现代设计和传统机械设计的比较分析

现代设计和传统机械设计的比较分析

邓锦飞

广东鼎泰机器人科技有限公司广东东莞523000

摘要：进入21世纪以来，在社会经济高速发展的背景下，我国科学技术得到了空前的进步发展，现代机械产品设计技术含量更高，并且更加注重创造性，在传统整体功能的基础上，加强了现代化设计方法与计算机技术的应用，产品设计质量、效率以及精度均得到了有效的提高，满足了社会发展对产品经济性、适应性与可靠性的需求。现代设计相比于传统设计，在功能、结构等方面具有着明显的优势。本文在比较现代设计方法与传统设计方基础上，进一步比较了现代机械设计特点与传统设计特点，其主要目的是进一步提升现代设计质量。

关键词：现代设计；传统设计；机械设计

所谓机械设计，主要是根据使用要求，对机械工作原理、结构以及运动方式等方面加以构思，并且将其转变为人为制造的工作过程。传统机械设计主要是指以强度与低压控制为核心，展开安全系数设计、经验设计以及机电分离设计等。随着我国科学技术的不断进步发展，现代机械设计加强了现代计算机技术与现代设计方法的应用，在确保传统机械整体功能的基础上，提高了产品设计质量、效率与精度，满足现如今市场产品在经济性与可靠性等方面的需求。

1.现代设计方法与传统设计方法比较

1.1传统设计方法

传统设计方法主要是以直觉设计、经验设计以及静态设计为基础，通常情况下，所采用的设计方法有两种，分别是理论设计与经验设计，接下来两种设计方法加以详细介绍，（1）理论设计方法。理论设计主要是指依据长时间设计累计的设计理论与实验数据所进行的的设计，这种设计方法主要缺点在于考虑问题不够全面，例如安全系数过大的情况下，将会无形中增加了产品的体积，反之无法确保产品的安全性，造成上述问题存在的主要原因是设计过程中，实际情况是复杂多变的。（2）经验设计主要是指依据某零件已有的设计方法与经验采用类比方式进行的设计，或者是按照设计人员个人的设计经验进行的设计[1]。但是随着设计产品的技术含量的不断提高，尤其是现如今的产品更新速度不断加强的情况下，经验类比设计方法已经远远满足不了市场的需求，其主要原因在于难以确保设计质量、效率与精度。

1.2现代机械设计方法

现代设计方法，主要是以思维科学、设计理论系统工程为基础上，并且加强了现代计算机技术与现代设计方法等的应用，相比传统机械设计方法，有效提高了设计质量、效率与精度。具体而言，传统机械设计方法是静态系统，主要是依据经验进行设计，并且采取的是纯手工手段；现代机械设计是动态设计，采取的是机械手段，在设计方法方面相比传统设计方法更可靠、更优化[2]。

现代设计将传统设计方法当中所涉及到的变量，例如材料强度、尺寸以及应力等，均当成随机变量。在实际设计过程中，主要是根据产品的安全性、可靠性等硬性指标要求，采用概率拥挤方法得出零部件与元器件的主要结构参数与尺寸。值得注意的是根据概率论的观点，安全系数必须与产品对应的可靠性能够联系在一起，才具有意义。例如采用传统机械设计方法设计制造出的零部件，一旦安全系数大于1，就不应该是失效的，但是在实际应用当中，安全系数较大的零部件也极有可能出现失效现象，其主要原因是按照传统设计方法，安全系数过高的零部件只是在某方面满足了设计要求，由于经验性与盲目性，难以实现最优化效果。现代设计跳出了传统设计固有的思维，在符合一系列要求设计基础上，利用现代计算机软件求出了满足设计优化效果的设计参数[3]。此外，传统机械设计需要投入较多人力进行资料检索、手工计算与绘图，耗费了大量的人力、物力以及财力，并且设计质量难以保障。现代机械设计，主要是利用计算机高速运算功能与人创造力相结合，提高了设计速度，同时确保了设计质量。

2.现代机械设计与传统设计特点比较

现代科学技术的迅速发展与计算机的普及使用，为现代机械设计奠定了良好的基础。现代机械设计与传统机械设计相比较，在技术等方面表现出了明显的优势。下面将从几个方面详细介绍现代机械设计与传统设计特点，并加以比较。（1）传统机械设计思维较为被动，其主要原因在于传统机械设计需要依靠经验或者是灵感，从而思维受到限制，显得较为被动；现代机械设计具有较强的主动性，其主要原因科学技术的迅速发展，同时市场竞争日益剧烈，人们只有加快产品更新速度，才能确保产品在市场竞争过程中占有一定的优势，为此，就需要不断提出新的开发目标与设想，同时运用现有最为先进的科学技术加以创造出全面的产品。传统机械设计仅仅依靠经验难以满足市场需求。（2）传统设计注重机械本身预定功能的实现，现代机械设计注重对象的融入，并且系统作出设计，将预定功能进行合理分配，有助于实现最优化设计[4]。此外，现代机械设计还考虑到了机械设备在生产、投入使用以及回收等环节与环境之间的关系，有助于减少环境污染。（3）现代机械设计对传统机械强度等方面设计进行了有效强化，尤其是有限单元法与断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计当中的应用，促进了设计人员强度设计能力的提升。此外，现代消费者对机械产品的需求逐渐从实用性转变为物质与精神享受并重的层次，这对机械设计在艺术与美学等方面提出了更高的要求，只有采用现代先进设计方法与计算机技术现代机械设计才能满足这一需求。（4）传统机械设计需要耗费大量时间，大量成本；现代机械设计所需时间较短，所消耗的资金较少。传统机械设计通常是根据目标与任务迅速制定一个设计方案，并且依据方案制造出样机，然后对样机进行评定、考核，反复进行修改，直至方案十分满意为止，整个设计过程所耗费的时间过长，消耗大量资金。现代机械设计主要是根据各种给定的条件，运用优化设计参数与设计方法，借助计算机求出最优的设计参数与设计方案，并且可以将优化设计意识延伸到茶农的总体方案论证、产品结构等设计方面，产生了遗传算法以及模糊算法等新理论方法[5]。（5）传统机械设计受到固定思维的限制，现代机械设计通过计算机弥补了这一缺陷。在传统机械设计过程中，各环节均需要众多部门参与，例如产品概念设计、技术设计以及计算工时成本等均需要众多部门的参与，造成设计需要耗费大量时间。然而现代机械设计，在设计人员制定设计方案过程中，便可以利用计算机同时获取后续过程相关信息，有助于设计人员及时修改设计方案，从而能够短时间内获取一个全面、综合的最优化设计方案。

3.结语

综上所述，在社会经济高速发展的背景下，我国科学技术得到了空前的发展，尤其是计算机技术的发展，在社会各领域当中得到了广泛的应用，均取得了良好的效果。计算机技术在现代机械设计当中的应用，弥补了传统机械设计的缺陷，主要是将众多学科领域知识进行有效融合，并将其应用在机械设计当中，有效提高了设计质量、效率与精度。鉴于此，现代机械设计人员需要掌握现代机械设计有关知识，并且建立全局观念，才能更好进行现代机械设计。

参考文献：

[1]王万新，王会.现代设计方法和传统机械设计的比较[J].德州学院学报（自然科学版），2002，（04）：100-102.

[2]周继惠，曹青松，宋京伟，钟建伟.传统机械优化设计方法和遗传算法的比较[J].华东交通大学学报，2002，（04）：65-67-79.

[3]李才运.现代设计和传统机械设计的比较[J].科技资讯，2012，（10）：97.

[4]孙勇.中国传统园林艺术与现代园林景观设计的比较研究[J].大众文艺，2012，（12）：61-62.

[5]李龙，李国新.机械设计中对现代设计技术应用的分析[J].机电信息，2012，（21）：103-104.