設計、工藝規(guī)劃及電氣設計，而這些都是技術導向的工作，從設計思想上進行考察，即是典型的“機器中心論”[5]設計思想。這種設計思想與工業(yè)設計“以人為本”的設計思想完全相反，在設計中以機器系統(tǒng)的有效性和運行效率為標準，設計往往變成機械設備的簡單堆砌，沒有整體的考慮與規(guī)劃，需要什么功能就增添什么設備，經常導致設計的反復。另外，由于各職能部門相互之間的獨立性，很容易造成“信息孤島”而使信息流通不暢，使產品開發(fā)周期延長、開發(fā)成本居高不下。近年來，JY公司注意到顧客需求多樣化的傾向，采用了CAD輔助設計手段，初步建立了公司的產品數據管理系統(tǒng)（PDM），以此提高產品開發(fā)的效率。然而，這些措施仍然是基于技術的考慮，設計思想沒有發(fā)生根本的轉變，導致產品在很多細節(jié)方面都顯得粗糙與缺乏設計，使產品的綜合競爭力大打折扣，這就凸顯出工業(yè)設計的重要性。
2工業(yè)設計思想的引入與實現
簡單的說工業(yè)設計的思想就是“以人為本”，把用戶需求作為產品開發(fā)的原動力，通過設計解決用戶碰到的問題，使產品更有用、更好用和更高效率。人和機器有著本質的區(qū)別，人有著生理與心理的種種限制，人的注意資源有限，人有情緒的干擾，人不可能像機器一樣長時間檢測多個信息源而不出差錯，反復的機械勞動往往造成人注意力的減退。以人為本的設計思想正是基于此的考慮，在設計中要求根據人的生理限制合理地設計機械系統(tǒng)的尺寸，同時要考慮人的認知與行為特性進行控制器、顯示器的布局與分組設計，另外車輛的色彩與室內的照明設計也要考慮人的心理感受。工業(yè)設計的引入，可以在很大程度上改變JY公司的設計現狀，工業(yè)設計的思想在軌道車的造型設計、涂裝設計、作業(yè)空間設計、操作界面設計、內室環(huán)境設計等方面（見圖2）得以實施，并從整體上提高JY公司產品設計的品質。通過工業(yè)設計可以改變軌道車造型設計一成不變的局面。在高速列車及地鐵、輕軌的設計領域，富有時代象征意義及體現本地傳統(tǒng)文化特色的車輛造型層出不窮，給人們帶來了很多驚奇，而鐵路養(yǎng)護軌道車的造型則沒有什么大的變化，在這方面工業(yè)設計將有更大的發(fā)揮空間；車輛涂裝是軌道車外形設計的重要部分，多年來我國軌道車的涂裝設計一直保持著大型機械常見的黃色，車輛色彩不僅具有警示作用，而且對人具有很強的心理暗示，在涂裝設計中應綜合考慮色彩的工效學與心理作用兩方面的影響，好的涂裝設計可以提升車輛的整體設計水準；同時，軌道車是鐵路養(yǎng)護工人工作的場所，其操作界面設計有著特殊的重要地位，而目前的設計對于控制器和顯示器的功能布局、編碼形式、交互方式、顯示方式、信息分組等問題幾乎沒有考慮，這不但降低了操作界面的工效學效果，而且不利于操作人員的職業(yè)健康，如目前JY公司生產的軌道車扶梯一般都設計成垂直的，不但不便于使用，而且有一定的安全隱患，而這正是工業(yè)設計要解決的問題；另外，內室環(huán)境與作業(yè)空間的設計都屬于軌道車的內環(huán)境設計問題，利用工業(yè)設計的方法可以從人體測量數據、人的認知與行為特性入手進行分析，保證設計不但符合功能的要求，而且滿足人的心理與情感需求。
3基于工業(yè)設計的軌道車設計程序與方法
工業(yè)設計的大部分工作在產品設計的前期進行，即產品規(guī)劃階段，從用戶需求研究開始到貫穿產品開發(fā)的全過程，基于工業(yè)設計的軌道車設計程序如圖3所示。整個軌道車的設計程序可以分為四個階段，分別是用戶需求研究、方案設計、詳細設計及檢測和試制。用戶需求研究和方案設計階段是軌道車工業(yè)設計的重點。用戶需求的研究整體上可分為兩種方式，一種是從無到有的研究，就是順向工程。在研究中，可采用現場觀察用戶操作、設計調查及實驗研究的方法，找到用戶需求的關鍵點；另一種是從有到無的研究，就是逆向工程，對已有的設計進行模型重建工作，然后在人機關系計算機仿真分析系統(tǒng)（如Jack軟件）中進行模擬分析，從中找到現有設計不符合人機工程學要求的所在。其中，設計調查主要采用問卷調查的方式，目的是調查用戶潛在的價值觀念、思維方式、行為方式、情感訴求等內容；實驗研究主要是對用戶視覺特性的研究，因為人類的視覺可以反映其大部分思維活動，因此用對用戶視覺特性的研究來反映其思維與認知特性，常用的實驗器材是眼動儀及行為分析工具。通過對用戶操作的觀察、設計調查及實驗研究，可以建立用戶模型，并提出符合用戶需求的設計建議。在用戶研究與人機關系仿真分析的基礎上，可以明確定義設計定位，用于指導后續(xù)的方案設計工作。方案設計階段主要完成軌道車造型、涂裝、人機界面、內室環(huán)境及作業(yè)空間的創(chuàng)新設計工作，采用工業(yè)設計的方法進行方案構思，并從眾多方案中擇優(yōu)進行詳細設計。詳細設計的工作與JY公司目前的設計模式的差別主要是，方案設計與詳細設計是并行設計的關系，詳細設計的各個階段，如結構設計、工藝設計及模具設計也是并行設計的關系，改變了以往一個部門設計完成之后轉給另一個部門的工作方式，圖3中用雙向箭頭進行表示。
4面向工業(yè)設計的工程機械制造企業(yè)流程再造
為了實現方案設計與詳細設計階段的并行工作，在原有職能部門的基礎上需要對JY公司進行流程再造，設置專門的設計部門，其與其他職能部門級別一樣，隸屬于公司董事會，在具體的產品開發(fā)項目中以設計部門組織的設計專案組形式進行運作。設計專案組的成員可以流動，隨著設計進程的發(fā)展，可以靈活安排各專業(yè)的人員進入專案組，也可以針對具體的設計內容去掉某些專業(yè)的人員，如圖4所示。在用戶研究階段，可以將市場營銷人員納入設計專案組，協(xié)同工業(yè)設計人員、用戶研究人員及人機工程專家共同研究用戶需求；在方案設計階段，去掉營銷人員，將機械設計與工程設計人員納入專案組，這樣可以在產品方案設計時就綜合考慮技術的可實施性，減少設計的反復，縮短產品開發(fā)周期；在詳細設計階段，去掉專門的用戶研究人員，而納入工藝設計人員，使結構設計、工藝設計與電氣系統(tǒng)的設計并行進行，符合并行設計的要求；在檢測與試制階段，可以去掉人機工程專家，加入模具設計與檢測人員。產品開發(fā)項目完成之后，設計專案組可以臨時解散，技術人員回到原來的職能部門，待下一個設計項目開展時重新組建。需要注意的是，在整個軌道車的開發(fā)過程中，工業(yè)設計人員始終參與設計專案組，確保工業(yè)設計的思想在產品開發(fā)的每個環(huán)節(jié)都得以貫徹落實，把設計作為一種企業(yè)資源來利用，用工業(yè)設計的手段創(chuàng)造產品的附加價值，進而提升產品的競爭力。這種形式有利于開發(fā)系列化的產品，用工業(yè)設計保留優(yōu)秀的產品基因，最終形成JY公司的品牌形象。
第5篇：機械產品方案設計范文
機械產品的方案設計通常無法采用純數學演算的方法進行,也難以用數學模型進行完整的描述,而需根據產品特征進行形式化的描述,借助于設計專家的知識和經驗進行推理和決策。因此,欲實現計算機輔助產品的方案設計,必須解決計算機存儲和運用產品設計知識和專家設計決策等有關方面的問題,由此形成基于產品特征知識的設計方法。
目前,智能化設計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現實技術進行設計,直觀性較好,開發(fā)初期用戶可以在一定程度上直接參與到設計中,但系統(tǒng)性較差,且零部件的結構、形狀、尺寸、位置的合理確定,要求軟件具有較高的智能化程度,或者有豐富經驗的設計者參與。
附錄B 外文文獻
THE PROGRAMMES OF MODERN MECHANICAL DESIGN
第6篇：機械產品方案設計范文
（廣西科技大學 機械工程學院，廣西 柳州 545006）
摘 要：通過一例大學生機械創(chuàng)新設計活動案例和指導教學方案，分析了機械創(chuàng)新設計活動中存在的問題，提出了相應的指導策略；指出指導教師應圍繞能力培養(yǎng)這個根本目標，按照教學規(guī)范來實施學生的機械創(chuàng)新設計指導工作。
關鍵詞 ：機械創(chuàng)新設計；存在問題；能力培養(yǎng)；指導方案
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）03-0233-03
基金項目：新世紀廣西高等教育教學改革工程立項項目——機械類專業(yè)應用型本科機械設計系列課程的教學改革與實踐（2012JGB181）
1 引言
機械創(chuàng)新設計能力是機械類專業(yè)學生專業(yè)綜合素質的體現，是高等工程技術人才培養(yǎng)的目標之一。隨著對創(chuàng)新能力重視程度的提高和各類學科競賽的蓬勃開展，越來越多的大學生參與到機械創(chuàng)新設計活動之中。然而，以學科競賽為導向的機械創(chuàng)新設計，使學生的目標過份傾向于作品成果本身，而沒有從中有意識地學習到創(chuàng)新的思維和系統(tǒng)的工作方法。如何培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是我國當今高等教育研究的重要課題[1，2]，專門針對大學生學科競賽指導的研究也是一個重要內容[3]。雖然機械類專業(yè)系列課程都強調機械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但多數學生實際上是從參加學科競賽開始接觸機械創(chuàng)新設計的。盡管許多學生在各類學科競賽中獲獎，但是最后卻依然沒有養(yǎng)成系統(tǒng)的工程素質，更不用說較強的創(chuàng)新能力。本文總結了在指導大學生機械創(chuàng)新設計活動中獲得的經驗教訓，對大學生機械創(chuàng)新設計的行為特點進行了分析和歸納，提出相應的指導策略，目的是讓機械創(chuàng)新設計活動能夠充分發(fā)揮其培養(yǎng)創(chuàng)新能力的作用。
2 大學生機械創(chuàng)新設計活動存在的問題
目前我國絕大多數高校并沒有開設專門的機械創(chuàng)新設計的教學環(huán)節(jié)，學生的機械創(chuàng)新設計活動相當于課外科技興趣小組行為，通常是圍繞競賽主題進行某一機械作品的設計制作，以參賽獲獎為目標所進行的一種暫時性的活動。在這樣的背景之下，很多學生的創(chuàng)新項目具有自發(fā)性特征，缺乏科學嚴密性和規(guī)范性。在指導大學生機械創(chuàng)新設計過程中，發(fā)現存在下述比較突出的問題：
2.1 選題的科學性不強
學生自己擬定機械創(chuàng)新課題時通常只注意作品的功能性，容易出現兩個極端：一是基于樸素的常識而缺乏學術內涵，如很多學生把著眼點放在自行車、健身器材等司空見慣的產品上——第五屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽期間，在校內評選準備參賽的作品時發(fā)現，24件參選作品中涉及自行車的有8件，其中6件以折疊功能為創(chuàng)新點；涉及健身器材的4件，均以多功能為創(chuàng)新點，實質上只是把現有的健身器材簡單的組合在一起；這些作品由于不能在產品的工作原理和主要功能方面做出明顯的改進，因此不能算是一個合適的創(chuàng)新課題，大多數在評審中被淘汰了。二是僅憑在傳媒中撲捉到的某些科技信息，動輒納米航天，超越自己的能力甚至目前的科技水平，提出一些技術上難以實現的構思，最后也只能草草收場。
2.2 開發(fā)過程不規(guī)范
機械產品的開發(fā)過程要經歷概念開發(fā)和產品規(guī)劃、詳細設計、樣機制作、批量生產等階段，設計階段還包括方案設計和技術設計。由于沒有經過系統(tǒng)的產品開發(fā)訓練，學生在設計自己的機械創(chuàng)新作品時，很難嚴格遵循上述規(guī)范，缺少產品的規(guī)劃和定位，開發(fā)過程中走一步看一步，不能區(qū)分方案設計和技術設計的作用，更不能按照階段任務去執(zhí)行；沒有階段性目標和完整的技術文件；容易把目光聚集在某些主要功能上，把這些功能的實現過程當成整個產品的開發(fā)過程，忽略整機功能和系統(tǒng)的協(xié)調。
2.3 計算分析能力不強
據調查，專業(yè)知識欠缺是學生完成機械創(chuàng)新的最大障礙[4]。由于專業(yè)知識不足導致不知道如何開始設計，或是了解設計步驟但不會運用設計理論來解決設計中遇到的問題，是學生在創(chuàng)新設計過程中遇到的最大技術難題。在上述評選作品中，幾乎沒有看到一份完整的設計計算說明書，很多設計甚至沒有機構運動簡圖；尺度綜合、運動學和動力學分析均存在錯誤，有的作品沒有考慮連桿機構運動循環(huán)中的死點，有的甚至不能在靜止狀態(tài)下保持平衡。相對而言，學生針對齒輪、軸、軸承等通用機構和零件所進行的設計計算完成得較好，而對于那些超越課堂學習范圍的專業(yè)機械以及動力學問題的分析計算則力不從心。
3 大學生機械創(chuàng)新設計活動的指導策略
顧名思義，在大學生機械創(chuàng)新設計活動中，指導教師的作用是“導”和“教”——“導”意味著教師不應參與具體的技術工作，而是恰當的引導學生自己完成創(chuàng)新設計；“教”即把創(chuàng)新設計當作一個教學過程，為人才培養(yǎng)目標服務。有的國內專家建議安排一定的創(chuàng)新設計課程學時，分配到《機械原理》和《機械設計》等相關課程當中[5]。因此，無論是從傳授理論知識還是培養(yǎng)專業(yè)技能的角度，都應當把指導大學生機械創(chuàng)新設計當作一次教學活動，按照教學規(guī)范來實施。
3.1 做好教學規(guī)劃
指導教師應根據創(chuàng)新設計的主題，制定相應的教學目的、教學內容、教學方法，引導學生自主學習相關的專業(yè)知識，學習必要的分析計算技能，完成一定的工程訓練，讓學生的工程素質得到全面提升。
3.2 引導學生正確選題
引導學生圍繞創(chuàng)新設計主題開展調研，幫助學生發(fā)現和提出科學問題，結合學生自身的興趣和知識水平擬定合適的創(chuàng)新設計題目。
3.3 規(guī)范學生設計過程
以項目的形式要求學生按照技術規(guī)范做好創(chuàng)新設計規(guī)劃，提出項目實施的技術路線，合理安排項目進度。指導教師做好技術審查、進度監(jiān)督工作。
3.4 指導學生分析計算
分析計算能力是專業(yè)知識的核心內容。對于剛剛進入專業(yè)理論學習階段的大學生來說，要求他們具備很強的分析計算能力是不切實際的。因此指導教師要根據設計內容，明確提出關鍵零部件的設計計算和校核計算項目，指導學生學習相應的計算理論和方法步驟，完成項目設計中的分析計算工作。
需要指出的是：學生容易把作品的完成當作創(chuàng)新活動的終點，這不利于充分發(fā)揮創(chuàng)新設計活動在人才培養(yǎng)方面的作用。因此指導教師應與學生一起做好項目的總結歸納工作。一方面，歸納項目創(chuàng)新點和價值，形成技術成果，讓學生在創(chuàng)新設計活動獲得實際利益；另一方面，總結工作有助于幫助學生學習體會工作方法，形成工程能力。
4 機械創(chuàng)新設計活動指導案例與分析
第五屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽內容為“休閑娛樂機械和家庭用機械的設計和制作”。自行車作為最常見的機械產品，以其為基礎的改造設計自然成為了很多準備參賽學生的首選題目。在這些學生自發(fā)擬定的題目中，以折疊和變形為創(chuàng)新點的占絕大多數，與市場上已經存在的產品功能重疊，實現方案基本雷同，因此都不適合作為創(chuàng)新設計題目。針對這個現象，指導老師與學生一起分析了自行車的功能與大賽的主題，以及可能的創(chuàng)新思路。有一組學生依據“仿生法”[6]提出了一種“模擬騎馬運動的娛樂型自行車”的作品構思，獲得了指導教師的肯定。
評選出學生創(chuàng)新設計題目之后，指導教師根據創(chuàng)新設計內容擬定了相應的指導教學方案（表1）。
該方案中，指導教師幫助學生按照工程項目的形式制定了設計任務書，包括明確設計目標、技術參數、設計內容、技術路線、關鍵問題、進度安排等內容的修訂，讓學生學會了如何開始和規(guī)劃一個研究課題。
在設計階段，要求學生按照方案設計——技術設計的循序，設計組成員合理分工協(xié)作，分階段完成相應的任務，按照預定的時間節(jié)點定時匯總更新設計成果，明確下一階段目標。
在創(chuàng)新設計期間，指導教師不直接參與具體的技術工作，只是起到了引導思考和質量把關兩個方面的作用，讓學生通過查閱資料和分析評價，自己完成項目的設計和計算工作。學生面對“模擬騎馬運動的自行車”這個課題，一開始并不知道從哪里開始入手。指導老師把設計內容分解為一個個具體的問題，首先讓學生觀察和分析騎馬時人體的動作要點——身體的起伏、腿和手臂的屈伸、動作的協(xié)調關系等；然后考慮這些動作應該如何分解？采用哪種機構實現這些分解動作？以及機構的時序和協(xié)調，人機工程學等方面的問題。學生通過解決這些問題，提出和多個解決方案。指導教師再利用對各方案的技術經濟評價，讓學生自己選出了方案設計的最終結果。
“模擬騎馬運動的娛樂型自行車”參加了第五屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽并在賽區(qū)獲獎，還獲得國家專利局授予的實用新型專利。參加本項目的學生后來繼續(xù)開展科學研究，獲得了學校大學生科技項目和廣西大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目的資助。
5 結語
由于大學生參加機械創(chuàng)新設計活動多是被各種科技競賽活動所吸引，因此在指導大學生機械創(chuàng)新設計活動時，在指導思想上除了看到這些競賽活動對機械創(chuàng)新教育的積極促進作用的同時，也要清楚地意識到學生參加機械創(chuàng)新設計活動的功利性。功利性目標使得一些學生甚至指導教師只看重結果不重過程，從而大大削弱創(chuàng)新設計的人才培養(yǎng)作用。這對這種現象，本文分析了大學生機械創(chuàng)新設計活動中容易出現的失誤和不足，從人才培養(yǎng)的角度提出了相應的指導策略，希望能為提高機械專業(yè)大學生的工程能力有所幫助。
參考文獻：
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第7篇：機械產品方案設計范文
一、課程設計中融入創(chuàng)新設計的提出
《機械設計基礎》課程設計是學生進行的第一次較全面的、綜合性的、理論聯系實際的實踐性環(huán)節(jié)。即按照一個簡單機械系統(tǒng)的給定功能要求,擬定機械系統(tǒng)的傳動方案、結構方案,并結合生產和使用條件(如選用材料,考慮制造及裝配工藝等),對其中的某些機構進行分析和設計,完成機器零部件的設計。其中總體方案設計及零部件的結構設計是整個產品設計的關鍵,最具創(chuàng)造性,它直接決定產品的性能、質量及市場競爭力,因此課程設計重點放在機械系統(tǒng)方案設計和結構設計上。通過培養(yǎng)學生機械系統(tǒng)方案設計能力、機械結構設計能力、運用現代設計手段繪圖和工程設計計算能力,使學生樹立正確的設計思想,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神,從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。
二、課程設計中創(chuàng)新設計的實施
《機械設計基礎》課程設計要求學生對總體方案及結構設計進行創(chuàng)新設計,首先課程設計內容的編排、題目的設置上應具有一定的系統(tǒng)性、綜合性和開放性;其次,授課安排上采取先分散再集中的教學方式,解決設計內容多而時間緊的矛盾。基于這樣的思想,我們制定了一套具體的實施方法。
(一)創(chuàng)新設計選題創(chuàng)新設計題目要具有一定的系統(tǒng)性和綜合性,滿足《機械設計基礎》課程設計要求,既包含機械傳動系統(tǒng)的設計,即按照機械預期功能和主要性能指標,確定機械工作原理、運動形式的變換,又包含了機構設計(如凸輪機構、連桿機構、齒輪機構等)、傳動設計(如帶傳動、齒輪減速器等)。以生產線上的步進式工件輸送機為例(圖1)。電動機通過傳動裝置、工作機構驅動滑架往復移動,工作行程時滑架上的推爪推動工件前移一個步長S,當滑架返回時,由于推爪與軸間裝有扭簧,推爪能從工件底面滑過,工件保持不動。當滑架再次向前推時,推爪已復位,并推動新的工件前移,前方推爪也推動前一工位的工件前移。其傳動裝置常由減速器和一級開式齒輪傳動組成。輸送時滑架受到的阻力F視為常數,滑架寬度為250mm,高度H為800~1000mm,使用折舊期5年,每天二班制工作,載荷有中等沖擊,工作環(huán)境為室內、較清潔,三相交流電源,工作機構效率為0.95,按一般機械廠制造,小批量生產。該題目是機械原理與機械設計綜合的課程設計題,符合創(chuàng)新設計的要求。該題工作機構除了用曲柄搖桿系統(tǒng)外,也可以采用其他機構實現步進輸送,如凸輪連桿(加返回彈簧)用于小行程快速推進輸送等,鼓勵學生多角度思考,培養(yǎng)他們創(chuàng)造性思維方式。
(二)授課方法和時間安排從不同角度、多個方面探索對一個問題有盡可能多的答案的創(chuàng)造性思維形式,是創(chuàng)造性思維的核心。在教學中,培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力的一條有效途徑是多方向練習、多角度思考、多層次變化。但這勢必造成內容多時間緊的矛盾,我們將課程設計內容貫穿于《機械設計基礎》課程教學中,采取先分散后集中的教學方式有效地化解了矛盾。如將執(zhí)行機構設計的內容融入到《機械設計基礎》課程教學中,連桿機構內容教完后就將課程設計題目布置給學生,要求學生用連桿機構將執(zhí)行機構部分設計出來;以后每講完一種機構,學生就可以在原有機構的基礎上進一步改進和創(chuàng)新。最后,當其他常用機構講完后,學生通過查閱資料、教師輔導和討論等方法,可以設計出多種執(zhí)行機構的運動方案,然后對各種方案進行分析和比較,選出最佳方案。當帶傳動、齒輪傳動講完后,就讓學生進行傳動方案的擬定,并對傳動零件進行設計計算;當軸系零、部件講完后,要求學生完成軸系的結構設計,同時選擇電動機,進行傳動裝置運動和動力參數的計算。這樣,既可以使學生在集中教學時間內完成減速器設計,又可以提高《機械設計基礎》課程的教學質量,使基本設計能力培養(yǎng)循序漸進,還避免了理論與實際的脫離。在課程設計集中教學的2周時間內,主要讓學生完成以下內容:第1周,完成優(yōu)選的執(zhí)行機構方案的運動簡圖的繪制,減速器箱體、及附件的設計,并手繪完成裝配圖。在這期間,教師在現場隨時指導,有問題及時解答,使學生的設計能力及技能得以提高。裝配圖手工繪制,方便教師對學生現場指導,設計內容的多樣性和獨立性限制了相互之間的抄襲,較好地反映學生的真實水平。第2周,用計算機繪制完成軸、齒輪、箱體等典型零件的圖紙,完成設計計算說明書。在這期間,各位學生根據自己設計的裝配圖拆分零件圖。學生在此基礎上最后完成設計計算說明書,不僅增進了對知識的掌握,也提高了獨立工作的能力,可以收到較好的教學效果。最后答辯。
(三)輔以計算機輔助設計手段隨著計算機技術的迅速發(fā)展,我們將現代三維設計、分析與制造的理論及實踐全面引入《機械設計基礎》課程設計的教學全過程。要求學生采用三維設計軟件(如UG)進行三維實體造型設計,完成零件與系統(tǒng)的設計。先建立三維模型,再形成二維投影,有利于學生設計能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
第8篇：機械產品方案設計范文
1現代機械設計
1.1主要特點
（1）傳統(tǒng)的機械設計中，通常需要設計人員根據以往的設計經驗和對機械的主觀判斷進行設計，這對設計人員的設計水平要求更高。當今社會，很多先進的技術廣泛的運用到各個領域當中，現代機械的設計人員能更快、更好的完成機械的設計，舊時代的設計模式已經不能滿足現代機械設計人員的需求。所以，在現代機械設計過程中，為了能減少工作誤差，提高工作效率，設計人員應運用新的設計技術。（2）傳統(tǒng)的設計過程中，都是依據總目標完成設計。在不同的流程上所采用的設計方案也不同，只有完成上一個流程的方案才能展開下一步的工作，導致對完成產品的效率低下，浪費了很多時間。在現代機械設計中，制定方案的同時就避免了時間的過度浪費，直接將設計數據和方案導入計算機中，然后打印出立體圖形，針對數據進行修改，確立最后的設計方案，使機械設計更具科學性和準確性[1]。
1.2機械設計的原則
在制定設計方案時，就要對產品的性能進行確定，采用最好的設計方式，縮短設計時間。將使用價值最低的機械部件找出進行分析，找出和整體設計中存在的問題，盡量減少改動來解決問題，降低對時間和材料的損耗。機械設計過程中，需要不斷的去聯想，對相同的事物進行研究和總結，判斷聯想得出的結構和設計方案的結果是否有關聯性，如果有關聯性，那么在機械產品的設計中，加入創(chuàng)新思維是很重要的。
2機械設計的發(fā)展
2.1傳統(tǒng)機械設計
在機械設計初期，經濟發(fā)展緩慢，沒有創(chuàng)新能力，過度的依附以往的經驗，設計人員的水平低下和設計設備不完善，無法擺脫傳統(tǒng)機械設計的束縛。導致我國在機械設計的發(fā)展比較遲緩，經濟效益有限。通過工作人員用各種方法了解客戶對產品的要求，對市場情況進行初步的了解，分析產品在投入市場時會遇到的各種問題并找出解決措施[2]。
2.2現代機械設計
現代機械設計是最能體現人的能動性和創(chuàng)新性的活動。隨著社會的進步和工業(yè)技術的提升，對人的技術能力水平的重視程度也加大，顯現出人的價值性和創(chuàng)造性。在現代機械設計中，技術人員作為主力軍，需要通過科技成果來不斷的開發(fā)創(chuàng)新思維和潛能，并且運用到機械設計中去，加快機械設計的工作進度，減少對材料的使用。減輕機械工程設計工作的枯燥，激發(fā)設計人員的工作熱情，更易于制定完整的設計方案，研制出性能更大的產品，使產品具備安全性和可行性，降低生產成本。通過創(chuàng)新思維，推動機械設計朝智能化和自動化發(fā)展[3]。
3在機械設計中創(chuàng)新思維的體現
創(chuàng)新是社會發(fā)展的源泉和動力，目的在于激發(fā)人們的思維創(chuàng)造性和活躍性。要具備敢于創(chuàng)新和研究的精神才能實現對機械設計的創(chuàng)新，制定完整的設計方案，不斷的對方案進行充實，突破傳統(tǒng)模式的束縛，尋求新的設計理念和設計方式。
3.1外觀造型在機械產品的體現
在機械產品設計過程中，不僅要考慮性能，還要注重美觀。應用美學基本原理對產品的裝飾、外形設計和色彩搭配進行研究并使用到產品中去，符合藝術造型的審美規(guī)律。在機械產品的外觀設計上，不僅要達到功能的標準要求，還要把創(chuàng)新思維融入到選材過程中，考慮外形設計的實用性和可行性，利用工藝手段和材料來展現外觀的材質美、色彩美、形體美和線型美，通過視覺效果的呈現給予人美的享受。發(fā)揮機械產品設計人員的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，優(yōu)化機械產品的外觀設計。
3.2動力能源設計在機械產品的體現
隨著工業(yè)的發(fā)展，新型的能源技術、制造技術和材料加工技術日益凸顯。在進行產品動力系統(tǒng)設計時，機械設計師對產品的動力能源選擇性更強，可以采用太陽能、電能、石油和天然氣，比較節(jié)能環(huán)保。設計者要發(fā)揮自主創(chuàng)新能力，找尋新的方式方法，對產品系統(tǒng)的設計方案進行改進，把新型的能源加入到機械產品中，作為動力能源來使用。除此之外，還可以根據用戶的需求，設計出更節(jié)能環(huán)保的產品[4]。比如，在我國的公共交通工具中，使用更廣的是電動公車，通過電能來保證汽車的安全行駛。新型的電動公車和燃油公車對比，在排放污染氣體方面對環(huán)境的保護更有利。新型的電動公車在電能產生過程中仍然會排放氣體，但對空氣并不會造成污染，控制了氣體的排放量。在經濟發(fā)達的城市，使用電動公車能減少污染氣體的排放，還能提高電能的使用效率，順應了國家節(jié)能減排的措施，提升了經濟效益[5]。因此，應該廣泛地推廣電動公車（如圖1）的使用。
3.3運動方案在機械產品的體現
根據用戶對產品性能的需求，設計人員開展機械產品的運動方案設計，尋找最佳方法去解決問題，為機械設計系統(tǒng)奠定了基礎。在進行整個運動方案設計時，主要從系統(tǒng)的執(zhí)行機構、原動機和傳動機構整個框架來進行設計，是一種對運動性能要求極高的機構運動。運動方案的設計對產品的后期維護、性能、結構、成本和工藝都有影響。運動方案的設計是整個機械設計的重要部分，設計人員通過創(chuàng)新思維設計并調整最佳的運動方案。例如在汽車的運動方案中，大多采用了逆反和移植的創(chuàng)新思維。傳統(tǒng)的設計方案中，會出現動力效率低、制造成本高、汽車空間狹窄、牽引力不足等問題。在現代機械設計能力提高的背景下，汽車廠商通過發(fā)動機前置的方式把汽車前輪的傳動機構和發(fā)動機的輸出軸線連接（見圖2），這樣可以簡化汽車的驅動機構，減少對部件的使用，降低生產制造成本；提升了汽車的加速性能，減少了油量的損耗，縮短了剎車的距離；加大的汽車的車內空間，提高了汽車的舒適程度。
3.4結構設計在機械產品的體現
機械產品的結構設計包括了產品的總體結構、外形的設計以及對各個部分的合理配置。不同的用戶對機械產品的功能都有不同的需求，要根據不同的結構形態(tài)去設計方案并且設計出新型的產品。目前來說，人們對機械產品的結構設計和功能的要求更高，需要設計者在有限的空間里加入更多的功能，滿足人們的需求。比如在辦公室里，各種掃描儀器、打印機和復印機占據了很多空間，影響了辦公的環(huán)境和員工的工作效率。人們迫切的需要集齊了多種功能的工作設備。一些機械制造企業(yè)在了解到人們的需求之后，開始研究、設計功能一體化的辦公設備，其能夠有效的改善辦公室環(huán)境。
4結語
創(chuàng)新推動了人類文明進步，推動了社會經濟的發(fā)展。機械設計是整個機械工程體系中最重要的一部分，決定了機械產品的性能。在產品設計過程中，不論是變型設計還是繼承設計都離不開創(chuàng)新思維的運用。在創(chuàng)新思維的推動下，我國的機械設計工程朝著算法化，程序化的方向發(fā)展。提高創(chuàng)新思維能力對機械設計工程的穩(wěn)定發(fā)展有著重要的作用。
作者:丁舒園 單位:安徽東風機電科技股份有限公司
參考文獻:
[1]關博文.淺議現代機械設計理念和技術展望[J].現代制造技術與裝備，2016（01）.
[2]陳華金，劉宏.現代機械設計方法及研究[J].科技經濟市場，2016（02）.
[3]易漢江，劉宏.現代機械設計的創(chuàng)新方法探究[J].科技經濟市場，2016（03）.
第9篇：機械產品方案設計范文
【關鍵詞】 機械 設計 發(fā)展
Abstract :There are many deficiencies in the traditional mechanical design. This paper anlyses theinnovative design of mechanical.
1.機械設計存在的問題
傳統(tǒng)機械零部件的設計帶來了運用中出現的許多問題:零部件容易腐蝕損壞;零部件容易疲勞損壞,斷裂、表面剝落等;零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現,都是機械零部件傳統(tǒng)的設計局限性所產生的。機械機械零部件設計是人類為了實現某種預期的目標而進行的一種創(chuàng)造性活動。傳統(tǒng)機械機械零部件設計的特點是以長期經驗積累為基礎,通過力學、數學建模及試驗等所形成的經驗公式、圖表、標準及規(guī)范作為依據,運用條件性計算或類比等方法進行設計。傳統(tǒng)設計在長期運用中得到不斷的完善和提高,目前在大多數情況下仍然是有效的設計方法,但是它有很多局限:在方案設計時憑借設計者有限的直接經驗或間接經驗,通過計算、類比分析等,以收斂思維方式,過早地確定方案。這種方案設計既不充分又不系統(tǒng),不強調創(chuàng)新,因此很難得到最優(yōu)方案;在機械零部件設計中,僅對重要的零部件根據簡化的力學模型或經驗公式進行靜態(tài)的或近似的設計計算,其他零部件只作類比設計,與實際工況有時相差較遠,難免造成失誤;傳統(tǒng)設計偏重于考慮產品自身的功能的實現,忽略人機環(huán)境之間關系的重要性;傳統(tǒng)設計采用手工計算、繪圖,設計的準確性差、工作周期長、效率低。
2.機械設計要有新理念
機械零部件設計的本質是創(chuàng)造和革新。現代機械機械零部件設計強調創(chuàng)新設計,要求在設計中更充分地發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力,利用最新科技成果,在現代設計理論和方法的指導下,設計出更具有生命力的產品。
2.1要有創(chuàng)造力
設計者的創(chuàng)造力是多種能力、個性和心理特征的綜合表現,它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達能力、自控能力、文化修養(yǎng)、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心,它是將觀察、記憶所得信息有控制地進行加工變換,創(chuàng)造表達出新成果的整個創(chuàng)造活動的中心。創(chuàng)造力的開發(fā)可以從培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力和素質、加強創(chuàng)新實踐等方面著手。設計者不是把設計工作當成例行公事,而是時刻保持強烈的創(chuàng)新愿望和沖動,掌握必要創(chuàng)新方法,加強學習和鍛煉,自覺開發(fā)創(chuàng)造力,成為一個符合現代設計需要的創(chuàng)新人才。
2.2思路要開闊
發(fā)散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心,思維者打破常規(guī),從不同方向,多角度、多層次地考慮問題,求出多種答案的思維方式。例如,若提出“將兩零部件聯結在一起”的問題,常規(guī)的辦法有螺紋聯結、焊接、膠接、鉚接等,但運用發(fā)散思維思考,可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的主要形式之一,在技術創(chuàng)新和方案設計中具有重要的意義。
2.3有創(chuàng)新意識
創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維是一種最高層次的思維活動,它是建立在各類常規(guī)思維基礎上的。人腦在外界信息激勵下,將各種信息重新綜合集成,產生新的結果的思維活動過程就是創(chuàng)新思維。機械機械零部件設計的過程是創(chuàng)新的過程。設計者應打破常規(guī)思維的慣例,追求新的功能原理、新方案、新結構、新造型、新材料、新工藝等,在求異和突破中體現創(chuàng)新。
3.機械零部件設計技術探析
3.1機械零部件設計的要求
機械零部件設計是機械設計的重要組成部分,機械運動方案中的機構和構件只有通過零部件設計才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖,同時它也是機械總體設計的基礎。機械零部件設計的主要內容包括:根據運動方案設計和總體設計的要求,明確零部件的工作要求、性能、參數等,選擇零部件的結構構形、材料、精度等,進行失效分析和工作能力計算,畫出零部件圖和部件裝配圖。機械產品整機應滿足的要求是由零部件設計所決定的,機械零部件設計應滿足的要求為:在工作能力上要求具體有強度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動穩(wěn)定性及精度等;在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便;在經濟性上的要求主要指生產成本要低。此外,還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環(huán)境等環(huán)境保護要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制,需全面綜合考慮。
3.2正確選擇機械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術指標,是檢驗零部件表面質量的主要依據;它選擇的合理與否,直接關系到產品的質量、使用壽命和生產成本。機械零部件表面粗糙度的選擇方法有3種,即計算法、試驗法和類比法。在機械零部件設計工作中,應用最普通的是類比法,此法簡便、迅速、有效。應用類比法需要有充足的參考資料,現有的各種機械設計手冊中都提供了較全面的資料和文獻。最常用的是與公差等級相適應的表面粗糙度。在通常情況下,機械零部件尺寸公差要求越小,機械零部件的表面粗糙度值也越小,但是它們之間又不存在固定的函數關系。在實際工作中,對于不同類型的機器,其零部件在相同尺寸公差的條件下,對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機械零部件的設計和制造過程中,對于不同類型的機器,其零部件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。在設計工作中,表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實際出發(fā),全面衡量零部件的表面功能和工藝經濟性,才能作出合理的選擇。
3.3搞好機械零部件的失效形式預測
機械零部件由于各種原因不能正常工作而失效,其失效形式很多,主要有斷裂、表面壓碎、表面點蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保證零部件能正常工作,在設計零部件時應首先進行零部件的失效分析,預估失效的可能性,采取相應措施,其中包括理論計算,計算所依據的條件稱為計算準則,常用的計算準則有:一是強度準則。強度是機械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強度要求是保證機械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準則。剛度是指零部件在載荷的作用下,抵抗彈性變形的能力。剛度準則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內。三是振動穩(wěn)定性準則。對于高速運動或剛度較小的機械,在工作時應避免發(fā)生共振。振動穩(wěn)定性準則要求所設計的零部件的固有頻率與其工作時所受激振源的頻率錯開。四是耐熱性準則。機械零部件在高溫工作條件下,由于過度受熱,會引起油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等問題,使零部件失效或機械精度降低。因此,為了保證零部件在高溫下正常工作,應合理設計其結構及合理選擇材料,必要時須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準則。耐磨性是指相互接觸并運動零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當零部件過度磨損后,將改變其結構形狀和尺寸,削弱其強度,降低機械精度和效率,以致零部件失效報廢。因此,機械設計時應采取措施,力求提高零部件的耐磨性。
參考文獻:
[1]趙冬梅.機械設計基礎[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.
[2]隋明陽.機械設計基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.
