浅析机械设计在机械制造中的重要性

【摘 要】:机械工程是动态的机械，作为工程社会发展动力的一个要素，在机械的发展过程中是一个铺垫的作用，设计是机械工程的基础，设计决定其他步骤如何发展，合理的机械设计是机械制造不断发展的前提，也就决定了机械设计在机械制造中的重要性。

【关键词】：机械设计；机械加工；发展前景

中图分类号： F407.4 文献标识码： A 文章编号：

引言

随着信息技术革命的到来，人们对产品要求的提高，对生产厂家的生产有了新的要求，已经不再是某以固定的规格，需要根据人们所适合的需求制造适合的产品,也就造成机械制造行业的企业管理方法发生了根本性变化，必须重新认识机械制造业，认真探讨新世纪机械制造业的发展趋势，掌握最新的制造技术特点，不断更新生产策略。

一、机械设计准则

1、技术性能准则

技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能，既指静态性能，也指动态性能。例如，产品所能传递的功率、效率、使用寿命、强度、刚度、抗摩擦、磨损性能、振动稳定性、热特性等。技术性能准则是指相关的技术性能必须达到规定的要求。例如振动会产生额外的动载荷和变应力，尤其是当其频率接近机械系统或零件的固有频率时，将发生共振现象，这时振幅将急剧增大，有可能导至零件甚至整个系统的迅速损坏。振动性稳定准则就是限制机械系统或零件的相关振动参数，如固有频率、振幅、噪声等在规定的允许范围之内。又如机器工作时的发热可能会导致热应力、热应变，甚至会造成热损坏。热特性准则就是限制各种相关的热参数（如热应力、热应变、温升等）在规定范围内。

2、标准化准则

与机械产品设计有关的主要标准大致有：

概念标准化：设计过程中所涉及的名词术语、符号、计量单位等应符合标准；

实物形态标准化：零部件、原材料、设备及能源等的结构形式、尺寸、性能等，都应按统一的规定选用。

方法标准化：操作方法、测量方法、试验方法等都应按相应规定实施。

标准化准则就是在设计的全过程中的所有行为，都要满足上述标准化的要求。现已的与机械零件设计有关的标准，从运用范围上来讲，可以分为国家标准、行业标准和企业标准三个等级。从使用强制性来说，可分为必须执行的和推荐使用的两种。

3、可靠性准则

可靠性：产品或零部件在规定的使用条件下，在预期的寿命内能完成规定功能的概率。可靠性准则就是指所设计的产品、部件或零件应能满足规定的可靠性要求。

4、安全性准则

机器的安全性包括：

零件安全性：指在规定外载荷和规定时间内零件不发生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等等。

整机安全性：指机器保证在规定条件下不出故障，能正常实现总功能的要求。

工作安全性：指对操作人员的保护，保证人身安全和身心健康等等。

环境安全性：指对机器周围的环境和人不造成污染和危害。

机械设计技术是基于上述技术有机融合的一种综合性技术，而不是机械技术以及其他新技术的简单组合、拼凑。现代机械设计制造出的产品，不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸。

二、我国机械设计的发展方向

1、远程机械设计

我国未来的机械设计要把远程机械设计作为重点发展方向，远程机械设计目前在我国正处于初步发展阶段，它是一个多学科、多技术的研究领域，涉及许多机械工程和计算机方面的知识领域。，因此要大力研究网络环境下设计资源获取及调用，这样设计人员在设计过程中遇到问题，就能通过网络及时的进行分析计算或查询数库，很快的解决问题，进行下一步工作，相对来说降低了成本，节约了时间，有效地提高了工作的效率。

2、自动化发展趋势

机械制造技术的自动化发展是必然趋势，科技发展推动了自动化的普及，自动化的发展表现在制造技术中系统技术、集成技术、人机一体化制造等各个系统中，自动化给机械制造技术的快速发展奠定了良好的基础。

3、人性化设计

机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势，采用微机控制技术，达到发动机的最佳功率匹配，减少发动机的燃油消耗，并自动诊断机器状态，使机器使始终能保持良好状态，因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全眭和舒适性。

4、系统性设计

从系统观点入手，把机械产品看作一个总系统或整体，依赖计算机技术，实现人、机、环境相互协调。在具体实施上，是把总系统分解为若干个子系统，采用各种现代设计理论和方法，追求系统优化为目标协调各子系统的设计和匹配。

5、随机和动态性设计

任何机械产品都是在随机动态下完成其功能的。传统设计是在不得已条件下用静态分析设计，即使考虑随机动态，也只是凭经验选取系数进行修正，故不能反映实际工况条件下机械产品运行的行为。而现代设计要考虑载荷谱、材料强度谱，零部件的损伤谱条件下来设计，运用有限元法，可靠性设计法，数学规划法等，达到定量、动态、可靠的设计，以达到满足性能要求、实现最大性能优化，节约能源的目的。

三、我国机械制造行业发展现状

中国工程机械行业在过去的十年中取得了骄人的战绩，中国已经成为最大的工程机械制造国家之一。同时，中国也是世界上最大的工程机械销售市场。相比制造和市场的成熟状态，工程机械行业的资源流通状况令人担忧。资源的粗犷式利用，同样成为了行业可持续发展的巨大障碍。相比欧美国家成熟的工程机械产品回收体系和工程机械再制造技术，中国发展节能、绿色、环保的生产方式，还有很长的路要走。然而结合目前中国工程机械的发展现状，进军工程机械再制造领域机不可失。

近年相关政策的连续出台保证了再制造行业的健康有序发展。但是与国外成熟的再制造行业相比，我国还存在一些问题需要解决。首先，工程机械再制造由于处于发展初期，国家政策并不健全；其次，再制造的行业标准在国内还是一片空白；再次，国内用户对再制造产品普遍存在排斥心理，需要行业对再制造进行宣传引导。虽然国内工程机械再制造行业还存在诸多问题，但是政策的支撑和丰厚的利润，已经引起了工程机械行业巨头的关注。

四、机械制造行业未来的发展趋势

在2008年全球经济危机爆发前，由于新兴国家尤其是中国强劲增长的需求拉动，全球机械制造业经历了连续几年的高速发展。

全球经济的增长离不开机械制造业的持续进步，而机械制造业也始终伴随着全球经济的增长而不断发展变化着。

在2008年全球经济危机爆发前，由于新兴国家尤其是中国强劲增长的需求拉动，全球机械制造业经历了连续几年的高速发展。但在随后的经济危机中，全球机械制造业遭受重创。根据IMS、VDMA（德国设备制造联合会）的相关数据和行业分析，罗兰贝格预测全球机械制造业在2010年-2015年间的平均增长率将在7.8%左右。

展望未来的全球机械制造业的发展，有三大趋势影响深远，将显着地改变未来行业的版图，这三大趋势为：整个机械制造业的重心将迁向亚洲；全球市场的竞争将聚集中端市场；节能环保将越来越受到用户和制造商的重视。

随着全球制造业向亚洲地区的集中，作为设备供应商的机械制造业也越来越多地移往亚洲，以获得本地化的成本优势及更好地报务本地客户。与此同时，以中国机械制造业为主的亚洲竞争对手也在快速成长中，在全球市场所占份额逐年扩大。整个机械制造业的重心将逐步移到亚洲地区的趋势已几成定局，其中中国在2010年成为全球最大的机械制造国成为见证这一产业迁徙的重要标志。

在未来，中国必将成为主导全球机械制造业的主要力量。

首先，在2010年-2015年间，中国的国内生产制造业仍将保持远高于发达国家普遍3%不到的增长速度，无疑会拉动今后几年中国机械制造业的高速增长。

其次，中国的机械制造业以萁巨大的规模优势正逐步获得全球机械制造业的领导权，到2015年接近半数的全球细分市场将由中国领导。

最后，中国正在技术水平上加速追赶领先国家。由于产业的亚洲地区迁移的殷墟，欧洲厂商未来几年处境艰难，也缺乏继续推进技术进步的资金和意愿；而中国的机械制造商本身还处于市场的中低端，他们一方面很清楚的看到自己和世界先进水平的差距，有明确的学习对象；另一方面，高速增长的中国市场也给了他们极大的信心和动力去提升技术水平来获得更大的增长。在两种截然不同的心态下，中欧两地机械制造业技术的差距预期将在未来几年不断缩小。

结束语

机械制造的首要前提就是机械设计，为满足人民不但发展的需求以及社会的发展从机械设计的传递和发展角度来讲，应该不断迎接新挑战，拓展新路，制作出更好更加完美的机械产品，更好的服务与社会。

参考文献：

阎树田，杨利玲，沙成梅，田波.21世纪先进制造技术发展趋势的探讨[J].机电产品开发与创新，2004年06期.

范荣鑫，左继成.先进机械制造技术的发展现状和发展趋势[J].机械设计与制造，2003年04期.

于勇.我国机械制造技术的现状及发展方向[J].山西焦煤科技，2010年01期.