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1、机械设计方法简介1. 传统设计方法简介自工业革命至计算机出现以前，随着力学和材料科学的发展，已 经形成了机械的运动学、动力学和工作能力的较为完整的分析与设计 方法，这些方法称为传统设计方法。在传统设计方法中，机械的方案设计，即机构的选型和传动系统 的布局，主要依靠设计者的经验，并参考类似机械的设计经验，即通 过类比分析的方法进行。主要机械零件工作能力的分析与设计，一般 以力学理论为基础，但是常常将复杂问题作某种简化，得出近似公式 或经验公式。因此，传统设计方法主要存在以下不足。（1）简化、假定及经验公式较多，真正的理论分析欠缺，影响 了设计质量。（2）设计工作周期长、效率低，不能满足市场竞争激
2、烈、产品 更新换代速度加快的新形势。（3）方案设计过分依靠设计者个人的经验和水平，技术设计一 般满足于获得一个可用的方案，而不是最佳方案。综上所述，传统设计方法具有凭直觉设计、类比设计、经验设计、 半经验设计等弊病。尽管传统设计方法有以上种种弊病、现代设计方 法已经兴起，但是传统设计方法是基础，目前仍然被广泛使用，作为 一名设计工作者应该首先掌握传统设计方法，才能进一步学习现代设计方法。2. 现代设计方法简介计算机的出现为设计提供了更先进的设计手段，从而推动了设计 理论的发展。近三十年来，机械设计方法发生了很大变化，出现了许 多现代设计方法，下面简介三种方法。1） 计算机辅助设计计算机辅助设计
3、（computer-aided design, CAD）就是利用计算机 运算快速准确、存储量大和逻辑判断能力强等特点，借助于计算机完 成设计工作的一种现代设计方法。相对于传统设计方法，有如下主要 优点。（ 1）显著提高设计效率，大大缩短设计周期，加快产品的更新 换代，增强市场的竞争能力。（ 2）能在较短时间内给出多个方案供设计者比较、分析、选择 以确定最佳方案。（ 3）把设计人员从烦琐的计算、绘图等重复工作中解脱出来， 将时间和精力集中到创造性工作中。计算机辅助设计这个术语已经出现三十多年，早期的计算机辅助 设计局限在借助于计算机进行分析、设计、绘图。现在市场上已经有 了很多通用和专用计算机软
4、件，包括绘图软件、运动分析软件、有限 元分析软件等。2)优化设计(optimal design)设计一个机械零部件时，希望得到一个最优方案。所谓最优，即 使某一项指标达到最小或最大。由于机械设计问题的复杂性，这个求 最小值或最大值的问题并不是用微分的方法求极值就能简单地予以 解决。数学规划理论提供了很多求优的数值方法，这些方法都以在计 算机上进行大量的数值迭代计算为基础，将具体设计问题的物理模型 转换为数学模型后，就可以用这些优化方法了。 选用适当的优化方 法，即可得出最佳设计方案。3) 可靠性设计机械可靠性设计(reliability design)也称概率设计，是将概率论、 数理统计、失效物理和机械学相结合而形成的一种综合性设计技术。 它的特点是将常规设计方法中所涉及的物理量都视为按某种规律分 布的随机变量，用概率统计的方法确定零部件的主要参数和尺寸，使 机械满足所提出的可靠性指标。综上所述，现代设计方法具有先进性、优化性、系统性、综合性 等优点，得到了越来越广泛的应用。
机械设计方法简介
