機械設計的流程和方法

　　機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械效能的最主要的因素。以下是小編收集整理的關於機械設計的流程和方法，希望對你有幫助。

　　機械設計的流程

　　1、根據使用者訂貨、市場需要和新科研成果制定設計任務。

　　2、初步設計。包括確定機械的工作原理和基本結構形式，進行運動設計、結構設計並繪製初步總圖以及初步審查。

　　3、技術設計。包括修改設計***根據初審意見***、繪製全部零部件和新的總圖以及第二次審查。

　　4、工作圖設計。包括最後的修改***根據二審意見***、繪製全部工作圖***如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等***、制定全部技術檔案***如零件表、易損件清單、使用說明等***。

　　5、定型設計。用於成批或大量生產的機械。對於某些設計任務比較簡單***如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計等***的機械設計可省去初步設計程式。

　　機械設計的方法

　　專業現代

　　由機械設計和計算機專業人員共同開發的計算機軟體，能夠反映和描述機械產品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞的機理，可以定量分析和計算機械零件和機械的動態行為，並形成固定的設計程式，這就是專業的現代設計方法，如：振動分析和設計，摩擦學設計，熱力學傳熱設計，強度、剛度設計，溫度場分析等等。這些軟體都是在傳統的設計方法基礎上，應用計算機技術開發出來的。例如：用Pro/M軟體分析機械裝置的動態特性，用ANSYS軟體分析應力都是這方面很好的例子，為準確判斷裝置的可靠性和選擇設計引數奠定了基礎。

　　通用現代

　　為了滿足機械產品效能的高要求，在機械設計中大量採用計算機技術進行輔助設計和系統分析，這就是通用的現代設計方法。常見的方法包括優化、有限元、可靠性、模擬、專家系統、CAD等。這些方法並不只是針對機械產品去研究，還有其自身的科學理論和方法。

　　1 優化設計

　　機械優化設計是最優化技術在機械設計領域的移植和應用，其基本思想是根據機械設計的理論，方法和標準規範等建立一反映工程設計問題和符合數學規劃要求的數學模型，然後採用數學規劃方法和計算機計算技術自動找出設計問題的最優方案。它是機械設計理論與優化數學、電子計算機相互結合而形成的一種現代設計方法。

　　2 模擬與虛擬設計

　　計算機模擬技術是以計算機為工具“建立實際或聯想的系統模型”並在不同條件下對模型進行動態執行實驗的一門綜合性技術。而虛擬技術的本質是以計算機支援的模擬技術為前提，在產品設計階段，實時地並行地模擬出產品開發全過程及其對產品設計的影響，預測產品效能、產品製造成本、產品的可製造性、產品的可維護性和可拆卸性等，從而提高產品設計的一次成功率。這種方法不但縮短產品開發週期，也實現了縮短產品開發與使用者之間的距離。

　　3 有限元設計

　　這種方法是利用數學近似的方法對真實物理系統***幾何和載荷工況***進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。它不僅能用於工程中複雜的非線行問題、非穩態問題的求解，而且還可用於工程設計中進行復雜結構的靜態和動力分析，並能準確地計算形狀複雜零件的應力分佈和變形，成為複雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。

　　4 模糊設計

　　它是將模糊數學知識應用到機械設計中的一種設計方法。機械設計中就存在大量的模糊資訊。如機械零部件設計中，零件的安全係數往往從保守觀點出發，取較大值而不經濟，但在其允許的範圍內存在很大的模糊區間。機械產品的開發在各階段常會遇到各種模糊問題，雖然這些問題的特點、性質及對計策的要求不盡相同，但所採取的模糊分析方法是相似的。它的最大特點是，可以將各因素對設計結果的影響進行全面定量地分析，得出綜合的數量化指標，作為選擇決斷的依據。