Ⅰ 机械设计都有哪些现代设计方法
机械设计的现代设计方法:
一、专业现代
由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件,能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理,可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为,并形成固定的设计程序,这就是专业的现代设计方法,如:振动分析和设计,摩擦学设计,热力学传热设计,强度、刚度设计,温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上,应用计算机技术开发出来的。例如:用Pro/M软件分析机械装置的动态特性,用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子,为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。
二、通用现代
为了满足机械产品性能的高要求,在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析,这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究,还有其自身的科学理论和方法。
1、优化设计
机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根据机械设计的理论,方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型,然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。
2、仿真与虚拟设计
计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提,在产品设计阶段,实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等,从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期,也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。
3、有限元设计
这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解,而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析,并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。
4、模糊设计
它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中,零件的安全系数往往从保守观点出发,取较大值而不经济,但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题,虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同,但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是,可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析,得出综合的数量化指标,作为选择决断的依据。
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。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求,一般有:最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的,而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重,统筹兼顾,使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去,设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展,制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。
Ⅱ 现代机械的设计方法有哪些
1)信复息论方法, 如信息分析法、制技术预测法等。它是现代设计方法的前提。
2)系统论方法, 如系统分析法、人机工程以及面向产品生命周期的设计。
3)控制论方法, 如动态分析法等。
4)优化论方法, 它是现代设计方法的目标。
5)对应论方法, 如相似设计、反求工程设计等。
6)智能论方法, 如CAE 、并行工程、人工智能等是现代设计方法的核心。
7)寿命论方法, 如可靠性设计、价值工程和稳健性设计等。
8)离散论方法, 如有限元和边界元方法。
9)模糊论方法, 如模糊评价和决策等。
10)突变论方法, 如创造性设计等。它是现代设计方法的基础。
11)艺术论方法 , 如艺术造型等。
Ⅲ 机械设计方法如何分类
机械设计方法,可以从不同的角度做出不同的分类。目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为常规的(或传统的)设计方法,近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。本节主要阐明常规设计方法,至于现代设计方法在下一节中介绍。机械的常规设计方法可概括地划分为以下三种:
(1)理论设计。
根据长期研究与实践总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计,称为理论设计。理论设计的计算过程分为设计计算和校核计算两部分,如图4-13所示。前者是指按照已知的运动要求,载荷情况及零、部件的材料特性等,运用一定的理论公式设计零、部件尺寸和形状的计算过程。设计计算多用于能通过简单的力学模型进行设计的零、部件,如转轴的强度、刚度计算等;后者是指,先根据类比法、实验法等其他方法初步定出零、部件的尺寸和形状;再用理论公式进行精确校核的计算过程,它多用于结构复杂,应力分布较复杂,但又能用现有的应力分析方法(以强度为设计准则时)或变形分析方法(以刚度为设计准则时)进行计算的场合。理论设计可得到比较精确可靠的结果,重要的零、部件大都选择这种方法。
(2)经验设计。
根据对某些零、部件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式,或根据设计者本人的工作经验用类比的办法所进行的设计称为经验设计。对一些次要的零、部件;或者对于一些理论上不够成熟或虽有理论但没有必要用繁复、高级的理论进行设计的零、部件大多采用这种设计方法。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件,是很有效的设计方法,例如,箱体、机架、传动零件的各结构要素的设计等,如图4-14所示。
图4-15汽车模型制作
Ⅳ 机械设计的一般流程是什么
1、整体规划 输出: 计划书
2、计划书:说明产品开发的意义、内容、费用、期限的文件
3、设计阶段 输出:设计计划书、设计规格书(包含计算书)
4、设计计划书:整体设计工作如何进行的计划书,最好利用产品的WBS文件,保证合理性;
5、规格书:表示机械基本性能的文件;这些参数部分来自于市场/客户,是我们追求的目标;另一部分这是通过计算形成的;这里的数据尽量准确,而且但同时又要给出一个合理的调节范围,因为现场情况复杂,客户并不能给出准确的需要,又或者这种需要本身就是多样的,
6、草图阶段 输出:产品原理图
7、产品原理图:产品的原理图/方案图,这里尽量多给出不同的方案,比较各个方案;
8、产品原理图+设计规格书=creo中的记事本lay文件+整机骨架文件
9、计划图阶段 输出:计划图
10、计划图:相当于各个功能模块的具体设计,理论上应该产品的全部的设计信息,形状、规格、尺寸,但是实际中工程图信息不便于包含在三维组件中,尤其采用协同设计时,骨架文件传递过来的尺寸信息没有办法设置公差,公差配合标注也不够方便
11、计划图=部件的骨架文件+组件
12、工程图阶段 输出:零件工程图
13、工程图:零件的加工指定图,包含零件的全部信息
14、装配图阶段 输出:装配图、检验文件、使用说明书
15、装配图:指明各个零件的装配关系,模拟实际的装配过程,发现存在的问题,装配图中还应该包括主要性能尺寸的标注,装配方法的要求,装配效果的约束,
16、对于运动方式比较简单的产品=creo的装配件,但是如果是比较复杂的运动=creo仿真文件
17、检验文件:包含内容有对装配图中的主要尺寸进行检验的说明、对设计功能进行试装验证的说明
18、使用说明书:产品的使用说明。
(4)机械型工作设计方法源于什么扩展阅读:
机械设计(machine design),根据使用要求对机械的工作原理、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、润滑方法等进行构思、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。
机械设计的主要流程:
1、根据用户订货、市场需要和新科研成果制定设计任务。
2、初步设计。包括确定机械的工作原理和基本结构形式,进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。
3、技术设计。包括修改设计(根据初审意见)、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。
4、工作图设计。包括最后的修改(根据二审意见)、绘制全部工作图(如零件图、部件装配图和总装配图等)、制定全部技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)。
5、定型设计。用于成批或大量生产的机械。对于某些设计任务比较简单(如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计等)的机械设计可省去初步设计程序。
参考资料来源:网络--机械设计
Ⅳ 毕业设计中的设计的方法是什么意思
工作设计的方法
(1)基于工作效率的设计方法:机械型工作设计法。强调找到一种使效率最大化同时最简单的方式来对工作进行组合,通常包括降低工作的复杂程度,尽量让工作简单化。这种基于工作效率的设计方法使得工作安全、简单、可靠,使得员工工作中的精神需要最小化。
(2)基于工效学思想的设计方法:生物型工作设计方法和直觉运动型工作设计方法。1)生物型工作设计方法通常用于体力要求比较高的职位的工作设计,目的是降低某些特定的职位对于体力的需求,从而使得任何人都能够完成这些职位上的工作,该方法非常关注对机器和技术的设计。2)直觉运动型工作设计方法关注人的心理能力和心理局限,这种方法通常通过降低工作对于信息加工的要求,来改善工作的可靠性和安全性。
(3)基于人际关系理论及工作特征模型理论的设计方法:激励型工作设计方法。该方法通过工作扩大化、工作丰富化、工作轮换、自主性团队、工作生活质量等来提高工作的激励性。
1)工作扩大化。该方法是在横向水平上增加工作任务的数目或变化性,将原来狭窄的工作范围、频繁重复的情况加以改善,使工作多样化。主要包括延长工作周期、增加职位的工作内容和包干负责制三种方式。
2)工作丰富化。关注提高工作的挑战性、意义性和完整性等方面,有利于在工作特征上得到改进。主要包括任务组合、构建自然性工作单元、建立员工——客户关系、纵向扩充工作内涵、开放反馈的渠道等方式。优点是:认识到员工在社会需要方面的重要性,可以提高员工的工作动力、满意度和生产率,降低缺勤率和离职率;缺点是:成本和事故率都比较高,还必须依赖管理人员来控制。
3) 工作轮换。是将员工轮换到另一个同样水平、技术要求相接近的工作职位上去工作。应遵循的原则:对于过于敏感或有高度机密性的职位,不适合经常调动;明确哪些职位之间可以互相轮换。优点是:丰富了工作内容,减少员工对工作的枯燥单调感,使员工的工作积极性得到提高;员工能学到更多的技能,提高对环境的适应能力,也为员工的职业生涯设计提供参考。缺点是:使训练员工的成本增加,而且一个员工在转换工作的最初时期效率较低,此外,变动一个员工的岗位就意味着其他相关联的岗位会随之而变动,会增加管理人员的工作量和工作难度。
4)自主性工作团队。自主性工作团队是工作丰富化在团体上的应用。自主性工作团队对工作有很高的自主管理权,包括集体控制工作速度、任务分派、休息时间、工作效果的检查方式等,甚至可以有人事挑选权,团队中成员之间相互评价绩效。适合于扁平化和网络化的组织结构。
5)工作生活质量。内容如下:1)满足员工参与管理的要求,企业领导者应当鼓励员工积极地参与企业的管理和决策活动。2)满足员工对工作内容更具挑战性、更富有意义的需求。3)满足员工轮流进行工作和学习的要求,帮助员工学习新知识、掌握新技能。4)满足员工个人享有更多非物质激励的需求,给员工提供更多的发展空间。
(4)工作设计的综合模式:社会技术系统。它强调确立工作群体的工作职责并平衡工作的社会和技术部分。社会技术系统是一种工作设计技术,更是一种哲学观念,其核心思想是:如果工作设计要使员工更具生产力而又能满足他们的成就需要,就必须兼顾技术性与社会性,技术性任务的实施总要受到企业文化、员工价值观及其他社会因素的影响。
自主性工作团队的特性不包括(C)。1
A.整个团队对最终产品负责
B.团队成员能执行所有或绝大多数任务
C.对团队产品的检查由另一个团队进行
D.绩效反馈以整个团队为对象
在工作设计中,通过对机器和技术的设计来降低职位对于体力的要求,这种工作设计方法的理论依据是(C)。1
A.科学管理原理
B.人际关系理论
C.工效学原理
D.工作特征模型理论
工作丰富化的实现手段有(BCDE)。2
A.任务拆分
B.与客户建立联系
C.纵向扩充工作内涵
D.开放反馈渠道
E.让员工从事完整的工作
工作轮换的缺点是(ABE)。2
A.训练员工的成本增加
B.员工在转换工作的初期效率较低
C.降低了员工的工作积极性
D.使员工的离职率升高
E.增加了管理人员的工作量和工作难度
Ⅵ 职位设计有哪些方法最常用的方法是什么
根据研究表明,经常使用的涉及职位设计的方法一共有四种,分别为机械型职位设计,激励型职位设计,生物型职位设计以及知觉运动型职位设计。然而这是西方的一些先进理念和方法论,根据伯特咨询多年服务于国内外知名企业的经验,我们认为更适合国内企业运用的方法是机械型职位设计法和激励性职位设计法。
机械型职位设计法的主要元素是工作专门化,技能多样性以及工作方法选择方面的自主权。机械型职位设计法扎根于古典工业工程学,强调的是找到一种不仅能够使得效率最大化,而且还是最简单的方式来对工作进行组合和建构,让工作变得尽量简单,从而使人和人只要经过快速培训就能很容易完成工作。这种方法强调的是,围绕工作任务的专门化、技能的简单化以及重复性这些概念来设计岗位。按这种方法设计职位,企业能够减少它对能力较高的员工的需求,这种方法常用于制造类、装配类行业,这种职位设计方法的关键就在于流程最合理的拆解和组合。
而激励型职位设计法在组织心理学和管理学文献中可以找到深厚的基础,它的主要元素是决策自主性、任务重要性和独立性。这种职位设计方法强调的是对任职者的心理意义和激励潜力产生影响的那些工作特征;把一些态度变量(如满意度、内在激励、工作投入以及像绩效、出勤率等一些行为变量)视为职位设计的最重要结果。很多设计职位扩大化(扩大需要完成的工作任务类型)、职位丰富化(赋予任职者更多自主决策权)以及自我管理式工作团队的工作,都可以通过激励型职位设计法找到参考。这有助于领导权的分散,而研究表明,这种领导权分散的做法能提升整个团队的绩效——尤其在团队成员和客户需要直接产生大量人际互动的服务类职位之中。
如果对另外两种岗位设计方法感兴趣,可以联系我们伯特咨询。伯特咨询度中西方人力资源管理体系都有着充足的理论知识基础和服务经验,能提供设计人力资源管理方方面面的咨询服务以及解决方案设计服务。
此外,伯特咨询还推荐一个比较完整的模型“职位特征模型”来体现职位设计会怎样影响员工们的反应,这个模型主要从五个特征对一个职位加以描述,分别为(1)技能多样性,(2)任务完整性,(3)自主性,(4)反馈性,(5)任务重要性,而这五种职位特征通过影响三种关键的心理状态“体会到的意义”,“责任”以及“对结果的了解”来决定了这一个职位的激励潜能。
Ⅶ 机械设计的设计方法学
设计方法学的目的是将设计思维上升为理性过程,从而使设计能循一定的逻辑进行,使更多的设计人员能作出好的设计。它大致包括以下一些内容:
1、将设计的阶段分得很细,使每一阶段成为有章可循和有理可据的思维活动。
2、将成功的或良好的设计储存起来,建立设计资料库,以供以后设计时参考或采用。
3、在设计工作中引进价值工程的概念和方法,对设计中的矛盾进行功能与成本的权衡,以获得良好的使用效果。
4、在设计中采用摩擦学、振动学、断裂力学、有限元法、可靠性设计、优化设计、系统工程、人类工程学等新兴学科的知识,提高设计的科学性,减少盲目性。
5、将设计工作范围扩大,向前延伸到市场预测,向后延伸到售后服务。
6、运用计算机辅助设计以减少设计劳动量、提高设计速度和设计质量。
Ⅷ 机械零件设计的方法步骤是什么
机械零件的常规设计方法有以下几种。
1、理论设计。所谓理论设计,就是根据设计理论和实验数据所进行的设计。它又可分为设计计算和校核计算两类。设计计算是根据零件的工作情况,选定计算准则,按其所规定的要求计算出零件的主要几何尺寸和参数。校核计算是先按其他方法初步拟定出零件的主要尺寸和参数,然后根据计算准则所规定的要求校核零件是否安全。由于校核计算时已知零件的有关尺寸,因此能计入影响强度的结构因素和尺寸因素,计算结果比较精确。
2、经验设计。经验设计是指根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。它主要适用于使用要求变动不大而结构形状已典型化的零件,如箱体、机架、传动零件的结构要素等。
3、模型实验设计。这种设计主要是针对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件,根据初步设计的结果,按比例制成小尺寸的模型,采取实验手段对其各方面的特性进行检验,再根据实验结果对原设计进行逐步修改,从而达到完善的设计。模型实验设计是在设计理论还不成熟,已有的经验又不足以解决设计问题时,为积累新经验、发展新理论和获得好结果而采用的一种设计方法。但这种设计方法费时、耗资,一般只用于特别重要的设计中。
机械零件设计的一般步骤:
(1)选择零件的类型和结构要根据零件的使用要求,在熟悉各种零件的类型、特点及应用范围的基础上进行。
(2)分析和计算载荷。根据机器的工作情况,确定作用在零件上的载荷。
(3)选择合适的材料。根据零件的使用要求、工艺要求和经济性要求选择合适的材料。
(4)确定零件的主要尺寸和参数。根据对零件的失效分析和所确定的计算准则进行计算,确定零件的主要尺寸和参数。
(5)零件的结构设计。应根据功能要求、工艺要求、标准化要求,确定零件合理的形状和结构尺寸。
(6)校核计算。只对重要的零件且有必要时才进行这种校核计算,以确定零件工作时的安全程度。
(7)绘制零件的工作图。
(8)编写设计计算说明书。
机械零件设计是从机器的工作原理、承载能力、构造和维护等方面研究通用机械零件的设计问题,其中包括如何合理确定零件的形状和尺寸、如何合理选择零件的材料以及如何使零件具有良好的工艺性等。
Ⅸ 机械设计的方法有哪几种,说出其步骤
机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。
1、新型设计 应用成熟的科学技术或经过专实验证明属是可行的新技术,设计过去没有过的新型机械。
2、继承设计 根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新,以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。
3、变型设计 为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。
主要程序 1、根据用户订货、市场需要和新科研成果制定设计任务。 2、初步设计。包括确定机械的工作原理和基本结构形式,进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。 3、技术设计。包括修改设计(根据初审意见)、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。 4、工作图设计。包括最后的修改(根据二审意见)、绘制全部工作图(如零件图、部件装配图和总装配图等)、制定全部技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)。 5、定型设计。用于成批或大量生产的机械。对于某些设计任务比较简单(如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计等)的机械设计可省去初步设计程序。
Ⅹ 机械零件的设计步骤是什么 急求啊!!
机械零件的常规设计方法有以下几种。
1、理论设计。所谓理论设计,就是根据设计理论和实验数据所进行的设计。它又可分为设计计算和校核计算两类。设计计算是根据零件的工作情况,选定计算准则,按其所规定的要求计算出零件的主要几何尺寸和参数。校核计算是先按其他方法初步拟定出零件的主要尺寸和参数,然后根据计算准则所规定的要求校核零件是否安全。由于校核计算时已知零件的有关尺寸,因此能计入影响强度的结构因素和尺寸因素,计算结果比较精确。
2、经验设计。经验设计是指根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。它主要适用于使用要求变动不大而结构形状已典型化的零件,如箱体、机架、传动零件的结构要素等。
3、模型实验设计。这种设计主要是针对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件,根据初步设计的结果,按比例制成小尺寸的模型,采取实验手段对其各方面的特性进行检验,再根据实验结果对原设计进行逐步修改,从而达到完善的设计。模型实验设计是在设计理论还不成熟,已有的经验又不足以解决设计问题时,为积累新经验、发展新理论和获得好结果而采用的一种设计方法。但这种设计方法费时、耗资,一般只用于特别重要的设计中。
机械零件设计的一般步骤:
(1)选择零件的类型和结构要根据零件的使用要求,在熟悉各种零件的类型、特点及应用范围的基础上进行。
(2)分析和计算载荷。根据机器的工作情况,确定作用在零件上的载荷。
(3)选择合适的材料。根据零件的使用要求、工艺要求和经济性要求选择合适的材料。
(4)确定零件的主要尺寸和参数。根据对零件的失效分析和所确定的计算准则进行计算,确定零件的主要尺寸和参数。
(5)零件的结构设计。应根据功能要求、工艺要求、标准化要求,确定零件合理的形状和结构尺寸。
(6)校核计算。只对重要的零件且有必要时才进行这种校核计算,以确定零件工作时的安全程度。
(7)绘制零件的工作图。
(8)编写设计计算说明书。
机械零件设计是从机器的工作原理、承载能力、构造和维护等方面研究通用机械零件的设计问题,其中包括如何合理确定零件的形状和尺寸、如何合理选择零件的材料以及如何使零件具有良好的工艺性等。