前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇機(jī)械設(shè)計研究范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

機(jī)械設(shè)計研究范文第1篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；機(jī)械制造；機(jī)械產(chǎn)品；機(jī)械設(shè)計原則；機(jī)械設(shè)計效果 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TH122 文章編號：1009-2374（2015）11-0026-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.014

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械制造的首要步驟，機(jī)械設(shè)計的好壞將會直接影響到實(shí)際工作的效果，在今后工作過程中為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展必須不斷加強(qiáng)這方面的研究。從當(dāng)前的情況來看，機(jī)械設(shè)計本身還存在著一定問題。機(jī)械制造是機(jī)械設(shè)計的下一步工作，機(jī)械制造效果在很大程度上是取決于機(jī)械制造的。為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展，對于這兩項(xiàng)工作就應(yīng)該進(jìn)行深入分析。

1 機(jī)械設(shè)計技術(shù)分析

1.1 機(jī)械設(shè)計的步驟

機(jī)械設(shè)計有其專門步驟，在設(shè)計的時候，設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格按照步驟來進(jìn)行設(shè)計，這樣才能夠保證效果。實(shí)際工作過程中機(jī)械設(shè)計的步驟主要是分為計劃、制定以及設(shè)計這三個階段，對于這三個階段應(yīng)該進(jìn)行深入細(xì)致的分析。機(jī)械設(shè)計的計劃階段。計劃階段的主要工作就是要對之前那些已有的機(jī)械產(chǎn)品要能夠有充分了解和認(rèn)識，對于相關(guān)機(jī)械的性能必須要予以充分認(rèn)識和把握。對于機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)必須要認(rèn)真予以記錄，這樣做的主要目的是為了能夠?yàn)榻窈髾C(jī)械制造積累一定材料，這對于提升機(jī)械設(shè)計效果有著十分重要的意義，對于這些工作必須要予以高度重視。

方案制定階段是機(jī)械設(shè)計中的一個關(guān)鍵步驟，在制定方案的時候?qū)τ诂F(xiàn)有條件以及未來期望這兩者之間的關(guān)系必須要進(jìn)行科學(xué)協(xié)調(diào)，要在兩者之間找到較好的切入點(diǎn)。制定方案的時候?qū)τ跈C(jī)械產(chǎn)品的最終形態(tài)結(jié)果，設(shè)計過程中各個環(huán)節(jié)的調(diào)控和處理都需要引起高度重視。對于這些必須要進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計，才能夠保證效果。這是實(shí)現(xiàn)之后機(jī)械設(shè)計及機(jī)械制造的重要前提條件，實(shí)際工作中必須要嚴(yán)格按照設(shè)計原則和設(shè)計要求來采取措施。在方案制定階段技術(shù)設(shè)計是重點(diǎn)，所謂技術(shù)設(shè)計就是要根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)及初期的設(shè)計來進(jìn)行下一步設(shè)計，技術(shù)設(shè)計的主要目的就是要形成完整的設(shè)計方案。

機(jī)械設(shè)計的設(shè)計階段就是要把原先思路轉(zhuǎn)變成具體的機(jī)械描述階段，該階段的主要目標(biāo)就是要獲得總裝配和總部件裝配的草圖。總裝配以及部件裝配草圖是設(shè)計的重要依據(jù)，草圖的存在有助于規(guī)劃工作的順利完成。需要注意的是在設(shè)計工作完成之后還需要對其進(jìn)行設(shè)計修改，只有經(jīng)過設(shè)計修改之后才能夠有效保證其效果，這一點(diǎn)是我們在實(shí)際工作中需要予以充分注意的一點(diǎn)。為了適應(yīng)實(shí)際批量生產(chǎn)作業(yè)的要求，對于模具的設(shè)計就需要引起高度重視。機(jī)械設(shè)計的最后設(shè)計又可以稱作是定性設(shè)計，所謂定性設(shè)計指的是實(shí)際工作過程中應(yīng)用于生產(chǎn)機(jī)械前的最后一次設(shè)計，由于機(jī)械設(shè)計方案有的地方過于理想，因而不能夠滿足實(shí)際批量生產(chǎn)的需要，因而工作中就需要對其進(jìn)行定性設(shè)計，通過定性設(shè)計來對那些不能夠滿足實(shí)際需要的進(jìn)行有效調(diào)整，這一點(diǎn)是我們在實(shí)際工作過程中需要引起注意的。

1.2 機(jī)械設(shè)計的原則

為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)的機(jī)械設(shè)計，在今后設(shè)計過程中就應(yīng)該堅(jiān)持科學(xué)的設(shè)計原則。機(jī)械設(shè)計過程中應(yīng)主要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)性能和安全性這三大原則。標(biāo)準(zhǔn)化原則指的是設(shè)計過程中需要嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計出來的每個零件、每個組件都需要符合相關(guān)文件的規(guī)范。只有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計才能夠真正適應(yīng)實(shí)際需要。標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則是機(jī)械設(shè)計過程中的一項(xiàng)重要約束，對于這項(xiàng)約束，必須要引起注意。

技術(shù)性能原則。技術(shù)性能原則是一項(xiàng)重要原則，在實(shí)際工作中，技術(shù)性能原則指的是實(shí)際工作過程中必須要保證機(jī)械的性能，只有保證了機(jī)械的技術(shù)性能才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械的長時間高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)是我們在實(shí)際工作中應(yīng)該引起高度重視的。在設(shè)計的時候必須要嚴(yán)格控制機(jī)械技術(shù)性能的設(shè)計，要充分保證設(shè)計出來的性能能夠符合實(shí)際需要。

安全性原則。保證機(jī)械安全是機(jī)械設(shè)計的基本要求，實(shí)際工作中對此應(yīng)該引起高度重視。這里的安全指的是多方面的安全，設(shè)計的時候要考慮到零件安全性、環(huán)境安全性、生產(chǎn)安全性以及整機(jī)安全性，保證設(shè)計安全是今后必須要做到的。

1.3 機(jī)械設(shè)計的分類

機(jī)械設(shè)計當(dāng)前能夠分成多個類別，從實(shí)際設(shè)計來看可以分為三大基本類型，這三大類型分別是新型設(shè)計、繼承設(shè)計以及變型設(shè)計。新型設(shè)計把那些成熟的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計中來進(jìn)行新的機(jī)械的設(shè)計，這是一項(xiàng)非常重要的設(shè)計，這一點(diǎn)在今后工作中是應(yīng)該引起重視的。繼承設(shè)計指的是為了設(shè)計功率消耗小、運(yùn)行效果好的機(jī)械，在設(shè)計的時候就必須要結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計技術(shù)來進(jìn)行科學(xué)合理有效的設(shè)計。變型設(shè)計主要是從市場需求出發(fā)來進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，變型設(shè)計主張對原來的機(jī)械設(shè)計進(jìn)行變動更改，從而有效滿足市場需求。這樣設(shè)計的主要目的就是為了能夠在滿足實(shí)際應(yīng)用的條件下有效節(jié)約成本，這一點(diǎn)是需要引起高度重視的。

2 機(jī)械制造分析

2.1 機(jī)械制造的特點(diǎn)

對于機(jī)械制造而言，在實(shí)際工作過程中首先需要了解其基本特點(diǎn)，這是進(jìn)行工作的重要前提。通過詳細(xì)分析就會發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的機(jī)械制造存在著多元化、服務(wù)化和全球化的特點(diǎn)，對于這三個基本特點(diǎn)需要充分把握。

多元化。在經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展的背景下，機(jī)械市場對機(jī)械制造技術(shù)提出的要求越來越高，與此同時消費(fèi)者的個性化要求也日益凸顯出來。消費(fèi)者對機(jī)械制造的要求逐漸多樣化，在實(shí)際設(shè)計過程中不僅要求機(jī)械制造能夠具有良好性能。能夠滿足質(zhì)量要求，同時還要求能夠具有優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為了適應(yīng)多樣化要求，實(shí)際工作中就應(yīng)該對機(jī)械市場進(jìn)行充分調(diào)查研究，只有在進(jìn)行調(diào)查研究之后才

能夠了解市場的真實(shí)需求，這樣有助于避免盲目生產(chǎn)。

服務(wù)化。服務(wù)化指的是在實(shí)際工作中，服務(wù)質(zhì)量對產(chǎn)品銷售會產(chǎn)生直接影響。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量今后還需要專門進(jìn)行市場售后服務(wù)，對于不同機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)該有針對性地來開展售后服務(wù)調(diào)查工作，通過開展售后服務(wù)調(diào)查來有效提升企業(yè)信譽(yù)，進(jìn)而擴(kuò)大消費(fèi)群體，這一點(diǎn)是實(shí)際工作中應(yīng)該予以充分注意的一點(diǎn)。

全球化。當(dāng)前的機(jī)械制造已經(jīng)逐漸走向了全球化發(fā)展的道路，實(shí)際發(fā)展過程中全球化的主要工作能夠有效推動制造業(yè)的發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，機(jī)械制造既可以利用國內(nèi)市場同時也可以利用國外市場，又可以統(tǒng)籌好國內(nèi)和國外這兩個市場來最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的快速發(fā)展，這對于提升機(jī)械制造水平是非常有利的。

2.2 機(jī)械制造的現(xiàn)狀

從當(dāng)前我國機(jī)械制造的發(fā)展現(xiàn)狀來看，當(dāng)前計算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)成為機(jī)械制造的重要發(fā)展趨勢，為了適應(yīng)日益復(fù)雜的管理形勢，在今后工作過程中就需要進(jìn)行創(chuàng)新管理，當(dāng)前我國機(jī)械制造有不少方面還是處于落后狀態(tài)的。產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)和結(jié)構(gòu)矛盾突出是當(dāng)前機(jī)械制造的典型問題。這些年來盡管我們的機(jī)械制造行業(yè)中有不少行業(yè)都已經(jīng)處于世界第一的位置，但是從行業(yè)創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)核心競爭力上來看，當(dāng)前還存在著很多問題。在實(shí)際工作中這些問題如果得不到科學(xué)合理的解決，就會嚴(yán)重影響到實(shí)際工作效率。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾上來看，當(dāng)前產(chǎn)能擴(kuò)張較快、低端領(lǐng)域過度競爭，這種現(xiàn)象會嚴(yán)重影響到企業(yè)的自我發(fā)展能力。這些問題是我們在今后工作中必須要引起注意的，這些問題如果得不到科學(xué)合理的解決，就會嚴(yán)重影響到實(shí)際工作效率。

3 機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造的發(fā)展前景

3.1 機(jī)械設(shè)計的發(fā)展趨勢

從今后的情形來看，在今后設(shè)計過程中機(jī)械設(shè)計將會出現(xiàn)一系列變化。實(shí)際工作中機(jī)械設(shè)計性能將更加優(yōu)良、節(jié)能環(huán)保的理念將深入人心，在今后設(shè)計過程中將探尋更加能夠適應(yīng)市場競爭的設(shè)計技術(shù)。在今后設(shè)計過程中性能更加優(yōu)良。設(shè)計的時候應(yīng)該盡量提升產(chǎn)品設(shè)計性能的優(yōu)良性能。優(yōu)良性能本身又可以分為動態(tài)設(shè)計、可靠性技術(shù)設(shè)計、補(bǔ)償設(shè)計、防腐設(shè)計等內(nèi)容。為了保證實(shí)際工作效果，今后只有不斷提升設(shè)計水平才能夠滿足要求。節(jié)能環(huán)保的理念將更加深入人心。今后的設(shè)計應(yīng)該注重綠色設(shè)計，要把智能化和綠色化作為設(shè)計的基礎(chǔ)。在今后設(shè)計過程中要充分利用資源，要能夠?qū)崿F(xiàn)資源利用的最大化，同時還要能夠?qū)崿F(xiàn)資源的循環(huán)利用，今后對于這方面的工作必須要引起高度重視。

3.2 機(jī)械制造的發(fā)展方向

今后機(jī)械制造管理將主要依靠計算機(jī)管理制度來實(shí)施，計算機(jī)管理已經(jīng)成為今后發(fā)展的必然趨勢。組織體制及生產(chǎn)模式的創(chuàng)新具有十分重要的意義，當(dāng)前我國機(jī)械制造管理機(jī)制還比較匱乏，今后應(yīng)該是不斷加強(qiáng)機(jī)械制造管理機(jī)制的研究。在今后設(shè)計過程中激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、納米加工技術(shù)、微型加工技術(shù)等技術(shù)都將會得到科學(xué)合理的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計是機(jī)械制造行業(yè)的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)高效的機(jī)械設(shè)計對于今后提升機(jī)械產(chǎn)品性能具有十分重要的意義。機(jī)械制造過程中應(yīng)該高度重視管理機(jī)制及先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。本文重點(diǎn)分析了機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造的特點(diǎn)以及今后的發(fā)展方向和趨勢，今后應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究才能夠適應(yīng)實(shí)際需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫永春.談機(jī)械設(shè)計在機(jī)械制造中的關(guān)鍵性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（19）.

[2] 司慧.改革機(jī)械原理和設(shè)計課程設(shè)計的探索與實(shí)踐

[J].太原理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2008，（S1）.

[3] 朱龍根.建設(shè)好專業(yè)課，把機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)辦成特色鮮明的新型專業(yè)[A].第五屆全國機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)教學(xué)研討會議論文集（卷1教學(xué)論文）[C].2002.

機(jī)械設(shè)計研究范文第2篇

關(guān)鍵詞:木牛流馬;中庸之美;老子思想;傳統(tǒng)機(jī)械美學(xué)

中圖分類號:J524 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1671－1602(2016)10－0049－02

1關(guān)于木牛流馬的尋根之路

1．1木牛流馬的時代性

公元231年，諸葛亮對魏戰(zhàn)爭期間設(shè)計了“木牛流馬”屆時，名聲大噪，震驚八方，出于蜀國畜力人力匱乏，更為戰(zhàn)時運(yùn)輸軍用物資所用，也就是說其制作流程不宜過于繁瑣，且能負(fù)重，最重要的是行進(jìn)速度的把握。也就是說其造型特點(diǎn)必然是功能至上的極簡風(fēng)格，極少裝飾，遵循著實(shí)用主義原則。歷史上對木牛流馬的記載始見于《三國志•蜀書•后主傳》:“建興十年，亮休士勸農(nóng)于黃沙，作流馬木牛畢，教兵講武……［2］諸上歷史事實(shí)，證明了諸葛亮首創(chuàng)仿生機(jī)械大規(guī)模的應(yīng)用于軍事活動范疇，然而出于戰(zhàn)爭的歷史條件下，統(tǒng)治者絕不會將先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)武器設(shè)備流傳于民間乃至敵國，故而沒有得以流傳。

1．2木牛流馬的地域風(fēng)格

中國是一個幅員遼闊的國家，廣袤的領(lǐng)土面積，繁多的民族悠久的歷史，還有各地不同的開化程度，形成了風(fēng)格迥異的地域差異，培育出不同的風(fēng)土人情、人文習(xí)慣、文化風(fēng)尚，以及截然不同的衍生工具。木牛運(yùn)行道路是諸葛亮北伐“出祁山”的路線以西北方向迂回道路為主，道路相對平坦，流馬運(yùn)糧所走的是褒斜棧道(褒斜二谷多為峭壁陡崖，只能循河谷臨水鋪設(shè)棧道)，比較寬闊平緩，有一定起伏。如此的道路狀況所衍生出來的交通運(yùn)輸工具必然是獨(dú)一無二的。

1．3木牛流馬的民族人文通感

三國亂世，處于一個兵荒馬亂的年代，《三國志》中所記載的孔明淡泊名利，寧靜致遠(yuǎn)，眾所周知其三顧茅廬而不出之典故，后知天命難違，入蜀后推行嚴(yán)厲的法律極盡掌握一切權(quán)力，諸葛亮在政治方面是明顯的法家思想，控制欲極強(qiáng)，然而其個人色彩卻是溫婉的，極其類似道家精神，道法自然，與老子的精神頗為神似。老子所創(chuàng)《老子》一書是中國古代最早論及科學(xué)技術(shù)的著作，也是最早論及機(jī)械設(shè)計思想和機(jī)械設(shè)計方法的文獻(xiàn)。《老子》樸散為器，大制不割［3］，復(fù)歸于樸的思想是教導(dǎo)人們?nèi)魏纹魑锏膭?chuàng)作與制造，都應(yīng)該遵循自然，尊重自然規(guī)律。返璞歸真，使得所制之物無人力妄自干擾而成就的自然而然的和諧狀態(tài)，是為大美。這一點(diǎn)與諸葛亮的造物思想不謀而合，“木牛流馬”諸葛亮以最自然的形態(tài)仿生，回歸自然界之中，所創(chuàng)之物與大自然在畫面之中符合設(shè)計事理學(xué)，毫無違和感?！澳九Ａ黢R”的設(shè)計成果內(nèi)含著中華民族的優(yōu)秀血統(tǒng)，傳承著中庸之美寓于創(chuàng)作之中，似是情理之中，又是意料之外的稀世文化遺產(chǎn);對于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向老子贊成“有什伯之器而不用，”從“無所為用”到“有而用之”再到“有而不用?！保?］這個觀點(diǎn)用于當(dāng)今世界依然是充滿哲理的。諸如火藥的發(fā)明，從無到有，到應(yīng)用于煙花、炸藥，到如今為了和平與環(huán)保，做到有而不用，同樣是為大美。

2關(guān)于木牛流馬的美學(xué)思考

2．1結(jié)構(gòu)美

英國哲學(xué)家休謨曾這樣講過，“美是各部分之間的這樣一種秩序和結(jié)構(gòu)，由于人性的本來構(gòu)造，由于習(xí)俗，或是由于偶然的心情，這種秩序的結(jié)構(gòu)適宜于使心靈感到快樂和滿足，這就是美的特征?！保?］可以說此觀點(diǎn)十分肯定了結(jié)構(gòu)在器物要素中的重要性。在結(jié)構(gòu)造詣方面，中國古代先人的智慧結(jié)晶比比皆是，諸葛亮的木牛流馬是中國最早的仿生機(jī)械，其結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用了杠桿省力原理、后載剋技術(shù)、三腳杠等諸多機(jī)械技術(shù)，各個部件之間的連接方式都是以最為和諧的狀態(tài)組合在一起。結(jié)合中國古代機(jī)械設(shè)計思想來說，匠人們更趨向于樸素之美，將結(jié)構(gòu)暴露于外，少有裝飾。像水車、轆轤皆是如此。設(shè)計目的一目了然，簡潔大方。用最簡約的結(jié)構(gòu)解決最根本的問題，使生活更加美好。結(jié)構(gòu)是器物賴以存在的內(nèi)在骨架，外觀是器物賴以生存的外在形式。如果沒有一個合理的、科學(xué)的內(nèi)在骨架作為支撐，外觀即使再華麗，也是無謂的堆砌。

2．2功能美

黑格爾說過:“美的要素可分為兩種，一種是內(nèi)在的，即功能美，另一種是外在的，即功能所借以表現(xiàn)出意蘊(yùn)和特性的東西。”［6］由此可以看出，形式與功能是對立統(tǒng)一的，二者你中有我，我中有你的哲學(xué)關(guān)系。木牛流馬，是具有承載功效的流動藝術(shù)品。通過《作木牛之法》、《作流馬之法》的復(fù)原結(jié)構(gòu)來看，它如同其他運(yùn)輸工具一樣，有著諸如平衡器、車架、車罩殼等基本的組成構(gòu)件。馬的外觀形態(tài)不是單純的用來象形，它的主要功能在于水路運(yùn)輸?shù)臅r候，其密度小于1又是一個封閉的空間罩，足可以漂浮于水面，流馬一旦入水，“后載剋”會定位下沉，使得整車在水中形成不倒翁結(jié)構(gòu)，故此流馬可以定義為兩棲車輛，也就是說流馬的結(jié)構(gòu)具備水上漂的功能，結(jié)構(gòu)美是功能美的前提，是功能美的實(shí)現(xiàn)條件，結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個造物過程當(dāng)中扮演著重中之重的角色。自此諸葛亮成為水路兩棲運(yùn)輸工具的開創(chuàng)者。這在當(dāng)時的社會條件以及科技發(fā)展水平下可謂是神乎其神的。在很多普通人看來，物的美與功利來源于外在形式藝術(shù)創(chuàng)造，而忽略了構(gòu)成此種平衡的內(nèi)在因素。相傳司馬懿“夜深入敵營盜車數(shù)輛，細(xì)細(xì)鉆研良久而不得其法。”造成這種現(xiàn)象的主要原因就是司馬懿只注重事物的表面所呈現(xiàn)的狀態(tài)，而忽略了事物的內(nèi)在聯(lián)系，故而解困之路不了了之。

2．3融入意匠美之中的中庸之美

不同人，不同地域，不同民族，不同國家因?yàn)榻?jīng)歷了不同的歷史軌跡等等因素，都會有其相對固定的文化心理結(jié)構(gòu)。2000多年前孔子提出了“中庸”之道，簡而言之，就是適中且平和的意思，表現(xiàn)在日常的就是中國人的日常行為，尚文不尚武，缺乏感情沖動不走極端等等，呈現(xiàn)一片和平、雍容的氣象與風(fēng)度。在中庸文化心里的影響下，中國人有著區(qū)別于其他民族的思考方式、道德觀、價值觀乃至審美體驗(yàn)。中庸文化心理和與其衍生出的中庸之美是一脈相承的。在傳統(tǒng)機(jī)械制造的過程中，不同種族地域的人們的造物思想大同小異，均是服務(wù)于人的生活，可該時期所引導(dǎo)的思想確是形成不同風(fēng)格器物建筑的重要原因。例如在男權(quán)社會，器物大多顯得渾厚粗狂，體現(xiàn)著陽剛之美的男性崇拜，而早期女權(quán)社會時期，器物大多顯得細(xì)膩工整，體現(xiàn)著統(tǒng)治階級的陰柔之美。設(shè)計之行業(yè)，是一種精神的轉(zhuǎn)換與寄托。中庸之美主要的構(gòu)成要素有四，分別是時、度、中、和。這里主要分析當(dāng)中的“度”與機(jī)械制造美的關(guān)聯(lián)。過于簡潔則是簡單，過于復(fù)雜則是累贅。使器物處在“無過無不及”的狀態(tài)，就是中庸之美最為核心的體現(xiàn)。在木牛流馬的造物過程當(dāng)中，各個部件的銜接，穿插結(jié)構(gòu)的布局，在使用過程中的損耗都應(yīng)當(dāng)是有相當(dāng)精確的數(shù)據(jù)支持的，甚至其承重能力也應(yīng)該掌握度的原則，過多會不堪重負(fù)，過少則浪費(fèi)了資源。中國古代崇尚的造物思想是“天人合一。”《周禮考工記》天有時，地有氣，材有美，工有巧，合此四者，然后可以為良?！保?］，大意是制器的時機(jī)應(yīng)當(dāng)順應(yīng)天時，適合地氣，材料優(yōu)良，工藝精湛，那么所為之器物才是符合自然規(guī)律的，順應(yīng)歷史發(fā)展潮流的?！岸嘁环謩t過，少一分則淡”使器物呈現(xiàn)最為合理的狀態(tài)是為中庸之道。古代機(jī)械的造型原則有四，分別是對稱原則，協(xié)調(diào)原則，規(guī)律性原則以及適度裝飾原則。這里主要分析當(dāng)中的“對稱”與機(jī)械制造美的關(guān)聯(lián)。造物思想對稱性的考慮，所謂之對稱，其要領(lǐng)在于掌握平衡，而這里所表述的平衡并非是將器物一分為二所得到的對等，以木牛流馬為例，流馬三角杠的設(shè)計，為解決力的對稱與平衡而生，其制動原理是在重力相等的前提條件下，物體與地面的平面摩擦力大于滾動摩擦力，由此諸葛亮成為四輪車機(jī)械制動結(jié)構(gòu)的開創(chuàng)者。

2．4色彩美

中國古代無論從建筑還是器物上，人們都極力從自然界中尋找創(chuàng)造來源，隨處可見的森林樹木、石料土沙，人們可以隨性的表達(dá)自己的創(chuàng)作意圖。自古以來，人們總是對木材情有獨(dú)鐘，首先木材具有可再生性，木牛流馬的制作材質(zhì)選用木料，最重要的一點(diǎn)是考慮到可以就地取材，而且加工方便，環(huán)境友好性強(qiáng)。木材之美是天然之美，無需過多的裝飾，最為淳樸的原色，仿佛又回歸了大自然之中。

3傳統(tǒng)機(jī)械角度美的由來

3．1模仿自然

模仿是最古老的藝術(shù)創(chuàng)作方式，遠(yuǎn)古時期，人們對大自然崇拜從而加以模仿，師法自然，以天地萬物為師，古代的設(shè)計多半來源于自然，螺旋結(jié)構(gòu)來自于龍卷風(fēng)，鋸子來自于螳螂臂，輪子來源于隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)的飛蓬草，船兒來源于水中魚……一直以來，人們總是善于利用自然界的形態(tài)進(jìn)行創(chuàng)作模仿，從而逐步改善人們的生活質(zhì)量，往往以自然界為創(chuàng)作素材的發(fā)明發(fā)現(xiàn)又總是給予人們無限驚喜，這意味著模仿與回歸是造物設(shè)計的永恒主題。

3．2秩序之美

中國傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計的秩序之美體現(xiàn)于各個元素之間的功能和諧、結(jié)構(gòu)和諧、色彩和諧、尺度和諧。機(jī)械之美，在于它合理的秩序性，“木牛流馬”的設(shè)計真正做到“牽一發(fā)而動全身”這得益于其各個關(guān)節(jié)之間的相互牽引、帶動以及力的傳送。中國傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計中的秩序之美，體現(xiàn)了中國式的理智與情感，在歷史的長河中，沉淀了其獨(dú)特的個性。

3．3回歸生活

人類的一切設(shè)計活動都是服務(wù)于生活，為了使生活更美好。人們在井邊打水所用到的轆轤、河邊洗衣的洗衣棒、鄉(xiāng)間的水車……所有這種平常而美好的畫面，都融入了祖先的智慧。當(dāng)器物回歸，成為生活中不可或缺的一部分，也就成就了最美的存在。

4結(jié)論

4．1中國古代機(jī)械設(shè)計美的本質(zhì)

機(jī)械設(shè)計雖然是器物文化，可他也同樣是記載了人類生活方式的物質(zhì)載體，物以載道，反映了所處時代人們的價值觀念和審美觀念。作為幾千年來形成的價值觀念和造物思想，功能上人們毫無疑問的追求實(shí)用，形式上還是傾向于柔和的中庸之美?！爸杏怪馈痹从谥杏顾枷?，這種思想一直貫穿于中國幾千年來的文明之中，當(dāng)然也包括機(jī)械設(shè)計和器具設(shè)計之中，這是由社會意識形態(tài)所決定的，孔子緬懷堯舜禹的時代，老百姓在原始社會曾經(jīng)擁有至純、至善、至樸、至美的美好的品德，可在很久以前卻失去了這種美德，所以提出以中庸之美為美的審美觀，從而方方面面的影響著人們的衣食住行，而由此一來形成的社會風(fēng)尚、器物風(fēng)格、反過來又推動社會更替與發(fā)展。如此周而復(fù)始，不斷更新充實(shí)中庸之道。中庸之美在機(jī)械設(shè)計當(dāng)中的體現(xiàn)主要表現(xiàn)在合理的結(jié)構(gòu)關(guān)系和為人類提供最為舒適的全方位的體驗(yàn)。

4．2中庸之美的傳承

當(dāng)代人們處在信息高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時代里，人們的認(rèn)知與觀念時時刻刻都在發(fā)生日新月異得變化，西方的價值觀與多元化的思潮正在潛移默化的改變著我們，然而幾千年的造物思想和文化價值觀念絕不是這么容易消失的，最民族的才是最國際的，讓本民族的文化價值觀念與審美標(biāo)準(zhǔn)吸收最為先進(jìn)的優(yōu)秀技術(shù)與養(yǎng)分，融于造物之中。一經(jīng)改良的造物設(shè)計的民族風(fēng)格一方面是設(shè)計師對本民族優(yōu)良傳統(tǒng)的傳承與應(yīng)用，另一方面也在潛移默化的影響客戶的文化價值觀念，引領(lǐng)世界潮流。

參考文獻(xiàn):

［1］三國志蜀書后主傳．上海古籍出版社，2002．

［2］安庸．褒斜二谷的自然面貌．成都大學(xué)學(xué)報(社科版)，1989(1)56－60．

［3］譚勇嘯．木牛流馬考辯．社會科學(xué)，1984(2)103－109．

［4］魏源．老子本論•諸子集成(第三冊)．北京:中華書局．［5］黑格爾．美學(xué)．江蘇人民出版社．

［6］曹一華．以“中庸之道”分析設(shè)計中的適度裝飾．

［7］曹勵華．諸葛亮木牛流馬對古代機(jī)械的四點(diǎn)貢獻(xiàn)．機(jī)械設(shè)計與研究，2009．

［8］汪崟，寧紹強(qiáng)．論設(shè)計的中庸之道．桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2001．9．3．

［9］宗白華．美學(xué)散步．上海人民出版社，1997．

機(jī)械設(shè)計研究范文第3篇

【關(guān)鍵詞】材料設(shè)計；生產(chǎn)技術(shù)；產(chǎn)品制造；材料數(shù)據(jù)庫

在我國，隨著計劃經(jīng)濟(jì)體制向市場經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)的機(jī)械零、部件或一般常用機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的需要，隨之而來的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，形成了許多相對比較成熟的分支學(xué)科，如機(jī)械可靠性設(shè)計、防斷裂設(shè)計、抗疲勞設(shè)計、耐磨損設(shè)計、機(jī)械CAD、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計等，這些方法在實(shí)際的一些機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中得到了不同程度的應(yīng)用，取得了可觀的效益。但由于受傳統(tǒng)設(shè)計思想的影響這些方法還沒有被廣大機(jī)械設(shè)計師普遍掌握和應(yīng)用，一些新的設(shè)計思想和方法更有待于探索和發(fā)展。

1.機(jī)械設(shè)計中常見的材料設(shè)計問題

隨著人們對工業(yè)產(chǎn)品的使用性能、技術(shù)性能及造型款式的要求愈來愈高，需要設(shè)計人員熟悉產(chǎn)品設(shè)計與材料的關(guān)系，掌握各種材料的性能特點(diǎn)及其加工工藝，了解新型材料，從而運(yùn)用設(shè)計手段，充分利用材料的內(nèi)在功能和表面特征，創(chuàng)造出使用功能好、技術(shù)性能高、款式新穎的工業(yè)產(chǎn)品。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法中，材料設(shè)計實(shí)際上僅僅是“材料選擇設(shè)計”，而這些材料的選擇設(shè)計過程中，往往也是根據(jù)以往設(shè)計人員的經(jīng)驗(yàn)，即設(shè)計手冊中提供的參考資料或數(shù)據(jù)來進(jìn)行的，而這些參考數(shù)據(jù)常常僅是在一定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣的材料設(shè)計方法，有幾個方面的缺點(diǎn)：（1）由于使用條件與實(shí)驗(yàn)條件的差異，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)過程本身的不確定性等，根據(jù)參考資料和數(shù)據(jù)選擇材料生產(chǎn)出的機(jī)械產(chǎn)品在使用過程中常常會發(fā)現(xiàn)不合適，某些零部件材料或者因?yàn)閮H能很好滿足整機(jī)使用的部分功能而其它功能一般，或者因其某個方面的性能特點(diǎn)產(chǎn)生了對整機(jī)其它方面性能的不良影響而致使整個機(jī)械產(chǎn)品性能達(dá)不到要求，甚至報廢；（2）現(xiàn)在工程材料研究發(fā)展很快，特別是一些材料加工方法、工藝的改進(jìn)和發(fā)展，使得原有材料可以達(dá)到更高的性能要求，發(fā)揮更大、更好的作用。但是這些新材料、新方法、新工藝不可能在短期內(nèi)編入設(shè)計手冊，有些內(nèi)容甚至?xí)笫昊驇资?，這與當(dāng)今社會發(fā)展對新產(chǎn)品更新速度的要求顯然是不適應(yīng)的，影響產(chǎn)品的競爭力或生命力。

2.材料設(shè)計案例分析

2.1輪-軌耐磨性設(shè)計

在鐵路的多曲路段，機(jī)車輪緣磨損嚴(yán)重，它不僅造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會危害行車安全。機(jī)務(wù)部門急迫地需要解決這一問題。從工程摩擦學(xué)角度看，輪-軌是一對摩擦副，是一個系統(tǒng)的兩個元素，研究其耐磨性問題，應(yīng)該從整個系統(tǒng)出發(fā)，考慮雙方的材料最佳配對，以達(dá)到使用壽命的最長值。經(jīng)理論分析計算、大量的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和機(jī)車實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)，得到了輪—軌硬度匹配最佳值，可以使機(jī)車輪的壽命在不影響鋼軌壽命的情況下，提高2～3倍。這種方法是在不改變現(xiàn)有的路軌和機(jī)車輪材料的前提下，用一種常規(guī)熱處理工藝改變其嚴(yán)重磨損區(qū)的局部材質(zhì)，提高產(chǎn)品的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。

2.2硬質(zhì)合金鋼刀具耐磨損設(shè)計

用深冷處理技術(shù)延長機(jī)械零件的使用壽命是一種很有效的方法。對多個廠家生產(chǎn)的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行深冷處理后實(shí)際使用，結(jié)果表明經(jīng)深冷處理的刀具壽命延長數(shù)倍。但個別個體廠家生產(chǎn)的刀具，實(shí)驗(yàn)結(jié)果則不穩(wěn)定，有的好，有的差，有的甚至不能使用。這說明：對同一類產(chǎn)品，用同樣的方法改變材料性能，結(jié)果可能相差很大，這不能說明該方法本身不行，而是還有一個材料本身的均勻性、穩(wěn)定性以及如何與不同材料結(jié)合的問題，即如何改變工藝參數(shù)以適應(yīng)材料本身的差異問題。

2.3汽車制動襯片設(shè)計

我國汽車用制動襯片目前有不少生產(chǎn)廠家，但正規(guī)的大汽車廠主要還是用進(jìn)口產(chǎn)品或中外合資廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。國產(chǎn)件在質(zhì)量穩(wěn)定性、壽命等方面明顯缺乏競爭力，特別是一些個體廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量根本沒有保障，有些產(chǎn)品甚至連最基本的性能指標(biāo)如摩擦系數(shù)都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，特別是熱衰退性能差，制動過程常導(dǎo)致失效。其原因還是大部分廠家缺乏必要的技術(shù)力量，只是簡單地完成配方材料混合、燒結(jié)和壓制等工藝過程，至于整個生產(chǎn)過程的各種工藝參數(shù)的系統(tǒng)研究，不同車型材料配方的深入研究，特別是摩擦襯片和鼓（盤）的配對問題，則沒有進(jìn)行研究。這些是目前我國汽車用制動襯片質(zhì)量穩(wěn)定性問題無法根本解決的主要原因。

2.4自動裝料裝置的七連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計

自動裝料裝置的設(shè)計，可采用七連桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)整個懸掛于機(jī)架上，在原理方案正確的情況下，連桿材料的設(shè)計成為關(guān)鍵問題，因?yàn)檫B桿的鉸鏈?zhǔn)钦麄€部件材料最薄弱的部分，既要有足夠的強(qiáng)度，還應(yīng)有良好的耐磨性和抗沖擊性能，進(jìn)口設(shè)備中該部分材料是采用高性能塑料，銷孔用鋼套。由于當(dāng)時很難買到這種進(jìn)口材料，而且較貴，就考慮用鑄鋁件替代，加大鉸鏈處的尺寸以保證強(qiáng)度。這樣設(shè)計的鑄鋁連桿，加工時出現(xiàn)了問題，由于連桿形狀較復(fù)雜，鑄件材質(zhì)嚴(yán)重不均，加工鉸鏈孔時有時發(fā)生折斷現(xiàn)象。加工完成后，裝機(jī)試用，又出現(xiàn)了問題：（1）由于鑄鋁件的重量比塑料件大得多，運(yùn)動速度較快時，起、停慣性大，對整個機(jī)架造成較大的沖擊振動；（2）試用一段時間后有些連桿的鉸鏈發(fā)生斷裂現(xiàn)象，這除了因?yàn)樗旧頉_擊振動外，還因?yàn)殍T鋁件的彈塑性遠(yuǎn)不如塑料件。后來，購買了進(jìn)口高性能塑料，制造成的連桿，上述問題全部解決了。盡管進(jìn)口塑料單位價格稍貴些，但重量輕、用量少，總費(fèi)用并不很大。以上情況說明機(jī)械零、部件材料的性能不僅影響其本身的功能，而且對機(jī)器整體功能有時會造成嚴(yán)重影響。

3.機(jī)械設(shè)計中新的材料設(shè)計理念與方法

以上案例分析進(jìn)一步說明，機(jī)械設(shè)計中材料設(shè)計問題已經(jīng)愈顯突出，傳統(tǒng)的材料設(shè)計方法亟待改進(jìn)。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程中，機(jī)械零部件的材料設(shè)計應(yīng)從系統(tǒng)論思想和功能論思想出發(fā)，不僅要考慮滿足各零、部件的性能要求即滿足整機(jī)的各分功能要求，還應(yīng)考慮各零、部件對整機(jī)性能或者其它零件分功能的影響。

3.1進(jìn)行材料設(shè)計功能分析時應(yīng)包括的內(nèi)容

進(jìn)行材料設(shè)計功能分析時，應(yīng)包括三個方面的內(nèi)容：（1）確定技術(shù)上的功能應(yīng)達(dá)到的程度，它用產(chǎn)品技術(shù)性能參數(shù)來表示；（2）對功能成本作出分析，以便在實(shí)現(xiàn)同一功能的各種途徑中找出成本低、功能好的材料設(shè)計方案；（3）進(jìn)行可靠性定量及定性的分析，在對產(chǎn)品功能的定性和定量的綜合分析之后，就可能制定出相對優(yōu)化的材料設(shè)計方案，為整個產(chǎn)品設(shè)計工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的改進(jìn)措施

從傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計材料設(shè)計方法向現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計材料設(shè)計方法發(fā)展有以下幾個方面：

3.2.1設(shè)計思想上應(yīng)樹立系統(tǒng)觀和功能觀

工程上沒有絕對好或絕對不好的材料，亦即不能以某種材料的某種性能或幾種性能來評定它是絕對好或差的材料，材料設(shè)計時只能是尋求最適合的材料。全面考慮機(jī)械零、部件材料的子系統(tǒng)功能和整體系統(tǒng)功能，也就是說，設(shè)計時不僅要考慮某種材料是否適合做某種零件，還應(yīng)考慮它在整臺機(jī)器中是否合適，對其價格的評估也是如此。案例2.4節(jié)說明了這一點(diǎn)。

3.2.2應(yīng)改進(jìn)現(xiàn)有的一些重要的或關(guān)鍵的機(jī)械部件的研制和生產(chǎn)方法

即應(yīng)把該部件作為一個子系統(tǒng)來進(jìn)行設(shè)計和研究，尤其是摩擦學(xué)系統(tǒng)部件。案例2.1節(jié)和2.2節(jié)是典型實(shí)例。傳統(tǒng)方法，把系統(tǒng)的元素作為獨(dú)立零部件各自進(jìn)行設(shè)計研究，無法滿足或保證整個子系統(tǒng)的系統(tǒng)功能，特別是高速、重載的零、部件會產(chǎn)生許多功能（下轉(zhuǎn)第198頁）（上接第56頁）附作用，如高溫引起的機(jī)械性能變化，高速引起的附加動載荷等。

3.2.3建立基于INTERNET的機(jī)械設(shè)計材料庫

鑒于前文2提出的傳統(tǒng)的材料設(shè)計方法即“查手冊設(shè)計法”的不足，作者認(rèn)為，應(yīng)盡快建立基于INTERNET的動態(tài)的機(jī)械工程材料庫。換言之，在INTERNET上建立獨(dú)立的《機(jī)械工程材料庫》網(wǎng)頁及數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫內(nèi)容不僅涵蓋傳統(tǒng)機(jī)械零部件常用材料，而且包括用戶材料庫，即由機(jī)械工程材料有關(guān)生產(chǎn)廠家或有關(guān)經(jīng)營部門直接訪問網(wǎng)站，隨時添加國內(nèi)外最新研制的新機(jī)械工程材料的有關(guān)資料數(shù)據(jù)。項(xiàng)目包括材料的機(jī)械性能和物理化學(xué)性能（如強(qiáng)度、硬度、韌性、比重、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性等）、價格、廠家、供貨途徑等。這樣的材料庫不僅可以滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計高效、快速、合理、經(jīng)濟(jì)的要求，而且可以與CAD/CAM/CAE、并行設(shè)計、即時技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)相適應(yīng)。

機(jī)械設(shè)計研究范文第4篇

關(guān)鍵詞：虛擬樣機(jī)；機(jī)械設(shè)計；動力學(xué)；機(jī)械系統(tǒng)

之前，機(jī)械設(shè)計都必須在現(xiàn)場才能夠完成樣機(jī)試驗(yàn)，所以，應(yīng)用這樣的設(shè)計方法將會消耗更多的時間和大量的資金，而且設(shè)計效果也不會很好。但是，在機(jī)械設(shè)計的過程中，應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)能夠在設(shè)計階段全面分析好機(jī)械系統(tǒng)的特征。這樣就能在制造樣機(jī)之前處理好原本的設(shè)計問題，并且還可以減少資金的投入，節(jié)約更多的時間，提高機(jī)械設(shè)計的整體效率。由此可知，有關(guān)人員只有深入研究基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計方法，才能夠設(shè)計出更好的機(jī)械產(chǎn)品。

1優(yōu)化機(jī)械設(shè)計分析

在整個機(jī)械設(shè)計的過程中，設(shè)計者結(jié)束設(shè)計的基本工作后，一般需要采取某些有效的措施優(yōu)化設(shè)計。針對當(dāng)前的實(shí)際狀況，在優(yōu)化機(jī)械設(shè)計的過程中，常見的問題是求取目標(biāo)函數(shù)的最大值。在滿足控制變量的變化范圍和設(shè)計條件的情況下，設(shè)計者能夠根據(jù)選擇設(shè)計變量和分析函數(shù)來優(yōu)化機(jī)械設(shè)計。但是，通過計算機(jī)所具有的強(qiáng)大計算功能，利用設(shè)計變量改變再迭代求解的方法來仿真機(jī)械設(shè)計，這樣就能夠求取目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值?？偠灾诿恳淮畏抡娴倪^程中，只需要改變其中一個模型的設(shè)計變量，并且觀察仿真的結(jié)果，就能夠獲得物理量設(shè)定的最優(yōu)解。

2聯(lián)合設(shè)計控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)

在之前很長的一段時間中，設(shè)計者經(jīng)常需要測試、設(shè)計控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)。但是，控制系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)之間不存在任何聯(lián)系，而是兩個相互獨(dú)立的個體。因此，在聯(lián)合控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)以后，設(shè)計效果很難達(dá)到預(yù)期要求。針對當(dāng)前的實(shí)際狀況，能夠通過機(jī)構(gòu)控制一體化虛擬樣機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)聯(lián)合機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。這樣，要獲取更好的設(shè)計效果就非常簡單。在設(shè)計思路方面，聯(lián)合仿真設(shè)計實(shí)質(zhì)上是借助動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)仿真軟件，創(chuàng)建與機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計同樣含有控制目標(biāo)的動畫、動力學(xué)模型和三維實(shí)體模型。另外，在這樣的設(shè)計基礎(chǔ)之上，其基本條件就是得到相應(yīng)的電機(jī)模型和控制算法。

3機(jī)械系統(tǒng)所含有的有限元分析

機(jī)械系統(tǒng)所含有的有限元實(shí)質(zhì)上是指一種現(xiàn)代化用作分析結(jié)構(gòu)件的動態(tài)特性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的設(shè)計方法。由于有限元法有很好的通用性，能夠隨意用在任何的力學(xué)問題中，所以，有限元法在整個機(jī)械設(shè)計的過程中都得到了非常廣泛的使用。另外，有限元法屬于比較可靠的一種計算方法，通過有限元法能夠得知邊界條件和機(jī)械結(jié)構(gòu)形狀。由此可知，有限元法相對于虛擬樣機(jī)而言，是一種不能夠缺少的工具。

4機(jī)械系統(tǒng)的三維建模

如果要在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計時實(shí)現(xiàn)虛擬樣機(jī)，先要創(chuàng)建出三維實(shí)體的機(jī)械系統(tǒng)模型。針對當(dāng)前的實(shí)際情況，在創(chuàng)建三維實(shí)體的機(jī)械系統(tǒng)模型時，要處理好建立系統(tǒng)的復(fù)雜約束關(guān)系和創(chuàng)建外形復(fù)雜的零件模型這兩個主要問題。一般情況下，使用CAD軟件能夠妥善處理好系統(tǒng)的復(fù)雜約束關(guān)系和創(chuàng)建外形復(fù)雜的零件模型這兩個主要問題。對于二維CAD而言，市面上主流的三維CAD軟件可以更好地表達(dá)出產(chǎn)品的生產(chǎn)管理和技術(shù)信息。由此可知，在創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)模型的過程中，有效應(yīng)用三維CAD軟件具有十分重要的意義，同時，三維CAD軟件也將在整個建模過程中發(fā)揮十分重要的作用。在創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)中的各零部件模型時，設(shè)計者可以使用CAD軟件，并且有效地應(yīng)用實(shí)體造型技術(shù)和變量化設(shè)計技術(shù)。在完成機(jī)械系統(tǒng)中的各零部件模型后，還應(yīng)該采取某些措施連接好各個零件的模型。這樣，有助于實(shí)現(xiàn)物體的相對運(yùn)動。在添加約束副的過程中，應(yīng)該要確保實(shí)際情況與模型符合。這樣做，主要是為了確保實(shí)際產(chǎn)品與模型的密度、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)等內(nèi)容一致，進(jìn)而提高建模的準(zhǔn)確度。現(xiàn)在，大部分的CAD軟件都具有運(yùn)動/運(yùn)動學(xué)插件功能，它能夠通過關(guān)系裝配之后再將其映射在約束關(guān)系上，有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動的模擬。

5機(jī)械系統(tǒng)的靜力學(xué)計算和動力學(xué)仿真

在創(chuàng)建了機(jī)械系統(tǒng)模型后，可以使用動力學(xué)仿真方法將物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)替換掉，實(shí)質(zhì)上是指在計算機(jī)環(huán)境下完成物理樣機(jī)的數(shù)據(jù)采集和動作實(shí)驗(yàn)。而在機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真的過程中，仿真的準(zhǔn)確性將會受到驅(qū)動參數(shù)、三維模型和實(shí)際產(chǎn)品相似程度的直接影響。同時，動力學(xué)仿真方法的有效應(yīng)用是為了更好地計算輸出扭矩和驅(qū)動系統(tǒng)功率，以及選擇傳動系統(tǒng)的類型。另外，動力學(xué)仿真方法的有效應(yīng)用，計算、校核部件的運(yùn)動慣性力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能夠完成驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計。

6結(jié)束語

綜上所述，在實(shí)際工作中，應(yīng)用基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計方法，能夠在短時間內(nèi)幫助設(shè)計人員設(shè)計出具有優(yōu)異性能的產(chǎn)品。同時，設(shè)計者利用基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計方法，在虛擬的環(huán)境中能夠更加形象、直觀地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的性能測試和設(shè)計優(yōu)化。設(shè)計者針對參考虛擬環(huán)境所獲得的計算結(jié)果，能夠根據(jù)其自身積累的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計機(jī)械的系統(tǒng)。這樣能夠有效提高設(shè)計系統(tǒng)的質(zhì)量，同時，還能夠減少設(shè)計系統(tǒng)時出現(xiàn)的設(shè)計錯誤。

作者:許慈 單位:康尼機(jī)電股份有限公司

參考文獻(xiàn):

［1］陳佳佳.基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計方法研究［J］.科海故事博覽•科技探索，2014，12（22）：264-265.

［2］張鳴，任建平，毛鴻偉.基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計方法［J］.機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2016，23（11）：149-150.

機(jī)械設(shè)計研究范文第5篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)習(xí)興趣 課程設(shè)計

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械及相關(guān)專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性。在課程的學(xué)習(xí)過程中，需要綜合運(yùn)用多門先修課程中有關(guān)的知識與技能，教材中涉及的公式、圖線、表格、數(shù)據(jù)眾多，各章節(jié)之間沒有明顯的邏輯關(guān)系，從宏觀上看，缺乏系統(tǒng)性和規(guī)律性。而且，在研究該課程的相關(guān)問題時，思維活動往往需要沿多條線路交錯進(jìn)行：既要分析機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動情況、零件的載荷狀態(tài)，還要探討如何選材、如何保證良好的工藝性及經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)問題，設(shè)計者還要考慮到從設(shè)計到制造、使用及維護(hù)等方方面面的環(huán)節(jié)，十分復(fù)雜。學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計計算時，設(shè)計參數(shù)選擇的靈活性很大，設(shè)計結(jié)果不是唯一，評價設(shè)計結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)也不能簡單的用“對”或“錯”來衡量。這些特點(diǎn)都使得初學(xué)者難以適應(yīng)，也給教學(xué)者帶來了很大的困擾。為此，我將日常教學(xué)中的做法及想法做了如下總結(jié)，以求探索更好的教學(xué)方式來提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力。

一、教學(xué)內(nèi)容更加合理和具有針對性

機(jī)械設(shè)計是既注重理論又非常注重實(shí)踐的一門課程。但是，對于不同的辦學(xué)層次有著不同的要求。高職教育突出的是應(yīng)用型教育，因此，在課程內(nèi)容的設(shè)置上要難易適中，結(jié)合實(shí)際，實(shí)用夠用。在保證知識結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性和完整性的前提下，盡量縮減理論推導(dǎo)，把抽象的知識直觀化。如對一些繁難的公式會用就行，不必深究。在傳授基本知識的基礎(chǔ)上，適當(dāng)引入新知識，在課堂上增加一些現(xiàn)代設(shè)計方法的基本概念和基本方法的傳授。如在結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容中穿插三維造型設(shè)計；在典型零件的規(guī)范化設(shè)計中運(yùn)用計算機(jī)輔助設(shè)計來實(shí)現(xiàn)等。一些具有可比性的零部件可以合并講授，例如滑動軸承和滾動軸承，螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接，直齒輪設(shè)計和斜齒輪的設(shè)計等。

針對機(jī)械設(shè)計內(nèi)容多、雜、散的特點(diǎn)，采用“主線式”教學(xué)，即：

介紹類型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)工作情況分析失效形式及原因受力和應(yīng)力分析確立設(shè)計準(zhǔn)則選擇材料及熱處理方式設(shè)計計算結(jié)構(gòu)設(shè)計繪制工作圖等，讓學(xué)生在設(shè)計不同對象時掌握一些共通的設(shè)計方法和步驟。

二、采用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力

興趣是一種主觀能動性的體現(xiàn)，有了興趣就有了想認(rèn)知和進(jìn)一步認(rèn)知的動力，只有充分挖掘出學(xué)生學(xué)習(xí)中的主動性，才能真正使之全面而透徹的掌握機(jī)械設(shè)計這門課程。傳統(tǒng)中平鋪直敘、滿堂灌的教學(xué)方式已經(jīng)落伍，應(yīng)將教學(xué)過程組織成創(chuàng)設(shè)矛盾和充滿討論的過程，通過一定的由淺入深的問題激發(fā)矛盾，推動思維活動的展開，把學(xué)習(xí)的外向動機(jī)向內(nèi)向動機(jī)轉(zhuǎn)移，變學(xué)生的客體地位為主體地位，對一些知識點(diǎn)通過一系列的提問和啟發(fā)，讓學(xué)生利用已掌握的知識自己去尋求答案，對他們得到的結(jié)論給以積極而客觀的評價，把他們從自己得出的結(jié)論引向?qū)嶋H，進(jìn)而繼續(xù)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。這樣，在培養(yǎng)學(xué)生的理論水平的同時也加強(qiáng)了他們的素質(zhì)教育，提高了他們的自學(xué)能力，使得他們有了創(chuàng)新的渴求。創(chuàng)新是高科技發(fā)展的動力和源泉，是一個民族進(jìn)步的靈魂，也是我國21世紀(jì)人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)，在機(jī)械設(shè)計課程中可以增加機(jī)械零件認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)和機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力，學(xué)?？梢远ㄆ趯?shí)驗(yàn)室開放，讓同學(xué)們自己選擇儀器、自主對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)、設(shè)計等。

三、教學(xué)手段多樣化、現(xiàn)代化

課堂教學(xué)中充分利用實(shí)物模型、掛圖和多媒體等教學(xué)手段，課堂外可以采用現(xiàn)場教學(xué)、實(shí)地參觀等多種教學(xué)手段，多角度、多方位地培養(yǎng)學(xué)生。計算機(jī)多媒體技術(shù)聲畫并茂，圖文交互，包含大量的信息；對同一個內(nèi)容的處理可以采用語言、音樂、圖片、動畫等不同的方式呈現(xiàn)并有機(jī)結(jié)合在一起；能夠充分發(fā)揮多種感官功能，減少學(xué)習(xí)抽象概念的困難，大大提高了教學(xué)效率。如每一章的概述都會介紹各種傳動機(jī)構(gòu)或通用零件的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用，如果單純用語言描述，枯燥又抽象。如果能制作成動畫或截取一些實(shí)物的影象資料，就會使內(nèi)容簡練而生動。當(dāng)然這離不開好的課件，課件要與課堂充分結(jié)合在一起，要把知識點(diǎn)和教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合，提高課件的交互性。但是機(jī)械設(shè)計課程涉及的內(nèi)容繁雜，特點(diǎn)不一，也不能單純用多媒體，老師講解加板書對于一些復(fù)雜的推導(dǎo)可能給學(xué)生留出了更多的思考空間和時間，邏輯上更清晰一些。另外，現(xiàn)場教學(xué)也應(yīng)引起重視，通過現(xiàn)場案例教學(xué)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情減少他們的精神壓力，減少理論和實(shí)際的脫節(jié)，如果能進(jìn)行一些簡單的拆裝或機(jī)器的操作就能起到事半功倍的成效。

四、改革課程設(shè)計

課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，其基本目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識的能力，工程分析能力和運(yùn)用資料等基本設(shè)計能力，同時，也是對整個課程學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)。

目前，我們課程設(shè)計的題目仍然采用的是一級減速器的設(shè)計，由于資料不齊全，學(xué)生基本上是在經(jīng)過大量的計算，翻手冊之后，就照葫蘆畫瓢了。設(shè)計題目太過陳舊，跟不上時展，易使學(xué)生墨守成規(guī)。對此，其改進(jìn)措施是：針對一些基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)可以繼續(xù)選擇做減速器的設(shè)計或減速器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計；而針對一些基礎(chǔ)好的同學(xué)，可以讓學(xué)生選擇一些老師自己以前的科研課題的一部分加以改進(jìn)；或讓學(xué)生自己找感興趣的課題由老師加以指導(dǎo)來加強(qiáng)創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

在內(nèi)容上，還可以將原來的機(jī)械原理和機(jī)械零件的課程設(shè)計合在一起進(jìn)行，要求學(xué)生從總體方案設(shè)計到零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計一起完成，使設(shè)計更系統(tǒng)，完整，為鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，我們可向?qū)W生提供多個設(shè)計方案參與，學(xué)生也可提出自己更合理的設(shè)計方案。

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計，不給學(xué)生過多的限制，而應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性，為了解決學(xué)生對機(jī)械結(jié)構(gòu)知識普遍缺乏的問題，讓學(xué)生在設(shè)計前參觀機(jī)械傳動陳列室和實(shí)訓(xùn)中心，對學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計有所啟發(fā)。

對于學(xué)生中普遍存在的工藝知識和公差知識的缺乏，應(yīng)結(jié)合課程設(shè)計實(shí)際進(jìn)行必要的講解和補(bǔ)充，使學(xué)生通過設(shè)計全面掌握和鞏固機(jī)械設(shè)計的相關(guān)知識。在課程設(shè)計中我們還可以嘗試用課程設(shè)計CAI課件來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計，提高學(xué)生的積極性，另外，我們還積極鼓勵學(xué)生利用CAD軟件在計算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計，使學(xué)生通過課程設(shè)計來掌握現(xiàn)代化的設(shè)計手段和方法。

五、結(jié)束語

機(jī)械設(shè)計教學(xué)方法還需要不斷地改革，才能更適應(yīng)高職教育培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的需求。這是一個系統(tǒng)工程，涉及課程教學(xué)環(huán)節(jié)上的綜合配套。只有不斷地實(shí)踐，才能找到更加合適和有效的方法，我們應(yīng)該朝著這個目標(biāo)不斷地努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙亮培.計算機(jī)多媒體技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計”教學(xué)中的應(yīng)用.中國職業(yè)技術(shù)教育，2004.