现代机械设计论文范文

现代机械设计论文范文第1篇

现代机械种类繁多，其结构形式千差万别，结构的复杂性也在逐渐增大。机械系统在功能上划分，可以分为传动系统、动力系统、操纵系统、执行系统、控制系统等，而每一个系统又可以根据需求的不同来细化为更小的子系统。与传统机械设计不同的是，现代机械设计在设计过程中不仅要对机械工作的原理、运动方式、能量传递方式等各个方面进行计算、分析、构思，同时还必须要在进行设计的过程中运用仿生学、控制论、美学、价值工程等多种科学知识，将这些看似与机械无关的科学知识，运用在机械设计中，从而使得机械在市场中获得更好的竞争力。

2计算机辅助机械设计方法

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD）技术是电子信息技术的一个重要组成部分。因其具有计算机高速运算和快速绘图的强大功能而被广泛应用到工程设计及产品设计服务中，从根本上改变了传统的手工设计绘图方式，让设计人员从绘图板、绘图铅笔、丁字尺这些传统的设计工具中解脱出来，不仅降低了劳动强度，更是极大地提高了产品开发的速度和精度，使得科技人员的智慧和能力得到了延伸。计算机具有运算快、计算精度高、有记忆、逻辑判断、图形显示以及绘图等功能，而人们则具有丰富的经验、无穷的智慧和非凡的创造力，两者相结合，有效地提高设计质量，缩短设计周期，极大地创造社会效益和经济效益，推动社会文明的进步。CAD系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础；软件系统作为计算机辅助设计技术的核心，决定了系统所具有的功能。软件分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件处于整个软件的核心内层，它的作用是对计算机资源进行自动管理和控制，主要包括操作系统和数据通信系统等。支撑软件又称为软件开发工具，是一种软件工具系统，它的作用是帮助人们高效率开发应用软件。应用软件是用于解决各种实际问题的程序，它是用户利用计算机以及它所提供的各种系统软件和支撑软件自行编制的。计算机辅助机械设计首先要建立数学模型，虽然对于一般的机械零件有现成的数学模型可以使用，但对于没有数学模型的就需要建立正确的数学模型，这是成功进行设计的第一步；接下来，根据手工计算的步骤设计程序框图；然后根据程序框图用高级语言编制程序；最后进入程序调试环节，程序编好后，要对源程序及程序适用范围的边界、转折点进行试算，试算与手算结果要完全吻合。

3系统化机械设计方法

现代化机械设计正在向智能化、柔性化、系统化、信息化发展，而不再是把实现机械某一个单一的功能来作为设计的目标。从系统的角度为着眼点，机械系统设计过程中，为了让机械产品能够创造更高的经济效益和社会效益，必须要在产品制造技术、功能、性能等方面，充分利用先进的技术，让产品的结构产生质的飞跃。在对传统机械设备改造的过程中，系统化设计和控制技术的应用成为了不可或缺的重要因素。人们对于机械产品的功能的需求随着科学技术的飞速发展日益增多，这就导致了机械构造变得越来越复杂，产品寿命期逐渐缩短，机械产品更替的频率逐渐加快。尽管如此，机械产品实际上所展现出的功能仍然无法满足现代社会的需要。现在，计算机辅助设计已经广泛应用于整个产品设计的过程中，从最初的设计计算，到设计绘图，再到生产规划和加工制造，计算机辅助设计都充分表现了独特的优势并且成果喜人。然而，对于产品开发初期方案的设计，计算机辅助设计还是有着不足，不能完全满足设计的预期需求。如何让整个机械设计更加系统化，设计过程更有规律性，从而更好的应用计算机辅助设计，这是必须要考虑的问题。于是，系统化设计法应运而生，采用这种设计方法，可以将设计任务由抽象到具体，由浅入深进行层次的划分，然后对每一层次的既定目标和所采取的方法进行规划。系统化设计法的优势在于，每一个设计都是相对独立却又保持着有机的联系，这些个设计结合在一起，就构成了完整的机械系统设计。为使设计工作科学有效的进行，在机械系统过程中，首先要把一机械系统分解为若干个子系统，各个子系统相对比较简单，相互之间存在着联系，各子系统还可再分解为更小的子系统，以此类推，直至可以满足设计和分析的需要。系统分解时需要注意：首先要把握好分解数和层次。分解数太少和太多都不可以，太少则导致子系统仍很复杂，不利于进行模型化和系统优化，太多又会对总体系统的综合造成难题。其次，分界面不能过于复杂，可以在要素间结合枝数（联系数）较少和作用较弱的地方选择分界面。此外，通常机械系统工作时，能量、物料和信息三者之间存在着转换关系，从系统输入到系统输出的过程中，按一定的方向和途径流动，不可以中断或产生紊流，即便分解成各个子系统，它们的流动途径仍应畅通和明确，在设计过程中，必须保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。最后，需要了解到，系统分解与功能分解的不同。系统分解时，它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起，其结构组成虽稍微简单，但其功能往往还有多项，每个系统仍是一个系统。而功能分解时，是按功能体系进行逐级分解，直至不能再分解的单元功能。

4结束语

现代机械设计论文范文第2篇

关键词：机械设计；CAD技术

1CAD技术的发展

CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

2三维CAD技术在机械设计中的优点

通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:

2.1零件设计更加方便

使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。

2.2装配零件更加直观

在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。

2.3缩短了机械设计周期

采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。

2.4提高机械产品的技术含量和质量

由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。

3CAD技术在机械设计中的应用

3.1零件与装配图的实体生成

3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。

对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。

3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。

一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。

3.3机械CAE软件的应用

机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。

4CAD前沿技术与发展趋势

4.1图形交互技术

CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术

也正在研究之中。

4.2智能CAD技术

CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

4.3虚拟现实技术

虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。

参考文献

[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.

[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.

现代机械设计论文范文第3篇

系统软件处于整个软件的核心内层，它的作用是对计算机资源进行自动管理和控制，主要包括操作系统和数据通信系统等。支撑软件又称为软件开发工具，是一种软件工具系统，它的作用是帮助人们高效率开发应用软件。应用软件是用于解决各种实际问题的程序，它是用户利用计算机以及它所提供的各种系统软件和支撑软件自行编制的。计算机辅助机械设计首先要建立数学模型，虽然对于一般的机械零件有现成的数学模型可以使用，但对于没有数学模型的就需要建立正确的数学模型，这是成功进行设计的第一步；接下来，根据手工计算的步骤设计程序框图；然后根据程序框图用高级语言编制程序；最后进入程序调试环节，程序编好后，要对源程序及程序适用范围的边界、转折点进行试算，试算与手算结果要完全吻合。

2系统化机械设计方法

现代化机械设计正在向智能化、柔性化、系统化、信息化发展，而不再是把实现机械某一个单一的功能来作为设计的目标。从系统的角度为着眼点，机械系统设计过程中，为了让机械产品能够创造更高的经济效益和社会效益，必须要在产品制造技术、功能、性能等方面，充分利用先进的技术，让产品的结构产生质的飞跃。在对传统机械设备改造的过程中，系统化设计和控制技术的应用成为了不可或缺的重要因素。人们对于机械产品的功能的需求随着科学技术的飞速发展日益增多，这就导致了机械构造变得越来越复杂，产品寿命期逐渐缩短，机械产品更替的频率逐渐加快。尽管如此，机械产品实际上所展现出的功能仍然无法满足现代社会的需要。现在，计算机辅助设计已经广泛应用于整个产品设计的过程中，从最初的设计计算，到设计绘图，再到生产规划和加工制造，计算机辅助设计都充分表现了独特的优势并且成果喜人。然而，对于产品开发初期方案的设计，计算机辅助设计还是有着不足，不能完全满足设计的预期需求。如何让整个机械设计更加系统化，设计过程更有规律性，从而更好的应用计算机辅助设计，这是必须要考虑的问题。于是，系统化设计法应运而生，采用这种设计方法，可以将设计任务由抽象到具体，由浅入深进行层次的划分，然后对每一层次的既定目标和所采取的方法进行规划。系统化设计法的优势在于，每一个设计都是相对独立却又保持着有机的联系，这些个设计结合在一起，就构成了完整的机械系统设计。为使设计工作科学有效的进行，在机械系统过程中，首先要把一机械系统分解为若干个子系统，各个子系统相对比较简单，相互之间存在着联系，各子系统还可再分解为更小的子系统，以此类推，直至可以满足设计和分析的需要。系统分解时需要注意：首先要把握好分解数和层次。分解数太少和太多都不可以，太少则导致子系统仍很复杂，不利于进行模型化和系统优化，太多又会对总体系统的综合造成难题。其次，分界面不能过于复杂，可以在要素间结合枝数（联系数）较少和作用较弱的地方选择分界面。此外，通常机械系统工作时，能量、物料和信息三者之间存在着转换关系，从系统输入到系统输出的过程中，按一定的方向和途径流动，不可以中断或产生紊流，即便分解成各个子系统，它们的流动途径仍应畅通和明确，在设计过程中，必须保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。最后，需要了解到，系统分解与功能分解的不同。系统分解时，它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起，其结构组成虽稍微简单，但其功能往往还有多项，每个系统仍是一个系统。而功能分解时，是按功能体系进行逐级分解，直至不能再分解的单元功能。

3结束语

现代机械设计论文范文第4篇

关键词：现代机械设计；方法；研究

中图分类号：TH122 文献标识码：A

机械设计主要是指根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、以及各个零件的材料和形状的尺寸、方法进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。本文着重从现代机械设计方法及其发展进行探讨。

一、现代机械设计的特点

机械设计作为机械工程的最重要的组成部分，是机械生产的第一步，它是决定机械性能的最主要的因素。现代的机械设计它包括众多的种类并且结构也愈来愈复杂。但从实现系统的功能来看，她主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等，这些系统有根据各自的需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计它具有鲜明的时代现代特点，它不仅要求设计对机械的工作原理、工作结构、运动方式、力以及能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、等方式进行构思、分析和计算，而且还融入多门的现代科学知识。如：在现代机械中融通创造性的工程学、美学、控制论、机械电子学等，使得设计出的产品更具有时代气息，进而使得产品在市场上具有竞争优势。

二、现代机械的设计方法

（一）信息论方法

它主要包括信息分析法和技术预测法，其目的是帮助机械设计归总有用的信息，使得这些信息能够为设计人员提供机械设计的灵感，该方法是现代机械设计方法的前提。并且信息论方法能收集大量的设计信息和设计经验，它能够帮助缺乏设计经验的新手完成工作。此外，信息论方法能够大大的提高设计的效率，加快产品的更新速度，缩短设计的时间，从而在市场的竞争中处于优势地位。

（二）创新设计法

为了适应新知识经济时代的发展要求，提出现代机械设计创新理论。在机械设计中，创新设计法的应用能够培养设计者创造性的思维，创新设计方法以自己优势优于其他的创新，使得设计出的产品能够在激烈竞争的环境中处于优势地位。创新性的机械设计能够最大限度的增强其设计的用途和性能。

（三）绿色产品设计技术

绿色产品的设计技术主要是指在设计机械产品中应该符合低消耗、高效益以及保护环境的要求。绿色产品设计应该要求现代机械设计中用最小的能源消耗获得最大的能源利用率，此外还需符合对环境影响较小的环保要求。设计产品的结构布局、加工工艺和材料的选择上都应该在设计之初考虑到。另外，还应针对环境设计对机械技术进行设计。这主要是指在设计的过程中对于产品来说，能否回收、是否可以重复利用、是否可以维护，以及是否能够有益于人们的身体。

三、现代机械设计的发展方向

现代机械设计与传统的机械设计有着许多不同的特点，由于传统设计技术跟不上现代经济发展的步伐，因此，应该采用现代的设计方法，借助各类的工程软件来帮助设计人员完成产品的开发工作。但随着经济的发展，现代机械设计必须朝着一个新的方向发展才会在机械设计领域内树立其长盛不衰的地位。

（一）人性化设计

随着物质水平的提高人们越来越关注精神的需求，因此在机械设计中应该突出人性化，满足人的精神需求。该发展方向它适应了当今人文社会的提倡，也凸显了人的价值意义。如：在现代的机械设计中，计算机技术已经全面的应用到机械设计中，因此，在机械设计的过程中，采用微机控制技术，使得控制和操作的人性化能够最大限度的提高机械设计的安全性和舒适性。

（二）系统性设计

该设计方向主要是从系统性的观点入手，把机械设计看作一个整体，该设计的实现主要依赖信息化技术，实现人、机、环境的相互协调。在具体的实施过程中，应把其中的总系统逐一的分解为单一的子系统，采用现代设计理论和方法进行系统性的设计，它的目的是在与追求系统优化为目标协调各个子系统的设计和匹配。

（三）虚拟化设计

21世纪科学技术的核心技术是虚拟技术、计算机通讯技术和网络技术。虚拟技术作为三大核心技术之首，足以可以看出它的重要性，虚拟技术主要包括虚拟加工、虚拟测试、虚拟控制等，虚拟化设计作为一种虚拟设计，它主要利用声、光、电、机、计算机等综合技术的有机组合。它能够极大的改变人类现有的思维和生活模式。

综上所述：现代机械设计它是一个创造性的工作工程，是多种技术学科相互渗透、相互结合的产物。机械设计只有不断的与当代先进的科学技术相结合才能促进自身的发展，因此来说，现代机械设计应该适应社会的发展，才能对社会做出贡献。

参考文献：

[1].许鸿艳.讨论现代机械设计的方法及研究进展[J].湖南农机，2013（05）.

[2].张前森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技资讯，2011（18）.

现代机械设计论文范文第5篇

【关键词】现代机械设计；方法；理论；研究进展

1.现代机械设计基本概述

1.1现代机械设计的内涵

长期以来，机械设计一直被当作一门设计技术来进行研究的，但自从引入了系统科学，机械设计的技术已逐步发展成为一门设计科学，是机械设计走向了理性化、高层次化。并且随着科技的不断进步，现代机械设计在传统的设计方法上进行了继承、创新和发展，成为了一门多专业、多学科交叉的综合性很强的技术科学，即将微电子技术、机械技术、信息技术、控制技术等在系统工程的基础上进行有机综合，实现了整个机械系统的最优化。

1.2现代机械设计的特点

现代械种类繁多，其制造工艺也很复杂。按功能的角度分类，包括能动、传输、运转、操作以及最终的控制等方面，每一方面又可以分为更为细小复杂的小系统。现代机械设计同样种类繁多，结构也越来越复杂。现代机械设计按实现功能的角度进行考查，包括系统功能、传统功能、执行功能和操作功能等，这些功能都是用来协助机械的运行，每一种功能也都具有其自身的特点和作用。现代机械设计方法一般都是利用计算机或者其他现代化机械设备，引入先进的现代化设计理念与方法，并创造出具有现代化机械设计特点的产品。

现代机械设计具有以下特点：

（1）动态性。现代机械设设计不仅需要考虑产品的静态特性，而且需要考虑产品在各种实际工作状态下的动态特性，其中包括产品与外界的物质流、能量流和信息流的交换。

（2）创新性。现代机械设计以先进的设计理论和设计工具为基础，能够充分发挥设计者的创新思维能力，利用各种创造性的方法和手段，研发出具有创新性的产品。

（3）计算机化。计算机的诞生极大促进了生产力的发展，并且已经渗透到了机械设计的各个环节，许多现代机械设计方法都得依靠计算机，例如系统仿真、优化设计等。

（4）系统性。现代机械设计非常注重用系统的观点看问题，把产品看做是具有特定功能、相互联系的各个组成部分所构成的一个整体，并且考虑产品与外界的联系。

（5）前瞻性。现代机械设计在产品设计的初期，就需要考虑产品各个阶段和生命周期全过程的要求，将可能发生的故障的可能性降到最低。

2.国内外现代机械设计的方法理论

随着科学技术的不断发展，机械设计产品的质量也越来越高，许多国内外科研工作者对现代机械设计的方法理论进行了研究。下面分别阐述了国外与国内比较著名的现代机械设计方法理论。

2.1国外现代机械设计的方法理论

在国外现代机械设计方法中，比较著名的有三次设计方法理论、公理化设计方法理论和普适设计方法理论。

2.1.1三次设计方法理论

三次设计方法理论产生于日本，主要包括参数设计、系统设计和容差设计三个过程。

（1）参数设计是对各个环节功能进行最优化组合，使产品产生故障的可能性减小到最低。（2）系统设计是整个机械设计过程的核心理念，是机械设计中的基础部分。（3）容差设计是一个确定参数波动范围的过程，是对整个机械设计进行检验，从而降低产品的制作成本。这三个过程总称为三次设计方法理论。在国际上，三次设计理论方法被认为是设计质量最高的机械设计方法。

2.1.2普适设计方法理论

普适设计方法理论是由德国学者提出的，其方法理论的核心就是经验的积累和总结。现代机械设计种类繁多，就需要要有一个系统的方法理论进行归纳和总结。普适设计方法理论从策略、方法、规则到实施都具有土体的设计模型，是一系列系统的设计方法理论。

2.1.3公理化设计方法理论

公理化设计方法理论诞生于美国，是一种基于决策的理论方法。公理化设计方法理论是在普适设计方法理论的基础上，利用系统理论，并结合其自身的科学决策建立起的一门机械设计理论方法。公理化设计方法理论是一种比较传统的设计方法，在没有经验和系统知识的时候可以利用。当机械设计理论较为复杂，利用普适方法理论不能有效地设计出好的产品时，可以利用公理化设计方法理论，可以达到优化的设计效果。

2.2国内现代机械设计的方法理论

随着机械设计理念的不断发展，我国许多科研工作者也对现代机械设计进行了不断地研究和探讨，并取得了一些研究成果，具有较好的实用性，有效的解决了现代机械设计中出现的一些问题。在国内现代机械设计研究成果中，比较著名的设计方法理论有系统化机械设计方法、计算机辅助设计方法和局部或全局性的设计方法，下面分别介绍这三种方法理论。

2.2.1系统化机械设计方法理论

系统化机械设计方法理论在传统的机械设计方法的基础上，改变了以往单纯的功能性要求。系统化机械设计方法理论的设计方法理念更加信息化、系统化和智能化，并且在不丢失数据的前提下，能够通过对用户信息还原一些丢失的数据信息，保护了用户系统的利益，从而保护了整个设计系统。

2.2.2计算机辅助设计方法理论

计算机辅助设计方法理论是计算机科学技术不断发展而诞生的一种现代机械设计方法，机械设计人员可以运用计算机来完成构思、画图和高速运算等方面的工作。与传统的机械设计方法相比，计算机辅助设计方法理论具有减少设计人员体劳动、提高设计质量、缩短设计周期等优点。

2.2.3局部或全局性的设计方法理论

国内现代机械设计方法理念与传统的机械设计方法相比，具有更加全面，更加系统，更加科学，实用性也更强。现代机械设计方法理论具体地贯彻了现代机械设计的理念，产品设计方法理论繁多，如何选择合适的方法理论来完成不同设计任务，是产品设计师面临的一项最重要的工作。现代机械设计方法理念可以通过全面了解整个机械设计过程，系统地进行督查和监测，从而提高工作效率。

3.现代机械设计的研究进展

随着科技的不断发展，现代机械设计方法理论不断地被大众所认知，满足市场化发展的需求。现代机械设计方法理论，吸收了各个相关的学科之长，并且综合运用了各个学科知识并且进行整体优化，形成了自身的设计理念。随着计算机技术、检测技术和控制技术等学科的快速发展，现代机械设计将更加的科学和实用，设计出的产品原理更加的科学、结构更加的新颖、实用性也更强。现代机械设计的发展可以概括为以下三个方面：在层次上向系统化、集成化的方向发展；在功能上向轻型化、小型化、多功能方向发展；在性能上向高性能、高精度、高效率和智能化的方向发展。

4.结语

伴随着我国机械制造产业在高速的发展，国内的现代机械设计理念也需要不断地向前发展。我国现代机械设计在吸取了国外的机械设计理念，形成了本有自身特色的设计方法理念，也更加的适应现代机械设计全球性、网络性的发展要求。机械设计的主要（下转第292页）（上接第73页）目标是高质量、高效率，因此21世纪的现代机械设计应朝着全球化、信息化、智能化、网络化、柔性化、绿色化方向发展。

【参考文献】

[1]江正荣，朱国梁.简明施工计算手册[M].中国建筑工业出版社，2004.

[2]闻邦椿.面向产品广义质量的综合设计理论与方法[M].科学出版社，2007.

现代机械设计论文范文第6篇

关键词：现代机械设计方法；农机设计；应用研究

中图分类号：F224；F407.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）30-0052-02

我国目前正处速发展的时期，农业的发展随着科技的不断更新也发生很大变化，但还是有很多需要改良的地方。农业机械化在我国大部分已经做到普及。而农业机械化水准的不断提高也预示着农业质的飞跃。因此，对农业设计方面的技术要求也在不断地提高。但是，在设计研究时，由于农业机械化本身具有一定的特殊性和复杂程度，有很多不确定的影响因素，比如环境、成本、周期等，会使设计所得的方法在实践过程中出现一些缺陷和问题。而现代机械设计方法的应用可以很好的避免这些问题，提高研发效率，加强产品的质量和竞争水平。

1 现代机械设计方法概述

现代设计方法的出现和更新主要原因是设计的现代化方法可以通过科学技术来保证达到对设计质量、速度和误差率的要求。现代设计方法不只是科学合理的，而且是动态的。现代化设计方法很好地将科学设计理论和工程设计实践相结合，二者相互促进相互制约。

现代设计方法有很多，包括被称为现代设计方法的前提的信息分析预测法等信息方法论；系统分析等系统论法；动态分析等控制论方法；促进其不断进步的优化论方法；类似设计等对比论法；使用最多的核心方法计算机辅助设计等智能方法；还有寿命论方法、离散论方法、模糊论方法、突变论方法、艺术论方法等等。

现代机械设计方法，顾名思义，就是在机械设计中加入现代设计方法的手段。目前在机械设计中上文提到现代设计方法大部分都得到了广泛应用。现代设计方法在农机设计中一直起到了十分重要的作用。农业的不断发展也推动了农业机械化的进程。现代机械设计的发展也在不断向前。农业机械设计方法将在实践过程中不断地改革和进步。

2 现代机械设计方法在农机设计中的应用研究

2.1 现代机械设计方法在农机设计中应用的影响因素

现代机械设计方法在农机设计中的应用由于田间试验情况的不同，会存在一些不利影响因素。

第一，农耕具有非常强的时效性。在我国北方只有一年一季春种秋收，南方相对较好但是也只有一年两季来进行作物耕种。所以，如果在试验过程中出现状况导致不能按时耕种，就错过了耕种季节，只能等到下一年。这样所造成的损失是非常大的。因此，对于农业机械设计的试验频率是不利的。

第二，农业是靠天吃饭的行业。恶劣的天气和土壤环境也是很不利于农耕的。另外，作物种子是一切的根本，种子质量的好坏严重影响整个农业过程和成果。在农业机械设计方面更是如此。

第三，现代机械设计方法在农机设计中应用的研究通常是需要长期不断地进行试验，然后根据试验结果不断调整和修正方法，从而使得理论和实践更好结合。不断地试验无疑需要花费很多的人力物力财力。因此，成本问题也是现代机械设计方法在农机设计中应用的一个影响因素。控制成本的必要性不言而喻。

第四，随着我国在世界各国的地位的不断提高，很多外国企业在中国建起了工厂。往往外国企业在经济和技术方面都优于国内企业。这就大大增强了农产品行业的市场竞争性。

以上详细介绍了农机设计中机械设计方法应用过程中所存在的不利影响因素。随着机械设计方法的不断优化和我国经济的飞跃发展，我们会在理论和实践结合中不断设计出适合我国农业机械发展的方法。

2.2 现代机械设计方法在农机设计中应用的好处

现代机械设计方法在农机设计中的不断应用实践过程中，我们发现现代设计方法为农机设计的发展起到很好的作用。

因为现代机械设计方法在不断试验的过程中不断地进行对相关具体参数的改良，而且试验中会相应进行虚拟产品的生产制造，减低成本，同时还可以对虚拟和实物进行测试和比对来修正整个设计方法，提高设计方法应用的实用性和有效性。

现代机械设计方法主要是通过计算机和试验来进行研究测试和完善的。这样可以使整个设计的时间大大缩短，有效完成试验及实践应用。

另外，采用的是以试验为主的研究方式，所以成本方面也能有效降低和控制。在现代机械方法在农机设计的应用研究过程中，主要是用计算机来进行测试和修正改良，一般都是以达到测试试验的最理想目标值为准。所以，在这样先进的方法下所得到的成果的精度是非常高的。

3 现代机械设计方法在农机设计中应用的探究

目前，现代设计方法应用在农机设计方面的发展和我国航空业汽车业等其他发展迅速的行业相比较还比较缓慢。

农业方面的企业在其生产经营的过程中，对于机械设计方法的改进和更新重视程度不够，而且对企业自身具有的相关资源的利用程度不够。这样的经营方式必然导致企业生产的农业产品不符合市场需要也达不到所需水准，产品质量也会受到不良影响，产品的销售停滞不前，最终造成企业整体经济效益的损失。

在农业生产过程中常用的播种机一般是由有机架、地轮、运转系统、开沟器及其他构造相对简单的设备组成的。虽然播种机有型号之分，也因存在着播种机的部件构成和所属参数不同的情况，但是这些产品的基本功能没有什么实质的区别，相对来说，其结构的稳定性较好，因此对农机设计中现代设计的阐述和模式化起到非常好的辅助作用。

农机设计中自然少不了对播种机械设备设计的研究。在农业生产中，对于不同的作物品种和不同的生产方式下要采取不同的方式来进行播种作业。比如条形标播种、穴播种等方式。根据播种原理的不同，播种也有机械和人工两种不同的方式。另外，播种机械作业的可使用范围和动力等级的不同也有采用单体播种的情况。

前文提到在实际生产生活中，农业生产和气候、天气、自然环境息息相关。因此，其明显的季节性特征就要求多采用通过计算机提高试验成果的先进技术，比如计算机辅助设计技术等等。

信息、网络、电子、材料方面的技术在不断地走进机械工业中来。现代农业机械化的要求也使得现代设计方法与农机设计更加紧密结合。农业机械化在不断地靠近智能网络化。在农机设计中引入现代机械设计的技术的情况下，在农业机械的设计周期的缩短方面得到了很大的改善，农业相关产品的产品质量也得到了很好的改良，很好地做到成本减少质量过关，农产品企业的收益和效益都有很明显的提高。

通过新的设计理念概念的引入和新的技术方法的影响，很多从事农机设计的人员在设计理念和思维方式上受到了很好的启发，有效提高自身在农机设计方面的研发水准，使得自己在市场经济的大环境下有很强的竞争能力，从而机械设计现代化与农机设计的相融合程度发展的更好。

在现代机械设计方法应用到农机设计的过程中，优化重要参数是农机设计的最重要的工作之一。参数的有效优化和改良对于整体机械设计方法的修正起到十分重要的作用。农机设计中的相关的研究人员可以通过现代化的科学设备进行计算和分析某些的标函数不断地改变参数的来进行试验得到和确定最优设计参数。试验是不断重复不断修正不断改良的过程。量变到质变的转换是需要漫长的过程的。

在现代机械设计方法应用到农机设计的这一过程中也是如此，需要农机设计的相关人员不断地试验不断地实践不断地应用和调整才能做到设计方法的不断更新和改良。

4 结 语

本文结合当下实际对现代设计方法进行了基本阐述，并对现代机械设计方法应用到农机设计的过程中所存在的影响进行分析，并且进一步对现代机械设计在农机设计中应用进行探讨和研究。农业的发展对农业机械化的普及和提高提出了更高的要求。所以，现代机械设计有效应用到农机设计中是十分重要的研究课题。

参考文献：

[1] 李彩风，刘俊峰，冯晓静，等.现代机械设计方法与农机设计[J].农机化研 究，2006，05：186-188.

[2] 高继平.现代机械设计方法在农机设计中的应用[J].中国农业信息，

2014，21：89.

现代机械设计论文范文第7篇

中图分类号：TP39文献标识码：A 文章编号：1672-3791 （2010)04(a)-0000-00

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、方法等进行构思、分析和计算并将这些转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。传统的机械设计也称常规设计，是一种以强度和低压控制为中心的安全系数设计、经验设计、类比设计和机电分离设计。随着现代科学技术的发展，现代机械产品设计更加强调创造性，在注重整体功能的基础上以现代化的设计方法和计算机技术作为工具，提高了设计的质量、效率和精度，满足了产品对经济性、适应性和可靠性统一的要求。与传统设计相比，现代机械设计在功能、结构和产品的设计要求方面都有明显的优势。

一、现代设计方法和传统设计方法比较

1、传统的设计方法。传统设计方法以直觉设计、经验设计、静态设计为基础，所使用的设计方法有理论设计和经验设计两种。（1)根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计。实际情况往往复杂多变，理论设计对问题的考虑不够全面，若安全系数选择过大，则产品可能超大。若安全系数过小，又很难保证产品的安全性。（2)经验设计指根据某类零件已有的设计方法与经验关系式，或者按照设计者个人的工作经验用类比方法进行的设计。随着设计产品的技术含量不断提高，技术系统变得越来越复杂，产品更新的速度也在逐渐加快，经验类比的设计方法已远远不能满足市场的需求。

2、现代机械设计方法。现代设计方法是以思维科学、设计理论系统工程为基础，以计算机作为工具的各种技术和程序的总和。与传统设计方法比较，传统设计是静态系统、以经验作为方法，纯手工手段的；现代设计是动态系统，以科学为方法，用计算机手段。在设计方法上，与传统机械设计相比现代设计在机械零件的设计上更可靠、更优化。

现代设计将传统设计方法中涉及到的设计变量如材料强度、尺寸、应力等，当成服从某种分布的随机变量，并根据产品的可靠性指标要求，用概率统计的方法得出零部件和元器件的主要结构参数和尺寸。根据概率论的观点，安全系数必须和对应的可靠性联系起来才有意义。如：按传统设计法，安全系数大于1的零件是不应该失效的，而实际应用中，安全系数很大的零件也有可能发生失效。按传统的设计方法，对绝大多数零件(如齿数、轮齿宽、螺旋角等)的设计结果虽然在刚度、强度两方面满足了设计要求，往往因为经验性和盲目性，很难达到最优化结果。现代优化设计跳出了传统的设计思维，在符合一系列条件的前提下，求出满足最优效果的设计参数解。

此外，传统设计往往需要人工资料检索、手工计算和绘图，需要耗费较多的时间和人力，设计质量受到影响。计算机辅助集合人的经验和智慧，将计算机的高速运算功能和人的创造力结合起来，加速了设计进程。

二、现代机械设计与传统设计特点比较

现代科学技术的发展与计算机的广泛应用，使现代机械设计形成了自己的理论方法和体系，汇集了多个专业和领域的知识，成为一门交叉学科。与传统的机械设计相比，现代机械设计具有很多明显的优点。

1、传统机械设计思维比较被动，现代机械设计具有较强的主动性。传统设计依靠灵感和经验，思维往往比较被动。而随着现代技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈，人们必须不断的提出新的、大胆的开发目标和设想，并运用现有的最新科学技术创造出全新的产品。传统依靠经验的设计已经不能适应这一需求。现代设计在进行研究创造设计思维本身的规律时，运用灵感、方案、优化设计产生的内在逻辑，并由此产生了创造学、价值工程、设计方法学等理论。

2、传统设计注重机械本身预定功能的实现，现代机械设计要求把对象置身于大系统中，并对系统作出设计，将预定的功能在人—机—环境之间进行合理分配。充分考虑到人的生理和心理因素，力求在人际之间做出最佳设计。此外，现代设计还考虑到机械从原料图区、加工装配、投入使用至报废回收等全部生命周期中各个阶段与环境的关系，以减少对自然环境的伤害并保证生态平衡。

3、现代机械设计强化了传统机械设计对强度准则的要求。有限单元法和断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计中的应用，强化了设计者强度设计的能力，现代设计的准则也因此拓宽到产品设计的更多领域。现代消费者对产品的需求从实用需求上升到物质与精神享受并重的层次，对现代机械设计提出了艺术和美学方面的要求。

4、传统设计历时长、耗费大，现代机械设计周期短，耗费低。传统机械设计一般先根据目标和任务做出第一个方案并造出样机，然后对样机评定、考核，进行修改，形成第二套方案，如此反复，到满意为止，设计过程周期长、耗费高。现代设计根据各种给定的条件，运用优化设计的原理和方法，借助计算机求取最佳设计参数和设计方案。在现代设计中，优化意识还延伸到产品的总体方案论证，产品结构和工艺设计各个方面，并产生了遗传算法、模糊算法等许多新的理论方法。

5、传统设计受思维进度的约束，现代机械设计利用计算机改变了这一缺陷。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。

三、小结

现代机械与传统设计相比，在功能、结构和产品的设计要求方面都有明显的优势，改变并完善了传统机械设计的缺陷。它将许多学科和领域融合，并将这些技术在现实机械中实现了完美的结合。但现代机械设计不仅仅个人行为，在设计群体中，所有成员都应掌握现代机械设计的有关知识，做到相互了解和配合，并建立全局观念，才能实现现代机械的完美设计。

参考文献：

[1] 胡玲凤.现代设计技术在机械设计中的应用分析[J]. 农机化研究, 2005(6):92-96.

现代机械设计论文范文第8篇

【关键词】机械设计；创新方法；创新思维

引文：

近些年来，机械设计不断的发展，对机械的性能、结构等方面的创新也越来越重视。传统的机械设计理念已无法满足现代机械设计创新的要求，因此，应对机械设计进行不断的创新。对此，本文主要对现代机械设计的创新方法进行研究。

1现代机械设计创新的重要性

作为一个经济大国、机械制造大国，我国不能仅将目光停留在机械的生产制造中，而应当在机械设计创新方面加大研究的力度，从机械结构、系统等全方位进行创新，必须杜绝机械设计创新过于死板，单纯按照其他机械设计进行修改的模式，因为这样很难从实质进行改变。除此之外，必须认识人才和技术是机械设计创新发展的根本，所以要注重机械结构设计创新人才的培养，并通过不断的对机械设计的创新，促进我国科学技术水平的提高和经济的快速发展，这有这样，才有可能早日超过西方一些发达国家的机械科技水平，成为真正领跑世界机械设计创新的国家。

2现代机械设计创新的特点

所谓现代机械设计，一般是指根据机械产品的使用要求，从机械工作的各个方面、机械零件的材料和形状、方法等多个角度进行构思和分析，以分析结果为基础积极转化为具体机械制造方法，并将其作为机械制造的依据，生产出高质量的创新产品的过程。与传统的机械设计相比，现代机械设计具有以下特点：

2.1系统性。解决现代机械产品设计中遇到的各种问题，需要应用现代机械设计系统性观点。把机械看成一个具有特定功能的有机整体，现代机械设计的系统性应当在整体中的各部分相互作用、相互联系中进行体现。

2.2计算机化。计算机技术随着高科技技术的不断发展能够有效地推动社会生产力的发展，且会逐渐的介入和运用到社会生产的各行各业。同时，计算机化还会帮助现代机械设计中的优化设计、系统仿真等各个设计过程的完成。

2.3创造性。现代机械设计的重要基础是科学先进的设计理论和设计工具，机械设计者通过对设计过程、产品材料等方面进行科学分析，能够真正发挥出设计者的想象力和创造思维，同时，注重各种具有创造性的手段和方法的应用，可以研究出更多具有创新性的机械产品。

2.4动态性。现代机械设计一方面要充分考虑在静态状态下设计产品的功能作用，另一方面要注重在工作环境下产品的动态功能。机械设计产品的动态功能具体体现在设计对象和合作协调设计组织两个方面。现代机械设计能够有效地连接各个设计系统，汇集不同的设计数据，进一步提高产品的整体性能。

3现代机械设计的创新方法研究

现代机械设计的创新已经成为工业发展的关键，针对当前机械设计的创新必须将现代化技术的应用以及机械创新设计思维的培养重视起来，具体分析如下。

3.1重视现代化技术的应用。

近年来，伴随着社会经济的不断发展，机械设计的创新工作得到了长足的进步与发展，机械产品的质量以及精度的要求都被提升，在近些年的发展中机械设计领域也获得了重大的突破。如何利用现代化技术进行机械设计的创新在现代化技术快速发展的过程中成为了机械设计行业发展的重点内容。所以，应重视现代化技术在现代机械设计创新中的应用，机械设计的过程中不仅会涉及到大量的理论性知识，还需要进行大量的实践实验来试验机械设计是否合理。当然，在此过程中会遇到各种相关问题，工作人员在克难攻坚完成相应设计的过程中，会消耗大量的人力、物力以及财力，所以，应对现代化技术的应用加强重视，例如，利用计算机对其进行辅助设计、对局部或全局性等进行创新设计，尤其是模拟技术的应用，将设计理论以及实验过程在模拟技术下来完成，从而有效的降低了创新设计试验中人力、物力、财力的消耗，而且通过现代化技术的应用，给设计人员创造一个良好的设计环境，不必在为担心机械创新设计出现问题造成损失而发愁，让设计人员大胆的去想象、去创新，对促进现代机械设计的创新有着极大的作用。

3.2重视机械创新设计思维的培养。

在机械设计创新的过程中，设计人员的创新设计思维是整个过程得以实现的关键，所以，在现代化机械设计创新中，要高度重视对机械设计人员的创新设计思维培养。以往机械设计人员的培养主要注重专业技能知识的提升，缺乏对自身创新精神的培养，不利于机械创新设计的发展，而在现代化机械创新设计理论下，不仅要保证设计人员自身知识水平以及能力的不断提升，同时对自身创新精神的培养也极为重视。对机械设计的创新应从全新的角度上去看到机械设计，打破传统设计的思路以及设计方法，集思广益，不断的开拓新的发展思路，用新的技巧、新的方法来对机械设计进行创新，从而创造出全新的机械设计作品，不仅对机械设计发展有着一定的作用，更有利于提升机械的工作效率，开发全新的机械领域。

3.3利用现代化机械设计理论创新设计方法。

3.3.1结构模块化设计方法。结构模块化设计方法是近几年来利用现代化机械设计理论创新的一种方法。其主要是在进行机械设备设计的过程中，从机械设备的功能角度着手，以产品的结构为基础进行设计，通过分解各个机械设计的环节，能够实现机械设计的优化，提高整体机械设计的水平。而结构模块化设计也是目前在机械设计中较为有效的一种设计方法。

3.3.2基于机械设备特性知识的设计方法。在进行机械设计的过程中，可以利用计算机识别语言描述机械设备的特征，建立相应的知识库，再利用领域知识建立建设方案，通过利用编码、混合型表达以及设计目录等方式完成机械设计工作，而应用此类设计方法能够提高机械设计的精准度。

3.4对机械结构尺寸创新研究。

机械结构尺寸对机械性能有着直接的影响，在对机械设计创新的过程中，应注重对机械结构尺寸的创新研究。根据机械工作的原理以及所实现的功能等对尺寸以及性能参数进行设计，一般情况下，机械产品尺寸设计会受到机械产品三维参数的影响，因此，应从产品三维参数的角度出发，对设计进行工程约束、尺寸约束、拓扑约束等进行规范设计，在不违背机械运行原理的基础上，对机械尺寸设计进行不断的创新。另外，三维参数化对机械结构尺寸创新设计还应包含三维参数化模型、与机械模型关联的工程图纸等，同时还要结合图纸视图的尺寸、位置、比例、注释等方面信息的参考来更好的完成机械结构尺寸的创新工作。

4总结

综上所述，在社会经济不断发展的过程中，机械设计的创新也逐渐受到重视，特别是在近些年对机械设计的创新理念，应打破传统的设计理念，实现机械设计创新工作的顺利开展。通过本文对机械设计的创新方法研究分析，作者结合自身多年的工作经验，以及自身对机械设计创新的了解，作者主要对现代机械设计创新的重要性、现代机械设计创新的特点、现代机械设计的创新方法等几方面内容进行分析，希望通过本文的分析，进一步促进机械设计创新工作的顺利开展。

参考文献：

[1]华同曙，白柳.浅谈现代机械设计的特点及其教育模式[J].江苏石油化工学院学报（社会科学版），2014（03）.

现代机械设计论文范文第9篇

关键词：现代；传统；机械设计；优劣

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.248

0 前言

现阶段，科学技术是我国的发展主导。从主观的角度来分析，机械设计工作的执行，其目的在于更好的满足社会及市场上的需求，越是好的产品，越是在设计方面投入了更多的研究。现代机械设计比较注重的是科学方法及精确的手段，传统机械设计比较注重的是经验的积累和用户的体验，二者既有各自的优势和劣势，同时也可以在不同的产品上进行相互融合。因此，机械设计在未来的拓展空间上是比较大的，可以深入研究。

1 现代机械设计和传统机械设计的方法对比

在机械设计的过程中，我国经历了从无到有、从有到多、从多到精的过程，现下所具备的能力，完全可以更好的应对社会上的需求。可是从长远的角度来分析，单纯在机械设计本身进行研究，并不能获得十足的进步，还必须进行阶段性的整理、分析、讨论，将自身的优势和劣势予以高度的明确，为日后的工作发展与市场、社会把握，提供更多的参考。结合以往的工作经验和当下的工作标准，认为现代机械设计和传统机械设计，在方法的对比中，优劣势集中在以下几点：

（1）传统设计方法在执行的过程中，其最大的优势在于积累的时间特别长，很多经验已经表现出了科学的特点，同时在可靠性、可行性方面都比较的肯定。传统机械设计方法，都是上一辈的人员经验总结，再加上下一辈的传承拓展来完成的，面对不同时代的需求，往往是表现出了多样化的特点[1]。当然，也有后辈前辈理论的情况出现。劣势则在于，传统机械设计的主观性比较强，很多设计方法都是为了应对小众的需求，并没有在大众乃至社会层面做出较多的努力，因此在操作性和专业性方面，都需要依托较少的人员来完成，在传承的过程中，精通人员不断减少。

（2）现代机械设计的开展，得到了更多人的欢迎。在时代的角度上分析，现代机械设计的运用、操作、试验、分析等等，都在各种科学数据上完成的，同时在开放性方面也比较高，能够经得住各个专业的筛选与探查。从优势上分析，现代机械设计的方法更加简单，运用较多的设计软件和设计设备，能够在较短的时间内得到机械产品的模型和初步定义，之后的更新与优化，将会在功能上、效果上不断的完善，最终确保得到社会上的肯定[3]。从劣势上分析，现代机械设计方法过于简单，仅仅拥有很少的经验和理论就可以从事相关工作，以至于市场上的某些假冒伪劣产品不断的增加，一定程度上对消费者产生了误导作用。同时，近年来的现代机械设计虽然比较多元化，可是在某些指标的突破上未获得较大的成果。

2 设计特点对比

机械设计的执行过程中，一定要在特点上有所把控。传统机械设计虽然逐步的退出了历史的舞台，但是认可的群体毕竟较多，同时其在经验的指导上和方法的总结上，仍然有很多的内容值得去探索与分析，因此在未来的很长一段时间内，还会得到很高的关注度。在优劣的分析中，有必要针对现代机械设计和传统机械设计的特点进行分析。

（1）传统机械设计的特点在于精益求精。很多机械产品的实施，都是经过了无数次的失败以后才得到的。一般而言，传统机械设计的执行过程中，在最开始就设定了非常远大的目标，基本上每一代产品的出现，都是对上一代产品的完全更替，从性能上到操作上，实现对上一代产品的全面碾压，由此来达到更好的更替效果[3]。但是，这种特点的劣势在于，研究过程非常的困难，有很多的固有难题需要进行突破，不仅容易耗费几代人的心血，而且最终的成功率也不是特别的高，还存在一定的偶然性情况。

（2）现代机械设计强化了传统机械设计对强度准则的要求。有限单元法和断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计中的应用，强化了设计者强度设计的能力，现代设计的准则也因此拓宽到产品设计的更多领域。现代消费者对产品的需求从实用需求上升到物质与精神享受并重的层次，对现代机械设计提出了艺术和美学方面的要求。另外，现代设计根据各种给定的条件，运用优化设计的原理和方法，借助计算机求取最佳设计参数和设计方案。在现代设计中，优化意识还延伸到产品的总体方案论证，产品结构和工艺设计各个方面，并产生了遗传算法、模糊算法等许多新的理论方法。

3 总结

本文对现代机械设计和传统机械设计的优劣对比进行讨论，从得到的成果来看，二者的优势和劣势都非常的突出，未来的研究方法，应趋向于将两者有效的结合，在各个层面对机械设计的方法、手段进行完善处理，特别是在产品的体验上要不断的提升，有意识的增加实质性内容，为社会和市场提供最需要的帮助。

参考文献：

[1]杨柳，姜海涛.浅谈现代机械设计的特点及创新[J].机电信息，2013（03）：155+157.

现代机械设计论文范文第10篇

关键词：机械设计；发展历史；生产方式；近现代；机械化

前言

于人类的起源之中，工具的出现使得人类社会的发展不断加快，尤其是近现代。人类的出现伴随着工具的不断演化与发展，直到十八世纪工业革命以来才出了技术特征明显的专门为工业生产而运用的成体系的机械设计。于工业革命初期，英国人Smeaton J 对英国人Newcornen T 发明的各种功率蒸汽机以系统分析，整理出了相关的计算公式。Watt J就是基于其工作研发出来了新一代的蒸汽机。随后的机械设计虽然多有曲折，但是还是逐渐奠定了一定的技术经验与科学基础，体系不断完整。现在大规模机械化与自动化生产已经将个体手工劳动之生产方式所替代，尤其是电子计算机的高速发展使得生产的产品更加高质且成本低。从主要工业国家的发展历程来看，其主要分为四阶段。

1.第一阶段之摇篮期：设计公式下的经典设计

此阶段是从工业革命至第二次世界大战之间的时间，机械工业生产主要发生在欧美，其设计是依靠经典设计公式所进行的组合来进行。这期间力学的各个分支得到了发展，同时机械设计过程中积累了丰富经验，奠定了机械设计的试验、实验与理论研究奠定了坚实基础，并确立了最基本的观念与形成了基本体系。例如1893年美国人Lewis W发表了“齿形系数”之数据图表，虽然此后齿轮的制造方法与材料变化很大，但是该图标到现在依然可以使用，在现在的机械设计教学中占有重要地位。

2 .第二阶段之成长期：经验下的实验设计

此阶段涵盖第二次世界大战以及1960年以前这段时间，主要地点为美国，属于机械工业在数量上扩大生产的阶段。此阶段下的机械设计，以模型试验和实机试验来获得相关数据进行设计。这个阶段的日本尤为惹人注目，因为其在五十年代屡屡从美国引入技术，在某种程度上可以说日本是欧美机械化的另一个翻本，也就是日本人所称的“模仿设计”阶段。第二次世界大战之后，世界经济开始复苏，经典设计之方法与理论不断完备使得机械工业的发展有了极大的提升。在机械设计之中，其主要囊括两大方面，即机能设计与强度设计。其中强度设计兼顾三个方面，即弹性设计、极限设计和疲劳设计。

3. 第三阶段之发展期：静态解析下的理论设计

此阶段为1960年到1980年这段时间，是机械设计从实验设计转至理论设计之发展阶段。上世纪六十年代以后，机械生产不但在数量上有了很大提升，而且出现的电子技术和液压技术等系列设计使得机械性能获得了很大提升并进一步改善了产品质量。在机械设计中，理论推导的方法替代了实验验证对机械性能进行确认。以前经典的设计方法无法解析的一些静态与动态问题，通过电子计算机技术获得了很好的解决。此阶段的日本还是以那些先进国家为机械设计上的榜样，依然进行着“类似设计”；七十年代伴随着全球性的石油危机，日本为了解决支付石油进口带来的外汇消耗问题，开始进行多领域的技术开发从而维护自己于国际市场中的出口竞争力。经过不断的努力，其在设计技术上进入到了先进国家之流，在“独立设计之路”上迈出了很大的一步，当然其也敏锐地在动态分析研究中有了长足的进展。新技术革命以高技术为核心，正是借助这一契机日本成为了能够与西欧和美国并驾齐驱的机械设计先进国家。此阶段电子计算机得到了广泛应用，让现代机械设计之方法理论得以发展，体系日益完善。人们不再满足于经典的近似粗略应力分析，对于精准分析有了更深的需求，如有限元法、边界元法和差分法等，而数值分析在分析结构强度和刚度以及、传热和振动上有了很广发的应用。“合格设计”已经不再满足于人们，最优化设计成为了设计主流。经典刚度设计观点与设计计量的常量观点不再受到追捧，概率设计和可靠性设计应运而生。设计方法学的出现，将机械设计工作者从繁琐而粗略的经典设计方法中解放出来。经典断裂理论已经无法满足于人们的需求，机械零件设计之断裂力学方法兴起。

4. 第四阶段之成熟期：动态解析下的理论设计

八十年代以后，扩大生产不再那么盲目，产品质量有了很大的提升，成为了高质低成本的生产时代。机械生产向着高速、高效、轻量化、自动化和精密的方向快速发展，而产品结构更加复杂，因此这让机械设计有了更大的困难，要求也越高。与此同时，随着人们生活水平质的飞跃，机械的运转更加安全环保成为了一个重要课题。此时的日本在政策上采取了贸易立国的方式，并清醒地认识到了凭借廉价劳动力在国际市场竞争中是无法持续的，必须在全球范围内采取措施以适应高技术竞争，并为了国内生产技术的革新以进行大量的投资，在高度只是密集化产业上发力，并掌握了一定的高附加值加工技术，从而在生产率上有了较大提升。机械动态设计有了现代的设计方法，通过动力学建模获得相应的动态特性数学模型，有了很多成熟方法，如机械机能解析建模法、机械结构动力分析有限元建模法、传递矩阵建模法、试验模态分析建模法、试验模态分析建模法和机械结构动力学混合建模法。

我国建国初期机械设计非常落后，但是在1956年到1978年这段时间机械工业开始体系化，有了产品自行设计与系列设计的起步，然而同发达国家相比落后距离尚远。当然，我们也有达到世界先进水平的机械设计，如长征火箭系列和八十年代的北京正负电子对撞机等，但是依然没有摆脱“模仿设计”的阴影。从全国范围内来看，特别是对一些大中型企业，多处于第二阶段的“成长期”，当然还有很多小型企业是属于“摇篮期”的。需要注意的是，在我国高等学校的机械专业中，很多知识和课程严重滞后，无法摆脱传统的设计观念，严重掣肘了我国机械设计的发展。国家在机械设计上投入了越来越多的财力和无力，并大力引进相关人才，为我国机械设计的高速发展提供了契机。

参考文献：

[1] 王昆等主编.机械设计 机械设计基础课程设计[M]. 高等教育出版社， 1995

现代机械设计论文范文第11篇

[关键词] 人才培养 理论教学 实践教学 毕业设计

一、前言

随着知识经济、信息时代的来临,机械工业与信息技术、电子技术的紧密结合已经和必将使机械工业进入一个高速发展的新时期,新概念、新设计、新技术、新工艺、新材料层出不穷。根据学校提出的“立足重庆、背靠行业、走向世界、服务全国”的办学思想,特别是“冶金、石油”两大行业对机械类创新人才的知识、能力、素质要求,构建机械设计制造及其自动化专业人才培养体系,使学生掌握将来对市场经济和科技高速发展产生自适应能力所必需的相关基础知识,培养以创新能力为核心的各种能力,适应时展的需求。

二、用人单位对机械类人才的能力的要求

现代机械实际上是一个由计算机信息网络协调与控制,用于完成包括机械力、运动、物质流和能量流在内动力学任务、机械和电子部件相互联系的伺服系统,对机械类人才提出了更高的要求。通过开展企业机械类人才的能力要求的问卷调查,对机械类专业本科学生在校期间应强调那些课程学习?调查结果如下表所示:

调查表明:用人单位也十分强调学生不仅应掌握基本的机械设计理论及方法,而且应掌握与机械学科紧密结合的现代信息技术,如计算机技术、CAD/CAM、现代测试与控制技术等。

三、指导思想与思路

创新人才的具体内涵表现为:具有宽厚扎实的基础知识(现代“大工程系统”本身和创新思维均以坚实的基础理论知识为基本保证,同时需要多学科知识的交叉、碰撞与融合)、从事工程创新活动的各种能力(包括探索实践能力、自主学习能力、协同合作能力、创新设计能力、表达交流能力等)、从事工程创新活动的综合素质。在制定机械设计制造及其自动化专业的人才培养方案过程中,以“加强基础、拓宽口径、凝练特色、背靠行业、重视能力”为指导思想,将通识教育与专业教育有机结合,以机械科学、电子技术、计算机技术、机电控制技术为主体构建学科基础课程体系,兼顾工程科学教育与工程实践训练。形成体现理论教学、实验实践教学、自主研学三元结合,科学有序、整体优化的人才培养新体系。如图l所示:

四、人才培养体系

1.理论教学系统

根据科学技术的发展趋势及各门课程在机械工程中的实际作用,将机械类创新人才培养理论教学系统分为通识基础课、大类学科基础课、专业限选、专业任选、专业特色等四个层次,如图2所示。具体实施时,前三年加强基础,拓宽口径;四年级结合所属学科的科研特色,培养学生的专业兴趣和专业技能,从而实现“大类培养、方向成才”的目的。所谓“大类培养”是指课程体系的设置遵从“大工程、大教育”的思想;“方向成才”是指从专业特色出发,设置若干3～4个体现学科特色的方向模块,提高学生的社会适应能力。

(1)由机械制图与CAD基础、机械工程材料、金属工艺学、机械原理、机械设计、机械制造工艺学、互换性与技术测量等课程以及相关实验课程、实践性环节组成的纵贯本科四年的机械技术课程群;

(2)为有效地培养机械类学生在机电控制技术中的应用能力和创新能力而形成的以“微机原理”、“机械程测试”、“液压与气压传动”、“液压传动课程设计”等的机电控制技术课程群;

(3)集成了现代设计及制造过程中的多项先进技术,包括CAD/CAM技术、反求工程、虚拟制造、快速成形、产品数据管理、数控技术等的数字化设计与制造课程群。

2.实验与实践教学系统

机械类创新人才培养体系强化实践性教学系统的建设,在逐步开放相关实验室的基础上,要求实验教学与教师科研课题相结合,开发更多设计性、综合性、研究性实验供学生选择,将更多的实际问题引入教学实验、开拓实验、实践教学的新形式、新内容。具体表现在以下四方面:

(1)独立设置实验课程

重点对机械制图与CAD基础、机械原理、机械设计、机械制造工艺、机械工程测试、互换性与技术测量等课程的实验环节进行了力度较大的改革,构建相关课程实验新体系,对能够在实验室进行的教学在实验室进行。对实验内容作了重大改革,更新、改进和新增大量实验内容,提出了为学生综合设计能力和创新能力培养总目标服务的实验项目。

(2)强化综合实践环节

学生综合设计能力的培养需要通过一系列的具体设计训练来实现。因此,在制订具体培养方案时,相关课程均考虑安排了相应的、多级设计型大作业或课程设计、综合实践等环节。例如,一年级时的工程制图大作业,重点训练构形设计和制图表达能力;二年级通过机械制造基础实践、现代制造技术工程实践、工程材料课程的学习与实践,掌握机械设计所必须的工艺知识;三年级通过机械设计课程设计重点培养总体设计能力、创新设计能力以及运动方案设计和机械零部件工作设计、结构设计的能力,利用CAD/CAM技术进行中等复杂程度的机械设计。

(3)自主研、学系统

自主研、学系统贯穿教/学全过程,体现实践能力培养的渐进性和以学生为主体的自主研、学平台,使学生通过参加各类学科竞赛、课外科技创新活动、创业活动、“挑战杯”、机械创新设计大赛等。通过真实的工程环境,诱发学生的创新萌动与欲望,激发学生的创新意识,使学生从被动参与,主动参与直到勇于参与创新活动,最终达到培养学生创新精神与创新能力的目的。

五、结束语

科学技术的进步赋予机械工程以新的内涵,使其成为最能包融和吸纳众多学科知识,并能充分体现各学科最新科技成就的结合点,越来越多地显示着知识经济的特征。相应地,在机械工程领域中,人才的作用越来越大,对人才的要求越来越高。机械类人才必须具有大工程的思想,具备扎实的业务基础、宽领域的基本知识,较强的创新设计与实践能力,特别是要有较高的综合素质,才能适应现代社会对机械人才的需要。围绕机械类应用型创新人才培养进行系统研究与全面实践,以理论教学、实验实践教学、自主研学三大系统建设为主线,创建了能充分体现时代特征、规格定位准确、方案科学创新的人才培养体系。

参考文献:

[1]朱高峰.关于中国工程教育改革与发展问题[J].高等工程教育研究,2005,(2):1-9.

[2]叶取源,钱道中,张增泰.创新人才培养的思考与实践[J].中国大学教育,2002(1):12-15.

[3]迟毅林,等.大基础平台下的多特性模块教学改革与实践[J] .高等工程教育研究,2006,(1).

[4]杨叔子,张福润.面向21世纪改革机械工程教学[J].高等教育研究,2000,(4).

[5]朱建英.信息技术、机械工业与机械工程教育[J].高等教育研究,2002,23(1).

[6]梁锡昌.论“机械设计制造及自动化专业”教学新体系[J].中国机械工程,1998,19(8).

[7]钟晓勤、瞿志构.现代机械工程应用型本科人才培养方案的探索与实践[J].中国大学教学,2005(11)

[8]黄新华,刘国荣.办好应用型本科教育的几点认识[J].大学教育研究,2003,(1).

[9]陈小虎,刘化君,曲华昌.应用型人才培养模式及其定位研究.中国大学教学,2004,(5).

现代机械设计论文范文第12篇

当前，随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的迅猛的发展，工业化和和信息化已步入深入融合阶段，信息化与农业现代化也进入蓬勃发展期，经济全球化、贸易自由化和社会信息化倒逼我国农业现代化，现代农业机械只有通过信息化的手段进一步提高设计水平、降低生产成本，才能在激烈的市场竞争中取胜。如何有效的农机产品开发周期，如何达到最优农机产品质量，如何有效降低农业机械的成本与价格，如何完善农业机械的售后服务等，这一系列的问题不断的拷问我国农业的现代化进程，信息化与数字化是解决上述的问题的有效手段。通过信息化与数字化的手段可以有效提高农业机械的设计水平，通过数字化设备能有效的调控农业机械的精密的制造与加工，通过企业信息化与数字化的管理手段能否实现严格的生产管理与用户反馈。本文主要对农业机械产品研发的研究现状及其发展趋势，以及农业机械的数字化设计方法与技术，并结合从事农机产品多年的设计与制造经验和数字化设计特点，以及 CAD/CAM/CAE、虚拟样机、虚拟测试等新技术的应用加以深入的讨论与研究。

一、数字化驱动下农业机械设计研发

农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平，对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面，也给农业设计带来了巨大的变化。

1）信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。

农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计，企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果，用户可以在线反馈设计过程中存在的问题，相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图，在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践； 以往产品创新主要集中于具体设计过程，如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台，以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范

2）数字化技术强调产品协同设计。

农业现代化的发展催生了许多新需求，这些新需求也亟需新的设计的方法，就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法，一是德国设计理论的系统化设计方法，二是TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）三是公理设计（AxiomaticDesign，AD），对于目前我国而言，需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动，跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习，可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一，锻炼设计者虚拟想象空间，提升农业机械的设计水平，有效实现零污染的设计理念，促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统，以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。

3）虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。

虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频，能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械，其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术，可以有效的克服以上缺点，一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能，另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟，以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。

结论

本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求，以及存在的问题，针对数字化与信息技术的发展趋势与特点，如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式，本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势，结合分析了农机产品设计制造现状，进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势，针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇，研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式，采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品，并对产品进行设计、开发、评价、修改，通过这方面的讨论，以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。

参考文献

[1] 夏红霞；面向通用类机械产品虚拟装配的工程数据库管理系统研究[D]；合肥工业大学；2010年.

[2] 阎楚良，杨方飞.农业机械数字化设计技术研究与展望[J]，农业机械化与新农村建设――中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册），2006.

现代机械设计论文范文第13篇

一、《林业机械现代设计方法》课程改革的背景

随着人口老龄化步伐加速，劳动年龄人口逐渐减少，劳动力成本上升，“雇工难、雇工贵”现象突出，能耗高、人力成本高、劳动力急剧下降、生产作业效率低等成为制约林业可持续发展的瓶颈。一方面，林业已开始形成规模化的生产，已建立基地式现代化、社会化大生产，今后会向更大规模化方向发展，在种子采拾、林地清理、育苗装播、造林移栽、施肥喷药、消防灭火、打枝造材、集材运材、伐木归堆等过程都贯穿着林业机械的使用；另一方面，林业快速发展进程相对应的生产机械化的历史非常短暂，无论从数量上还是品种、质量上都难以满足林业大发展的需要，有助于提高生产效率的林业生产机械研制、应用和推广严重滞后。随着树木的种植面积的扩大以及生态文明建设的推进，林业生产机械化取代人工已成为大势所趋，因此林业院校机械工程类专业迫切需要结合实际，创新教学内容的组织及教学方法的选择，满足人才培养的需求。作为专业课，课程学时有限，理论知识体系涵盖的知识点繁多，如何在这种条件下使学生了解林业机械的基本理论，掌握林业机械的总体结构和工作部件的设计方法，并且将这些理论知识应用于今后的工作实践中，课堂、试验和作业是非常重要的环节。因此，笔者从林业机械现代设计方法的教学内容、教学模式与手段以及考核评价体系等方面进行了改革探索。

二、《林业机械现代设计方法》教学内容的组织优化

笔者通过8年的教学实践，对课程的内容安排进行了梳理和调整，了解了课程上下衔接的历史脉络及承接关系，对理论和实践的方式方法进行了探索和总结，提出了以贴近实际、追踪前沿为重点、训练学生综合应用能力为核心的课程教学思路，同时借鉴其他院校类似专业课程的教学方法和先进经验，形成了较为完善的课程教学内容体系[1]。林业机械产品设计需要结合设计、理论、方法的创新性思考，因此，林业机械现代设计方法有优化设计法、创新设计法、反求工程设计、可靠性设计、有限元法、绿色设计等[2]。针对现代林业机械设计方法和设计工程师需要具备的多种能力，开展探索通过适宜的教学方法和案例教学来实现，各章节内容和教学案例的安排如表1所示。如喷头的设计与制造传统都采用单独开模加工方式，成本高且耗时长，3D打印技术出现后，可以三维数字设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，运用激光束、热熔喷嘴等方式将陶瓷粉末、ADS工程塑料等特殊材料进行逐层堆积黏结，逐层打印最终叠加成各种角度、尺寸、形式的喷头，不需要复杂的工艺和庞大的机床，就可以制造出喷头，满足了试制的目的，极大地降低了制造复杂度。三维测量仪是用于测量三维几何尺寸和形位公差的高精度测量仪器，对于林业机械反求工程非常有效，它在精密测量领域的强大用途，为快速、可靠进行尺寸测量提供了新的方式。三维测量仪由光学放大系统对被测物体进行放大，经过CCD摄像系统采集影像特征并送入计算机后，可高效地检测各种林业机械精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，全自动地进行微观检测与质量控制。

三、《林业机械现代设计方法》教学方法的选择

林业生产正在经历从“砍伐森林树木”向“利用森林环境”的转变，因此林业机械制造业发展到了关键时期。《林业机械现代设计方法》教学方法的选择也要与时俱进，把对学生实际应用能力的培养和相关前沿课程教学内容上的衔接作为课程组织优化的切入点，采用“课堂讲授+小组调研+课程设计+汇报展示”四合一的教学方法，注重对新兴技术的追踪、经典技术的重构以及理论知识在设计实践中的再现。1.汇报法。为了开阔学生的眼界，带领学生参加每年在南京国际博览中心举行的中国（江苏）国际林业机械展览会，学生通过参观美国、加拿大、德国、日本、韩国和我国的林机精品，了解林机行业政策，展览会结束后学生要图文并茂地总结自己的感想体会。另外，利用与学校有密切合作的企业合作站平台，引导学生去林业机械生产的龙头厂家完成卓越工程师计划，并进行汇报交流。通过这些体验汇报活动，让学生紧密跟踪国际国内林机行业研发的热点和前沿，让空洞乏味的书本知识转变为实际产品的演示，激发了学生的学习兴趣。2.图示法。利用国外留学、参加国际会议等机会收集整理了大量的林业机械应用现代设计方法进行设计的图片和视频，将这些多媒体素材进行有机结合，在课堂上进行展示，并组织学生围绕这些素材进行讨论，促进学生对相关知识的理解和掌握。如欧洲的林业机械的设计着眼于可升级、可重用、可拆卸、可降解，注重其全寿命周期的各个环节，从生态环境保护、节约资源、延长机械寿命和可回收性出发，将可持续发展理念有机地融入林业机械的全寿命生态设计[3]。3.项目法。对于较复杂的知识点尤其是技术操作中具有连贯性、系统性的，在教授过程中，以现实的林业机械产品为素材，并辅助于具体的科研项目成果的展示，给学生一个轮廓清晰、目标明确的任务，通过对产生的任务产品需求分析、原理方案设计、总体结构设计、具体零部件选用4个环节，形成以项目为中心，团队成员自由组合，促进学生对知识点的抽象思维与应用联系，完成对学生实践能力的培养。对于其中有创意、有前景的作品，鼓励学生参加大学生科技创新竞赛并申报国家专利。

四、《林业机械现代设计方法》教学改革的成效

现代机械设计论文范文第14篇

【关键词】 机械产品 现代设计 计算机

1 现代设计理念概述

所谓设计就是根据一定的设计目的和产品应用要求，借助一定媒体将软性思维转化为相关产品信息、产品模型的过程。因此，机械产品的设计必须具有目的性、结构性和严谨性，而现代设计是基于提高设计速度和设计水平为出发点，将智能化和自动化充分运用于产品设计与研发当中的一种设计方法。因此，机械产品现代设计理念的特点就是智能化和自动化。在上世纪80年代以前，我国在设计领域中的一些设计技术、设计方法、设计理念相比国际上相对落后，对于一些先进科学技术的应用知之甚少，而为了强调设计技术的变革，通常把我国过去常用的设计称为传统设计，而把国际上兴起的新兴设计技术称为现代设计。经济的快速发展必然要求生产效率的提高，而生产效率的提高必须要将新兴科学技术充分运用于生产领域中，因此机械产品功能的多样性、机械产品结构的复杂性、机械产品使用寿命的长期性必然会给机械设计提出时代课题。随着科学技术的高速发展，在产品设计绘图、加工制造等方面的研究已经取得了一定的成果，但计算机在产品初期设计中的应用却少之又少，因此计算机在设计中的应用是机械产品现代设计方法的必然选择。

2 机械产品现代设计方法类型

2.1 系统化设计方法

所谓系统就是整体与部分之间相互联系、密不可分的一种构成方式。同时，每个组成部分又具有独立性，每个组成部分发挥的作用也不尽相同，这些不同的作用对于整体而言又是必不可少的，正是由于不同元素之间的相互作用，才维持了整体作用的持续发挥。系统化设计方法正是对系统原理的充分体现，系统化设计方法理论源于德国学者Pahl和Beitz教授，我国多学着在设计实践中充分借鉴西方国家设计理念，同时根据我国实际情况对系统化设计理论不断进行深化，一是从产品开发过程的宏观性为出发点，根据用户需求，利用质量功能布置法，以产品开发阶段技术要求为目标，系统地将客户需求转化为实际产品功能。二是借助生命系统理论将产品视作为层次分明的生命系统，在产品设计过程中进行层次上的划分，以达到产品功能结构的系统性。设计就本质来说是产品要求和设计者自身思想的有效结合，因此不同设计者对待同一产品会有不同的角度和思路，总的来说，具有代表性的系统化设计方法主要包括设计元素法、图形建模法、“构思”―“设计”法、矩阵设计法、键合图法等等。

2.2 结构模块化设计方法

结构模块化设计方法是从规划产品的角度出发而提出的，而这种方法的设计任务又是以产品结构为基础，利用产品通用零部件来确定设计任务，同时在分解设计任务时就要充分考虑好不同零部件之间存在的作用冲突，解决好矛盾，同时还要及早预测生产能力和费用，由此来提高设计效率，从而降低产品研发成本。设计任务的功能化产品结构共分为四层：产品―功能组成―主要功能组件―功能元件。为了更好地评价专用机械设计和更有效地规避制造风险，在专用机械设计中采用功能化的产品结构将充分发挥优势作用。

2.3 基于产品特征知识的设计方法

利用计算机的语言识别功能来描述产品特征及相关专家的知识经验是基于产品特征知识设计方法的主要特点，这种方法实际上是利用知识库和推理机及已储存领域知识来实现计算机辅助产品的方案设计。产品特征是机械系统方案设计的主要依据，而设计领域相关专家的知识和经验又是对机械系统特征的规律性把握，基于产品特征知识的设计就是利用这两个方面来进行推量和决策，从而来完成机构的型、数综合。而知识的自动获取、表达、集成、协调管理和使用，又是实现这一阶段计算机辅助设计的必然前提。综观国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化获取的研究，采用的方法主要包括：编码法、知识的混合型表达法、利用基于知识的开发工具、设计目录法、基于实例的方法这五种。

2.4 智能化设计方法

根据设计方法学理论，借助三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体工具来进行产品开发设计是智能化设计方法的主要特点。数学系统理论和系统工程理论是智能化设计方法的理论支柱，在利用这两个理论时，充分利用产品设计技术和系统开发方法学研制出与产品设计初期相适应的多媒体开发系统软件是智能化设计方法的基本原理。

3 结语

机械产品的系统化设计方法、结构模块化设计方法、基于产品特征知识的设计方法、智能化设计方法是机械现代化设计的主要内容，而这四者之间又有着密切的联系。在信息化的时代背景下，科学技术飞速发展带来了机械产品功能与结构的深刻变革，但机械产品功能与结构的变革与机械设计的发展却并不同步，机械产品方案的设计手段显得力不从心，跟不上时展的需要。由于这四者之间密切的联系，要想有效的实现机械化设计的现代化，还必须对这四种方法进行综合运用。而计算机辅助功能在机械设计领域的运用也必然会带来新技术、新方法、原理的大量涌现。因此，在机械现代化设计中必须将计算机功能充分运用其中，因为计算机的运用本身就是信息化、智能化的一个重要标志，计算机在机械设计中的应用也必然会在很大程度上提高设计水水平、加快设计速度。所以机械现代化设计是机械设计的必然发展趋势。机械产品作为生产领域的重要生产工具，它的变革往往会带来整个生产领域的变革，从而带动经济的发展，而机械设计已经从传统走向了现代，这是思想变革和技术变革的有效结合，为了实现我国机械设计的现代化，必须完善创新机制，加大科研投资力度，培养机械设计人才队伍，只有通过技术创新才能够保证我国机械设计能够步入世界先进行列。

参考文献：

现代机械设计论文范文第15篇

计算机辅助设计，简称CAD，是一种运用计算机软件系统来辅助设计人员对煤矿机械进行设计的方法。到目前为止，我国煤矿机械产品已经进入一个稳步发展的阶段，将计算机辅助设计方法应用于煤矿机械设计中，不但可以另设计更方便、更简捷，同时也全面的实现了煤矿机械的模块化设计、系统化设计和并行设计，从而提高了煤矿机械设计与生产的一体化。1）模块化设计。煤矿机械设备的设计，涉及面广、内容繁冗，对此可进行分模块式设计。通常讲，设计者是按着机械的具体功能来划分模块的，然后利用计算机软件对机械进行模块化的分区设计，同时将较为稳定、不常变动的模块设计存储。如此在有效地时间内，不但可以提高工作效率，而且能够有效提高机械设计的精确度、减少技术失误，从而增强机械设备结构的生产性和互换性，确保机械设备的准确性和维修性。2）系统化设计。将现代设计理论和方法应用于煤矿机械设计，即建立相应的数学模型，然后运用计算机技术作为辅助设计，在以往实验数据的基础上，采用先进的科学计算方法对煤矿机械系统在预期工作中的情况进行分析设计。对煤矿机械设备进行系统化的分析设计，可真实的反应出机械设备在真实工作时的受力情况、运作情况，从而提高了所设计机械设备投入运作的有效性和稳定性。3）并行设计。计算机辅助设计的应用，实现了将产品设计与具体运行使用一体化的效果，从而切实的避免了设计效果与实际效果不相符现象的发生。目前，多数煤矿机械设备上都安装有故障监测器，但是故障监测器只能在机械设计生产、试验后才能发现故障，而运用计算机辅助实现并行设计，可以将机械设备的设计和生产过程进行系统化的设计，进而实现机械设计的有效性。

2优化设计的应用

优化设计是现代设计理论与方法的经济之本，优化设计一方面可以确保机械设备的良好性能和质量，另一方面可适当地缩小产品体积，降低生产成本，因此优化设计是矿山机械设备设计所必须使用的方法。据相关资料表明，在煤矿机械减速器的设计过程中有效运用优化设计方法，可使其体积减小13%，质量减少12%，由此证实了优化设计对于降低机械设备生产成本有着重要作用。

3有限元法设计的应用

从狭义上讲，有限元法就是通过对有限个单元作分片插值求解各种力学、物理问题的一种数值方法，而鉴于煤矿机械的工作性质，正适合用有限元法对其受理进行有效的分析。通常，煤矿机械设备受力情况较为复杂，例如煤矿挖掘用的电动挖掘机，对于挖掘机的斗杆和动臂，受力较为复杂，用正常的力学知识根本起不到作用，为此将有限元法应用于机械设计中，能够很好的解决机械设备中的受力问题。

4创新环保设计的应用

创新、环保是当今社会发展的两大重要元素，是现代设计理论与方法的组成部分。创新设计，即要求设计人员在已知和可行事物的基础上，充分发挥创造性思维，构想、设计出以前未有过的技术过程。创新设计，不但可对原有设计的欠缺处进行改善，同时能够促进产业发展你与进步。环保设计在煤矿机械设计的应用，主要体现在延长机械使用寿命、提高机械使用效率和降低环境污染三个方面。

5智能化设计的应用

现代设计理论与方法中的智能化设计，也可理解为智能工程，即通过使用不同种类传感器、控制器和执行器等多种高科技产品，实现机械运作、自检的自动化工作模式。煤矿开采挖掘具有一定的危险性，所以将智能化设计应用于机械设计，可确保煤矿正常生产的有效运行，例如目前已广泛应用于煤矿勘探、开采等工作中的机器人技术和红外技术，都是智能化设计的成果。

6可靠化设计的应用