浅谈现代机械设计创新极其特点

摘 要：随着我们国家现代化建设在不断的发展，科学技术的水平也在不断的发展。凡是与设计相关的学科，都不离开创新，同样，机械设计也是与创新紧紧相连的复杂学科。只有充满创意的合格高效产品，才能受到消费者、使用者的欢迎，也才能更好的服务于整个社会。该文从设计理念的创新、设计创意的优化、设计结构的变型以及设计与计算机的关系等多个方面论述机械设计的创新方法。

关键词：现代机械；设计创新；特点

中图分类号：C35文献标识码： A

前言：机械因其作为庞大的硬件特质，设计的过程非常漫长，不仅需要专业设计人员要有专业技术知识，还需要有韧劲、有耐心，设计时认真细心。随着经济社会的发展，现代化工业技术不断提升，对于机械的设计也有了新的要求，机械设计的要打破传统进行创新，进行改进，进行革新。特别是在第三次工业革命以后，世界范围内的机械行业突飞猛进，也对机械的设计提出新的更高要求，创新成为机械设计领域新的历史性要求，大胆创新的设计将使机械领域发生前所未有的发展。当然设计要有时代性和适用性，要随着时代的变化而创新，要与社会的发展、行业的发展相适应。笔者就机械设计的方法创新以及创新评估进行论述。

1、 机械设计的定义

机械设计是指根据用户的使用要求对专用机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、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。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。

2、 运用创新思维实现机械设计的重要意义

具体到机械设计中，创新思维主要有还原分析法、综合分析法、列举法、结合法、移植法、联想法、相似和对立对比联想等多种分析手段。假设可以把以上思维方法应用到实际生产当中，那么其所产生的回报则是无比巨大的。机械创新设计能够提高机械设计人员的智能化水平，达到建立有效的机械设计“专家”系统的目标，加速机械设计向着智能化、自动化、最够有效地锻炼机械设计人员的创造性思维，激发他们的潜在能力，提高人员自身实现技术创新的自觉意识。

3、设计者要有创新思想

设计者如果不能突破过往的思路和方法，就容易变成思维定势，固步自封，不能创新。因此，设计者应能改旧创新，要有创新的思想，并且将这种创新灵活的运用到设计当中去。创新就是要打破过去的思想方法、思想方式，用新的视角、新的思路、新的方法来分析问题、解决问题，创新对于任何人、任何产业、任何事物来说非常重要。设计人员如果不能创新，那么它的作品就不会被肯定，不会被接受。凡是优秀的设计人员都具有创新思想和创新精神，总是在不断推陈出新，因此，就要求设计人员要有创新思想，要用创新思想来武装自己，用创新思想来解决问题，结合创新思想更好的开展各项工作。一是独创意义是创新的灵魂，也就是能打破人们的思维定势，能打破传统思想，寻求更为高效的方法和思路、措施，独创让设计变的更加脱俗，进入到更加广泛领域获得发展。二是创新具有十分重要的现实意义，创新使产品更加有效的生产，更加适应市场的需求。三是创新就是突破，要在思想上打破传统的思想，要在技术上打破传统技术使用新技术，要通过创新设计实现新的发展空间。第四，创新不是单层面的创新，而是要有

多维度的创新，既要横向方面的创新，也要有纵向的创新，还要反向的创新，只有这样才能得到最为优秀的作品。

3.1 优化设计的发展

数学规划是优化设计的前提，电脑是优化设计的专业设备，对相关制约条件进行深入分析以后，在创新思想的主导下寻求最佳规划，这是优化设计中最为优秀的措施，其设计思想体现了时代的特征。我国在创新设计方面做了很多的研究和开发，创造了很多优秀而独特的设计程序，被设计领域广泛认可，反响强烈。但是可惜的是该措施并没有被广泛的运用到实际的设计当中去。当然，这种设计措施绝对是有效的，要求设计者要有较强的专业技术和水平，还要鼓励他们勇于创新，勇于打破常规，积极寻找适应发展需要的新方法，而且要不断创新和

变化。这种设计措施使我们在考虑问题时要具有全面性，涉及全部层次，能够全面合理的处理问题。使设计的信息更加精准、设计的时间更少，设计的效率更高。

3.2 关于机械设计的定型设计

所谓的定型设计，就是要在产品开始制造之前，实施产品的创新探索活动，使零件规格更符合要求，尺寸更符合规定，产品更具有系列的特征，更加具有通用性，更加适合使用者使用。产品设计的定型设计首先要了解跨系列产品、纵系列产品和横系列产品的概念。所谓的横系列产品设计只是在基础产品上，扩展产品的功能；而纵系列产品的概念是指：功能相同、结构相同、原理相同，只是尺寸和性能不同的设计。而对于跨系列产品，其概念就是有先进的动力参数，且在

不同的类型产品之间的设计变型。定型设计的概念就是指产品的功能不变，产品的理念不变，为了适用人的使用，调节产品的一些参数和数据，进而制造出更加合理的产品。技术基础有拓扑技术约束、尺寸技术约束和工程技术约束三种相驱动，通过三维参数的变化进行变型设计。以传统的参数化设计与三维的参数化设相比较，传统参数化设计只对零部件的个别或者部分特征驱动的尺寸进行修改，并对关联的尺寸进行调整后，得到相应的不同尺寸的系列零件。而三维参数化变型设计中，可变化的信息非常之多，包括：工程图的视图位置、工程图的比例、工程图的尺寸、工程图的注释、工程图的BOM表，这些参数及信息在三维参数化模型驱动后可以自动更新，以及在产品的生产制造中所需要的工装夹具、NC代码、产品生命周期等参数化进行关联设计。由上可知，机械设计涉及数学规划、三维图、IT技术以及更多的学科原理，非常深奥，要素较多，在具体的设计中，应坚持多样化、个性化和适宜性。定型设计与其它设计相比，有其思想的超前性，该项设计打破陈规，更加精准，更具创意。

3.4 反求设计

反求设计的探讨应着重以下技术内容:（1）对测量措施和机械进行研究，为设计提供更加精准的机具，以减小在设计中的测量误差Δ测。（2）对三维重构方法和软件系统进行研究，使设计的实用性更强，以提高设计的精度，以减小在设计中的计算误差Δ计。（3）既要有人工的智能技术，还要有数理统计的各种理论，更要有设计中精度的学科技术，通过多种学科相互整合，上升到一种独特的设计理论参数，解决设计参数的问题。（4）为了更好的还原设计参数，重点研究产品主模技术，以满足反求工程Ⅱ对设计参数的还原要求，最终形成产品装配的建模体系。（5）要在软件开发上做好工作，开发的软件应满足分析原型产品设计精度的能力。无论是国内还是国外，引用的反求工程CAD模型与精度设计、精度构造的要求还有很大的差距，基本上就是一个几何形状的重构。反求工程要求独有3个参数：一是重构参数；二是实物原型参数；三是原始设计参数。在反求工程Ⅱ的设计阶段，以各种参数重构建立CAD三维模型，这些参数具有反求工程的属性，全部是在重构的CAD模型上体现的，是反求工程对模型测量点的数据进行拟合运算后得出的结果，因此叫做重构参数。反求工程所使用的数据并不是原物测量数据，也不是最初设计的数值，而是根据重构模型参数作为原始参数。也就说依据模型数据的重构参数进行产品的制造。现在分析一下制造产品的原始参数和制造原型的原始参数二者之间的误差：零件或原型的制造误差记为制造

误差Δ制，制造的原型使用磨损记为误差Δ损。重构误差记为Δ计；原型测量误差记Δ测；由于产品的原型是根据最为原始的参数设计制造的，而现有的产品则是用重构的参数制造的，所以二者之间也存在误差即重构误差Δ构。从这个分析可以看出，重构参数制造的产品与原型制造的产品有误差，用重构的参数制造的产品放在原型环境下会达不到要求。

4、结束语

任何设计工作都不可能脱离创新而永远存在，因此，设计者的一个特质就是要有创新精神，要熟练运用各种分析设备，设计出创新超前、品质更高、更加符合使用者的设备。创新设计存在于任何时代任何发展阶段。

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